南京大學張辰宇團隊發現「抗病毒青黴素」MIR2911的意義？

12-07

據報道：南京大學張辰宇團隊最新研究發現，一種植物微小核糖核酸 (microRNA)， MIR2911直接靶向甲型流感病毒 (IAV)，包括H1N1, H5N1和H7N9。而在金銀花中富含這種微小核糖核酸。給小鼠飲用金銀花湯劑，可預防其感染IAV，並降低H5N1導致的小鼠死亡率。

南京大學張辰宇團隊發現「抗病毒青黴素」
國外也有相關報道：
Scientists Discover First "Virological Penicillin"

這一發現是否會為人類戰勝病毒帶來希望？是否對振興中醫藥帶來希望？是否會引導中國大媽搶購金銀花？

卧槽這是什麼情況流感的題為毛沒有人邀我不高興了我要怒答！！！！！

先上結論：
1.張組的這項研究非常有意義，confirm了他之前研究的觀點：植物中的天然microRNA可能通過消化道吸收，經消化道吸收入血的microRNA能在機體內發揮作用。

2.說是「抗病毒青黴素」屬於誇大其詞，根據其目前的實驗結果來看，金銀花或者mir2911不太可能在抗流感治療中發揮特別巨大的作用。
—————————————快贊我快贊我—————————————
1. 為何說本研究很有意義？
這要從他之前那篇飽受爭議的paper說起。
2011年，張辰宇團隊在cell research上發表了題為Exogenous plant MIR168a specifically targets mammalian LDLRAP1: evidence of cross-kingdom regulation by microRNACell Research的論文（大米的逆襲：植物操縱了我們的身體嗎？果殼網的中文簡介）。在這項研究中，他們發現，在給小鼠餵食大米之後，不僅可以在小鼠體內檢測到大量富集的來自於大米的microRNA MIR168a，而且這個MIR168a，可以阻礙低密度脂蛋白受體適配蛋白1LDLRAP1的轉錄，從而阻礙血漿中低密度脂蛋白LDL的清除。
這項研究出世之後就引起了廣泛的關注，有反轉控以此為武器攻擊轉基因作物的，也有其他科學家對這個結論提出了質疑。（在這個問題怎樣看待張辰宇組的「植物 miRNA 可通過飲食進入動物體內」這一研究最近受到的一些批評？中已經得到了討論，在此不贅述）
於是，張團隊另闢蹊徑，從天然藥物的miRNA來confirm他的觀點（
Honeysuckle-encoded atypical microRNA2911 directly targets influenza A viruses
Cell Research）。
首先，他們發現，金銀花在熬煮之後，大部分的miRNA都降解了，只有mir2911頑強地生存了下來。

左圖是熬煮前，右圖是熬煮後，紅色是mir2911

小鼠服用了金銀花熬煮液（金銀花在水中煮30分鐘）或者合成的mir2911後，都可以從小鼠的血清和肺部檢測到mir2911，並且連續飲用3天，還能在肺中檢測到mir2911的富集。

左列血漿，右列肺，EF，服用了金銀花熬煮液，IJ服用了合成的mir2911

連續飲用3天後，血漿中mir2911濃度上升3倍，而肺中則上升了8倍。

同時，他們發現，這個mir2911可以抑制流感的PB1和NS蛋白的合成，在細胞上進行的實驗中也發現mir2911抑制了流感病毒的複製

那麼既然1，mir2911可以在肺中富集；2，mir2911可以抑制流感病毒複製
那是不是金銀花或者mir2911可以用於對抗流感的感染呢？張組又進行了動物實驗，在小鼠連續飲用了金銀花熬煮液或者mir2911 72小時後，對動物進行攻毒，並繼續餵食mir2911或者金銀花熬煮液。動物實驗結果發現，金銀花熬煮液或者mir2911可以有效減輕H1N1、H5N1和H7N9亞型流感病毒感染後的癥狀。

mir2911使得攻毒後小鼠體重的下降幅度減少，肺內病毒滴度降低（H1N1）

mir2911保護下的小鼠感染H5N1病毒後生存率由對照組的0%~20%上升至60%~70%

現在這篇文章的發表，無疑是在告訴之前質疑他的人：你看我找了個不那麼常見的天然植物的miRNA，檢測其是否發揮作用的指標也換成了抗病毒，假陽性的可能我也能基本排除掉，你還有啥話好說？
同時也是在告訴我們，天然藥用植物，可能還有這樣的發揮作用的可能性。

2. 為什麼說「抗病毒青黴素」的比喻屬於誇大其詞？
首先，在此項研究的動物實驗部分，採取的是「先吃藥3天再感染病毒」的模式，因此所得到的實驗結果，與其說是可以治療流感，倒不如說是可以預防流感。
而青黴素這種一經問世就扭轉了人類對細菌的頹勢的神葯，可不僅僅是能預防細菌感染而已。

