动物病毒溢出潜力有关的关键蛋白质

研究可能感染人类的动物病毒的科学家们发现了一种关键的蛋白质，这种蛋白质可能会使一种被称为动脉病毒的生物家族扩散。

在一项新的研究中，研究人员在哺乳动物中发现了一种蛋白质，这种蛋白质欢迎动脉病毒进入宿主细胞并开始感染。研究小组还发现，与这种蛋白质结合的现有单克隆抗体可以保护细胞免受病毒感染。

动脉病毒在世界各地作为自然宿主的许多哺乳动物中广泛传播，如非人类灵长类动物、猪和马，但迄今尚未在人类身上发现。

研究人员的目的是更好地了解动脉病毒感染的机制，以掌握人类感染的风险有多高，以及如果未来发生溢出，可能需要做什么准备。共同主要作者，俄亥俄州立大学兽医生物科学助理教授Cody Warren说：“重要的是要考虑到，由于我们没有已知的动脉病毒感染人类，我们基本上是天然免疫，所以我们不能依靠先前存在的免疫力来帮助我们。”

Warren与威斯康星大学麦迪逊分校病理学和实验室医学助理教授Adam Bailey共同领导了这项工作。这项研究最近发表在《Nature Communications》杂志上。

许多天然的动脉病毒宿主没有疾病的迹象，但是感染猪的病毒可以引起肺炎，以及怀孕猪的流产，其他菌株在转换动物宿主时可以引起出血热或脑炎。

这些病毒还具有维持长期感染的不寻常能力，并且当它们找到新的宿主时变得更具毒性——这给了它们进化和提高传播机会的时间。

研究小组开始在哺乳动物身上寻找蛋白质，动脉病毒利用这些蛋白质作为受体进入宿主细胞并进行自我复制。Bailey使用全基因组CRISPR敲除筛选技术来识别特定的基因，当这些基因被破坏时，会使细胞抵抗病毒感染。这样的基因将被认为是病毒感染过程中必不可少的。无偏筛选确定了两个基因，FCGRT和B2M，其蛋白产物聚集在一起形成FcRn受体（新生儿Fc受体），并在细胞表面表达。

FcRn受体分子在将抗体通过胎盘运送到胎儿的过程中起着特殊的作用，但它也存在于免疫细胞和血管壁细胞中——这两种细胞都是动脉病毒的目标。

本研究结果表明，至少有五种分别感染猴子、猪和马的动脉病毒利用FcRn进入宿主细胞：三种不同的类人猿动脉病毒、猪繁殖与呼吸综合征病毒2 （PRRSV-2）和马动脉炎病毒（EAV）。

从宿主细胞中敲除FcRn复合物的主要成分——FCGRT基因——可以阻断病毒感染，并且用针对FcRn的单克隆抗体预处理细胞可以保护细胞免受感染。

这个故事还有一个遗传上的转折：一些哺乳动物宿主不太容易受到动脉病毒感染，这是基于它们物种特异性FcRn序列的差异，这意味着在某些情况下，这种蛋白质将作为跨物种感染的屏障。

“黑猩猩和人类拥有几乎相同的基因，但这些基因的序列略有不同，”Bailey说。“所有哺乳动物都有FcRn受体，但它们支持特定动脉病毒感染的能力可能有所不同。”

CRISPR筛选还发现了一种编码另一种表面蛋白CD163的基因，Warren和他的同事们之前发现，CD163是一种被称为类人猿出血热病毒（SHFV）的动脉病毒感染细胞的看门者。

在这项新研究中，在不同细胞类型和使用多种病毒株的一系列实验表明，CD163确实在大多数动脉病毒的感染中发挥作用，但它不能单独起作用——与FcRn的相互作用也是促进动脉病毒感染宿主细胞的关键。

研究人员说，阐明这些动脉病毒感染步骤是一个重要的里程碑。

“如果我们研究病毒生物学，我们能理解的最重要的事情之一就是进入机制。因为如果你能通过破坏最初的病毒受体接触来阻止病毒感染细胞的能力，现在你就有了一个潜在的治疗策略，”Warren说。

其中一种“干扰物”可能会阻断受体——因此，表明一种现有的单克隆抗体可以阻止细胞中的病毒感染，对于科学家们通过流行病前的防范来检查病毒也是一个加分项。

“如果这些病毒中的一种出现在人类身上，我相信我们会有大麻烦，”Bailey说。“所以这是我的动力。”