快速传播的变异帮助普通流感亚型逃避免疫反应

- 编辑:大众自然网 -

快速传播的变异帮助普通流感亚型逃避免疫反应

根据约翰霍普金斯大学彭博公共卫生学院研究人员的一项研究,一种常见的流感病毒亚型H3N2的毒株几乎普遍发生了变异,这种变异可以有效地阻止抗体与一种关键的病毒蛋白结合。

研究人员说,这一结果对流感疫苗的设计有意义。目前的流感疫苗是“季节性疫苗”,旨在预防最近流行的流感毒株,但主要是针对一种叫做血凝素的不同病毒蛋白,引起抗体反应。

6月29日发表在《公共科学图书馆·病原体》(PLOS Pathogens)网站上的这项研究描述了这种新的突变,它首次在2014-2015年流感季节的一些H3N2流感毒株中被检测到,显然它非常善于增强流感的传播能力,以至于现在几乎在所有流行的H3N2毒株中都存在。在最近的流感季节中,H3N2毒株表现突出,与历史平均水平相比已经相对严重。

这种变异改变了一种叫做神经氨酸酶的病毒蛋白质,研究人员在他们的研究中发现,这种变异反常地降低了流感病毒在一种它通常感染的人类鼻细胞中复制的能力。然而,研究人员也发现了证据,这种突变通过建立物理屏障来阻止抗体与神经氨酸酶结合,不仅弥补了这种缺陷。

“这些发现告诉我们,以血凝素蛋白为重点的流感疫苗为病毒进化和躲避其他类型的免疫打开了通道,”该研究的资深作者安德鲁·佩科斯博士说,他是布隆伯格学院分子微生物学和免疫学系的副主任和教授。

每年,流感病毒都使世界上数百万人生病,数十万人死亡。流感毒株的多样性和它们快速变异的能力——两种毒株感染同一个宿主甚至可以交换基因——使流感病毒成为疫苗设计人员特别困难的目标。尽管科学家们正在努力研制一种能够长期抵御大多数流感变种的通用疫苗,但目前的流感疫苗仅设计用于抵御近期流行的一小部分毒株。在这些循环毒株中发生的任何突变,似乎提高了它们的传播能力,自然会引起流感病毒学家的兴趣。

这项研究的目的是更好地了解新的H3N2突变的工作机制。科学家们已经知道,它改变了流感病毒的神经氨酸酶蛋白,在靠近神经氨酸酶活性位点的地方,为一种叫做聚糖的类糖分子提供一个连接点。但是,神经氨酸酶蛋白上那个位置的多糖是如何提高病毒感染宿主和传播的能力的,目前还不清楚。

Pekosz和第一作者Harrison Powell博士,他是他实验室的一名研究生,在实验室细胞中比较了有糖附着突变的典型H3N2菌株和没有突变的流感菌株的生长情况。他们发现,突变型病毒在人类鼻腔粘膜细胞中生长速度明显较慢,而这种细胞是流感病毒最初感染的细胞类型。

研究人员发现了这种缓慢增长的可能原因:吸引糖链的突变阻碍了神经氨酸酶的活性。这种蛋白质被认为是一种关键的流感酶,其功能包括清除病毒通过呼吸道粘液的通路,以及增强被感染细胞释放新病毒颗粒。

在酶的活性位点附近添加一个体积适中的多糖分子会产生这种效果,这并不完全出乎人们的意料。但这对病毒有什么好处却没有解释。

科学家们通过证明这种多糖可以阻止抗体与神经氨酸酶活性位点结合或靠近该酶活性位点,从而解开了这个谜团。

神经氨酸酶,特别是其活性部位,被认为是免疫系统对流感感染做出反应的最重要的靶点之一。它也是达菲(奥司他韦)等流感药物的靶点。因此,保护目标的突变给病毒带来净收益是有道理的,即使这意味着神经氨酸酶本身的工作效率较低。

Pekosz说,这一发现突出了流感病毒逃避治疗、季节性疫苗和普通免疫反应的可能性,并指出需要针对病毒的多个部位,以减少单一突变产生耐药性的机会。

研究人员一直在跟进他们的发现,研究新的变异如何影响流感的严重程度,它如何在H3N2毒株中如此迅速地传播,以及这些变异的流感毒株如何适应进一步的变异。

“甲型流感病毒H3N2枝3c的神经氨酸苷酶抗原漂移。2a病毒改变病毒复制、酶活性和抑制性抗体结合”是Harrison Powell和Andrew Pekosz写的。