其次，金銀花或者mir2911對流感的的抑制作用差強人意，只能在一定程度上減輕癥狀。
在H1N1實驗中，mir2911或者金銀花提取物僅僅是將體重下降的幅度減少了一些。H5N1實驗中，提前服用了mir2911或者金銀花提取物的小鼠的生存率上升至了60~70%
而相對而言，我隨手找了一個關於重組蛋白藥物DAS181抑制流感複製和致病性的研究http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4091581/
在這項研究中，在小鼠接種致死劑量的H1N1或者H7N9病毒後4小時給葯，生存率從不給葯的0%上升至了100%

DAS181在小鼠接種H7N9病毒4小時後經鼻腔給葯，生存率100%。

而即便是攻毒後48小時乃至72小時再給葯，也能起到較好的治療效果

綠線攻毒後48小時給葯褐線攻毒後72小時給葯
對致死劑量的H1N1病毒，在攻毒後72小時再給葯生存率也依然是100%

就連這樣的藥物都沒被稱為「抗病毒青黴素」，以金銀花現在的實驗數據，就不可能了。

其三，單純靠抑制殺滅病毒的方式，難以戰勝禽流感。
事實上，近年來發現的能在實驗室中有效對抗流感的藥物並不少見，但其中大多數研究都有一個共同點：要在感染後72h內給葯，（金銀花的研究更是在感染前72h就開始持續給葯了），否則效果將大打折扣。而另一方面，72小時僅僅是剛剛渡過病毒感染後的潛伏期表現出癥狀，同時，72小時乃至更早通常是流感病毒感染的複製高峰，在這個時候肺內已經累積了足夠多的病毒，引起機體的炎性反應讓你覺得發燒發熱喉嚨痛呼吸不暢balabalaba，這個時候吃藥，也就稍微加速一下機體對病毒的清除（不吃藥7天也清除完了）。
而是對於致死率極高的H5N1或者H7N9亞型禽流感病毒而言，它引起人死亡的原因並非是病毒太厲害，而是病毒引起了細胞因子風暴http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%B4%B0%E8%83%9E%E7%B4%A0%E9%A2%A8%E6%9A%B4，過於強烈的先天性免疫反應讓免疫系統把主人一起殺死了，這個時候治療考慮的，則往往是要考慮如何抑制過強的免疫反應（上糖皮質激素啦之類的），抗病毒反而不是最重要的點了。因此，無論是mir2911/金銀花也好，還是上面介紹DAS181，都難以達到青黴素在抗細菌感染中發揮的扭轉乾坤的地位。(我開始還以為「抗病毒青黴素」這個外號是記者幫著取的，沒想到原文里直接寫著MIR2911 is the 「virological penicillin」這麼個吹法，吃相稍顯難看了`````）

不過，這至少告訴我們，當連疫苗都沒得用的新亞型流感（如H7N9）爆發時，靠金銀花預防，也許多少會有點用。

我覺得關注大家的關注點都挺歪的，作為課題與此密切相關的人來說，看到這篇文章第一時間真沒有多驚訝，miRNA那麼多，其作用原理又沒有蛋白質或者化學物質那樣的局限，植物界中出現可以與流感病毒序列結合併起作用的miRNA，真心不是稀奇事，是完全可以肯定存在的。不過我很關心的是，首先，金銀花的使用，是需要煎煮，miRNA由於序列過短，比較容易在高溫下斷裂，所以做小鼠實驗，煎煮過的金銀花藥劑，是否還具有完備活性的miRNA。文章中的討論部分第一段就明確的指出miR-2911的特殊性：MIR2911, previously reported as a plant miRNA in Populus euphratica, Nicotiana tabacum and Helianthus annuus [15-17], is an atypical miRNA because it is derived from ribosomal RNA (rRNA) and does not follow classical miRNA biogenesis。Although the mechanism underlying the high stability of MIR2911 during the boiling process remains unknown。簡言之，這貨是核糖體RNA來著，結構和機制跟普通的miRNA不一樣，所以煮呀煮不爛~大概是跟GC含量很高有關係。第二個新穎點，便是攝取，張辰宇團隊小火的時候我沒在意，通過腸道吸收RNA，確實一個非常新穎的觀念，機制目前依舊未知，但是非常有藥物應用的前景~第三個新穎點，人體的RISC/AGO2等蛋白，可以識別外源的miRNA，並且發揮相同的作用，這其中的機制，還根本沒有定論（個人覺得miRNA挺沒節操的，現有的miRNA機制並不能解釋全部的現象）。
上面純粹是論文觀後感來著，抗病毒的miRNA千千萬，大小點數的文章數不勝數，這篇文章有新意，有啟發，但不夠深入。合成miRNA的成本非常高，實驗所用的合成RNA公司報價為360,2OD，這麼多錢，你能買多少金銀花。直接從植物中提純miRNA工藝也不很可取。國外藥物公司研發了一些靶定RNA藥物，其中做病毒的了解比較多的大概算是miR-122，肝特異性miRNA，如果有興趣，可以自行谷歌。
PS，Lonicera的研究早就有不少，起作用的成分例如chito-oligosaccharide等，這裡不得不說我對傳統中醫黑的一點點非議，中醫的理論興許是糟粕，但是中藥不是，中藥是經驗主義的產物，也是一個寶庫，我們用現代醫學的嚴謹來驗證中藥，去粗存精，倒是一件有意義的工作，所以，請不要一棒子打死。
知乎牛人那麼多，我就賣個瓜~

