Nature頭條:揭秘新型冠狀病毒
日期:2013-03-19 09:14:27
來(lái)自荷蘭的研究人員揭示了最近發(fā)現(xiàn)的一種新型冠狀病毒能夠進(jìn)入靶細(xì)胞的關(guān)鍵宿主蛋白。這種稱作DPP4的蛋白在蝙蝠和人類之間似乎結(jié)構(gòu)保守。新研究發(fā)現(xiàn)將有助于闡明這種病毒人畜共患傳播的機(jī)制,并為潛在疫苗提供一個(gè)靶點(diǎn)。研究論文發(fā)表在3月13日的《自然》(Nature)雜志上,并被選作Nature網(wǎng)站的頭條新聞進(jìn)行了報(bào)道。
北卡羅來(lái)納大學(xué)教堂山分校病毒學(xué)家Ralph Baric(未參與該研究)說(shuō):“這是一項(xiàng)重大的研究。任何時(shí)候你鑒別一種病毒利用的受體,它都會(huì)告訴你許多關(guān)于其生物學(xué)的信息:它的靶向位點(diǎn),它的致病機(jī)制。并且它會(huì)告訴你許多關(guān)于跨物種移動(dòng)和這類事件頻率的信息。”沒有顯著的突變,新冠狀病毒可以利用蝙蝠和人類受體進(jìn)行感染,這一事實(shí)提出了一種令人不安的可能性:一些冠狀病毒處于跳躍物種的“預(yù)激發(fā)狀態(tài)”( pre-primed)。
到2003年科學(xué)家們將致命性的SARS病毒確定為冠狀病毒之時(shí),還只已知兩種感染人類的冠狀病毒,它們通常只引起輕微的感冒。自那以后,又發(fā)現(xiàn)了三種新病毒,但沒有一種如SARS那樣致命。最新的病毒是2012年6月在一名卡塔爾男子身上發(fā)現(xiàn),荷蘭鹿特丹Erasmus醫(yī)學(xué)中心(EMC)的研究人員將之命名為人類冠狀病毒-EMC(hCoV-EMC)。hCoV-EMC與嚴(yán)重呼吸道疾病和腎衰竭相關(guān),并像SARS一樣似乎與蝙蝠冠狀病毒有關(guān)。然而不同于SARS,新病毒不會(huì)在人類之間輕易地傳播。EMC病毒學(xué)家Bart Haagmans說(shuō),在13名感染者中有8人死亡,不過目前仍不清楚這一病毒是否是導(dǎo)致死亡的直接原因。
冠狀病毒是因散布在其衣殼上的刺突蛋白而得名,這些刺突蛋白決定了一種特異的冠狀病毒可以結(jié)合和感染哪些宿主細(xì)胞。為了了解hCoV-EMC靶向的物種和細(xì)胞,Haagmans和烏德勒支大學(xué)的研究人員展開合作,生成了一種重組刺突蛋白,并篩查了與之結(jié)合的細(xì)胞,確定了一種人類肝細(xì)胞系。研究人員隨后用一種去垢劑釋放出這些肝細(xì)胞的膜結(jié)合蛋白,利用重組刺突蛋白找到了特異的刺突蛋白結(jié)合受體。最后,利用質(zhì)譜法分析這一蛋白,確定其為二肽基肽酶4(dipeptidyl peptidase 4 ,DPP4)——一種冠狀病毒新型受體。
不出所料,針對(duì)DPP4的抗體可阻斷病毒感染,在抗病毒細(xì)胞中表達(dá)DPP4使得它們很容易受到hCoV-EMC感染。研究人員還發(fā)現(xiàn)DPP4表達(dá)于包括腎細(xì)胞和肺部深處細(xì)胞在內(nèi)的各種細(xì)胞上。不同于流感等病毒感染上呼吸道細(xì)胞,且在人類之間能夠輕易傳播,hCoV-EMC肺部深處感染或許可以解釋病毒傾向于引起嚴(yán)重呼吸疾病,但卻難于在人類之間傳播的原因。
“現(xiàn)在我們知道了,EMC刺突和人類DPP4有可能是hCoV-EMC感染中最重要的蛋白,我們可以開始尋找方法干擾這一相互作用來(lái)保護(hù)人們,”東卡羅萊納大學(xué)病毒學(xué)家Rachel Roper(未參與該研究)說(shuō)。
Roper說(shuō),這有可能包括利用重組分子篩查阻斷刺突蛋白結(jié)合DPP4的藥物,或是以EMC刺突蛋白為焦點(diǎn)的疫苗激發(fā)機(jī)體產(chǎn)生抗體防止病毒與靶細(xì)胞結(jié)合。最近《病毒學(xué)雜志》(Journal of Virology)的一篇論文確實(shí)證實(shí),來(lái)自hCoV-EMC感染患者的血清能夠阻斷病毒與靶細(xì)胞結(jié)合,表明可以生成中和抗體。
研究人員還發(fā)現(xiàn)這種病毒能夠利用蝙蝠DPP4感染蝙蝠細(xì)胞??的螤柎髮W(xué)病毒學(xué)家Gary Whittaker(未參與該研究)說(shuō),盡管hCoV-EMC與蝙蝠冠狀病毒相關(guān),然而到目前為止還沒有與蝙蝠相關(guān)的感染報(bào)道,這表明從蝙蝠到人類還有攜帶這一病毒的中間宿主。
德雷塞爾大學(xué)分子病毒學(xué)家Sonia Navas-Martin(未參與該研究)說(shuō),對(duì)于DPP4在hCoV-EMC致病機(jī)制中的作用也應(yīng)該展開更充分的調(diào)查。DPP4在激素調(diào)控中起重要作用,可能hCoV-EMC在感染后影響了這一蛋白質(zhì)的功能。不過現(xiàn)在,這些研究發(fā)現(xiàn)已經(jīng)是一個(gè)巨大的進(jìn)步?!皳?jù)我所知,DPP4從前從未被確認(rèn)為是任何其他病毒的受體?!?/SPAN>