病毒與系統生物學的突破與應用

生醫系 王永樑

利用系統生物學來探討病毒和宿主之間的交互作用關係，一直是我過去研究的主軸。本實驗室近年針對日本腦炎病毒以及腸病毒71 型誘導宿主細胞釋放到胞外的蛋白群組進行系統性的分析，此研究已經被認定是全世界第一個利用系統性的辨識及分析病毒感染細胞後所誘導的外分泌蛋白之領導者。此外，研究分析這些外分泌蛋白的功能，將會幫助我們瞭解這些蛋白質於宿主細胞與腸病毒及日本腦炎病毒致病機制之間的關係。我們並進而與臨床醫師合作，利用蛋白質體學方式，系統性分析受到腸病毒感染病人的血清或唾液檢體中的宿主蛋白以及微小RNA (miRNAs) 的整體表現性差異。同時並利用細胞及老鼠的動物模式，分析這些宿主蛋白或者miRNAs在於病毒感染週期所扮演的角色。我們同時與工學院跨領域合作，利用Surface plasmon resonance (SPR) sensor 來偵測腸病毒的表面結構蛋白(VP蛋白質)。miRNAs的部分則與新加坡大學合作，收集兩個國家病毒感染病患之唾液，進行大規模miRNAs的分析與整理。透過患者唾液中的miRNAs來診斷手足口病感染的研究，除了已刊登於國際知名的EBioMedicine 轉譯醫學期刊，更獲得新加坡政府專利認證，已進入技術移轉及後續開發臨床檢驗試劑階段。這是首次研究證明可以利用患者唾液的miRNAs來診斷這類型的傳染病，讓感染手足口病的患者能即早診斷與治療。此外，這項研究還具有三大亮點，首先是唾液檢體為非侵入性方式，僅需要極少量病患的唾液 (50 微升) 為檢體，非常容易從受感染的嬰幼兒患者中取得。其次，同時檢測4種miRNAs的表現差異量，可以減少使用單一標識可能產生的誤判性。第三則是利用台灣世代研究 (Taiwan Cohort) 及新加坡世代研究 (Singapore Cohort) 來驗證這些miRNAs生物標識物於手足口病的可辨識度，同時瞭解這類傳染病於台灣與新加坡兩地造成病理機制的差異性。