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流感病毒每年都會在全球范圍內(nèi)引發(fā)季節(jié)性流行,造成大量感染和住院病例。根據(jù)世界衛(wèi)生組織估算,全球每年約有10億例季節(jié)性流感病例,其中重癥病例約300萬至500萬例,死亡病例約29萬至65萬例。在流感病毒家族中,甲型流感病毒的兩種亞型—H1N1和H3N2,是目前人類中最主要的流行毒株。盡管它們都能引起類似的呼吸道癥狀,但兩者的抗原性和演化路徑存在顯著差異。臨床上,流感檢測通常不區(qū)分這兩種亞型,治療策略也基本一致。
然而,日前一篇發(fā)表在國際雜志The Journal of Virology上題為“Rab11B is required for binding and entry of recent H3N2, but not H1N1, influenza A isolates”的研究報(bào)告中,來自美國佛蒙特大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究研究意外發(fā)現(xiàn):H1N1和H3N2在入侵人體肺細(xì)胞時,竟然依賴不同的宿主蛋白,這一發(fā)現(xiàn)為開發(fā)更具針對性的抗流感藥物提供了全新思路。
研究人員原本的目標(biāo)是探究流感病毒如何在宿主細(xì)胞內(nèi)完成復(fù)制,眾所周知,病毒只有進(jìn)入細(xì)胞后才能啟動復(fù)制程序,而病毒基因組片段在細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)輸尤為關(guān)鍵。過去的研究已經(jīng)明確,宿主蛋白Rab11A在運(yùn)輸流感病毒基因組片段到細(xì)胞膜出芽位點(diǎn)中發(fā)揮重要作用。然而,與Rab11A高度相似的另一個蛋白Rab11B的功能,在流感病毒感染過程中幾乎不為人知。
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文章中,研究人員通過基因沉默技術(shù),分別敲低了人肺細(xì)胞中的Rab11A和Rab11B,然后分別用2022年從患者體內(nèi)分離得到的H1N1和H3N2病毒進(jìn)行單輪感染實(shí)驗(yàn);結(jié)果令人意外:當(dāng)Rab11B被敲低后,H3N2病毒無法有效產(chǎn)生子代病毒,感染滴度顯著下降;而H1N1病毒卻幾乎不受影響;相反,敲低Rab11A對兩種病毒均有抑制作用,說明Rab11A是兩者共用的必需蛋白,而Rab11B似乎是H3N2的“專屬幫手”。
更關(guān)鍵的是,研究人員發(fā)現(xiàn)Rab11B缺失導(dǎo)致的H3N2復(fù)制缺陷,并非因?yàn)椴《具M(jìn)入細(xì)胞后蛋白合成效率下降,而是因?yàn)檫M(jìn)入細(xì)胞的病毒數(shù)量本身就減少了。流式細(xì)胞分析顯示,Rab11B敲低后,感染H3N2的細(xì)胞總數(shù)明顯降低,但每個被感染細(xì)胞內(nèi)病毒蛋白產(chǎn)量并無顯著變化。換句話說,H3N2病毒連“門”都沒進(jìn)去,而不是進(jìn)去以后工作效率低。
為了弄清楚哪個病毒基因?qū)е铝诉@種差異,研究人員利用反向遺傳學(xué)技術(shù)構(gòu)建了“7+1”重配病毒。結(jié)果令人驚訝:這種Rab11B依賴性的早期感染缺陷,其決定因素竟然在HA基因上。HA基因編碼血凝素蛋白,負(fù)責(zé)病毒與細(xì)胞表面唾液酸受體的結(jié)合。進(jìn)一步的RT-qPCR實(shí)驗(yàn)顯示,在Rab11B敲低的細(xì)胞表面,結(jié)合上的H3N2病毒顆粒數(shù)量減少了約50%,而H1N1的結(jié)合未受影響。
研究人員排除了整體唾液酸譜變化的可能性:檢測表明,敲低Rab11B并不改變細(xì)胞表面α2,6和α2,3連接唾液酸的總體水平。同時,外源性神經(jīng)氨酸酶處理可以去除已結(jié)合的病毒顆粒。這些結(jié)果共同指向一個結(jié)論:Rab11B的缺失導(dǎo)致細(xì)胞表面某個或某幾個特定的唾液酸化蛋白減少,進(jìn)而特異性地阻礙了H3N2病毒的吸附。也就是說,Rab11B并不直接參與病毒進(jìn)入,但它可能通過維持某些關(guān)鍵表面蛋白的表達(dá),間接成為H3N2病毒“敲門”的推手。
Emily Bruce博士用了一個生動的比喻:“病毒就像來自不同國家的海盜,想要劫持人類的細(xì)胞這艘船。不同種類的海盜,上船的方法也不一樣。過去我們以為所有流感病毒都走同一條路,但事實(shí)證明并非如此。H1N1和H3N2需要不同的蛋白來進(jìn)入細(xì)胞。如果把正確的那個蛋白拿掉,某種特定的病毒就進(jìn)不來了。”
這項(xiàng)研究首次揭示了Rab11B在H3N2流感病毒進(jìn)入階段的新型功能,而這一功能在H1N1病毒中并不需要,這打破了長期以來“所有甲型流感病毒進(jìn)入細(xì)胞機(jī)制相同”的固有認(rèn)知。研究還明確指出,H3N2依賴Rab11B的環(huán)節(jié)并非在病毒內(nèi)部運(yùn)輸階段,而是更早的細(xì)胞表面結(jié)合階段。Bruce博士表示,像這樣基于好奇心驅(qū)動的基礎(chǔ)研究,往往能為未來的治療策略鋪路。雖然目前流感疫苗和抗病毒藥物(如奧司他韋)在一定程度上可以控制感染,但耐藥性和疫苗株與流行株不匹配的問題始終存在,明確不同亞型流感病毒入侵細(xì)胞的差異化機(jī)制,有望催生新一代“病毒進(jìn)入抑制劑”:例如,針對Rab11B或其調(diào)控的特定表面蛋白,設(shè)計(jì)藥物專門阻斷H3N2的入侵,而對H1N1則采用其他策略。
當(dāng)然,這項(xiàng)研究也留下了一些待解之謎:Rab11B具體調(diào)控哪一個或哪幾個表面蛋白?這種依賴性是H3N2病毒長期固有的特性,還是近年流行株新獲得的“本領(lǐng)”?研究人員下一步將深入分子層面,試圖厘清Rab11B在H3N2感染中的精確角色,無論如何,這場“意外”的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)為抗擊流感打開了一扇新的窗戶。
參考文獻(xiàn):Allyson H. Turner,Sara A. Jaffrani,Hannah C. Kubinski, et al. Rab11B is required for binding and entry of recent H3N2, but not H1N1, influenza A isolates,The Journal of Virology (2026). DOI: 10.1128/jvi.02111-25
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撰寫| 生物谷
校稿| Alice編審| Hide / Blue sea
編輯 設(shè)計(jì)| Leon
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