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2017年32卷6期

Chikungunya (chik-un-GUN-yuh) virus (CHIKV) is a mosquito-borne virus that belongs to the genus Alphavirus in family Togaviridae, which is named from the symptom it causes (meaning “disease that bends up the joints” in Tanzanian). Typically, the disease begins with a sudden high fever, maculopapular rash, and severe joint pain. Other symptoms will subside within 1~2 weeks, but the continued arthritis would be lasted from a few months to several years, exerting substantial impact on the quality of life of patients. CHIKV has two transmission cycles: one is normally maintained in a sylvatic cycle involving Aedes mosquitos and wild primates living in forests of western Africa; the other is direct human-mosquito-human transmission which occurs in Asia and Americas, especially in India and Indian Ocean regions. This issue presents three articles on the CHIKV topic, reporting the CHIKVs from the recent outbreak in Pakistan, analyzing the evolution and transmission, and reviewing the recent progress on CHIKV’s epidemiology, clinical presentation, molecular virology, diagnostic approaches, host immune response, vaccine development, and available animal models. It is hoped this special collection could shed lights on future studies of CHIKV. The cover image is courtesy of Jin Sun and Xia Jin (Institut Pasteur of Shanghai).

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Review

基孔肯雅病毒的研究进展和现状

安文希, 葛宁宁, 曹怡琳, 孙瑾, 金侠

2017, 32(6): 441 doi: 10.1007/s12250-017-4072-x

[HTML全文] [PDF 7870 KB] Springerlink
基孔肯雅病毒(CHIKV)是一种通过伊蚊传播的虫媒病毒,主要流行于热带、亚热带地区。经过了数十年的零星散发之后,CHIKV于近几年内,在非洲、亚洲、印度洋和美洲突现大规模爆发,引发了大范围的疫情流行。基孔肯雅病毒感染通常引起轻微、自限性的急性发热症状,但在部分病人中可形成慢性感染,引起关节疼痛的复发,而在少数病人中这种关节症状最终发展成为长期的关节炎并持续数月甚至数年。目前,临床上尚无针对CHIKV的抗病毒药物或疫苗。对CHIKV生活周期及CHIKV与宿主相互作用的理解,有助于治疗手段及疫苗的开发。鉴于此,我们从流行病学、临床症状、分子病毒学、诊断手段、宿主免疫反应、疫苗研发和动物感染模型等几个方面对CHIKV的研究现状进行了总结;也希望通过对CHIKV研究进展的全面回顾和评述,为CHIKV药物和疫苗的研发提供新的思路和动力。

乙型肝炎病毒共价闭合环状DNA的研究进展

纪梦莹, 胡康洪

2017, 32(6): 454 doi: 10.1007/s12250-017-4009-4

[HTML全文] [PDF 3784 KB] Springerlink
慢性乙型肝炎病毒感染是由乙型肝炎病毒(HBV)引起的,目前尚不能完全治愈。肝细胞内持续感染的关键是病毒共价闭合环状DNA(cccDNA)的存在,目前的抗病毒治疗策略对已经存在的cccDNA池不发挥作用;因此,cccDNA形成的分子机制研究已成为乙型肝炎病毒的研究重点。本文总结了目前cccDNA分子生物学的研究进展和有关消除或灭活cccDNA的最新研究,主要包括三个方面:(1)由乙型肝炎病毒 X蛋白影响的共价闭合环状DNA的表观遗传调控(2)免疫介导的降解和(3)具有基因编辑功能的核酸酶。这些方面为最终治愈慢性乙型肝炎提供了线索。
Research Article

