蝙蝠携带病毒的多样性、外溢和突然出现(10)
(Bat-borne virus diversity, spillover and emergence)
美国国立卫生研究院(NIH)变态反应和传染病研究所的Vincent J. Munster等在新冠病毒全球流行的早期(2020年6月)就在国际顶级科学杂志《自然(Nature)》发表综述论文(见参考文献),阐述蝙蝠与人类病毒性传染病大流行的关系。在新冠病毒病大流行3年(现已基本结束)后的今天再来回看此文,更感到此文确实有高度的科学性和前瞻性,在3年后此文不仅未显过时,而且对未来仍有指导意义。现分若干次译介此文,供国内关心蝙蝠与病毒的关系的各界人士参考。
4.蝙蝠病毒传播的分子生物学
(Molecular biology of transmission)
所有病毒,无论其分类或来源如何,都必须能够破坏和克服宿主体内的各种分子因素,以便复制并扩散到新的物种中。病毒生命周期的每个阶段都依赖于与宿主细胞大量蛋白质的相互作用,包括病毒的结合和进入、病毒复制所必需的宿主因子的募集、对宿主抗病毒因子的抑制、病毒的组装和从细胞内释放以及对宿主免疫系统的逃避(图2)。
通过功能和结构研究表明,病毒-宿主蛋白界面具有显著的特异性,并涉及多个接触点。即使是单个氨基酸的变异也可以影响或取消不同物种之间的病毒-宿主蛋白相互作用,并形成一个分子阻扼物或物种屏障,以阻止病毒复制。
病毒-宿主蛋白相互作用的复杂性与任何特定感染期间发生的相互作用的数量有关。最近的蛋白质组学研究已确定埃博拉病毒与人类宿主细胞之间至少有194种蛋白质相互作用,寨卡病毒与宿主细胞之间有198种蛋白质相互作用,尼帕病毒有101种,甲型流感病毒有300多种。
考虑到在这些病毒-宿主相互作用的复杂网络中,即使是很小的扰动也会造成终端(dead-end)感染或病毒在新宿主物种中出现差异,很可能大多数蝙蝠传播的病毒由于宿主内屏障而无法感染新物种。
图2 . 宿主物种分子屏障概述。病毒依靠与宿主细胞机制的大量相互作用来复制和传播。病毒与宿主的相互作用发生在病毒生命周期的每个阶段,包括附着( attachment)、脱壳(uncoating)、基因组复制(genomic replication)和蛋白质表达(protein expression)、病毒组装(assembly)和输出(egress)。虽然所涉及的许多因素仍是未知的,但某些已充分描述的例子得到展示。ER,内质网;miRNA,微RNA;Tetherin,束缚蛋白;Adaptive immune evasion,适应性免疫逃避; Innate immune system,先天免疫系统。
参考文献:
Letko, M., Seifert, S.N., Olival, K.J. et al. Bat-borne virus diversity, spillover and emergence. Nat Rev Microbiol 18, 461–471 (2020). https://doi.org/10.1038/s41579-020-0394-z.
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