研究揭示阻止禽流感病毒向人类细胞中传播物质

　　通常情况下禽流感病毒很难在人与人之间传播。但是，如果一旦发生这种情况，则可能引发大流行。 MDC和RKI的研究人员现在在《Nature Communications》杂志上解释了为什么病毒从动物到人类的传播没有那么容易。

　　每当人们突然感染H5N1，H7N9和H5N6等禽流感病毒时，世界卫生组织（WHO）都必须评估这种风险：这是大流行的最初迹象吗？还是仅通过与受感染的家禽密切接触才出现的少数病例？Max Delbrueck分子医学中心（MDC）的Matthias Selbach教授领导的研究人员现在发现了另一个谜题，这一谜题可能对该初步评估很重要。

　　在《Nature Communications》上发表的一篇论文中，研究人员解释说，禽流感A病毒（IAV）无法将受感染的人类细胞转化为有效的“病毒工厂”，因为它们在感染后不能产生足够的基质蛋白M1。该病毒需要这种蛋白质才能从细胞核中导出其遗传物质的许多副本，这是构建新病毒的前提。

　　（图片来源：Www.pixabay.com）

　　并非所有流感都是一样的。该家族的每个成员都以病毒表面上的两个关键蛋白亚型而命名：血凝素（H）使神经病毒能够感染可繁殖的人和动物细胞，而神经氨酸酶（N）则有助于病毒的后代从被感染的细胞中“自我提取”。在水禽中，有16种已知的血凝素亚型和9种已知的神经氨酸酶亚型。这样就产生了至少144种可能的组合，这些组合不断变化并适应新的宿主，例如鸡，但也包括哺乳动物，包括马，猪和人。

　　这种新的病毒变种通常比季节性流感更具危险性，因为人类免疫系统以前从未遇到过它们。在最坏的情况下，大流行可能会使数百万人丧生。例如，1918年的西班牙流感造成了5000万以上的受害者。因此，全世界的研究人员都在试图了解大流行发生的规律。

　　“人类和鸟类流感病毒的血凝素化学结构略有不同，这使得禽流感病毒难以渗透人细胞。”Selbach研究小组的博士研究生，本研究的主要作者Boris Bogdanow说道。

　　Boris Bogdanow和等人分别用禽流感病毒和人流感病毒感染了人肺上皮细胞。然后，他们在质谱仪中测量了所有新产生的蛋白质的量。博士后研究员Katrin Eichelbaum博士还开发了一种能够精确区分新旧蛋白质的方法。Boris Bogdanow报告说：“在第一个分析中，我们没有发现这两种菌株之间有任何重大差异。” “乍看之下，禽流感病毒和人类病毒在蛋白质生产方面几乎没有差异，这非常令人惊讶”。

　　对此，Bogdanow进行了更深入的分析，以更仔细地观察蛋白质的分布。最终作者发现了基质蛋白M1，该基质蛋白M1在感染人病毒的肺细胞中产生的数量更多。 M1蛋白尤其负责从受感染细胞的核中输出复制的病毒RNA，然后将其与其他新产生的病毒蛋白组装形成流感病毒的后代。因此，难道是由于存在的M1蛋白太少，人类细胞中禽流感病毒的病毒RNA仍被困在细胞核中吗？

　　荧光显微镜研究证实了这些怀疑。禽流感病毒的遗传物质远没有人类流感病毒的RNA分裂出细胞核的能力。在MDC的测序平台和Irmtraud Meyer教授的帮助下，他们在禽流感病毒的病毒RNA中发现了一个小片段，该片段影响了选择性剪接。 Bogdanow说：“我们称其为顺式调节元件。” “选择性剪接可调节最终由单个基因产生的蛋白质，因为许多基因编码的蛋白质不止一种。当人类细胞受到禽流感的攻击时，该元素可确保产生更多的M2而不是M1蛋白。”

　　为了评估此结果的相关性，罗伯特·科赫研究所的Thorsten Wolff教授及其研究小组将顺式调控元件从禽流感病毒转移到了人类病毒。确实确实导致人流感病毒在人肺细胞中复制的效率降低。

　　“禽流感病毒的致病性及其是否具有大流行潜力，当然取决于许多因素。” “关于细胞培养的研究不能涵盖所有这些因素。但是，将来在禽流感病毒的风险评估中包括对该RNA片段的分析可能会很有用。”