乙肝病毒高效感染分化的hNTCP稳转的Huh7细胞系

周明, 赵凯涛, 姚永旋, 袁一菲, 裴荣娟, 王云, 陈继征, 胡雪, 周缘, 陈新文, 吴春晨

2017, 32(6): 465 doi: 10.1007/s12250-017-3983-x

[HTML全文] [PDF 3200 KB] Springerlink ESM
研究乙型肝炎病毒(HBV)感染的完整生命周期,包括病毒进入的早期步骤,需要高效的细胞感染模型。二甲基亚砜/聚乙二醇(DMSO / PEG)的耐受性、Na+牛磺胆共转运多肽(hNTCP)表达水平以及细胞分化状态是影响HBV感染是否成功的重要限制因素。在本研究中,我们使用了一株肝癌细胞株(Huh7DhNTCP)来克服这些限制因素,它对HBV感染具有良好的易感性。为了实现这一目标,我们使用不同的Huh7肝癌细胞株在2.5% DMSO / 4%PEG条件下进行测试,从而获得一株具有抵抗力的细胞株(Huh7D),并进一步利用重组慢病毒系统构建稳定表达hNTCP的细胞株(Huh7DhNTCP)。随后,我们对Huh7DhNTCP细胞在有无DMSO处理的条件下细胞形态特征和分化相关标记进行了鉴定,并对Huh7DhNTCP细胞的HBV易感性进行评估。研究结果表明,Huh7D细胞耐受2.5% DMSO / 4% PEG8000,而其它细胞无此耐受性。本研究建立的Huh7DhNTCP细胞可以高水平表达hNTCP,并在DMSO诱导下迅速转化为一种非分裂、分化良好的细胞表型。Huh7DhNTCP细胞支持HBV感染的整个生命周期。这种细胞培养系统可能有助于分析宿主-病毒的相互作用,并助于研发抗病毒药物和疫苗。

防治马铃薯青枯病的噬菌体混合制剂

魏翠华, 刘俊丽, 余军平, 严城辉, 张若芳, 危宏平,

2017, 32(6): 476 doi: 10.1007/s12250-017-3987-6

[HTML全文] [PDF 2515 KB] Springerlink ESM
青枯病是马铃薯中极为严重的一种细菌性病害,马铃薯一旦患青枯病,会减产80%。本研究为了研制防治马铃薯青枯病的噬菌体制剂,从包括6个肯尼亚水样在内的多个环境水中新筛选了12株青枯病病原菌的裂解性噬菌体,并对其进行了多种表征测试。根据各噬菌体的裂解曲线,配制了一种噬菌体混合制剂并测试了在盆栽模型中对于马铃薯青枯病的防控效果。结果显示由P-PSG-6、P-PSG-8、P-PSG-10和P-PSG-12共4种单一噬菌体混合而成的P1混合噬菌体制剂对病原菌标准株GIM1.74(弱致病株)和分离株PS-X4-1(强致病株)的预防效率均为80%,在接种病原菌标准株GIM1.74后第3天第一次给药时,对青枯病的治疗效率达60%,结果也同时表明越早使用噬菌体制剂,防治效果越好。以上结果初步证实在田间使用噬菌体制剂防控马铃薯青枯病具有可行性;提示在马铃薯的栽培中,可用噬菌体制剂预先处理种薯或幼苗或预先用噬菌体制剂喷洒处理马铃薯种植地的土壤,可以达到预防马铃薯青枯病的目的。

多重机制抑制HIV-1在自体CD4 T细胞中复制

涂婷, 占建波, 牟丹蕾, 李伟, 粟斌, 张彤, 李涛, 李宁, 吴昊, 金聪, 陈华标

2017, 32(6): 485 doi: 10.1007/s12250-017-3992-9

[HTML全文] [PDF 2137 KB] Springerlink
在HIV-1慢性感染阶段,病毒特异性细胞毒T细胞(cytotoxic T lymphocytes, CTLs) 和中和抗体(neutralizing antibodies, NAbs) 对控制病毒复制的相对贡献并不明确。本研究应用体外模型比较HIV-1特异性细胞毒T细胞和中和抗体抑制HIV-1病毒在自体CD4 T细胞中复制的能力,发现在病毒感染自体CD4 T细胞之前加入具有广谱中和活性的b12单克隆抗体可通过中和作用阻断病毒的感染和复制,在病毒感染自体CD4 T细胞之后加入b12抗体不能有效抑制病毒复制。但b12抗体能够通过抗体依赖的细胞介导的病毒抑制作用(antibody-dependent cell-mediated virus inhibition,ADCVI)抑制病毒复制,并且这种抑制作用由自然杀伤细胞(natural killer cells,NKs) 表面的Fc-Fc受体相互作用介导。与中和抗体相比,HIV-1特异性细胞毒T细胞可以更加有效地抑制病毒在自体CD4 T细胞中复制,并且与普通HIV-1感染者相比,能够自发良好控制病毒的精英控制者体内的细胞毒T细胞可以更加有效地抑制病毒复制。这些发现提示仅有中和抗体不能有效抑制HIV-1在活化CD4 T细胞中的复制,细胞毒T细胞和抗体依赖的自然杀伤细胞介导的病毒抑制作用对抑制病毒复制具有更重要的贡献。本研究应用体外自体细胞感染模型系统地比较了HIV-1感染中细胞毒性T细胞、中和抗体、和自然杀伤细胞这三个重要的免疫效应子控制病毒复制的能力,发现有效控制病毒复制需要多个免疫效应子的协同作用,未来如何激活多种免疫应答机制将成为疫苗研究的重点。

