H7N9禽流感病毒適應(yīng)宿主機(jī)制重要進(jìn)展

6月18日，美國(guó)微生物學(xué)會(huì)（ASM）旗下頂級(jí)刊物mBio 在線發(fā)表了中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所陳化蘭院士團(tuán)隊(duì)的最新科研成果“Low polymerase activity attributed to PA drives the acquisition of the PB2 E627K mutation of H7N9 avian influenza virus in mammals”。該研究在H7N9禽流感病毒適應(yīng)哺乳動(dòng)物宿主機(jī)制研究方面取得重要進(jìn)展。

南模生物為該研究構(gòu)建了Anp32a-KO小鼠模型。

禽流感病毒需要發(fā)生突變以適應(yīng)哺乳動(dòng)物宿主，進(jìn)而有效地復(fù)制和傳播，其中血凝素蛋白HA和病毒聚合酶蛋白PB2的突變起到重要作用。

美國(guó)科學(xué)家于1993年就發(fā)現(xiàn)流感病毒在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中復(fù)制時(shí)PB2發(fā)生E627K突變，而本文的研究團(tuán)隊(duì)前期也發(fā)現(xiàn)PB2/E627K突變是H7N9流感病毒對(duì)人致病力增強(qiáng)的關(guān)鍵，同時(shí)該突變?cè)黾親7N9病毒在人之間的傳播能力。但是該突變的產(chǎn)生機(jī)制一直是未解之謎。

該研究從病毒本身“內(nèi)因”及宿主“外因”兩方面進(jìn)行探索。

首先研究H7N9流感病毒發(fā)生該突變的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)。通過(guò)1株H7N9和5株H9N2對(duì)比發(fā)現(xiàn)，H7N9獲得PB2/E627K突變的能力更強(qiáng)一些。因此將 H7N9 (PG/S1421)和H9N2 (CK/5)進(jìn)行病毒重組，從而發(fā)現(xiàn)H7N9中PA蛋白是使其在小鼠體內(nèi)復(fù)制過(guò)程中發(fā)生PB2/E627K突變的關(guān)鍵分子。
 

FIG 1. PA drives the emergence of the PB2 E627K mutation during the replication of PG/S1421(H7N9) virus in mice.

進(jìn)一步通過(guò)將H7N9 的PA和H9N2 的PA重組，發(fā)現(xiàn)PA的低聚合酶活性是發(fā)生突變的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)，并且N端的4個(gè)殘基142K、147I、171I和182M是關(guān)鍵位點(diǎn)。

FIG 2. Four residues in the N-terminal PA domain mediate the acquisition of the H7N9 PB2 E627K mutation in mice.

另一方面，本研究還發(fā)現(xiàn)宿主中ANP32A蛋白是病毒獲得PB2/E627K突變的關(guān)鍵。當(dāng)Anp32a基因在小鼠體內(nèi)被敲除后，H7N9病毒則在復(fù)制過(guò)程中失去了獲得PB2/E627K突變的能力，而采取了另外一種適應(yīng)哺乳動(dòng)物宿主的方式，即獲得PB2/D701N突變。
FIG 3. PG/S1421(H7N9) virus replication is impaired by ANP32A depletion in Anp32a^-/- mice, driving the emergence of the PB2 D701N mutation instead of E627K.

該研究深入闡釋了H7N9感染后獲得PB2/E627K突變的分子機(jī)制，為理解禽流感病毒跨種感染和傳播做出重要貢獻(xiàn)。

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