作者:卜叶 来源: 中国科学报 发布时间:2019-5-23
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科学家揪出病毒入侵“引路人”
夏季来临 小心B族肠道病毒

 

■本报见习记者 卜叶

近日,广东省卫生健康委员会官网发布消息称,近期发生在南方医科大学顺德医院的感染事件已造成5名新生儿死亡,是由B族肠道病毒中埃可病毒11型引起的严重医疗事故。

“B族肠道病毒是儿童病毒性脑炎、脑膜炎的主要致病病原,但大多数B族肠道病毒的致病机制以及跨越血脑屏障机制尚不清楚,也尚无针对B族肠道病毒的特异性药物和疫苗。”首都医科大学附属北京儿童医院感染与病毒研究室主任、研究员谢正德告诉《中国科学报》。

日前,谢正德团队联合中科院微生物研究所高福院士团队、北京大学生命科学学院魏文胜研究员课题组利用CRISPR筛选技术,发现人类新生儿Fc受体(FcRn)是多数B族肠道病毒的通用脱衣壳受体,从分子水平揭示了“双受体系统”中两种受体的不同作用机制,阐明了肠道病毒感染宿主细胞的入侵机制。相关研究结果近日发表于《细胞》杂志。

症状类似感冒

B族肠道病毒属于小RNA病毒科,包括埃可病毒、柯萨奇病毒B、柯萨奇病毒A9以及多个新发现的B族肠道病毒血清型等。谢正德介绍,B族肠道病毒主要通过粪口传播,与感染或携带B族肠道病毒的患者进行密切生活性接触、共用饮食等均可导致肠道疾病的感染。

B族肠道病毒感染是常见的儿童感染性疾病病因之一,多数为隐性感染或轻症,但亦可导致病毒性脑炎、脑膜炎等疾病,对新生儿可致严重感染性疾病,甚至致命。谢正德说:“B族肠道病毒感染初期症状并无特异性,类似感冒,需要医生根据患儿临床表现、传染病接触史和实验室检查等才能确诊。”

科学预防可大大降低感染B族肠道病毒的几率,但仍有一些人群,尤其婴幼儿是重症B族肠道病毒感染的高风险人群。

该论文并列第一作者、首都医科大学附属北京儿童医院副研究员陈祥鹏表示,开发该类病毒的药物及疫苗,首先要弄清楚病毒的感染致病机制。B族肠道病毒侵入人体细胞首先需要与细胞表面的受体结合,但目前埃可病毒等大多数B族肠道病毒跨越血脑屏障机制尚不清楚,决定其感染细胞的关键受体尚未被发现和报道。

寻找“引路人”

为了寻找导致机体感染该类病毒的关键受体,陈祥鹏与身为该论文并列第一作者的中科院微生物研究所助理研究员赵欣、北京大学生命科学学院博士后张桂根合作,选取了致病性较强的B族肠道病毒血清型——埃可病毒6型,应用CRISPR-Cas9膜蛋白基因组筛选技术,建立剔除细胞的不同表面蛋白的细胞文库。

通过感染压力筛选及测序分析,他们最终发现,FcRn是病毒入侵细胞的一个关键受体。B族肠道病毒可通过与吸附受体CD55和脱衣壳受体FcRn结合,入侵人体细胞。“这两个受体分子就像引路人一样,为B族肠道病毒进入人体细胞打开了大门。”陈祥鹏说。

通常,FcRn是人体重要的免疫因子之一,其主要功能是通过胎盘,将母体中的抗体转运到胎儿体内,帮助新生儿从肠道吸收母乳中的抗体,以及在成人体内介导抗体“回收”等。

FcRn是否在其他血清型的B族肠道病毒入侵人体过程中也发挥了同样的作用呢?研究人员同时还检测了B族肠道病毒各进化分支中具有代表性的17个毒株。研究发现,除柯萨奇B4、B5之外,还有15个毒株均依赖于FcRn来完成其感染过程,其中包括致病性较强的柯萨奇病毒A9,埃可病毒6、9、11、30等。这说明FcRn是B族肠道病毒的一个通用受体。

发现双受体系统

为了进一步研究病毒入侵机制,赵欣与中科院微生物所/中国科技大学联合培养博士生刘升等人,首次以原子/近原子水平高分辨率电镜解析,发现了非囊膜病毒入侵过程的“双受体系统”作用机制,即病毒在吸附受体CD55的帮助下,内吞进入细胞内;并进一步通过脱衣壳受体FcRn作用脱衣壳,完成病毒遗传物质的释放。

赵欣表示,与之前报道的埃可病毒表面吸附受体不同,FcRn是一个脱衣壳受体。生理条件下,当病毒与受体相遇后,在细胞内吞体脂质膜的共同作用下,完成入侵细胞时必需的脱衣壳过程,成功将遗传物质释放到宿主细胞内。

此外,B族肠道病毒能够感染人体,却不能感染小鼠。陈祥鹏介绍,一般的小鼠无法验证治疗方法或药物的效果,相关转基因小鼠能够支持埃可病毒的复制,成为埃可病毒等的动物模型。

赵欣介绍,该研究在B族肠道病毒的药物疫苗研发和非囊膜病毒的入侵机制研究方面均具有重要意义。

而谢正德建议,日常生活中注意个人卫生、勤洗手,注重饮食安全,可有效切断B族肠道病毒的传播途径。

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.04.035

《中国科学报》 (2019-05-23 第1版 要闻)
 
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