DC-SIGN通过病毒突触促进JEV从树突状细胞向T细胞传播

王平, 李梅, 鲁巍, 张地, 胡勤学, 刘雅兰

2017, 32(6): 495 doi: 10.1007/s12250-017-4034-3

[HTML全文] [PDF 9531 KB] Springerlink ESM
树突状细胞可能是病毒进入机体后最先接触到的免疫细胞,捕获到病毒的树突状细胞随即迁移到淋巴结从而促进病毒的复制。然而,这些过程的分子机制尚不清楚。本研究发现吸附在树突状细胞表面的 JEV比游离的JEV病毒粒子能更有效地感染T细胞,而且树突状细胞与T细胞的共培养体系能增加JEV对T细胞的感染,这种通过DC感染T细胞的过程(反式感染)能够被DC-SIGN的中和抗体或拮抗剂所抑制。进一步利用激光共聚焦活细胞成像系统对荧光标记的病毒粒子进行追踪,发现JEV利用DCs与T细胞之间形成的病毒突触(virological synapse)转运到T细胞。这些结果表明DC-SIGN在DCs协助JEV感染T细胞的过程中起重要作用,为深入了解JEV如何有效地利用DCs的迁移特性接触感染其它类型的细胞,进而在哺乳动物体内建立早期和持续性感染奠定了理论基础。

朊蛋白促进丙型肝炎病毒的复制

张会侠, 高山山, 裴荣娟, 陈新文, 李朝阳

2017, 32(6): 503 doi: 10.1007/s12250-017-4039-y

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全球约1.8亿人感染丙型肝炎病毒,自体外感染的细胞模型建立以来,HCV的研究取得了重大进展。但HCV和宿主因子之间的相互作用非常复杂,目前的研究仍未完全阐明HCV复制和宿主因子的关系。我们发现丙型肝炎病毒亚复制系统会诱导宿主朊蛋白的表达,而朊蛋白的过表达又促进了HCV基因组的复制。随后我们进一步揭示朊蛋白氨基端的KKRPK基序,可以结合核酸并促进HCV基因组复制。这些结果对于理解病毒如何利用宿主蛋白帮助自身的复制提供了重要的见解。

2016至2017年巴基斯坦基孔肯亚病毒的检测、分离和鉴定

刘思情, 李晓, 张亚南, 高爱丽, 邓成林, 李俊花, Shoukat Jehan, Nadia Jamil, 邓菲, 危宏平, 张波

2017, 32(6): 511 doi: 10.1007/s12250-017-4059-7

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基孔肯亚病毒(chikungunya virus,CHIKV)是蚊媒传播的甲病毒属病毒,2005-2006年在印度洋地区大流行后又在非洲、亚洲和欧洲等地感染了数百万人。2016年11月中旬以来,巴基斯坦已确诊了4000多个CHIKV感染病例。本研究首次报道了来自于巴基斯坦CHIKV病毒疫情的CHIKV病毒分离和鉴定。通过细胞培养的方法从病人血清样本中分离得到8株CHIKV病毒。我们对CHIKV进行测序后得到1条全长基因组和8条E1基因序列。通过序列比对发现,8株CHIKV的E1序列同源性很高,在E1保守的基因位点上仅发现2个非同义突变(E99和Q235)。这两个突变位于E1的功能区域,如与细胞融合和传播媒介特异性有关的结构域。本研究不仅阐明了巴基斯坦CHIKV流行病的情况,而且为南亚地区CHIKV的进化和传播提供了重要的研究基础。

