報刊專欄
冷凍電鏡：透視病毒複製的微觀「工廠」

2026年09月26日

倪濤教授
香港大學李嘉誠醫學院
生物醫學學院助理教授

正鏈RNA病毒（包括冠狀病毒、登革熱病毒、寨卡病毒和腸道病毒等）與多種人類感染性疾病密切相關。病毒無法獨立生存，必須入侵並利用宿主細胞內的資源進行繁殖。因此，深入了解病毒如何進入細胞及複製，是研發抗病毒藥物與防治策略的重要基礎。

有趣的是，許多正鏈RNA病毒進入細胞後，會改造細胞內部的膜結構，形成一種被稱為「病毒複製細胞器」（viral replication organelles）的特殊結構。這就像病毒在宿主細胞內建立的專屬「複製工廠」，不僅能集中資源提升病毒複製效率，還可能幫助病毒躲避免疫系統的識別。然而，這些結構極其微小複雜，普通光學顯微鏡難以看清其真實面目。

近年來，冷凍電子顯微鏡（cryo-electron microscopy，簡稱冷凍電鏡）的應用為這類研究帶來了巨大突破。其原理是將生物樣本快速冷凍，瞬間固定在接近天然的狀態，從而減少傳統製樣造成的結構變形。隨後，科學家利用電子束成像，再透過電腦進行三維重建，獲得高解像度的立體圖像。簡而言之，冷凍電鏡就像一雙「超級眼睛」，幫我們在納米尺度下窺探生命的奧秘。

借助這雙「超級眼睛」，科學家得以清晰洞察「複製工廠」的精細結構與組裝機制。基於這些微觀發現，若未來能研發出針對性策略，阻止病毒形成這些結構，便有機會從根本上抑制病毒繁殖。冷凍電鏡不僅是一項高端科研技術，更是幫助科學家解開病毒感染微觀機制、推動開發嶄新抗病毒療法的基石。