2015病毒領域重大研究盤點

　　2016年2月14日/生物谷BIOON/--近期塞卡病毒在赤道附近國家開始大肆傳播，引起了非常多的新生兒出現“小頭癥”。雖然這個病毒對于成人來說癥狀非常輕微，然而對于非常脆弱的孕婦和新生兒而言，簡直像噩夢一樣的存在。近兩年來，僅僅巴西一國，就出現了超過兩千例由塞卡病毒引起的小頭癥。這些年來，病毒似乎從沒有消停，從SARS到H1N1流感，再到其他類型的禽流感，還有中國南方登革熱病毒，肆虐非洲的埃博拉病毒，人類與病毒的戰爭從未停止。

　　在過去的一年中，埃博拉病毒、H7N9和中東MERS病毒相繼歸于消停，而新進入人們眼球的塞卡病毒似乎還方興未艾。下面，小編總結了2015年重大的病毒領域研究研究進展如下。

　　Immunity：科學家發現乙肝病毒免疫新機制

　　日本北海道大學遺傳醫學研究所的Akinori Takaoka課題組在《immunity》雜志發表了他們對于宿主抵抗HBV感染機制的最近研究成果。首先他們向人肝細胞系中轉染HBV基因組，并對隨后細胞各類干擾素的表達情況做了檢測。結果顯示：干細胞產生極少的I型干擾素，但能夠產生明顯的III型干擾素（IFN-λ）。另外，干擾素的產生受到病毒復制的影響：通過藥物處理人為地將病毒復制能力抑制住將不會看到INF-λ的產生。

　　結果顯示，只有當RIG-I被抑制時，病毒基因組轉染導致的INF-λ爆發才能得到抑制。同樣，作者人為抑制了RIG-I下游已知的信號傳導分子（TRIM25，MAVS，TBK，IRF-3），發現III型干擾素的產生同樣受到了影響。說明RIG-1是這一信號傳遞過程的關鍵分子。

　　最后，作者通過生化實驗發現RIG-I能夠同時結合pgRNA以及病毒本身的聚合酶（主導DNA的復制）。功能檢測發現這種結合方式有效抑制了病毒的復制。

　　綜上，這項研究發現RIG-I是響應HBV入侵的信號感受器，可以通過經典的抗病毒免疫信號通路激活INF-λ的表達；此外，RIG-I還可以直接作用于病毒pgRNA以及聚合酶，從而抑制其復制。

　　Nature：禽流感病毒"濫交"習性亮起危險信號

　　香港大學 yi guan博士研究組在最新一期的《Nature》雜志上報道的研究稱H7N9型禽流感病毒有與其它類型的流行中病毒發生融合的現象，這有可能會產生危害性更高的流感毒株。

　　鑒于10年之前對H5N1型病毒即將蔓延的預警引起了人們的不安，公共健康部門的人士對于這一次H7N9的流行呼吁大家冷靜對待，但同時也要對H7N9可能發生的惡化變異提高警惕。就在上個月WHO發布的一份文件中提到，最近兩年來已經發現H5的4中新產生的變異毒株。"目前流感病毒流行毒株的分布、類型以及鳥類攜帶者情況都不了解，人們要對此保持警醒"，WHO呼吁。首先，guan博士與專家建議暫時關閉中國的活禽市場，以降低H7N9感染人的可能性，以及降低不同基因型的毒株發生基因重組的可能性。

　　而在蔓延的同時，H7N9還在不斷變異。Guan的研究組發現2013年爆發的禽流感致病毒株也已歸為同一亞群，而一年以后H7N9分化成了3個不同的亞群，本質上是"濫交"的結果。

　　Nature communication：中國科學家發現抗擊H7N9禽流感病毒新抗體

　　國際學術期刊nature communication在線發表了中國醫學科學院和北京協和醫學院研究人員關于應用單克隆抗體治療H7N9禽流感病毒的最新研究進展，這項研究對于H7N9禽流感病毒預防和治療，預防H7N9禽流感病毒大流行具有重要意義。

　　研究人員從感染H7N9禽流感病毒后獲得恢復的病人身上獲得外周血單核細胞建立了Fab噬菌體抗體庫，并從中篩選出兩株人類單克隆抗體。這兩株單克隆抗體均表現出針對細胞內H7N9病毒的高度中和活性，研究人員還發現受體結合位點上的兩個氨基酸，186V和226L，對于抗體結合病毒的血凝素抗原至關重要。他們利用小鼠模型進行研究，證明病毒感染前使用這兩株單克隆抗體可以增強免疫系統對抗H7N9病毒的能力并能夠顯著降低肺部感染病毒的滴度。而在感染后進行單克隆抗體治療，也可以提供有效保護，降低病毒的致死性。

