科學家發現中國「蜱蟲病」病毒的「阿喀琉斯之踵」

圖1. 白蛉屬布尼亞病毒囊膜蛋白Gn在病毒表面錨定方式模式圖

圖2. 中和抗體Mab 4-5特異性識別SFTSV Gn的分子基礎

布尼亞病毒是成員組成最多的古老的RNA病毒群之一，包括至少350個成員。其中有一些布尼亞病毒對人類健康具有重要威脅。然而，人類對於這類病毒知之甚少，其受體、侵入機制、病毒表面糖蛋白互作方式等問題至今都沒有確定的答案。中國科學院微生物研究所高福團隊與遺傳與發育生物學研究所博士高峰首次解析了兩種布尼亞病毒囊膜蛋白Gn的結構以及其中一種重要病原新布尼亞病毒（又稱發熱伴血小板減少綜合征病毒，SFTSV）的Gn與中和抗體的複合物結構，為疫苗與抗病毒藥物的研發提供了重要的理論依據。

根據國際病毒命名委員會（ICTV）的最新報告，原來的布尼亞病毒科升級為布尼亞病毒目，包含9個科。除已有的漢坦病毒屬 (Hantavirus)、內羅病毒屬 (Nairovirus)和番茄斑萎病毒屬 (Tospovirus)直接升級為相應的科之外，原來的正布尼亞病毒屬與新定義的草本病毒屬一起組成新的病毒科Peribunyaviridae，白蛉屬（Phlebovirus）與新增的Phasivirus、Goukovirus及Tenuivirus一起組成Phenuiviridae病毒科，同時還增加了Feraviridae、Fimoviridae、Jonviridae和Phasmaviridae四個科。本研究中涉及的新布尼亞病毒和裂谷熱病毒（RVFV）均屬於白蛉屬。2007年起，我國河南、安徽、山東等地相繼出現蜱蟲咬人致死事件，其元兇就是新布尼亞病毒。該病毒由我國科學家於2010年分離得到，目前在日本、韓國等地也有感染病例報道。裂谷熱病毒引發的裂谷熱是一種經蚊蟲媒介或接觸傳播的人畜共患病。裂谷熱病毒感染可導致反芻動物流產，感染病人通常出現發熱、頭痛、出血、休克等癥狀，嚴重者甚至死亡。2016年我國出現1例裂谷熱病毒感染輸入病例。目前，仍沒有針對這兩種病毒的人用疫苗和有效藥物。

布尼亞病毒是一種具有囊膜的單鏈RNA病毒，具有三個RNA片段（S，M和L）。其中M基因編碼囊膜蛋白Gn和Gc，在病毒侵入宿主細胞的過程中起重要作用。前人的研究推測，Gn在病毒侵入宿主細胞過程中有可能起識別受體的作用。研究團隊首次解析了裂谷熱病毒和新布尼亞病毒囊膜蛋白Gn的頭部區結構，發現這兩種Gn的頭部區的整體結構十分相似，均由三個亞結構域組成，但是亞結構域存在差異。對於SFTSV Gn全長蛋白的研究發現，該蛋白同時存在單體和二聚體兩種形式。質譜分析和突變實驗結果顯示，靠近C末端的4個半胱氨酸是形成二硫鍵的關鍵位點，這4個半胱氨酸在5個布尼亞病毒屬（按照ICTV最新分類分別為Hantaviridae, Nairoviridae, Tospoviridae病毒科和Phenuiviridae科白蛉屬以及Peribunyaviridae科正布尼亞病毒屬）的成員間非常保守，由此提出布尼亞病毒囊膜蛋白Gn在病毒表面以二聚體形式存在的模型（圖1）。

研究人員進一步解析了SFTSV Gn與中和抗體MAb 4-5的複合物結構，發現Gn的domain III的α6螺旋是中和抗體MAb 4-5識別的關鍵表位（圖2）。序列分析結果顯示，該表位在白蛉屬的其他布尼亞病毒中並不保守，解釋了該中和抗體特異性結合SFTSV Gn，不結合RVFV Gn的原因。SFTSV Gn與抗體的複合物結構闡明了兩者的作用模式，為疫苗及抗病毒藥物的設計、抗體改造提供了理論依據。

相關研究結果在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上在線發表。該項研究得到了科技部重大專項、中科院前沿科學重點研究項目、國家自然科學基金、中科院青年創新促進會等項目的資助。

中國生物技術網誠邀生物領域科學家在我們的平台上，發表和介紹國內外原創的科研成果。

本公眾號由中國科學院微生物研究所信息中心承辦

微信公眾號：中國生物技術網

點擊展開全文

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！