论文标题：Self-Replicating Alphaviruses: From Pathogens to Therapeutic Agents

论文链接：https://doi.org/10.3390/v16111762

期刊名：Viruses

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/viruses

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作者介绍

Kenneth Lundstrom

现任PanTherapeutics的研究员。专注于病毒学和基因治疗的研究。其研究成果为甲病毒在疫苗和治疗应用中的发展提供了重要的理论基础。

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综述背景

甲病毒 (alphavirus) 是一类具有囊膜的单链正义RNA病毒。它通过蚊子等节肢动物在人类、鼠、马及鸟等多个物种中广泛传播并引起相关疾病。它们不仅引起了包括东部马脑炎病毒 (Eastern Equine Encephalitis virus, EEEV) 和基孔肯雅热病毒 (Chikungunya) 在内的多种流行病，还因其独特的生物学特性成为病毒学研究的重要模型。这些病毒的生命周期复杂，涉及宿主细胞的多种机制，使其成为理解病毒致病性及宿主反应的理想工具。

近年来，甲病毒的自我复制特性引起了科学界的广泛关注。这种特性使得甲病毒在疫苗和疾病治疗中展现出巨大的应用潜力。近日，现任PanTherapeutics研究员的Kenneth Lundstrom在 Viruses 期刊上发表综述文章，旨在探索如何利用甲病毒作为载体，以提高疫苗的免疫原性和治疗的靶向性，从而为应对传染病和癌症等重大公共健康问题提供新的解决方案。

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综述的主要内容

本文综述了甲病毒的生命周期、致病性、载体开发及其在预防和治疗中的应用。主要内容包括：

生命周期：甲病毒通过多种受体进入宿主细胞，释放RNA基因组，并在细胞内进行复制和成熟 (图1)。甲病毒颗粒传递单链RNA，ssRNA+链在其中转录和扩增。在甲病毒的结构蛋白中，衣壳蛋白 (C) 与RNA基因组形成核包核酸 (NC)，包膜蛋白 (E) 通过内质网和高尔基体运输，与NC组装在一起，最后出芽释放成熟的甲病毒颗粒。

图1.甲病毒生命周期示意图。

载体开发：甲病毒能够引起多种疾病，包括发热、关节炎和脑炎，影响人类和动物健康。针对不同的甲病毒，研究人员开发了多种表达系统，提升了其作为基因传递工具的有效性。图2解释了甲病毒表达的三种不同系统。

A.复制缺陷系统：甲病毒表达载体包含非结构蛋白 (nsP1-4) 复制酶基因和GoI基因。辅助载体携带结构蛋白基因 (衣壳蛋白 (C))、p62、E2和\E3包膜蛋白前体以及E1包膜蛋白。

B.高复制能力的系统：GoI基因可以插入nsP1-4基因的下游，也可以插入结构蛋白基因的下游。

C.基于DNA复制的系统：通过用巨细胞病毒 (CMV) 启动子取代SP6RNA聚合酶启动子，设计了用于直接DNA质粒转移的复制缺陷和高复制能力载体。

图2. 甲病毒表达系统示意图。

预防与治疗：甲病毒在疫苗开发和疾病治疗中展现出良好的应用前景，由于甲病毒的RNA降解相对较快，其表达谱以瞬时性著称，因此其应用范围主要局限于急性疾病，慢性疾病则应考虑其他选择。其主要应用的领域包含针对传染病，癌症和神经系统疾病的研究。表1总结了以甲病毒为基础的神经系统疾病模型实例。

表1. 以甲病毒为基础的神经系统疾病模型实例。

甲病毒载体也被用于不同癌症的预防和治疗评估。表2总结了利用甲病毒载体对癌症进行预防/治疗干预的实例。

表2. 利用甲病毒载体进行癌症预防/治疗干预的实例。

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总结

甲病毒作为疫苗和治疗剂的潜力正在不断被挖掘。尽管在临床应用中仍面临挑战，如病毒安全性、免疫反应和生产成本等问题，但通过进一步的工程化和剂量优化，甲病毒的应用范围有望得到扩展。未来的研究将着重于优化这些病毒载体的特性，以提高其在疫苗和基因治疗中的有效性和安全性。这不仅为抗击传染病提供了新的思路，也为癌症和神经系统疾病治疗开辟了新的途径，展示了甲病毒在现代医学中的重要价值。

Viruses 期刊介绍

主编：Eric O. Freed, Center for Cancer Research, National Cancer Institute, USA

涵盖人类病毒和病毒疾病，动物病毒，植物病毒，病毒免疫、疫苗和抗病毒药物以及朊病毒等各方面研究，目前已被 SCIE (Web of Science)、MEDLINE (PubMed) 等数据库收录。