　　 綜上所述，本研究中研究人員發現的這兩株抗體可能對于H7N9禽流感病毒的預防和治療都有重要作用，并對預防禽流感病毒大流行具有重要意義。

　　Nature：siRNA干預治療埃博拉病毒感染新進展

　　埃博拉病毒在西非地區的流行仍未得到有效控制，其造成的病例和死亡比之前的病毒爆發流行都要嚴重，是一次前所未有的大災難。近日，著名國際學術期刊nature在線發表了美國科學家關于埃博拉病毒治療進展的相關研究。

　　在此研究之前，科學家們已經研發出一些病毒接觸后干預手段，對返回歐洲和美國的病人進行治療。但這些治療手段對于治療埃博拉病毒新暴發亞型的體內療效仍未可知。

　　研究人員發現針對馬科納河爆發的埃博拉病毒亞型開發出的脂質納米顆粒包裹的siRNA能夠完全保護恒河猴面對埃博拉病毒的致命挑戰，他們在恒河猴接觸埃博拉病毒3天，出現病毒血癥和臨床疾病癥狀后，開始對其進行siRNA干預治療，治療結果非常好。在該實驗中，所有感染動物都表現出病毒感染晚期癥狀，包括血液學和血生化異常，凝血功能障礙，但進行了siRNA治療的動物其臨床特征得到改善，最終完全恢復，而未進行治療的對照動物最終都死于埃博拉病毒感染。

　　研究人員成功地在非人靈長類動物上證明了一些對抗新埃博拉病毒的治療方法的有效性，并著重強調了脂質納米顆粒攜帶siRNA治療埃博拉病毒感染的重要作用，該種方法或可對埃博拉病毒感染治療，控制西非埃博拉病毒流行趨勢具有重要意義。

　　PNAS：改造型Cas9是RNA病毒的新殺器？

　　《美國科學院院刊》發表了一篇關于改造Cas9系統的文章。來自一種革蘭氏陰性細菌（Francisella novicida）的FnCas9能夠通過重編程后（即改變引導RNA的序列），能夠結合到在真核生物細胞中特異性的RNA靶標上去。這個FnCas9與其他類型的cas9不同，前者可以結合到細菌中的成熟信使RNA上并有RNA切割酶的功能。這些FnCas9針對的RNA包括單鏈RNA病毒（丙肝病毒）的基因組RNA。這種針對病毒RNA的FnCas9系統的定向可以導致病毒蛋白質合成受阻。

　　首先他們合成了一段被叫做rgRNA的引導RNA。這種RNA和細菌中存在的某些RNA結構很相似。這個rgRNA有一段雙鏈區，是FnCas9的結合位點；還有一段單鏈區，可以和丙型肝炎病毒的單鏈RNA基因組5‘端的一段保守區域互補形成雙鏈。丙肝病毒這段保守區的RNA被認為對于病毒的蛋白質翻譯和核酸復制有重要作用。然后他們將帶有rgRNA對應的DNA序列整合進質粒，和攜帶FnCas9系統的質粒一起轉進真核細胞。通過檢查發現了實驗組中病毒蛋白質翻譯明顯減少。同時，病毒的核酸復制量也被抑制了。

　　科研工作者們還比較了FnCas9靶向切割RNA和Cas9靶向DNA的差異。他們發現，FnCas9結合到RNA不需要Cas9所必須的切割位點連接區PAM。

　　PNAS：艾滋病毒的“隱形衣”

　　埃默里大學醫學院，耶基斯國家靈長類動物研究中心和亞特蘭大兒童衛生保健的病毒學家發現了一個有關艾滋病的關鍵問題，即艾滋病毒如何組裝它的傳染性隱形衣。艾滋病毒的感染途徑是從細胞到細胞的傳播，因為病毒包膜蛋白需要合成為病毒顆粒，所以它們擺脫了受感染的細胞。醫學博士Paul Spearman發現，包膜蛋白的一小部分位于HIV的尾巴上，是HIV病毒分為病毒顆粒必要的蛋白質。該研究結果發表在美國國家科學院院刊上。

　　Spearman博士和同事們在先前的研究中發現，來自宿主細胞的一種稱為Rab11-FIP1C的蛋白質對于包膜蛋白變成HIV傾向侵入細胞中的部分病毒顆粒來說很重要。

　　Cell：病毒警報阻斷癌癥

　　研究人員利用人類腫瘤細胞和小鼠實驗已經找到一種方法來觸發免疫系統的一種“病毒警報”，這可激發癌癥患者對免疫治療藥物的反應。一種越來越有前途的癌癥研究的焦點，藥物是為了解除癌癥細胞避免檢測和破壞免疫系統的能力。該內容發表在8月27日的Cell《細胞》雜志上，Johns Hopkins領導的研究小組說，他們發現了一個核心基因組與病毒防御預警系統相關，并且對脫甲基藥物5-氮胞苷易感，用相關的化學方法通過這一過程改變它們操控的能力被稱為脫甲基作用。

