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科研进展

生命中心程功研究组与合作者在《自然》杂志发文

揭示寨卡病毒感染暴发机制


 

  2017年5月17日,国际学术期刊《自然》(Nature)正式发表了题为 “Evolutionary enhancement of Zika virus infectivity in Aedes aegypti mosquitoes(进化导致寨卡病毒在埃及伊蚊上感染力增强)”的研究论文。该研究发现由于病毒位点发生突变,导致亚洲系寨卡病毒感染埃及伊蚊的能力增强,为解释近年来寨卡病毒暴发流行提供了科学依据。生命中心程功研究员及美国德克萨斯大学医学部(UTMB)史佩勇(Pei-Yong Shi)教授为本论文通讯作者,来自程功研究组的博士研究生刘洋、刘建英、杜森焱及史佩勇研究组的博士后单超(Chao Shan)为本文的并列第一作者。清华大学为第一完成单位。来自南方科技大学、军事医学科学院、深圳疾控中心及美国纽约医学院的研究人员是该项研究的合作作者。

  蚊媒传染病是通过蚊虫叮咬传播给人类及动物宿主的一大类疾病。近年来,多种新发及再发病毒性蚊媒传染病,包括寨卡病毒(ZIKV)、登革病毒(DENV)和乙型脑炎病毒(JEV)等对人类的健康产生了严重的威胁。寨卡病毒在进化过程中分为两个世系,一个是非洲世系,主要在非洲的丛林中循环传播;另外一个是亚洲世系,主要在东南亚等地区流行。2015年起,由亚洲系寨卡病毒主导的寨卡疫情在南美洲暴发,并迅速扩散到40多个国家,引起胎儿小头畸形和格林巴氏综合症,造成上百万人感染。2016年世界卫生组织宣布寨卡病毒的暴发流行已经是全球紧急公共卫生事件。



 

图例:寨卡病毒NS1蛋白188位点氨基酸突变导致蚊虫带毒率上升,促使寨卡病毒大范围流行。


  在自然界中,蚊媒病毒在“宿主-蚊虫”之间传播循环。蚊虫可以通过吸血从感染宿主的血液中吸取病毒,并获得感染。之前的研究结果表明,登革病毒和乙型脑炎病毒的非结构蛋白NS1可以被大量分泌到感染宿主的血液中。分泌的NS1蛋白会与病毒同时吸食到蚊虫体内,通过抑制蚊虫中肠的免疫系统来辅助病毒感染蚊虫。在该项研究中,研究者发现寨卡病毒的NS1蛋白同样也具有辅助病毒感染蚊虫的功能。亚洲系寨卡病毒非结构蛋白NS1上的一个氨基酸位点突变,第188位丙氨酸A突变为缬氨酸V(NS1 A188V)导致NS1蛋白的分泌能力增强,使得病毒可以更高效的感染蚊虫并导致蚊虫的病毒感染率大幅上升,可能是造成寨卡病毒的大范围流行的原因。这一研究为解释近年来寨卡病毒暴发流行提供了科学依据。

  程功研究组主要关注蚊媒传播病毒的致病机理及蚊虫宿主免疫保护机制研究,根据发现的靶点研发新型疫苗干预措施,为烈性蚊媒病毒的防治提供生物学基础。美国德克萨斯大学医学部(UTMB)史佩勇教授主要从事黄病毒的感染复制机制研究及各类抗病毒药物和疫苗的研发。该研究得到国家自然科学基金委、科技部、深圳市三名工程、英国皇家医学会、生命科学联合中心、美国国立卫生研究院(NIH)的基金资助。


 

论文链接:https://dx.doi.org/10.1038/nature22365

 




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