项目名称：    SARS发病机制研究

推荐单位：    教育部

项目简介：    本项目属于基础医学研究领域。SARS自2002年年底在我国爆发，数月间对人民健康和国家经济建设造成极大损失。作为新发传染病，当时人们对其在发病机制、诊断和治疗上都存在着相当的混乱。因此，从发病机制、药物筛选和疫苗研制等方面对SARS开展全面系统深入的研究，是认识并最终战胜这种新生疾病的关键。

课题组在SARS肆虐之际，承担了危险艰巨的SARS尸体解剖研究工作，在国家“863”计划和国家自然基金的支持下，从病理学、免疫学和生物安全等角度对SARS这一新发传染病进行了深入系统的研究。建立了世界上最全面和丰富的SARS人体组织标本库；率先提出SARS病毒除了感染肺脏之外，还侵犯免疫系统、肠、肾、脑等多种组织器官和细胞，同时提出免疫系统的直接和间接损伤是SARS病情恶化的关键，免疫系统的破坏程度和机体的抵抗修复能力之间的平衡是SARS病理机制的主要矛盾，而肺部的感染和继发感染是由于免疫系统的损伤才得以加重。这一理论属中国首创，为SARS的各种临床表现和试验检测结果提供了合理解释，也为今后SARS的预防、诊断和治疗以及人患禽流感等新生传染病提供了理论依据。此外，利用密码子优化后的S基因以及带有荧光素酶报告基因的HIV核心序列建立了SARS 病毒S蛋白的假病毒体系；利用该体系从中药小分子库中筛选出具有阻断病毒侵染细胞功能的两种化学小分子；阐明了SARS病人血清中的中和抗体的特点以及SARS病毒S蛋白上的中和表位分布，将免疫信息学原理和技术用于病毒抗原表位的研究，发现了SARS病毒蛋白中的特异性CTL表位，从体液免疫和细胞免疫两方面对机体特异性抗SARS病毒的免疫机制进行探讨，为研制抗SARS疫苗提供新思路。

上述研究工作已发表在国内外学术期刊上，他引总次数已达254次;10篇代表性论文平均影响因子为7.23。至今该项目所有论文影响因子总和已达111。课题组提出的新观点和新理论已得到国际学术界的高度评价，我们的原创性研究工作属世界领先水平。

主要发现点：  1、病理学发病机制研究：建立了世界上最全面和丰富的包括全身所有重要器官组织在内的SARS人体组织标本库；率先提出SARS病毒感染直接和间接侵犯肺以外的多种细胞和脏器（包括呼吸道上皮细胞、血管内皮细胞、脑神经元、肠上皮细胞、免疫淋巴细胞、巨噬细胞、肾小管上皮细胞、成纤维母细胞和免疫系统、肠、肾等）。患者的免疫系统和功能在发病早期就受到直接和间接的严重破坏，急性免疫功能降低和紊乱是SARS发病和病情恶化的关键。这一理论对SARS的预防、诊断、治疗、预后跟踪和疫苗的研发都有极其重要的指导意义。(病理解剖学；代表性论文第1、3篇)

2、免疫学发病机制研究：利用密码子优化后的S基因以及带有荧光素酶报告基因的HIV核心序列建立了SARS 冠状病毒S蛋白的假病毒系统，并通过康复期SARS病人的血清中和实验证明这种假病毒可以模拟SARS病毒侵染细胞的过程。运用该假病毒分析了SARS冠状病毒的细胞感染谱，通过表达性克隆的方法克隆了SARS病毒的受体ACE2，分析了S蛋白与受体ACE2结合的主要区域。（病毒学；代表性论文第9篇）

3、药物筛选研究：利用假病毒体系从中药小分子库中筛选出具有阻断病毒侵染细胞功能的两种化学小分子。（病毒学；代表性论文第10篇）

4、疫苗研究：阐明了SARS病人血清中的中和抗体的特点以及SARS病毒Spike蛋白上的中和表位分布，为SARS病毒的疫苗制备提供了理论基础（病毒免疫学；代表性论文第7、8篇）;此外，将免疫信息学原理和技术应用于病毒抗原表位的研究，发现了SARS病毒蛋白中的特异性CTL表位并研制了相应的抗原肽疫苗。（细胞免疫学、生物信息学；代表性论文第4、5、6篇）

主要完成人：  1.   顾江

负责课题总体设计、组织实施、分析数据，撰写论文；是第一个主要发现点“SARS发病机制理论”的主要提出者，这一理论为“SARS病毒除了感染患者肺脏之外，还严重侵犯免疫系统，造成直接和间接的免疫损伤及免疫反应紊乱，免疫系统的破坏程度和修复能力是SARS病理机制的关键”。本人在该项研究中的工作量占本人工作量的60％。

2.   陈慰峰

领导抗SARS-CoV感染所致的特异性T细胞免疫应答及抗体应答的课题研究，负责总体设计，新试验研究方法的采用，SARS-CoV的S抗原重组蛋白的表达、纯化及免疫印迹方法的建立，对研究结果的分析及课题的发展，总结书写英文论文。

组织与香港科技大学的合作及科研基金的申请，支持抗SARS-CoV的免疫研究。

在国际上首次证明SAR-CoV感染后，病人能在恢复期获得特异T细胞的保护性免疫，其特异抗体应答不同于既往冠状病毒感染所致的回忆性抗体应答。

本人在该项研究中的工作量占本人工作量的60%。

3.   邓宏魁

对主要发现点中的第2、3点作出创造性贡献，在该项研究中的工作量占本人工作量的60%。

用密码子优化后的S基因以及带有荧光素酶报告基因的HIV核心序列建立了SARS 冠状病毒S蛋白的假病毒系统，并通过康复期SARS病人血清中和实验证明这种假病毒可以模拟SARS病毒侵染细胞的过程。运用该假病毒分析了SARS冠状病毒的细胞感染谱，通过表达性克隆的方法克隆了SARS病毒的受体ACE2，分析了S蛋白与受体ACE2结合的主要区域；阐明了SARS病人血清中的中和抗体的特点以及SARS病毒Spike蛋白上的中和表位分布，为SARS病毒的疫苗制备提供了理论基础；利用假病毒体系从中药小分子库中筛选出具有阻断病毒侵染细胞功能的两种化学小分子。

4.   宫恩聪

主要负责实施SARS尸体解剖和标本采集，并对组织标本进行病理学研究，同时负责P3级实验室生物安全。为SARS发病机制的研究作出重要贡献。本人在该项研究中的工作量占本人工作量的70％。

5.   王月丹

对SARS的免疫信息学研究作出了重要贡献，进行了SARS病毒T细胞识别表位的研究以及SARS病毒重组蛋白血清学研究，对SARS感染后人群免疫力进行了分析。根据SARS病毒S蛋白上的特异性抗原决定簇设计并研制了SARS病毒的抗原肽疫苗，建立了用于评价SARS病毒疫苗引起细胞免疫应答的指标。在陈慰峰院士的领导下与香港科技大学生物系合作，在大肠杆菌系统中克隆、表达和纯化了编码S蛋白不同片段的重组蛋白，并利用收集的SARS患者血清对其进行了鉴定，证实其具有免疫学活性，能被抗SARS病毒的抗体所识别。本人在该项研究中的工作量占本人工作量的70%。

10篇代表性论文：  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;