太恐怖,合二為一的奇異病毒被發現,更容易感染人類

▎藥明康德內容團隊編輯
病毒是許多嚴重疾病的罪魁禍首 , 例如造成全球性疫情的新冠病毒 , 讓人聞風喪膽的埃博拉病毒 , 甚至是季節性讓人傷風感冒的流感病毒 , 這些不同的病毒都演化出了侵襲人類細胞的能力 。
作為一種細胞內的病原體 , 病毒也依賴特定的細胞來進行復制和繁殖 。 這也會導致幾種病毒感染同一種細胞的情況 。 據《自然-微生物學》的一項新研究介紹 , 細胞中的一些小室可能同時有多種病毒共存 , 而大約10%~30%的呼吸道病毒感染的感染源其實不止一種病毒 。
這些病毒可能會為了爭奪細胞資源存在競爭 , 但新研究意外發現競爭并非唯一的出路 。 不同家族的病毒可能會最終走向合作 , 融合成一種雜交病毒 , 繼續復制 。
論文中的這一雜合體由甲型流感病毒(IAV)和呼吸道合胞病毒(RSV)組成 , “之前從未有人描述過這類雜合病毒 , ”研究的通訊作者 , 病毒學家PabloMurcia博士表示 , “兩種不同家族的病毒結合到了一起 , 包括基因組和外層蛋白 , 成為了一種新型的病原體 。 ”研究展示的示意圖中 , 雜合病毒看起來有點像壁虎的腳 , 其中RSV作為肢干 , IAV作為腳趾 。
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▲研究展示了新發現的雜合病毒 , 左側長條狀為RSV , 右則小橢圓為IAV(圖片來源:參考資料[2])
太恐怖,合二為一的奇異病毒被發現,更容易感染人類】研究團隊最初的實驗目標是探索病毒感染時的相互作用 , 主要用于了解病毒的傳播特征 。 他們選取了人類肺細胞作為實驗對象 , 并向其中加入了上述兩種病毒 , 對照組則分別單獨添加其中一種病毒 。
從時間上看 , 單獨感染組中IAV的復制峰值大約出現在感染后24-48小時 , RSV則要略晚 , 大約72小時達到復制高峰 。 但在合并感染組情況似乎出現了異樣 , IAV的復制并沒有變化 , 仍然可以短時間內高度復制;然而RSV似乎受到了不明原因的限制 , RSV的病毒滴度顯著降低 。
為了了解其中合并感染組的細胞中發生了什么 , 研究者開始嘗試借助一些蛋白染色方法對病毒蛋白進行定位 。 首先研究者可以看到兩種病毒蛋白都是完整的 , 并沒有出現異常 。 但隨后他們注意到了一些來自出芽病毒的絲狀結構 , 但這些互相纏繞的絲狀結構上會同時擁有兩種病毒糖蛋白 。
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▲絲狀結構上會同時出現兩種病毒的蛋白(圖片來源:參考資料[2])
借助冷凍電子斷層掃描技術 , 研究者展示出了這種絲狀背后的細節:IAV和RSV融合到了一起 , 形成了新的雜交病毒顆粒 。 新病毒展現出了不一樣的結構域 , 其中點綴著一些類似IAV和RSV原有大小和形狀的糖蛋白 , IAV和RSV連接的區域還存在一些清晰的管道結構 。
盡管這種合并行為對RSV不太友好 , 卻可以讓IAV過得更加順風順水 , 除了前面看到的IAV復制能力不變 , IAV的感染能力也變得更強 。 IAV在雜合病毒中可以通過提呈RSV的蛋白來逃避免疫系統對IAV的監視 , 從而增加感染可能性 。
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▲這種雜合病毒模式可以讓甲型流感病毒更容易感染(圖片來源:參考資料[2])
根據作者的觀察 , 這種雜合病毒能夠進入缺乏IAV受體的細胞 , 這也意味著IAV可以從呼吸道一路向下進入肺部 , 造成更嚴重的感染 。 “RSV往往比IAV更加深入肺部 , 但是現在IAV可以以雜合病毒的方式一同進入 , ”利茲大學的病毒學家StephenGriffin博士評論道 。