研究揭示阻止禽流感病毒向人類細胞中傳播物質

　　通常情況下禽流感病毒很難在人與人之間傳播。但是，如果一旦發生這種情況，則可能引發大流行。 MDC和RKI的研究人員現在在《Nature Communications》雜志上解釋了為什么病毒從動物到人類的傳播沒有那么容易。

　　每當人們突然感染H5N1，H7N9和H5N6等禽流感病毒時，世界衛生組織（WHO）都必須評估這種風險：這是大流行的最初跡象嗎？還是僅通過與受感染的家禽密切接觸才出現的少數病例？Max Delbrueck分子醫學中心（MDC）的Matthias Selbach教授領導的研究人員現在發現了另一個謎題，這一謎題可能對該初步評估很重要。

　　在《Nature Communications》上發表的一篇論文中，研究人員解釋說，禽流感A病毒（IAV）無法將受感染的人類細胞轉化為有效的“病毒工廠”，因為它們在感染后不能產生足夠的基質蛋白M1。該病毒需要這種蛋白質才能從細胞核中導出其遺傳物質的許多副本，這是構建新病毒的前提。

　　（圖片來源：Www.pixabay.com）

　　并非所有流感都是一樣的。該家族的每個成員都以病毒表面上的兩個關鍵蛋白亞型而命名：血凝素（H）使神經病毒能夠感染可繁殖的人和動物細胞，而神經氨酸酶（N）則有助于病毒的后代從被感染的細胞中“自我提取”。在水禽中，有16種已知的血凝素亞型和9種已知的神經氨酸酶亞型。這樣就產生了至少144種可能的組合，這些組合不斷變化并適應新的宿主，例如雞，但也包括哺乳動物，包括馬，豬和人。

　　這種新的病毒變種通常比季節性流感更具危險性，因為人類免疫系統以前從未遇到過它們。在最壞的情況下，大流行可能會使數百萬人喪生。例如，1918年的西班牙流感造成了5000萬以上的受害者。因此，全世界的研究人員都在試圖了解大流行發生的規律。

　　“人類和鳥類流感病毒的血凝素化學結構略有不同，這使得禽流感病毒難以滲透人細胞。”Selbach研究小組的博士研究生，本研究的主要作者Boris Bogdanow說道。

　　Boris Bogdanow和等人分別用禽流感病毒和人流感病毒感染了人肺上皮細胞。然后，他們在質譜儀中測量了所有新產生的蛋白質的量。博士后研究員Katrin Eichelbaum博士還開發了一種能夠精確區分新舊蛋白質的方法。Boris Bogdanow報告說：“在第一個分析中，我們沒有發現這兩種菌株之間有任何重大差異。” “乍看之下，禽流感病毒和人類病毒在蛋白質生產方面幾乎沒有差異，這非常令人驚訝”。

　　對此，Bogdanow進行了更深入的分析，以更仔細地觀察蛋白質的分布。最終作者發現了基質蛋白M1，該基質蛋白M1在感染人病毒的肺細胞中產生的數量更多。 M1蛋白尤其負責從受感染細胞的核中輸出復制的病毒RNA，然后將其與其他新產生的病毒蛋白組裝形成流感病毒的后代。因此，難道是由于存在的M1蛋白太少，人類細胞中禽流感病毒的病毒RNA仍被困在細胞核中嗎？

　　熒光顯微鏡研究證實了這些懷疑。禽流感病毒的遺傳物質遠沒有人類流感病毒的RNA分裂出細胞核的能力。在MDC的測序平臺和Irmtraud Meyer教授的幫助下，他們在禽流感病毒的病毒RNA中發現了一個小片段，該片段影響了選擇性剪接。 Bogdanow說：“我們稱其為順式調節元件。” “選擇性剪接可調節最終由單個基因產生的蛋白質，因為許多基因編碼的蛋白質不止一種。當人類細胞受到禽流感的攻擊時，該元素可確保產生更多的M2而不是M1蛋白。”

　　為了評估此結果的相關性，羅伯特·科赫研究所的Thorsten Wolff教授及其研究小組將順式調控元件從禽流感病毒轉移到了人類病毒。確實確實導致人流感病毒在人肺細胞中復制的效率降低。

　　“禽流感病毒的致病性及其是否具有大流行潛力，當然取決于許多因素。” “關于細胞培養的研究不能涵蓋所有這些因素。但是，將來在禽流感病毒的風險評估中包括對該RNA片段的分析可能會很有用。”