研究团队揭示禽流感病毒跨物种感染哺乳动物新机制
研究团队揭示禽流感病毒跨物种感染哺乳动物新机制
近日，华中农业大学周红波教授团队与国内外研究者合作，在禽流感病毒跨物种感染机制研究方面取得重要进展。研究揭示了宿主因子γ-谷氨酰羧化酶（GGCX）在驱动禽流感病毒适应性进化中的关键作用，为阻断禽流感病毒跨物种感染提供了新的靶标。
禽流感是危害养禽业的重大传染病，也是重要的人兽共患病。高致病性禽流感病毒感染人的死亡率约50%，禽流感病毒的自然宿主是禽类，通常难以感染哺乳动物。然而，禽流感病毒发生适应性突变后可突破物种屏障感染哺乳动物。
欧亚类禽H1N1猪流感病毒由禽流感病毒适应性进化而成，随后在欧洲和亚洲的猪群中传播，并引起散发性的人类感染。随着2009年甲型H1N1流感大流行，欧亚类禽H1N1猪流感病毒与2009年甲型H1N1流感之间发生重组。其中一些重组病毒可以通过雪貂呼吸道飞沫有效传播，具有造成下一次流感大流行的风险。
在长期进化过程中，欧亚类禽H1N1猪流感病毒发生适应性突变，如血凝素蛋白E190D和G225E等，导致病毒受体结合能力的转变，使其突破物种屏障感染哺乳动物。禽流感病毒的适应性进化在跨物种感染中发挥关键作用，但是驱动其适应性进化的宿主因子尚未被阐明。
上述研究利用猪全基因组CRISPR敲除文库，筛选欧亚类禽H1N1猪流感病毒感染的必需宿主因子，重点针对宿主因子γ-谷氨酰羧化酶（GGCX）展开深入研究。研究发现敲除猪源GGCX能显著抑制不同种属来源流感病毒的复制，对欧亚类禽H1N1猪流感病毒的抑制效果最为显著；敲除人源GGCX同样显著抑制流感病毒的复制；在小鼠体内敲低GGCX可以显著抑制病毒复制，提高流感病毒感染小鼠的存活率。
利用泛羧化修饰抗体，鉴定发现欧亚类禽H1N1猪流感病毒蛋白可以被羧化修饰，并且GGCX敲除后HA蛋白羧化修饰下降趋势与病毒复制下降趋势一致。为探究GGCX在适应性进化中的作用，研究团队将HA 225E/D/G欧亚类禽H1N1猪流感病毒分别在野生型和GGCX敲除型细胞上进行适应性传代，发现在野生型细胞上病毒HA 225位点逐渐突变为E，而敲除GGCX抑制了该适应性进化，表明GGCX是驱动欧亚类禽H1N1猪流感病毒225E适应性进化的关键宿主因子。
该研究发现，宿主因子GGCX驱动欧亚类禽H1N1猪流感病毒蛋白225E的适应性突变并介导其羧化修饰，促进子代病毒与宿主细胞α-2,6唾液酸受体的结合，揭示了宿主因子驱动禽流感病毒适应性进化感染哺乳动物的分子机制，为阻断禽流感病毒跨物种感染提供关键靶标。
本文原文来自《科技日报》