为何COVID疫苗很快面世,艾滋却没有?糖医学专家解锁生命密码

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A pharmacist checking a customers blood sugar levels with an insulin pen. Source: Getty

同样是RNA病毒,为什么学者们能很快研发针对COVID-19的疫苗,而艾滋病疫苗却迟迟没有面世? 白血病之前是一种绝症,为什么像现在可以被治愈了? 您知道吗,这些重大医学问题或进展,都与“糖医学”这个概念息息相关。(点击上图收听音频)


一个由澳大利亚伊迪斯科文大学(Edith Cowan University)领导的跨国研究团队揭示了糖医学领域的最新研究进展。

澳大利亚埃迪斯科文大学副校长、英国皇家内科医生协会公共卫生学院院士(FFPH)王嵬教授领导的这项研究显示,生命需要的不仅仅是核酸和蛋白质,糖分子可能是超越分子生物学中心法则(central dogma of molecular biology)的另一种生命密码。

王嵬教授告诉SBS中文普通话节目,生命有四个重要的大分子:遗传物质(DNA和RNA)、蛋白质、糖类和脂质。前二者更被公众熟知,遗传物质——核酸像复印机一样,原封不动地把信息转移到蛋白质并用蛋白质表现出来,就是人们所称“转录”及“翻译”过程。
Professor Wei Wang
Professor Wei Wang Source: Centre for Precision Health, Edith Cowan University
“转录及翻译执行了我们生命的过程中最基本的定律,这就叫做中心法则。”他说。

王嵬教授介绍,中心法则是遗传学的一个伟大法律,相关研究曾数次获得诺贝尔奖。

“但是,在这个过程中,后两种关键成分——糖和脂却在生物学的中心法则中缺失了。”

“我们提出糖可以作为第三个生命密码,这就是我们说的旁中心法则。”

医学科学的新维度

作为一个新的学科,糖医学的研究是为了更好地针对疾病作出诊断,并基于糖医学的方式开发潜在药物、根据个体的“糖档案”选择处方和剂量,对患者进行药物预防、干预和治疗。

王嵬教授表示,糖除了作为能量来源、细胞的重要组成成分之外,还有非常广泛的生理学意义。因此,糖医学在健康、亚健康和疾病诊治领域发挥关键作用。

“比如糖尿病,患者的胰岛素不能充分利用这些生命分子,所以糖代谢异常。”
An illustrated summary of altered immunoglobulin G (IgG) glycosylation and its downstream effects. GlcNAc: N-acetylglucosamine; Gal: galactose; Fuc: core fucose; Man: mannose; Neu5Ac: N-acetylneuraminic acid (sialic acid); ADCC: antibody-dependent cellula
An illustrated summary of altered immunoglobulin G (IgG) glycosylation and its downstream effects. Source: Wei Wang
“为什么遗传基因这方面已经谈了这么多,为什么我们目前还不能治愈糖尿病呢?”他说,“我们把基因、把常说的蛋白,从生命水平去干预不就可以了吗?现在,我们通过对于基因组和蛋白组的理解,人们束手无策。”

而旁中心法则和糖医学可能为这一疗法的治愈提供新曙光。

与此同时,糖医学还可以应用到人们关注的其他方面。

为什么在疫情中,科学家们很快就推出了针对COVID-19的疫苗;而艾滋作为一种古老的、影响人类健康的病毒,却迟迟没有治愈方法?

王嵬教授解释称,这就涉及到糖医学的具体应用。
举一个简单的比喻,艾滋病毒的遗传物质像穿了棉袄一样,盖着一层很厚的糖基;而现在的新冠病毒,就像穿了一件糖基的背心。
“病毒就是这样,有些‘穿得厚’,有些‘穿得少’,”他说,“我们马上就识别COVID-19它‘穿得少’,所以我们马上就有了疫苗的研发,目前甚至到了药物、单抗的研究。”

再例如白血病,研究人员可以“利用糖的生物工程对单抗的修饰,把针对白血病的单抗的效率提高十倍、百倍。”

因此,白血病再也不是人们印象中的“不治之症”了。

下一步研究方向

旁中心法则是研究团队提出的崭新的理论,王嵬教授表示,这一假说已经有部分实验依据作为支撑。

“比如在中心法则中,在反转录之外,之前从来没有实验证实过核酸能被糖修饰,因为糖是‘下游’的。而现在,已经有试验可以证实这一点,证实小的RNA(Small RNA)能被糖修饰,而且是在细胞膜表面。”

由于涉及多种酶,这个概念和过程可能看起来繁琐而复杂。但是这是一个高度有序的过程,每种酶都由糖基因编码。因此,糖基因的中断或任何相关酶的缺乏,都可能导致先天性的糖基化障碍疾病。
Glycomedicine: glycans and their potential roles in precision medicine.
Glycomedicine: glycans and their potential roles in precision medicine. Source: Wei Wang
除此之外,旁中心法则还关注环境、行为及其对糖基因的互相影响和作用。

“我们体内的糖是一个动态的生化指标,反应了生命活动的真正状态,也回答了糖为什么这么重要这个问题。”

“现在有的只是这些实验,大家们有一个理论框架把它们聚合在一起。我们提出这个法则,糖只是一个重要的方面之一。”他说,“现在我们现在要进一步验证这一理论框架,就像有了骨头,我们要把肉填上去。”

请听采访:
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为何COVID疫苗很快面世,艾滋却没有?糖医学专家解锁生命密码

SBS Chinese

14/07/202207:43

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