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我国科学家揭示寨卡病毒感染导致小头症分子机制 单个氨基酸突变导致寨卡病毒更加致命

2017-10-11 15:08:41 | 来源:健康报网 | 分享
  本报讯(记者王丹 通讯员庄颖娜)日前,军事医学研究院病原微生物生物安全国家重点实验室秦成峰团队联合中科院遗传发育所等单位科研人员协同攻关,在寨卡病毒致病机制研究中取得重要进展,发现了一个位于寨卡病毒prM蛋白中的关键位点,单个氨基酸突变即可显著增强寨卡病毒的神经毒力,从病毒层面揭示了寨卡病毒感染导致小头畸形的分子机制。该研究于9月29日在线发表于国际著名学术期刊《科学》上。
 
  据介绍,寨卡病毒是一种古老的虫媒病毒,最早于1947年分离于乌干达的Zika森林故而得名。在随后的数十年中,由于寨卡病毒感染患者的临床症状均较为轻微,没有引起广泛关注。2007 年开始,寨卡病毒在东南亚地区和太平洋岛国不断出现较大规模暴发流行。2015年进入美洲以后,寨卡病毒感染导致的神经系统疾病,尤其是新生儿小头畸形的发病率急剧上升,引起全世界的高度关注,被世卫组织宣布为“全球关注的突发公共卫生事件”。
 
  小头畸形即小头症,是一种严重的神经发育障碍疾病,患者脑部发育不全,智力低下,终身不能生活自理,给患者、家庭和社会带来沉重负担。然而,寨卡病毒究竟如何从一个无人关注的“普通”病毒,演变为可导致小头畸形的致命病毒,科学界一直缺乏合理的解释。
 
  据悉,2016年,寨卡病毒输入我国后,秦成峰团队立即开展科研攻关,先后从我国输入性病例体内分离获得了一系列不同来源的寨卡病毒,并通过与中科院遗传所许执恒课题组合作,成功建立了寨卡病毒的胎鼠动物模型,证实了寨卡病毒感染与小头畸形的直接关联。在此基础上,他们首先在乳鼠上比较了不同来源寨卡病毒的神经毒力,结果发现2015-2016年期间分离自委内瑞拉、萨摩亚和马提尼克的寨卡病毒株的神经毒力均显著强于2010年柬埔寨分离株。随后,研究人员对全部寨卡病毒株基因组全序列进行了深入的生物信息学分析,结果发现与2010年柬埔寨分离株相比,当前寨卡病毒流行株发生了一系列氨基酸突变。动物实验发现,携带S139N突变的寨卡病毒对乳鼠的致病力显著提高,而且在人神经前体细胞中S139N突变病毒也表现出更强的感染能力,导致更为严重的细胞死亡。进一步溯源分析发现,S139N突变最早出现于2013年5月的法属波利尼西亚流行株,而且该突变稳定存在于几乎所有2013年以后太平洋诸岛和美洲分离株中,与寨卡疫情大暴发过程中大量新生儿小头急性病例的出现高度吻合。上述结果充分表明,寨卡病毒中S139N单氨基酸位点突变即可显著增强其对神经前体细胞的嗜性,进而导致更为严重的小头畸形。
 
  该研究首次发现了决定寨卡病毒神经毒力的关键位点,揭示了寨卡病毒靶向神经前体细胞导致小头畸形的分子机制。相关发现为近期寨卡疫情中小头畸形病例的突然出现提供了合理解释,为寨卡病毒的快速演化之谜提供了直接证据。尤其是S139N突变位点的发现为今后寨卡病毒的病原监测和风险预测提供了重要靶标,对于寨卡病毒致病机制研究,以及疫苗和药物的研发亦具有重要指导意义。
 
  军事医学研究院病原微生物生物安全国家重点实验室秦成峰研究员与中科院遗传发育所许执恒研究员为论文通讯作者,许执恒课题组袁玲、张峰、祝星亮,秦成峰课题组黄星耀、刘忠钰、于九洋为论文并列第一作者。
 
  军事科学院杨学军院长、方向政委亲自致信该院军事医学研究院秦成峰科研团队,祝贺其在国际上首次阐明寨卡病毒毒力增强的分子机制。贺信中说:当前,军事科学院刚刚组建,正处于转型重塑、升级跨越的崭新历史起点。团队取得的原创性、突破性成果,为全院科研人员树立了卓越典范。

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