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科学家确定病毒蛋白如何促进尼帕病毒和亨德拉病毒引起的致命疾病,埃博拉病毒是如何阻止人体免疫反应的

时间:2019-12-29 17:21

原标题:科学家确定病毒蛋白如何促进尼帕病毒和亨德拉病毒引起的致命疾病

西非爆发的埃博拉病毒疫情,把全世界的目光都集中到了这种致命病毒身上。根据世界卫生组织的报告,在埃博拉病毒感染者中,死亡率最高可达到90%以上。8月13日,研究者在细胞出版社的《细胞宿主与微生物》(Cell Host & Microbe)期刊上发表了一项重大研究成果,告诉我们埃博拉病毒是如何阻止人体免疫系统做出正常反应的。理解埃博拉病毒对人体防御机制的影响,对于新疗法研发来说也将成为关键。

研究人员已经确定了一种病毒蛋白是如何靶向人体细胞中抑制免疫反应和促进致命疾病的关键功能的,这种病毒蛋白在导致致命的尼帕病毒和亨德拉病毒感染中起主要作用。

美国华盛顿大学医学院的盖亚•阿马拉辛赫(Gaya Amarasinghe)博士等人,与西奈山伊坎医学院(Icahn School of Medicine)和达拉斯德州大学西南医学中心(UT Southwestern Medical Center)的学者通力合作,终于发现了埃博拉蛋白“VP24”对细胞免疫反应的干扰机制——这是埃博拉早期发展过程中的一个关键步骤。

研究小组发现,这种被称为W蛋白的病毒蛋白与宿主细胞中的两种特异性蛋白结合,即importinα3和importinα4,使其进入细胞核。这使得蛋白质能够破坏保护细胞免受感染的防御系统,并促进尼帕病毒和亨德拉病毒的生长。研究结果发表在《自然通讯》杂志上。

“我们以前就知道,埃博拉病毒感染会干扰一种重要的免疫化合物——干扰素。”阿马拉辛赫说,“现在我们终于知道埃博拉病毒是怎么做到的了。这项研究将会对新疗法的研发工作起到指导性的作用。”

尼帕病毒和亨德拉病毒是来自动物源的密切相关的人畜共患病病原体,对人类具有高度致命性。旧大陆的果蝠是自然界两种病毒的来源。

研究者介绍说,转录因子STAT1会携带干扰素提供的抗病毒信息,而VP24 蛋白会阻止STAT1进入细胞核并引发免疫反应。在人体的快速免疫反应机制作用之下,细胞会允许STAT1走“应急通道”进入细胞核。埃博拉病毒的VP24蛋白并不能完全阻止细胞核与外界进行交换,但它会封闭STAT1的“应急通道”。

亨德拉病毒感染在澳大利亚已经被发现,主要是在养马的兽医身上。科学家认为病毒是从蝙蝠传到马身上,然后兽医接触到病马。

“在一般情况下,干扰素会促使STAT1进入细胞核,激活参与抗病毒反应的数百个蛋白质的基因。”华盛顿大学医学院的黛西•梁(Daisy Leung)博士说,“但如果VP24附着在STAT1上,STAT1就无法进入细胞核了。”

尼帕病毒最初于1998年在马来西亚发现。在养猪场工作的人爆发了脑炎,这是尼帕病毒的症状之一。科学家认为蝙蝠将病毒传染给这些猪,然后接触到被感染猪的人生病了。百分之四十生病的人都死了。最近,Nipah病毒感染在孟加拉国和印度得到确认,病死率为70 %至75 %。这一次,这种病毒似乎更直接地从蝙蝠身上传染给了人。

“埃博拉病毒之所以会如此致命,一个关键原因就是它会干扰人体的正常免疫反应。”西奈山伊坎医学院的克里斯•巴斯勒(Chris Basler)博士说,“了解VP24如何干扰免疫系统,将帮助我们找出对抗埃博拉病毒的方法。”

这项研究的资深作者、生物医学研究所教授、乔治亚州立大学微生物病机中心主任、乔治亚研究联盟微生物病机杰出学者克里斯托弗·巴斯勒博士说:「目前,对人类来说,我们缺乏任何治疗感染的授权疫苗或认可药物。」“我们需要疫苗,我们需要治疗,我们也需要更好地理解是什么使病毒如此致命。

现在正是埃博拉病毒研究的关键时期,而这一新发现可谓正逢其时。如果研究者继续对VP24进行更加深入的研究,他们或许能找到新的治疗方法,消除VP24对人体免疫反应的不良影响。(编辑:窗敲雨)

“我们正在研究的蛋白质叫做W蛋白。我们研究这种蛋白质已经好几年了,因为它抑制先天免疫反应。这意味着它阻断了保护我们免受病毒感染的早期防御。"

论文原文:

Cell Host & Microbe, Xu et al.: "Ebola Virus VP24 Targets a Unique NLS Binding Site on Karyopherin Alpha 5 to Selectively Compete with Nuclear Import of Phosphorylated STAT1."

在之前的工作中,巴斯勒和他在加尔维斯顿德克萨斯大学医学院的同事们研究了尼帕病毒在动物体内的行为。他们想了解W蛋白对病毒致病能力的重要性。他们利用位于加尔维斯顿的德克萨斯大学医学院的设施,设计出一种不能产生W蛋白的尼帕病毒,然后将这种改良病毒植入动物体内。这改变了疾病的进程,表明W蛋白的功能对尼帕病毒致病至关重要。