太恐怖,合二为一的奇异病毒被发现,更容易感染人类

▎药明康德内容团队编辑
病毒是许多严重疾病的罪魁祸首 , 例如造成全球性疫情的新冠病毒 , 让人闻风丧胆的埃博拉病毒 , 甚至是季节性让人伤风感冒的流感病毒 , 这些不同的病毒都演化出了侵袭人类细胞的能力 。
作为一种细胞内的病原体 , 病毒也依赖特定的细胞来进行复制和繁殖 。 这也会导致几种病毒感染同一种细胞的情况 。 据《自然-微生物学》的一项新研究介绍 , 细胞中的一些小室可能同时有多种病毒共存 , 而大约10%~30%的呼吸道病毒感染的感染源其实不止一种病毒 。
这些病毒可能会为了争夺细胞资源存在竞争 , 但新研究意外发现竞争并非唯一的出路 。 不同家族的病毒可能会最终走向合作 , 融合成一种杂交病毒 , 继续复制 。
论文中的这一杂合体由甲型流感病毒(IAV)和呼吸道合胞病毒(RSV)组成 , “之前从未有人描述过这类杂合病毒 , ”研究的通讯作者 , 病毒学家PabloMurcia博士表示 , “两种不同家族的病毒结合到了一起 , 包括基因组和外层蛋白 , 成为了一种新型的病原体 。 ”研究展示的示意图中 , 杂合病毒看起来有点像壁虎的脚 , 其中RSV作为肢干 , IAV作为脚趾 。
太恐怖,合二为一的奇异病毒被发现,更容易感染人类
文章图片
▲研究展示了新发现的杂合病毒 , 左侧长条状为RSV , 右则小椭圆为IAV(图片来源:参考资料[2])
太恐怖,合二为一的奇异病毒被发现,更容易感染人类】研究团队最初的实验目标是探索病毒感染时的相互作用 , 主要用于了解病毒的传播特征 。 他们选取了人类肺细胞作为实验对象 , 并向其中加入了上述两种病毒 , 对照组则分别单独添加其中一种病毒 。
从时间上看 , 单独感染组中IAV的复制峰值大约出现在感染后24-48小时 , RSV则要略晚 , 大约72小时达到复制高峰 。 但在合并感染组情况似乎出现了异样 , IAV的复制并没有变化 , 仍然可以短时间内高度复制;然而RSV似乎受到了不明原因的限制 , RSV的病毒滴度显著降低 。
为了了解其中合并感染组的细胞中发生了什么 , 研究者开始尝试借助一些蛋白染色方法对病毒蛋白进行定位 。 首先研究者可以看到两种病毒蛋白都是完整的 , 并没有出现异常 。 但随后他们注意到了一些来自出芽病毒的丝状结构 , 但这些互相缠绕的丝状结构上会同时拥有两种病毒糖蛋白 。
太恐怖,合二为一的奇异病毒被发现,更容易感染人类
文章图片
▲丝状结构上会同时出现两种病毒的蛋白(图片来源:参考资料[2])
借助冷冻电子断层扫描技术 , 研究者展示出了这种丝状背后的细节:IAV和RSV融合到了一起 , 形成了新的杂交病毒颗粒 。 新病毒展现出了不一样的结构域 , 其中点缀着一些类似IAV和RSV原有大小和形状的糖蛋白 , IAV和RSV连接的区域还存在一些清晰的管道结构 。
尽管这种合并行为对RSV不太友好 , 却可以让IAV过得更加顺风顺水 , 除了前面看到的IAV复制能力不变 , IAV的感染能力也变得更强 。 IAV在杂合病毒中可以通过提呈RSV的蛋白来逃避免疫系统对IAV的监视 , 从而增加感染可能性 。
太恐怖,合二为一的奇异病毒被发现,更容易感染人类
文章图片
▲这种杂合病毒模式可以让甲型流感病毒更容易感染(图片来源:参考资料[2])
根据作者的观察 , 这种杂合病毒能够进入缺乏IAV受体的细胞 , 这也意味着IAV可以从呼吸道一路向下进入肺部 , 造成更严重的感染 。 “RSV往往比IAV更加深入肺部 , 但是现在IAV可以以杂合病毒的方式一同进入 , ”利兹大学的病毒学家StephenGriffin博士评论道 。