流行性乙型脑炎简称乙脑，又称日本脑炎（Japanese encephalitis, JE），是由日本脑炎病毒（JEV）引起的急性中枢神经系统疾病。JEV主要通过库蚊叮咬易感宿主传播，流行于东亚和西太平洋地区，导致超过30亿人面临着感染风险。尽管已有疫苗问世，但目前尚无特异性抗病毒治疗药物，且大量幸存者仍遗留长期的神经系统功能缺陷。

生命中心/清华大学程功教授课题组与华大生命科学研究院李俊桦研究员课题组合作，利用定制化的Stereo-seq空间转录组学芯片和小鼠模型，构建了从JEV侵染脑部到引发广泛炎症及组织损伤的高精度时空图谱，发现脑血管系统，尤其是脑膜区域，是病毒感染后的炎症与细胞死亡枢纽，并且脑膜Ackr1⁺内皮细胞和Ly6c2⁺单核细胞协同促进病毒扩散，加重脑部炎症。研究成果于3月17日在Nature Communications期刊在线发表（图1）。

图1.乙型脑炎时空转录组的研究论文

JEV属于黄病毒科正黄病毒属，其基因组为单正链RNA，但无多聚腺苷酸尾。传统单细胞/空间转录组技术依赖多聚胸苷酸探针捕获转录本，很难直接检测JEV转录本。为解决该问题，研究团队设计了JEV特异性探针，与多聚胸苷酸探针一同锚定在Stereo-seq芯片上，从而可以在同一组织切片中同时捕获宿主与JEV转录本。实验结果表明，JEV特异性探针可有效捕获病毒序列，而不明显牺牲宿主转录信号。鉴于JEV特异性探针靶向多种正黄病毒非结构蛋白5（NS5）的保守区域，本研究定制的Stereo-seq芯片也适用于其他正黄病毒属成员（如登革病毒、寨卡病毒）的空间转录组研究。

课题组采集健康及感染 3、5、7 天的鼠脑样本，利用Stereo-seq 芯片及其他多种实验验证手段，系统解析了 JEV 急性感染期的病毒入侵、免疫微环境及组织损伤特征，揭示了Ly6c2⁺单核细胞和Ackr1⁺脑膜内皮细胞在 JEV 致病中的关键作用（图 2）。

图2. JEV感染脑组织的致病机制图

总体而言，该研究通过定制化空间转录组技术，整合多组学分析，在空间和细胞尺度上解析了JEV急性感染期脑微环境的变化。主要发现包括：1) JEV可能通过直接感染脑微血管内皮细胞及“特洛伊木马”机制入侵中枢神经系统；2) 单核细胞是JEV的主要载体，同时作为脑实质内IFN-γ的主要来源，更新了现有神经炎症反应范式；3) 阐明了Ackr1⁺内皮细胞和小胶质细胞活化相关的基因调控网络；4) 鉴定了Ackr1⁺内皮细胞介导免疫细胞募集的特定受体-配体对，特别是其与Ly6c2⁺单核细胞的相互作用；5) 细胞焦亡和坏死性凋亡为主要的细胞死亡方式，且可能主要由单核细胞衍生的信号介导；6) 揭示了脑血管系统，尤其是脑膜区域，是感染期炎症反应和细胞死亡的核心区域；7) 鉴定了与JEV感染所致神经系统病变相关的一系列关键基因。本研究构建了乙脑发病机制的综合空间细胞图谱，为开放针对乙脑及其它嗜神经病毒感染疾病的靶向治疗策略提供了参考依据。

本文的共同第一作者是北京华大生命科学研究院欧芷华副研究员、清华大学基础医学院已出站博士后王朝阳（现为中南大学湘雅医学院特聘副教授）、中国科学院大学博士研究生陈旗、北京华大生命科学研究院任陪娣和何修驹博士，共同通讯作者为生命中心/清华大学基础医学院程功教授和深圳华大生命科学研究院李俊桦研究员。清华大学生物医学测试中心冯娇娇老师、于彬老师以及孙悦老师等为流式细胞术和形态学研究提供了无私的帮助。本研究获得云南西南联合研究生院科技项目（202302AO370010）、深圳市医学研究基金（B2404002 和 B2402011）、云南省重大科技项目（202502AU100001）、国家重点研发计划（2023YFA1801000）、国家自然科学基金（82341118、82341082、82502710、32188101和82422049）、深圳市三名计划—媒介传染病防治与研究（SZSM202211023）、新基石研究员项目以及腾讯探索奖等资助，以及基因组多维解析技术全国重点实验室及深圳市未知病原体应急检测重点实验室的大力支持。我们感谢深圳国家基因库提供的测序服务以及DCS Cloud（https://cloud.stomics.tech）为本项目提供的计算资源和软件支持。

论文全文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-70047-5