2021年10月8日，清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院程功教授團(tuán)隊(duì)在《Proceedings of the National Academy of Sciences》（美國國家科學(xué)院院刊）雜志發(fā)表題目為《A mutation-mediated evolutionary adaptation of Zika virus in mosquito and mammalian host》(突變介導(dǎo)的寨卡病毒適應(yīng)性進(jìn)化促進(jìn)病毒感染蚊蟲和哺乳動(dòng)物)?的學(xué)術(shù)論文（DOI：10.1073/pnas.2113015118）。該研究發(fā)現(xiàn)，寨卡病毒衣殼蛋白106位點(diǎn)從蘇氨酸（T）到丙氨酸（A）的突變可促進(jìn)寨卡病毒感染埃及伊蚊及哺乳動(dòng)物宿主的能力大幅增強(qiáng)，為進(jìn)一步理解寨卡病毒暴發(fā)流行提供了科學(xué)依據(jù)。
寨卡病毒是一種典型的蚊媒病毒，主要由伊蚊攜帶并傳播。2015年至2017年，寨卡病毒造成大范圍全球性暴發(fā)流行，由南美洲迅速擴(kuò)散到全球70多個(gè)國家和地區(qū)，導(dǎo)致數(shù)百萬人感染。寨卡病毒與登革病毒親緣關(guān)系，感染人體后引起的癥狀與登革熱類似，包括發(fā)熱、關(guān)節(jié)痛、頭痛及皮疹。但是，近年來臨床及流行病學(xué)研究顯示，一些嚴(yán)重的神經(jīng)系統(tǒng)癥狀，包括格林巴利綜合癥及新生兒小頭畸形等，與寨卡病毒的感染有關(guān)。因此，近年來寨卡病毒在世界范圍內(nèi)的感染流行被認(rèn)為是一個(gè)嚴(yán)重的公共健康威脅。
蚊媒病毒在宿主與蚊蟲媒介之間傳播循環(huán)，病毒在自然界中的傳播效率取決于病毒適應(yīng)宿主的能力。之前研究顯示，病毒適應(yīng)宿主的過程是通過不斷獲得有利于病毒感染及傳播的突變來實(shí)現(xiàn)。本項(xiàng)研究通過分支系統(tǒng)發(fā)育分析，在暴發(fā)流行的毒株中鑒定出7個(gè)穩(wěn)定存在的氨基酸位點(diǎn)突變，利用反向遺傳學(xué)手段得到單點(diǎn)突變病毒并比較它們?cè)谖孟x與宿主中的感染與傳播能力。研究發(fā)現(xiàn)，寨卡病毒衣殼蛋白（Capsid）第106個(gè)殘基處的蘇氨酸（T）到丙氨酸（A）突變促進(jìn)了其在蚊蟲、人類免疫細(xì)胞和小鼠模型中的感染。在“媒介-宿主-媒介”傳播循環(huán)模型中，該突變體同樣表現(xiàn)出了更高的傳播效率及更強(qiáng)的感染能力。進(jìn)一步機(jī)制研究表明，這個(gè)點(diǎn)突變可提高寨卡病毒NS2B-NS3蛋白酶對(duì)衣殼蛋白的切割效率，促進(jìn)感染性病毒顆粒的組裝，從而導(dǎo)致突變后的寨卡病毒對(duì)蚊蟲和哺乳動(dòng)物宿主的感染能力大幅上升（圖1）。這一研究說明，寨卡病毒的適應(yīng)性進(jìn)化是促進(jìn)寨卡病毒暴發(fā)流行的重要因素之一。
圖1：衣殼蛋白T106A突變促進(jìn)寨卡病毒感染與傳播機(jī)制示意圖
清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院程功教授為本論文通訊作者，博士研究生余茜為第一作者。來自美國德克薩斯大學(xué)醫(yī)學(xué)部（UTMB）史佩勇（Pei-Yong Shi）教授、美國康涅狄格大學(xué)醫(yī)學(xué)院王朋華教授、云南省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院王靜林教授、中國科學(xué)院武漢病毒研究所單超研究員、清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院助理研究員朱毅斌博士和博士研究生麻恩浩為本論文合作者。該研究獲得深圳灣實(shí)驗(yàn)室、科技部國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)委杰出青年基金、重點(diǎn)項(xiàng)目、清華大學(xué)春風(fēng)基金、深圳市“三名工程”及云南省“程功專家工作站”聯(lián)合資助。
https://www.pnas.org/content/118/42/e2113015118
來源：清華大學(xué)
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