Nature頭條：揭秘新型冠狀病毒

日期：2013-03-19 09:14:27

來自荷蘭的研究人員揭示了最近發現的一種新型冠狀病毒能夠進入靶細胞的關鍵宿主蛋白。這種稱作DPP4的蛋白在蝙蝠和人類之間似乎結構保守。新研究發現將有助于闡明這種病毒人畜共患傳播的機制，并為潛在疫苗提供一個靶點。研究論文發表在3月13日的《自然》（Nature）雜志上，并被選作Nature網站的頭條新聞進行了報道。

北卡羅來納大學教堂山分校病毒學家Ralph Baric（未參與該研究）說：“這是一項重大的研究。任何時候你鑒別一種病毒利用的受體，它都會告訴你許多關于其生物學的信息：它的靶向位點，它的致病機制。并且它會告訴你許多關于跨物種移動和這類事件頻率的信息。”沒有顯著的突變，新冠狀病毒可以利用蝙蝠和人類受體進行感染，這一事實提出了一種令人不安的可能性：一些冠狀病毒處于跳躍物種的“預激發狀態”（ pre-primed）。

到2003年科學家們將致命性的SARS病毒確定為冠狀病毒之時，還只已知兩種感染人類的冠狀病毒，它們通常只引起輕微的感冒。自那以后，又發現了三種新病毒，但沒有一種如SARS那樣致命。最新的病毒是2012年6月在一名卡塔爾男子身上發現，荷蘭鹿特丹Erasmus醫學中心（EMC）的研究人員將之命名為人類冠狀病毒-EMC(hCoV-EMC)。hCoV-EMC與嚴重呼吸道疾病和腎衰竭相關，并像SARS一樣似乎與蝙蝠冠狀病毒有關。然而不同于SARS，新病毒不會在人類之間輕易地傳播。EMC病毒學家Bart Haagmans說，在13名感染者中有8人死亡，不過目前仍不清楚這一病毒是否是導致死亡的直接原因。

冠狀病毒是因散布在其衣殼上的刺突蛋白而得名，這些刺突蛋白決定了一種特異的冠狀病毒可以結合和感染哪些宿主細胞。為了了解hCoV-EMC靶向的物種和細胞，Haagmans和烏德勒支大學的研究人員展開合作，生成了一種重組刺突蛋白，并篩查了與之結合的細胞，確定了一種人類肝細胞系。研究人員隨后用一種去垢劑釋放出這些肝細胞的膜結合蛋白，利用重組刺突蛋白找到了特異的刺突蛋白結合受體。最后，利用質譜法分析這一蛋白，確定其為二肽基肽酶4(dipeptidyl peptidase 4 ，DPP4)——一種冠狀病毒新型受體。

不出所料，針對DPP4的抗體可阻斷病毒感染，在抗病毒細胞中表達DPP4使得它們很容易受到hCoV-EMC感染。研究人員還發現DPP4表達于包括腎細胞和肺部深處細胞在內的各種細胞上。不同于流感等病毒感染上呼吸道細胞，且在人類之間能夠輕易傳播，hCoV-EMC肺部深處感染或許可以解釋病毒傾向于引起嚴重呼吸疾病，但卻難于在人類之間傳播的原因。

“現在我們知道了，EMC刺突和人類DPP4有可能是hCoV-EMC感染中最重要的蛋白，我們可以開始尋找方法干擾這一相互作用來保護人們，”東卡羅萊納大學病毒學家Rachel Roper（未參與該研究）說。

Roper說，這有可能包括利用重組分子篩查阻斷刺突蛋白結合DPP4的藥物，或是以EMC刺突蛋白為焦點的疫苗激發機體產生抗體防止病毒與靶細胞結合。最近《病毒學雜志》（Journal of Virology）的一篇論文確實證實，來自hCoV-EMC感染患者的血清能夠阻斷病毒與靶細胞結合，表明可以生成中和抗體。

研究人員還發現這種病毒能夠利用蝙蝠DPP4感染蝙蝠細胞。康奈爾大學病毒學家Gary Whittaker（未參與該研究）說，盡管hCoV-EMC與蝙蝠冠狀病毒相關，然而到目前為止還沒有與蝙蝠相關的感染報道，這表明從蝙蝠到人類還有攜帶這一病毒的中間宿主。

德雷塞爾大學分子病毒學家Sonia Navas-Martin（未參與該研究）說，對于DPP4在hCoV-EMC致病機制中的作用也應該展開更充分的調查。DPP4在激素調控中起重要作用，可能hCoV-EMC在感染后影響了這一蛋白質的功能。不過現在，這些研究發現已經是一個巨大的進步。“據我所知，DPP4從前從未被確認為是任何其他病毒的受體。”