作者： YinJiao Guo , Yalan Du , Guangshun Zhang , Yang Liu , Junyuan Cao, Mengmeng Zhang, Xiaohao Lan , Yueli Zhang, Chenchen Liu, Gengfu Xiao, Wei Wang
近期，中国科学院武汉病毒研究所王薇研究员团队在Zoonoses发表题为《Functional Characterization of a Lassa Virus Fusion Inhibitor Adaptive Mutant》的原创研究（DOI 10.15212/ZOONOSES-2024-0051）。该研究通过系统解析拉沙病毒（LASV）糖蛋白复合体（GPC）跨膜区F446L突变的功能特性，揭示了该突变介导广谱耐药性与增强膜融合活性的分子机制，为沙粒病毒药物与疫苗设计提供了新视角。
突变背景与耐药特性
沙粒病毒糖蛋白复合体由稳定信号肽（SSP）、受体结合亚基GP1和膜融合亚基GP2组成，其中GP2跨膜区（TM）是融合抑制剂的关键作用靶点。研究团队在前期实验中通过药物压力筛选获得F446L适应性突变（位于GP2-TM结构域）。本研究发现，该突变不仅对ST系列抑制剂（ST-336、ST-294等）产生耐药性（图1C-F），还对结构差异显著的降压药拉西地平（lacidipine）表现出交叉耐药（图1H）。在25μM拉西地平处理下，野生型病毒（LASV_WTrv）感染率降至不足5%，而F446L突变株（LASV_F446Lrv）仍保持约15%的感染活性，证实其广谱耐药特征。
膜融合活性增强机制
通过pH依赖性膜融合实验发现（图2）：
1.融合阈值提升：野生型GPC在pH 5.5时仅诱发部分合胞体形成，而F446L突变体在该条件下即可实现完全融合（图2A）。双荧光素酶定量检测进一步证实，突变体在pH 5.5和6.0的融合活性较野生型分别提升2.3倍和1.8倍（图2B）。
2.跨物种保守性：在莫佩亚病毒（MOPV）中引入对应突变（F444L）后，其GPC融合性显著增强（图6B）。对于拉沙病毒所在属的其他病毒引入相对应突变后，融合能力变化趋势不一致，表明F446L的促融合效应具有病毒种属特异性。
3.内吞途径不变：突变体对NH₄Cl的敏感性表明其仍依赖pH依赖性内吞途径进入细胞（图2C）。
结构功能与病毒适应性
1.受体结合能力保留：α-肌萎缩蛋白糖苷（α-DG）受体结合实验显示（图3），IIH6单抗可同等抑制野生型与F446L突变体的细胞感染（抑制率均＞70%），证实突变不影响GP1与α-DG的相互作用。
2.热稳定性未受损：突变体与野生型病毒颗粒的感染活性衰减趋势一致（图4），均表现出随温度上升，感染活性降低，特别是温度高于47℃后，感染活性显著降低，55℃时，均丧失活性，结果表明F446L未改变病毒热稳定性。
3.跨膜区残基兼容性：F446位点对电荷残基（精氨酸/天冬氨酸）完全不容忍，无法获得稳定病毒颗粒；而结构相似的酪氨酸（F446Y）虽可形成感染性病毒，但滴度骤降至10⁴ PFU/mL（野生型为10⁸ PFU/mL），揭示该位点对芳香族残基的严格依赖性。
4.病毒生长动力学：多步生长曲线显示突变体与野生型在72小时前生长曲线基本一致。但72小时后，突变体病毒滴度明显下降，而野生型病毒滴度则在120小时开始下降（图5）。
机制探讨与应用启示
1.耐药机制假说：F446L可能通过两种途径介导耐药：①直接阻断抑制剂与SSP-GP2界面的结合；②变构调节GP2构象，降低抑制剂亲和力；③通过增强融合活性潜在地增加毒力，导致抑制剂效力降低。
2.疫苗设计意义：与胡宁病毒减毒疫苗株Candid#1（GP2-TM区F427I突变）类似，F446L在增强融合活性的同时未显著损害病毒适应性。该特性提示跨膜区特定位点突变可作为减毒疫苗开发的新靶标。
3.临床相关性：对2018年尼日利亚拉沙热暴发分离株的序列分析显示，自然流行中未发现F446L突变，表明该突变可能主要在药物压力环境下进化产生。
该研究首次系统阐明拉沙病毒GP2-TM区F446L突变的双刃剑效应：在介导广谱耐药的同时，通过降低融合能垒增强病毒膜融合活性。这一发现为沙粒病毒融合抑制剂的优化设计提供了关键分子靶点，并为减毒活疫苗的理性设计开辟了新思路。
感谢中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所肖康博士校对中文述评。
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引用信息
Citation:Guo J, Du YL, Zhang GS, Liu Y, Cao JY, Zhang MM, Lan XH, Zhang YL, Liu CC, Xiao GF, Wang W. Functional characterization of a Lassa virus fusion inhibitor adaptive mutant. Zoonoses. 2025, 5(1): 7. DOI: 10.15212/ZOONOSES-2024-0051
原文链接：（点击下方阅读原文可直达）
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