項目名稱：    SARS發病機制研究

推薦單位：    教育部

項目簡介：    本項目屬于基礎醫學研究領域。SARS自2002年年底在我國爆發，數月間對人民健康和國家經濟建設造成極大損失。作為新發傳染病，當時人們對其在發病機制、診斷和治療上都存在著相當的混亂。因此，從發病機制、藥物篩選和疫苗研制等方面對SARS開展全面系統深入的研究，是認識并最終戰勝這種新生疾病的關鍵。

課題組在SARS肆虐之際，承擔了危險艱巨的SARS尸體解剖研究工作，在國家“863”計劃和國家自然基金的支持下，從病理學、免疫學和生物安全等角度對SARS這一新發傳染病進行了深入系統的研究。建立了世界上最全面和豐富的SARS人體組織標本庫；率先提出SARS病毒除了感染肺臟之外，還侵犯免疫系統、腸、腎、腦等多種組織器官和細胞，同時提出免疫系統的直接和間接損傷是SARS病情惡化的關鍵，免疫系統的破壞程度和機體的抵抗修復能力之間的平衡是SARS病理機制的主要矛盾，而肺部的感染和繼發感染是由于免疫系統的損傷才得以加重。這一理論屬中國首創，為SARS的各種臨床表現和試驗檢測結果提供了合理解釋，也為今后SARS的預防、診斷和治療以及人患禽流感等新生傳染病提供了理論依據。此外，利用密碼子優化后的S基因以及帶有熒光素酶報告基因的HIV核心序列建立了SARS 病毒S蛋白的假病毒體系；利用該體系從中藥小分子庫中篩選出具有阻斷病毒侵染細胞功能的兩種化學小分子；闡明了SARS病人血清中的中和抗體的特點以及SARS病毒S蛋白上的中和表位分布，將免疫信息學原理和技術用于病毒抗原表位的研究，發現了SARS病毒蛋白中的特異性CTL表位，從體液免疫和細胞免疫兩方面對機體特異性抗SARS病毒的免疫機制進行探討，為研制抗SARS疫苗提供新思路。

上述研究工作已發表在國內外學術期刊上，他引總次數已達254次;10篇代表性論文平均影響因子為7.23。至今該項目所有論文影響因子總和已達111。課題組提出的新觀點和新理論已得到國際學術界的高度評價，我們的原創性研究工作屬世界領先水平。

主要發現點：  1、病理學發病機制研究：建立了世界上最全面和豐富的包括全身所有重要器官組織在內的SARS人體組織標本庫；率先提出SARS病毒感染直接和間接侵犯肺以外的多種細胞和臟器（包括呼吸道上皮細胞、血管內皮細胞、腦神經元、腸上皮細胞、免疫淋巴細胞、巨噬細胞、腎小管上皮細胞、成纖維母細胞和免疫系統、腸、腎等）。患者的免疫系統和功能在發病早期就受到直接和間接的嚴重破壞，急性免疫功能降低和紊亂是SARS發病和病情惡化的關鍵。這一理論對SARS的預防、診斷、治療、預后跟蹤和疫苗的研發都有極其重要的指導意義。(病理解剖學；代表性論文第1、3篇)

2、免疫學發病機制研究：利用密碼子優化后的S基因以及帶有熒光素酶報告基因的HIV核心序列建立了SARS 冠狀病毒S蛋白的假病毒系統，并通過康復期SARS病人的血清中和實驗證明這種假病毒可以模擬SARS病毒侵染細胞的過程。運用該假病毒分析了SARS冠狀病毒的細胞感染譜，通過表達性克隆的方法克隆了SARS病毒的受體ACE2，分析了S蛋白與受體ACE2結合的主要區域。（病毒學；代表性論文第9篇）

3、藥物篩選研究：利用假病毒體系從中藥小分子庫中篩選出具有阻斷病毒侵染細胞功能的兩種化學小分子。（病毒學；代表性論文第10篇）

4、疫苗研究：闡明了SARS病人血清中的中和抗體的特點以及SARS病毒Spike蛋白上的中和表位分布，為SARS病毒的疫苗制備提供了理論基礎（病毒免疫學；代表性論文第7、8篇）;此外，將免疫信息學原理和技術應用于病毒抗原表位的研究，發現了SARS病毒蛋白中的特異性CTL表位并研制了相應的抗原肽疫苗。（細胞免疫學、生物信息學；代表性論文第4、5、6篇）

