助力猴痘研究——感染相關因子
近期,猴痘病毒在歐美國家的傳播,引起了全世界的廣泛關注。世衛(wèi)組織目前判斷本輪猴痘暴發(fā)構成的全球公共衛(wèi)生風險仍屬“中等”,但未來隨著疫情的流行不排除風險等級上調的可能。值得注意的是,這是猴痘病毒第一次在中非和西非地區(qū)以外的多個“非流行國家”傳播,并出現了人際傳播。
猴痘病毒、牛痘病毒與天花病毒一樣,同屬于正痘病毒屬,臨床表現也十分相似。區(qū)別在于,猴痘和牛痘病毒感染癥狀輕微,患者可不經過治療自己痊愈,天花病毒為烈性傳染病,死亡率在30%-80%。
猴痘病毒是目前已知的最大的線性dsDNA病毒之一。電鏡下呈長方形,外覆包膜(如圖1),可在非洲綠猴腎細胞中培養(yǎng)生長,導致細胞病變。
圖1. 痘病毒結構示意圖
在病毒的長期演化過程中,猴痘病毒為了對抗宿主免疫系統的清除作用,演化出一組特有的針對靶細胞抗病毒信號而起作用的蛋白,這些蛋白統稱為宿主范圍因子(Host range factor, Hrf),編碼他們的基因則稱之為宿主范圍基因(Host range gene, Hrg)。猴痘病毒是否能成功感染宿主,取決于Hrf與宿主細胞免疫系統之間的“相互博弈”。猴痘病毒在可以在土撥鼠、兔子、松鼠、猴子、人類等多個宿主中廣泛傳播。其廣泛的宿主譜也與Hrg編碼的蛋白有關。猴痘病毒在感染的過程中,其編碼的Hrf可以調控宿主細胞不同的信號轉導途徑,為病毒的增殖提供有利條件。
表1. 猴痘病毒宿主范圍基因
目前針對猴痘病毒感染機制的研究主要集中在兩個方面:一是抑制干擾素(IFN)活性的機制,二是對炎癥信號級聯激活系統的抑制。
猴痘病毒入侵機體后,感染及復制過程中一些病毒特有的保守結構如包膜糖蛋白,雙鏈RNA(dsRNA)可以被宿主免疫系統識別。宿主細胞的模式識別受體(PRRs)識別并結合后分子構象發(fā)生改變,招募MyD88、TRIF等接頭蛋白,激活IRF3和MAP激酶等轉錄因子,誘導IFN的產生。猴痘病毒的Hrg可以表達大量的可溶性受體蛋白結合IFNs,這些蛋白與IFNR在結構上有高度的相似性,例如表達Ⅰ型IFNs及其誘導細胞因子產生的誘餌受體,隔離dsRNA阻斷干擾素反應的起始;編碼的IFN-γ結合蛋白(IFN-γBPs)與IFN-γ結合后形成多聚體復合物,有效阻斷IFN-γ介導的抗病毒反應。
猴痘病毒還可通過對NF-KB信號傳導途徑調控來達到抑制炎癥信號級聯激活系統的目的。病毒侵入宿主細胞后,可通過Hrf表達的蛋白對NF-KB信號傳導途徑進行調控,從而避免被宿主免疫系統清除。猴痘病毒表達的配體結合蛋白可對TNF、LT-α、IL-1β等細胞因子的基因表達造成干擾,猴痘病毒還可以表達含有錨蛋白重復序列(Ankyrin repeats, ANKs)的蛋白K1L。K1L可阻止細胞中的IkBα降解,從而阻斷TLR2/TLR4及TLR9介導的NF-KB信號通路的激活。
綜上所述,猴痘病毒宿主范圍及感染機制與Hrf的生物學功能有著緊密的聯系。鑒于猴痘病毒宿主廣泛,不同種類病毒存在基因重組,跨種間傳染的風險較高,針對猴痘病毒感染機制的研究顯得至關重要。云克隆為廣大科研人員提供相關檢測試劑產品。
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