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【中国科学报】 科学家揪出病毒入侵“引路人”
夏季来临 小心B族肠道病毒
2019-05-23 13:28:24 來源:中國科學報 浏覽次數:

近日,廣東省衛生健康委員會官網發布消息稱,近期發生在南方醫科大學順德醫院的感染事件已造成5名新生兒死亡,是由B族腸道病毒中埃可病毒11型引起的嚴重醫療事故。

“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。”首都醫科大學附属北京兒童醫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,謝正德團隊聯合中科院微生物研究所高福院士團隊、北京大學生命科學學院魏文勝研究員課題組利用CRISPR篩選技術,發現人類新生兒Fc受體(FcRn)是多數B族腸道病毒的通用脫衣殼受體,從分子水平揭示了“雙受體系統”中兩種受體的不同作用機制,闡明了腸道病毒感染宿主細胞的入侵機制。相關研究結果近日發表于《細胞》雜志。

症狀類似感冒

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。谢正德介紹,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族腸道病毒感染是常見的兒童感染性疾病病因之一,多數爲隱性感染或輕症,但亦可導致病毒性腦炎、腦膜炎等疾病,對新生兒可致嚴重感染性疾病,甚至致命。謝正德說:“B族腸道病毒感染初期症狀並無特異性,類似感冒,需要醫生根據患兒臨床表現、傳染病接觸史和實驗室檢查等才能確診。”

科學預防可大大降低感染B族腸道病毒的幾率,但仍有一些人群,尤其嬰幼兒是重症B族腸道病毒感染的高風險人群。

该论文并列第一作者、首都醫科大學附属北京兒童醫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。

尋找“引路人”

爲了尋找導致機體感染該類病毒的關鍵受體,陳祥鵬與身爲該論文並列第一作者的中科院微生物研究所助理研究員趙欣、北京大學生命科學學院博士後張桂根合作,選取了致病性較強的B族腸道病毒血清型——埃可病毒6型,應用CRISPR-Cas9膜蛋白基因組篩選技術,建立剔除細胞的不同表面蛋白的細胞文庫。

通過感染壓力篩選及測序分析,他們最終發現,FcRn是病毒入侵細胞的一個關鍵受體。B族腸道病毒可通過與吸附受體CD55和脫衣殼受體FcRn結合,入侵人體細胞。“這兩個受體分子就像引路人一樣,爲B族腸道病毒進入人體細胞打開了大門。”陳祥鵬說。

通常,FcRn是人體重要的免疫因子之一,其主要功能是通過胎盤,將母體中的抗體轉運到胎兒體內,幫助新生兒從腸道吸收母乳中的抗體,以及在成人體內介導抗體“回收”等。

FcRn是否在其他血清型的B族腸道病毒入侵人體過程中也發揮了同樣的作用呢?研究人員同時還檢測了B族腸道病毒各進化分支中具有代表性的17個毒株。研究發現,除柯薩奇B4、B5之外,還有15個毒株均依賴于FcRn來完成其感染過程,其中包括致病性較強的柯薩奇病毒A9,埃可病毒6、9、11、30等。這說明FcRn是B族腸道病毒的一個通用受體。

發現雙受體系統

爲了進一步研究病毒入侵機制,趙欣與中科院微生物所/中國科技大學聯合培養博士生劉升等人,首次以原子/近原子水平高分辨率電鏡解析,發現了非囊膜病毒入侵過程的“雙受體系統”作用機制,即病毒在吸附受體CD55的幫助下,內吞進入細胞內;並進一步通過脫衣殼受體FcRn作用脫衣殼,完成病毒遺傳物質的釋放。

趙欣表示,與之前報道的埃可病毒表面吸附受體不同,FcRn是一個脫衣殼受體。生理條件下,當病毒與受體相遇後,在細胞內吞體脂質膜的共同作用下,完成入侵細胞時必需的脫衣殼過程,成功將遺傳物質釋放到宿主細胞內。

此外,B族肠道病毒能够感染人体,却不能感染小鼠。陈祥鹏介紹,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。

趙欣介紹,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。

而謝正德建議,日常生活中注意個人衛生、勤洗手,注重飲食安全,可有效切斷B族腸道病毒的傳播途徑。

相關論文信息:https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.04.035

■本报见习记者 卜叶

《中国科学报》 (2019-05-23 第1版 要闻)


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