主要完成人：  1.   顧江

負責課題總體設計、組織實施、分析數據，撰寫論文；是第一個主要發現點“SARS發病機制理論”的主要提出者，這一理論為“SARS病毒除了感染患者肺臟之外，還嚴重侵犯免疫系統，造成直接和間接的免疫損傷及免疫反應紊亂，免疫系統的破壞程度和修復能力是SARS病理機制的關鍵”。本人在該項研究中的工作量占本人工作量的60％。

2.   陳慰峰

領導抗SARS-CoV感染所致的特異性T細胞免疫應答及抗體應答的課題研究，負責總體設計，新試驗研究方法的采用，SARS-CoV的S抗原重組蛋白的表達、純化及免疫印跡方法的建立，對研究結果的分析及課題的發展，總結書寫英文論文。

組織與香港科技大學的合作及科研基金的申請，支持抗SARS-CoV的免疫研究。

在國際上首次證明SAR-CoV感染后，病人能在恢復期獲得特異T細胞的保護性免疫，其特異抗體應答不同于既往冠狀病毒感染所致的回憶性抗體應答。

本人在該項研究中的工作量占本人工作量的60%。

3.   鄧宏魁

對主要發現點中的第2、3點作出創造性貢獻，在該項研究中的工作量占本人工作量的60%。

用密碼子優化后的S基因以及帶有熒光素酶報告基因的HIV核心序列建立了SARS 冠狀病毒S蛋白的假病毒系統，并通過康復期SARS病人血清中和實驗證明這種假病毒可以模擬SARS病毒侵染細胞的過程。運用該假病毒分析了SARS冠狀病毒的細胞感染譜，通過表達性克隆的方法克隆了SARS病毒的受體ACE2，分析了S蛋白與受體ACE2結合的主要區域；闡明了SARS病人血清中的中和抗體的特點以及SARS病毒Spike蛋白上的中和表位分布，為SARS病毒的疫苗制備提供了理論基礎；利用假病毒體系從中藥小分子庫中篩選出具有阻斷病毒侵染細胞功能的兩種化學小分子。

4.   宮恩聰

主要負責實施SARS尸體解剖和標本采集，并對組織標本進行病理學研究，同時負責P3級實驗室生物安全。為SARS發病機制的研究作出重要貢獻。本人在該項研究中的工作量占本人工作量的70％。

5.   王月丹

對SARS的免疫信息學研究作出了重要貢獻，進行了SARS病毒T細胞識別表位的研究以及SARS病毒重組蛋白血清學研究，對SARS感染后人群免疫力進行了分析。根據SARS病毒S蛋白上的特異性抗原決定簇設計并研制了SARS病毒的抗原肽疫苗，建立了用于評價SARS病毒疫苗引起細胞免疫應答的指標。在陳慰峰院士的領導下與香港科技大學生物系合作，在大腸桿菌系統中克隆、表達和純化了編碼S蛋白不同片段的重組蛋白，并利用收集的SARS患者血清對其進行了鑒定，證實其具有免疫學活性，能被抗SARS病毒的抗體所識別。本人在該項研究中的工作量占本人工作量的70%。

10篇代表性論文：  1.   Multiple organ infection and the pathogenesis of SARS . Journal of Experimental Medicine 202 (3): 415-424

2.   SARS infection among health care workers in Beijing,China. JAMA 290(20):2662

3.   Severe acute respiratory syndrome associated coronavirus is detected in intestinal tissues of fatal cases. AM. Journal OF Gastroenterology 100 (1): 169-176

4.   T-Cell Epitopes in Severe Acute Respiratory Syndrome (SARS) Coronavirus Spike Protein Elicit a Specific T-Cell Immune Response in Patients Who Recover from SARS. Journal of Virology 78(11):5612-5618;

5.   Detection of antibodies against SARS-CoV in serum from SARS-infected donors with ELISA and Western blot. Clinical Immunology 113:145-150;

6.   Detecting specific cytotoxic T lymphocytes against SARS-coronavirus with DimerX HLA-A2:Ig Fusion protein. Clinical Immunology 113:151-154;2004

7.   Identification of an antigenic determinant on the S2 domain of the severe acute respiratory syndrome coronavirus spike glycoprotein capable of inducing neutralizing antibodies. J Virol.;78(13): 6938-

8.   Neutralizing antibodies in patients with severe acute respiratory syndrome-associated coronavirus infection. J Infect Dis.190 (6): 1119-1126

9.   Expression cloning of functional receptor used by SARS coronavirus. Biochem Biophys Res Commun. 5;315(2):439-44.

10.  Small Molecules Blocking the Entry of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus into Host Cells. J Virol. 78(20)11334-11339;