　　這項研究中，研究者對實驗室生長的人類卵巢、結腸及皮膚癌細胞系進行研究，結果顯示，在所有癌細胞系中，當將細胞暴露于5-氮胞苷中時病毒的防御通路就會開啟，一旦通路開啟腫瘤細胞就會釋放名為干擾素的信號蛋白，進而喚醒免疫系統中的其它抗癌細胞。隨后研究人員描繪了病毒防御機制的基因特性。

　　最后研究者Katherine Chiappinelli指出，利用5-氮胞苷的療法可以激活腫瘤細胞中的干擾素信號，在進行檢查點封鎖免疫療法后，患者機體的免疫細胞就會增加對癌癥的抵御能力。研究者提醒在進行臨床試驗時，需要分析病毒防御通路的警醒策略是否有效，如果這種策略存在治療潛力，后期研究者或將利用其為基礎來開發新型的抗癌療法。

　　Cell：科學家揭示埃博拉病毒和其它RNA病毒的關鍵結構蛋白

　　一篇刊登在國際雜志Cell上的研究論文中，來自哈佛大學醫學院的研究人員利用電子冷凍顯微鏡技術首次在原子水平上揭示了水皰性口炎病毒(VSV)的特殊蛋白的結構，這種名為聚合酶蛋白L的特殊蛋白對于RNA病毒的復制非常重要。

　　這項研究中，研究者通過收集多種病毒樣本的數據，并且對病毒的聚合酶蛋白L的三維成像模型進行收集以及圖像排列研究；隨后研究者構建了VSV病毒L蛋白多肽鏈的原子模型，通過構建這種VSV病毒聚合酶蛋白L結構的模型或可幫助理解其它同類病毒中L蛋白的結構以及功能。

　　最后研究者指出，埃博拉病毒和狂犬病毒的L蛋白看起來都非常相似，其僅在反應氨基酸確切特性上存在微小的差異，但我們知道這些蛋白的功能和結果都是相同的；理解L蛋白的精細結構或可幫助科學家們闡明RNA合成對于病毒存活的重要性。

　　Cell：開發出可抵御基孔肯雅病毒感染的單一高效疫苗

　　刊登于國際雜志Cell上的一項研究論文中，來自華盛頓大學醫學院的研究人員通過研究鑒別出了一種廣譜中和性抗體，其可以保護機體對于多種親緣性較遠的甲病毒屬病毒的感染，其中就包括基孔肯雅病毒，該類病毒會引發機體發燒以及關節疼痛，這項在小鼠機體的研究發現或為開發單一疫苗或抗體療法治療多種不同甲病毒感染提供一定思路。

　　本文研究中研究者就對抵御基孔肯雅病毒的60種中和性小鼠和人類抗體進行了篩查，最終確定了10種可以抵御3種甚至更多種不同甲病毒的抗體，這些甲病毒會引起個體出現關節炎樣的癥狀，同時研究者還鑒別出了一種名為抗原決定簇的病毒小型碎片在甲病毒屬中幾乎是一樣的。

　　隨后研究者還鑒別出了甲病毒蛋白的一個關鍵部分或許可以作為交叉保護性抗體的結合位點，當抗體同該位點結合時，其就會改變病毒表面蛋白的三維結構，這或許就可以幫助解釋為何這些抗體可以保護機體免于病毒感染了。

　　Nature：揭示流感病毒劫持戰術

　　倫敦帝國理工學院的科學家們已經揭示流感病毒感染人體時如何"劫持"細胞機器。研究結果2016年1月6日發表于《Nature》雜志，可能為治療流感大流行和季節性流感的更有效的抗病毒療法鋪平道路。在這項研究中，研究人員使用倉鼠-雞混合細胞來揭示為什么禽流感病毒通常不能感染哺乳動物細胞。他們發現，一種被稱為ANP32A的特定宿主蛋白（該蛋白質也存在于人類細胞中）充當"內線"，在病毒一旦進入細胞后幫助其復制。除非攜帶一種特定突變，否則禽流感病毒不能使用哺乳動物ANP32A。

　　研究團隊使用了攜帶雞DNA片段的倉鼠細胞，并測試病毒是否能在細胞內復制。由于這種病毒通常不能感染哺乳動物細胞，研究團隊推斷，任何病毒能夠在其中復制的倉鼠細胞，必須包含病毒需要的鳥類蛋白質。進一步的實驗顯示，人類ANP32A蛋白質對季節性流感病毒在人體細胞內復制是至關重要的。