效果微不足道。

小編標題黨。

非常好的研究，論證嚴密，如果研究無造假，並經其他研究組重複驗證，確實是抗病毒藥物的里程碑。

全文鏈接：Cell Research

但是，這並不是中醫藥的勝利，而是西醫（現代醫學）的成果。
研究中已經用到了合成的「mir2911」，而且，作為論據，合成「mir2911」的作用是和「金銀花湯」是相同的，也就是說，至少在實驗室，製備「mir2911」並無困難。可以想像，工業化生產以後「清熱解毒」的類金銀花中草藥可能會被合成的「mir2911」代替，這似乎會對中藥的商用造成打擊。當然，單一組分合成藥物的商用沒那麼快，短期金銀花還是會大賣的。

這篇忍冬的文章和張組再之前的水稻的文章思路基本一致，但給我個人的感覺是有些牽強附會，這篇文章無論從實驗的設計還是實驗結論，都遠沒有水稻那篇讓人眼前一亮。
不說別的，就說其中一個最大的槽點，qPCR的結果直接用Ct（循環時間）來表示是什麼鬼啊，本底呢內標呢normalization呢，再不濟也要折成fold change吧喂(╯°□°）╯︵ ┻━┻
再有就是，植物中所含有的microRNA含量極低，張組也是用taqman這種非常靈敏的試劑盒進行表達測定的，且在使用合成miRNA進行驗證的時候，合成miRNA使用的計量遠遠高於植物中的實際含量，這個前後劑量上的差異是一個硬傷。簡單來說就是，假設植物中含有的miRNA濃度為1，而我使用合成的miRNA濃度為100，然後發現嗯很好，合成的miRNA確實進入了血循環調控了啥啥，但是拋開劑量談效果都是耍流氓，你不能保證濃度為1的在植物中的就也能起到相同程度的作用了呀。並且，植物中不光光只有miRNA，那些含量較高的次生代謝物可能才對某些疾病起主要治療作用，而miRNA可能只是起到輔助作用。
另外，前面有人指出合成miRNA的成本可能不會那麼高，畢竟已經投入到平時日常的實驗中，完全可以使用合成miRNA作為靶向藥物。對於這點，作為在miRNA跨界調控坑裡滾了一整個本科的我只想說，20ng合成miRNA的價格還是很貴的，至少比那些靶點明確、副作用清楚、毒理藥理完備的抗病毒藥要貴得多得多。
總而言之，如果從實際應用角度而言，認為miRNA可以作為藥用或解釋中藥機理的話還太過樂觀，但如果僅僅只是從基礎科學角度來看，確實是一個很有意思的問題，畢竟它的生物學價值可能遠比實際應用於醫療的價值更可觀。
首先，miRNA的這種跨界調控（如果被證實）可能在生物進化上具有不可小覷的影響力。遺傳物質的跨界其實並不是一個新奇的話題，很早以前我們就知道有個奇葩的基因水平轉移，有興趣的可以搜索一下——大家的基因組中其實帶著不少病毒的基因喲～回到miRNA上，miRNA與表觀遺傳的聯繫相當緊密，這就意味著擁有不同食譜的人們可能在分子水平上擁有更多的我們意想不到的差異，而這些差異可能會深刻在基因組中，成為不同群體間多樣性的一大原因。
其次，我們知道自己肚子里還居住著一群萌萌噠腸道微生物，而腸道又是微囊體（microvesicle）的主要加工場所，假如miRNA確實可以跨界調控，那麼腸道微生物的小RNA是不是也可能會在血循環及各個器官中來一場說走就走的旅行呢？已有研究表明，腸道微生物群落的差異在人們對相同治療方案的應答、相同疾病的預後、相同藥物的耐受等方面具有相當大的影響，倘若腸道菌群的miRNA能夠進行跨界調控，無疑將是個體化醫療、藥物基因組學及宏基因組測序領域的一個非常有趣的問題。
另外，無論是張組的這篇文章還是之前的那篇水稻，都非常清楚地表明並不是所有植源性的miRNA都能夠進入動物體內並起到調控作用，可以理解為，能夠進行跨界行為的miRNA在結構上或理化性質上應當具有一定特徵，那麼這隱藏著的必然性就十分有意思了：它們是否在生物進化或生物適應性方面有著某些決定性的作用，這樣的結構是否在其它遺傳物質中亦有相似的存在，是不是還會有其它有著類似性質的RNA也具有跨界調控的能力——這都是我們所不知道的。
綜上，張組在microRNA跨界調控的研究確實相當有趣；而作為follow up，我們的實驗也依然在進行，有興趣的話大家可以移步如何解讀「上海醫生髮現中藥煎煮後存在 miRNA，或可關掉疾病基因」這一新聞？ - 山芋團團的回答，我會不定期跟進最新的實驗情況。雖說不容樂觀，我們的結果可能是微弱的positive甚至是negative的，但對於這個好玩卻艱難異常的課題，我和我的導師這些年還是挺高高興興的研究這些調皮的miRNA的，相信張組這麼熱衷於它們，大概也是出於好玩的心理吧～
寫得有些粗糙，歡迎討論，最後感謝大家的閱讀ψ(｀?′)ψ

