大公報記者 湯嘉平（文） 文澔（圖）：新藥的研究與發掘有賴於前期的基礎研究，為了爭取找到更好的新藥來對抗新冠病毒，科學家們正在全力剖析其病毒和細胞的作用機理。香港城市大學（城大）的研究團隊開發嶄新檢測方法，能夠檢測活細胞內與非編碼RNA（核糖核酸）結合的蛋白質，這項新技術名為「以CRISPR輔助檢測RNA與蛋白質相互作用」（簡稱CARPID）。團隊相信該研究有助找出治療新冠病人的潛在藥物靶點。「CARPID這項新技術已在人體活細胞樣品內試驗成功，接下來我們打算將其運用到動物模型中，然後投入人體臨床實驗。」城大生物醫學系助理教授嚴健博士滿懷信心地說，「這是攻堅戰，我們不會放棄！」
新冠病毒是一種RNA病毒，要研發相應藥物，就需先了解這種RNA病毒的特性，才能設計出相應的工具去對付，阻斷新冠RNA病毒與人體蛋白結合，抑制新冠RNA病毒的複製。嚴健博士說，城大的CARPID新技術的原理，是借助現時最先進的基因編輯技術CRISPR/dCasRx系統導航，找出目標RNA，再運用鄰近生物素標記技術，找出活細胞中RNA與蛋白質的相互作用。
「打個比喻，我設計了一款導航車，把它導航到城大門口，車上面放置一個可以噴染料的機器，所有經過的人都會被噴上這個染料。然後我明天就讓全香港的市民都把昨天穿的衣服拿出來，看哪些衣服上有這個被噴的染料，我就知道哪些人昨天來過城大門口。然後再去對這些目標人士和目標衣服進行分析。」
CARPID如導航車 尋找目標RNA
嚴博士表示，CRISPR/dCasRx系統導航就是導航車。CRISPR系統本來是細菌當中的一套免疫系統，即若這個細菌如果被一些RNA病毒或者DNA病毒入侵，細菌就可以用它體內的CRISPR系統把這些入侵的RNA病毒殺死。
「當我們把這個系統用於人或者哺乳動物細胞的時候，我們就把它做成一個導航系統，這個導航系統其實就是一種蛋白質。我們可以利用它去尋找目標DNA序列或者RNA序列的特性，即只需要設計目標RNA反向互補的一段RNA序列，就可以來識別它。這比傳統方法要方便得多。」嚴博士解釋，就比如今次若想要導航車不去城大，改去中環碼頭，只需要給它指令，它便可以去尋找目標（中環碼頭），到了中環碼頭後進行噴燃料等指令動作。
嚴博士續說，CRISPR導航系統在找出目標RNA後，就要運用鄰近生物素標記技術，即通過一種叫BASU的酶，給目標RNA附近的蛋白打上名為「生物素」的標記，再利用這個標記進行後續的工作。「在這個步驟中，BASU酶就像是噴染料機，噴出的染料就是生物素，而被標記的蛋白，就相當於路過目標地點被噴衣服的人。」
而最後一步，便是分析活細胞中RNA與蛋白質的相互作用。同為團隊負責人的城大生物醫學系助理教授張亮博士說，生物素可以被一個叫「鏈霉親和素（Streptavidin）」的抗體識別，通過純化的方式提取出被生物素標記的蛋白。「鏈霉親和素就像磁鐵一樣，把被生物素標記的蛋白吸過來。」張亮說，這就好比它能準確找出被噴衣服的人一般。然後再用到一種叫「質譜」（mass spectrometry）的檢測蛋白技術，去檢測蛋白、氨基酸序列的定性和定量。「質譜的角色，就像是分析和破解目標被噴人士的衣服，由什麼材料製成，是純棉？還是化纖？或者其他等等。」
先發制人 較傳統方法快
嚴健博士說，這項新技術與傳統方法相比，需時更短，效率更高。「傳統方法是用紫外線，把蛋白和目標RNA『黏』在一起，再去把這個膠連的複合體給純化出來，再把純化出來的這個蛋白拿去研究。」嚴健博士說，整個純化過程會比較複雜，一來膠連的效率可能較慢，二來會產生很多非特異性的膠連，即本來RNA和蛋白「可能只是碰了一下，並沒有很強的相互作用，但也有可能都會被膠連在一起，故要研究目標RNA與蛋白的相互作用時，就比較麻煩。」
到於CARPID新技術的意義，嚴健博士表示，該技術除了有望應用於癌症診斷與幹細胞研究以外，更在於幫助找出對付新型冠狀病毒的潛在藥物靶點，換言之，就是找出能與新冠病毒發生作用的蛋白質。「當你知道新冠病毒這種RNA病毒，能與人體內哪些蛋白結合，並且怎樣發生相互作用後，下一步就可去針對研發阻礙這RNA病毒與人體相應蛋白的結合，防止它們發生相互作用。要知道，人類感染新冠，就是因為這RNA病毒結合並利用了人體內的相關蛋白。如果只是有RNA病毒在體內，但是沒有跟體內的細胞內的蛋白有任何反應，人是不會有任何發病症狀的。」
據悉，這項研究由城大生物醫學系助理教授嚴健博士、張亮博士和副教授陳居明博士共同領導。研究結果早前在科學期刊《自然方法》上發表，題為「以CRISPR輔助檢測活細胞內RNA與蛋白質相互作用」。該刊的影響因子（Impact Factor）在生物醫學領域位列第一。
