首頁

台灣:防新冠有新招!小孢子靈芝免疫調節蛋白GMI能讓病毒不得其門而入

  • 列印

新冠病毒會選擇帶有ACE2受體的細胞進行感染。人體裡很多組織細胞乃至血管都有ACE2,更不用說是新冠病毒入侵人體最主要的入口——從鼻腔,經咽喉,到肺部的呼吸道。根據國立陽明交通大學林東毅副教授、蔡明翰助理教授等於今年五月發表的研究證實,來自小孢子靈芝的GMI除了能讓細胞收起ACE2,使病毒不得其門而入,還可順便干擾病毒,增加病毒進入細胞的困難度。

文/吳亭瑤

20220619-0

 

目前對於新冠肺炎(COVID-19)的防範主要做法有二,其一是透過檢疫(篩檢)、隔離、戴口罩、勤洗手等等減少接觸病毒的機會,其二則是藉由接種疫苗、自然感染提升抗病毒免疫力。其中後者尤為重中之重,問題是新冠病毒(SARS-CoV-2)每變異一次,逃脫免疫的能力就增一分,讓人不禁要想是否還有第三種方法可用,而這個方法可以既不怕病毒變異,也不需以經濟為代價,還能防範得很精準?

今年(2022)五月,由國立陽明交通大學傳統醫藥研究所林東毅副教授、微生物暨免疫學研究所蔡明翰助理教授領銜發表在《Phytomedicine》(植物醫學期刊)的研究成果,很可能可以幫我們實現「第三個願望」。因為該研究證實,簡稱為GMI的小孢子靈芝免疫調節蛋白質(Ganoderma microsporum immunomodulatory protein)可以在不傷害人類細胞存活的前提下,把原本掛在細胞外的ACE2受體「變不見」。

由於ACE2是新冠病毒入侵細胞的唯一大門,新冠病毒不管怎麼變都必須用「棘蛋白」這把鑰匙從ACE2開門進來,因此當「門」都沒有了,病毒有再多把「鑰匙」也不得其門而入,細胞也就安全了。

圖1呈現的即是研究者利用「帶有新冠病毒棘蛋白的假病毒」和「大量表現ACE2受體的人類細胞」,在體外模擬GMI防止新冠病毒感染細胞的情形。結果顯示,只需極少量的GMI,就能讓細胞的ACE2受體數量和病毒感染率減少一半以上。

20220619-1s

圖1  GMI可降低人類細胞ACE2受體表現量和病毒感染率

 

圖2所示的動物實驗則是先將GMI進行霧化處理,再讓小鼠置身其中,模擬GMI通過呼吸道進入肺部的情形。之所以選擇「用吸的」給予GMI是因為新冠病毒主要透過呼吸道傳染,如果能在入口處就把病毒擋下來,病毒跑到細胞裡繁殖的可能性就會降低,隨著病毒在體內擴散而使重要組織器官受到侵犯的問題也就能夠避免,免疫系統為撲滅病毒大軍而激烈發炎反應的情況也比較不易發生。

結果顯示,不論是只吸一次或相隔24小時再吸一次GMI(每次30分鐘),都能讓小鼠肺組織的ACE2受體減少60%以上。換算下來,小鼠每公斤體重只需GMI的曝露量達1125μg(1.125 mg)就能對肺部發揮全天候的保護效果,比起一般吃藥、打針所需的有效劑量,顯然經濟實惠得多。

20220619-2s

 圖2  經呼吸道吸入GMI可減少小鼠肺組織中ACE2的表現量

 

那些不見的ACE2都跑哪去了?其實是被細胞內吞到細胞裡的「資源回收中心」分解再利用(圖3)。這表示GMI能啟動細胞內吞ACE2的機制。不過這個影響並非永久性,因為實驗亦觀察到,被GMI(0.6 µM)降至只剩20%的ACE2表現量,在停用GMI之後又會再「長回來」,只是恢復的速度不快,至少在48小時內ACE2的表現量還恢復不到原來的一半。

由此可知,GMI讓新冠病毒不得其門而入的作用可以持續一段時間,但GMI並非消滅ACE2,只是在「有需要時」讓它暫時減量一下,影響範圍也僅局限在GMI接觸到的細胞,所以並不會讓ACE2原本的功能(例如調節血壓)在環環相扣的生理運作中缺席。

此外本研究還發現,GMI可以「卡」在新冠病毒棘蛋白的S2結構區(圖3),進而增加病毒入侵細胞的困難度。雖然GMI透過這個機制阻止病毒感染細胞的效果,大概只有透過降低ACE2表現量阻止病毒感染細胞的效果的三分之一(圖4),然而在大部分病毒不得其門而入,僅少部分病毒找得到門路的前提下,GMI用這個作用對病毒加以制肘,應可算得上是錦上添花。

20220619-5s

圖3  GMI對「細胞的ACE2受體」和「病毒的棘蛋白」都有作用

 

20220619-3s

圖4  GMI可削弱棘蛋白把病毒送進細胞的能力

 

比起啟動腸道免疫、黏膜免疫,或是等到病毒進到細胞裡再干擾病毒的複製增生,直接把病毒擋在門外的做法顯然更快,也更能防患於未然。

不同於許多只存在實驗室尚不知何時才能實現更不知其副作用為何的「候選新藥」,也不同於混合多種藥材卻很難講清楚有效成分和作用機制的「方便方」,源自小孢子靈芝(Ganoderma microsporum)的GMI則是一個安全性足可當作食品原料和膳食補充成分使用的單一蛋白質,其清楚的胺基酸序列和穩定的立體構形(圖5)讓它沒有「被蹚渾水」的灰色帶,只有「存在多少」的絕對值;其無色無味、耐熱耐酸、輕薄短小就有效的特性,讓它沒有「不好用」的束縛,只有「怎麼用」的巧思。

20220619-4s

圖5  GMI在自然狀態下的立體構形與胺酸酸序列

 

從1990年在實驗室被發現,到如今成為藥食同源的典範,GMI嶄露頭角的背後是台灣本土科研團隊數十年如一日的無私付出。雖說新冠病毒讓人類的步伐全變了調,但也因為這個病毒的出現,才讓人們有機會發現,原來GMI除了可以用吃的、用打的、用擦的,還能用吸的;除了能夠抑制腫瘤、調節免疫、修復肌膚,還能預防新冠!

據醫學專家推測,新冠病毒要演變成像流感一樣低的殺傷力,還需要兩三個世代的時間。因此,在每隔一段時間就有一款新變種推出的漫長餘生中,到底是要以「零感染」為目標,追逐永無止境的加強針,強迫免疫系統全壓在一個賭注上,還是要以「感染不發病,發病不重症」為底線,保留免疫系統識時務再機動反應的彈性,醫界已經開始省思

所幸,現在我們又多了一種新冠防身術,既能在第一時間啟動細胞的自我保護機制,讓病毒不得其門而入,還能附帶干擾病毒,降低病毒奪門而入的機會。也許在不久的將來,時不時就看到身邊有人拿著一罐東西在那邊吸一吸或噴一噴,裡面的內容物可能就是GMI也說不定。
 

〔資料來源〕Hsin Yeh. GMI, a protein from Ganoderma microsporum, induces ACE2 degradation to alleviate infection of SARS-CoV-2 Spike-pseudotyped virus. Phytomedicine. 2022;103:154215.