基于全球基孔肯亚病毒的进化分析揭示2016在巴基斯坦疫情的病毒起源

史君明, 苏正元, 范兆军, 王军, 刘思情, 张波, 危宏平, Shoukat Jehan, Nadia Jamil, 沈姝, 邓菲

2017, 32(6): 520 doi: 10.1007/s12250-017-4077-5

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基孔肯亚病毒(CHIKV)以蚊子为传播媒介,主要在热带和亚热带地区流行。进化分析显示该病毒的亚型分布与时空存在相关性,并可能与病毒适应当地主要流行的蚊子种类及其地理分布有关。本文报道了2016年在巴基斯坦爆发的CHIKV疫情中分离到的8株新的CHIKV毒株的全基因组序列,结合目前已有的其他不同背景来源的CHIKV毒株序列,开展了全面的CHIKV进化分析,回顾了CHIKV重大的疫情爆发历史,分析了CHIKV的进化历程;同时在氨基酸水平分析了CHIKV基因型特异的突变位点,推测可能的CHIKV在全球范围的传播路线。结果表明来自巴基斯坦的CHIKV属于印度/印度洋株系,并有可能是从印度传入。通过详细序列分析,揭示了巴基斯坦CHIKV序列的适应性突变位点,进一步讨论了CHIKV在巴基斯坦蔓延的危险性。这些结果为我们更好地了解CHIKV的进化、起源和传播。同时为预测CHIKV可能爆发的新区域提供依据,对更高效地防控CHIKV疫情的爆发有十分重要的意义。
Letter

丙型肝炎病毒与ADP核糖基化因子4的相互关系研究

张娜, 柯友洋, 张磊亮

2017, 32(6): 533 doi: 10.1007/s12250-017-4000-0

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二型二磷酸腺苷-核糖基化作用因子(ARF)包括ARF4和ARF5,已有研究表明同时敲降ARF4和ARF5才会对病毒复制有影响,但我们发现单独敲降任何一个二型ARF蛋白都会削弱病毒复制。我们还发现丙肝病毒侵染会上调ARF4的RNA和蛋白质水平。丙肝病毒侵染促使ARF4的转录因子CREB3入核。综上,我们认为ARF4是丙肝病毒的宿主因子,丙肝病毒侵染会引起转录因子CREB3入核,促进ARF4的转录和表达。我们的研究将为丙型肝炎的抗病毒治疗提供潜在的新靶点。

一种用于鉴定病毒蛋白小泛素化修饰位点的新方法

刘艳, 谭忠元, 舒波, 张源, 郑才尚, 柯贤良, 陈希, 王汉中, 郑振华

2017, 32(6): 537 doi: 10.1007/s12250-017-4018-3

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小泛素化修饰(SUMOylation)作为一种重要的翻译后修饰过程,是由宿主的一系列酶参与的对细胞内蛋白的共价修饰,对细胞生理过程和病毒感染过程都起着重要的调节过程。鉴定病毒蛋白的SUMO化的修饰位点对于病毒与宿主相互关系研究和抗病毒药物的开发有重大意义。然而,有些SUMO化修饰位点不符合已报道的保守基序,利用传统的定点突变即使耗费大量精力也很难找到修饰位点。近年来,质谱检测技术为一种强大的工具,极大的深化了我们对蛋白质翻译后修饰的认知。然而,在SUMO化位点鉴定方面,由于SUMO化修饰的肽段经过酶解后太长,对于结果的解读成为难点。另一方面,由于SUMO化修饰的病毒蛋白在细胞内含量比较低并且是动态变化的,因此捕获足够量的被修饰病毒蛋白对成功检测非常重要。已报道目标蛋白能在大肠杆菌的SUMO化修饰系统(含有SUMO化修饰所需的各种酶)中修饰并且通过蛋白纯化能快速、大量的得到被修饰的目标蛋白。我们通过将该系统中的SUMO-1蛋白的95位氨基酸由苏氨酸突变成精氨酸,克服了质谱检测过程中修饰蛋白酶解后肽段太长的缺点。并以已知SUMO修饰位点的肠道病毒71型的3D聚合酶作为研究对象,用改进的大肠杆菌修饰系统联合质谱检测,不仅发现了已报道的3D蛋白的159位的赖氨酸,而且还发现了24位的赖氨酸也存在修饰。因此,本实验中的方法能快速、高效的检测到病毒的SUMO化修饰位点,是对现有的检测方法做新改进和提升。

