2021年10月8日，清華大學醫(yī)學院程功教授團隊在《Proceedings of the National Academy of Sciences》（美國國家科學院院刊）雜志發(fā)表題目為《A mutation-mediated evolutionary adaptation of Zika virus in mosquito and mammalian host》(突變介導的寨卡病毒適應性進化促進病毒感染蚊蟲和哺乳動物)?的學術(shù)論文（DOI：10.1073/pnas.2113015118）。該研究發(fā)現(xiàn)，寨卡病毒衣殼蛋白106位點從蘇氨酸（T）到丙氨酸（A）的突變可促進寨卡病毒感染埃及伊蚊及哺乳動物宿主的能力大幅增強，為進一步理解寨卡病毒暴發(fā)流行提供了科學依據(jù)。
寨卡病毒是一種典型的蚊媒病毒，主要由伊蚊攜帶并傳播。2015年至2017年，寨卡病毒造成大范圍全球性暴發(fā)流行，由南美洲迅速擴散到全球70多個國家和地區(qū)，導致數(shù)百萬人感染。寨卡病毒與登革病毒親緣關(guān)系，感染人體后引起的癥狀與登革熱類似，包括發(fā)熱、關(guān)節(jié)痛、頭痛及皮疹。但是，近年來臨床及流行病學研究顯示，一些嚴重的神經(jīng)系統(tǒng)癥狀，包括格林巴利綜合癥及新生兒小頭畸形等，與寨卡病毒的感染有關(guān)。因此，近年來寨卡病毒在世界范圍內(nèi)的感染流行被認為是一個嚴重的公共健康威脅。
蚊媒病毒在宿主與蚊蟲媒介之間傳播循環(huán)，病毒在自然界中的傳播效率取決于病毒適應宿主的能力。之前研究顯示，病毒適應宿主的過程是通過不斷獲得有利于病毒感染及傳播的突變來實現(xiàn)。本項研究通過分支系統(tǒng)發(fā)育分析，在暴發(fā)流行的毒株中鑒定出7個穩(wěn)定存在的氨基酸位點突變，利用反向遺傳學手段得到單點突變病毒并比較它們在蚊蟲與宿主中的感染與傳播能力。研究發(fā)現(xiàn)，寨卡病毒衣殼蛋白（Capsid）第106個殘基處的蘇氨酸（T）到丙氨酸（A）突變促進了其在蚊蟲、人類免疫細胞和小鼠模型中的感染。在“媒介-宿主-媒介”傳播循環(huán)模型中，該突變體同樣表現(xiàn)出了更高的傳播效率及更強的感染能力。進一步機制研究表明，這個點突變可提高寨卡病毒NS2B-NS3蛋白酶對衣殼蛋白的切割效率，促進感染性病毒顆粒的組裝，從而導致突變后的寨卡病毒對蚊蟲和哺乳動物宿主的感染能力大幅上升（圖1）。這一研究說明，寨卡病毒的適應性進化是促進寨卡病毒暴發(fā)流行的重要因素之一。
圖1：衣殼蛋白T106A突變促進寨卡病毒感染與傳播機制示意圖
清華大學醫(yī)學院程功教授為本論文通訊作者，博士研究生余茜為第一作者。來自美國德克薩斯大學醫(yī)學部（UTMB）史佩勇（Pei-Yong Shi）教授、美國康涅狄格大學醫(yī)學院王朋華教授、云南省畜牧獸醫(yī)科學院王靜林教授、中國科學院武漢病毒研究所單超研究員、清華大學醫(yī)學院助理研究員朱毅斌博士和博士研究生麻恩浩為本論文合作者。該研究獲得深圳灣實驗室、科技部國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學委杰出青年基金、重點項目、清華大學春風基金、深圳市“三名工程”及云南省“程功專家工作站”聯(lián)合資助。
https://www.pnas.org/content/118/42/e2113015118
來源：清華大學
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