為什麼一說金銀花思維都條件反射般地跳到中醫？明明是生藥學天然藥物化學生化葯代等生物技術的功勞，中醫、反轉偏偏要來摘這個credit最後再用來反科學。。農夫與蛇的故事唉！

植物中的天然microRNA可能通過消化道吸收，經消化道吸收入血的microRNA能在機體內發揮作用。

這個會不會被反轉基因派當做新的擋箭牌？

吃核酸補核酸的時代要來了嗎?

我就不明白了。同樣是治病救人，幹嘛總是把中醫和西醫分開？難道西醫是治病救人中醫就是殺人越貨？

金銀花本來就是一種中藥。這個研究實際上只是給金銀花的抗病毒作用一個合理的科學解釋，絕對不是馬上就能展開什麼商用。

請把現代科學方法當作中醫的解釋方法吧。請把中醫僅僅當成一種研究方向的指引吧。

這樣你就不會總是糾結誰好誰壞了。一起攜手努力治病救人才是重點好嗎！！！

謝搖。

我有一個關於中國文化的QQ群。如果你熱愛中醫，或者願意理性看待中醫，都可以加入這個群。讓我們團結一致吧。153017493 知乎中國風。當然喜歡中文其他文化也可以的喲。不限專業，不限學歷，不限年齡，不限性別。除了一顆熱愛中醫的心。

感覺最後還是花了挺大代價證明了金銀花有抗病毒作用這個事實，不過microDNA這個路子顯得分外高大上…銀花連翹這些在治療風熱感冒里就是常用藥，相比起花那麼多資源研究他們的作用機理，怎麼擴大他們的應用範圍更實在一些吧…

提取出來的結果確實能對病毒其一定的作用，但是是有時效性的，病毒的變異性

相同的效果還有板藍根，甘草，紫草等。

金銀花的抗病毒效果好像還不錯

有錢就有意義

比較意外的是植物里有這玩意兒

動物實驗都是灌胃處理。相當於人把金銀花溶液當水喝，甚至當飯吃。
我認識張院長實驗室的研究生，有研究生用自己做人體實驗，自己喝金銀花溶液，自己抽血檢測miRNA。結果他喝得拉肚子了。也就是說，副作用可能很大，而副作用在科研論文中是不會寫出來的。

好吧，姑且不論研究的可靠性。問題來了，你更願意吃昂貴的金銀花提取物，還是自煎金銀花吃，有一點是如果三期臨床通過，金銀花出口價格會暴漲

金銀花的抗病毒效果是一直都被承認的，相同的效果還有板藍根，甘草，紫草等。
能夠精確提取其中有效成分，的確是人類對抗病毒歷史上的重大里程碑，但是病毒容易變異，恐怕這個裡程碑不能持續太久。像青黴素各種抗生素的濫用，導致的抗藥性became a big problem.
至於題目說的振興中醫藥，呃，無論你振不振，它就在那裡，中藥的醫藥價值是值得肯定的。
但是，只有我們國家自主研發了提取金銀花中抗病毒的有效成分，並通過各種臨床實驗，通過FDA認證，做到西藥般嚴謹，藥理效果明確的時候，才能說是中醫藥的振興，而這，也是我國醫藥事業的振興。