一种来源于脑炎患儿的新型细小环病毒

康雁君, 周美芳, 黄薇, 邓超, 延根, 陆忠华

2017, 32(6): 541 doi: 10.1007/s12250-017-4042-3

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指环病毒是一类单链环状DNA病毒,在人群中广泛存在。虽然目前还没有直接证据,但多项研究发现这类病毒和多种疾病存在关联。本研究首次报道了在一名脑炎患儿的脑脊液中发现的指环病毒:一种新型的细小环病毒。运用高通量测序技术检测了一名不明病原的脑炎患儿的脑脊液中的潜在病原。经分析发现,有一段2943nt的细小环病毒序列,包含了3个开放阅读框。该序列与已知细小环病毒的同源性为45.4% ~ 35.9%,与其它单链环状DNA病毒的同源性小于35%,系统进化分析显示,该病毒独立形成为一支。这些结果均支持该病毒可能为Betatorquevirus属的一个新种。该病毒与脑炎的关系需要进一步研究。

槲皮素葡萄糖苷在体内和体外均具有显著抑制寨卡病毒的效果

Gary Wong, 何世华, Vinayakumar Siragam, 毕玉海, Majambu Mbikay, Michel Chretien, 邱香果

2017, 32(6): 545 doi: 10.1007/s12250-017-4057-9

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槲皮素(Quercetin),是一种黄酮类化合物,广泛存在于水果、蔬菜和谷物等植物中。研究表明,槲皮素具有抗增殖、抗氧化、抗细菌、抗肿瘤和抗病毒的效果,并对患有严重流感(H1N1)并发症的病人具有显著的疗效。槲皮素3-β-O-D-葡萄糖苷(Q3G)包含一个葡萄糖苷分子,是槲皮素的天然衍生物。本研究分别在体外和体内对槲皮素葡萄糖苷(Q3G)抗寨卡病毒感染的活性进行研究。结果显示,寨卡病毒(PLCal_ZV毒株)感染Vero细胞后第2和4天,EC50在1.2–1.3 μmol/L之间,EC90为1.5 μmol/L。同时,显微镜观察可见Q3G能明显抑制寨卡病毒对感染细胞造成的病变,6.9 μmol/L浓度的Q3G可以完全抑制病毒对细胞造成的病变。利用I型干扰素受体敲除小鼠作为动物模型,实验研究结果显示,在病毒感染1天后,每天持续静脉注射给药Q3G 50 mg/kg,连续给药7天,可以实现对感染动物的50%死亡保护。研究结果提示Q3G在体内和体外均具有抗寨卡病毒感染效果,在病毒感染暴露后治疗具有一定疗效。

柯萨奇病毒A16型聚合酶延伸复合物晶体结构揭示基序A动态新特性

毕鹏, 舒波, 龚鹏

2017, 32(6): 548 doi: 10.1007/s12250-017-4066-8

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RNA病毒编码的依赖RNA的RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase,RdRP)是一类独特的核酸聚合酶。其聚合酶核心区形似人的右手,由手掌(palm)、手指(fingers)和拇指(thumb)三个结构域组成。与其他类型的单亚基聚合酶不同,病毒RdRP使用一种独特的基于其手掌结构域的构象变化来实现催化中心关闭过程。其中聚合酶基序A的骨架从“开放”状态向“关闭”状态的移动是相关构象变化的主要标志,相应变化使得两个在聚合酶中普遍保守的天冬氨酸残基得以在空间上接近并与镁离子配位和参与催化反应。此前,“关闭”的基序A构象仅在两类情况下被观测到:1.有正确NTP存在时的RdRP催化复合物;2.当镥离子、锰离子或谷氨酰胺分子直接结合在基序A时。通过解析手足口病的主要病原之一柯萨奇病毒A16的RdRP延伸复合物晶体结构,本研究观测到了RdRP催化复合物的基序在没有正确NTP存在且不受上述构象诱导因子直接影响时仍可采取“关闭”构象。这一结果提示了病毒RdRP基序A内在的运动性特征,充实了基序A这一重要元件参与RdRP催化过程的结构基础。