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Nature:免疫逃避机制可促进马脑炎病毒治疗

2013.12.20

  东部马脑炎(Eastern equine encephalitis,EEE)是一种典型的人兽共患病毒性疾病,该病毒属A组虫媒病毒披膜病毒科甲病毒属,含单股RNA,因首先于病马脑组织中分离出病毒,故而得名。随后从病人脑组织中也分离出同样病毒,其引起的人类脑炎症状十分危急而凶险,其临床表现与乙型脑炎很相似,病死率约在35%以上。该病毒也是目前国际社会列为防生物恐怖的主要种类之一,国内属一类管理的病毒种类,备受关注。

  美国匹兹堡大学疫苗研究中心的科学家指出,这种病毒利用一种从来没有报道过的机制,“劫持”其宿主的一个细胞调节系统,抑制宿主的自然免疫力。这项研究成果,由美国国立卫生研究院(NIH)资助,发表在12月18日的Nature杂志上,可望有助于罕见但致命的东部马脑炎病毒(EEEV)的疫苗开发和治疗。该研究成果,对抑制其它疾病(例如西尼罗河病毒、革登热病毒、鼻病毒和SARS等)的努力尝试也不无裨益。

  本文的资深作者、疫苗研究中心的副教授William Klimstra博士说:“只要你了解一种病毒是如何引起疾病的,你就会找到中断此过程的途径。这项研究成果特别令人兴奋,因为这是第一次有人指出一种病毒利用这种特殊策略,“逃避”其宿主的免疫系统,并加剧疾病恶化。”EEEV携带核糖核酸(RNA)作为其遗传物质。Klimstra博士和他的同事们发现,EEEV演化为在其RNA中具有一个结合位点,这个结合位点完全符合病毒入侵的生物体细胞中的一小片RNA(称为microRNA)。通常情况下,microRNAs是由宿主产生,来控制其自身的细胞过程。

  当病毒与触发人体免疫反应所涉及的某些细胞中的microRNA结合时,它会限制其自身的复制。这使得病毒能够“逃避”免疫系统,因为这些细胞中的病毒复制,通常会暗示宿主免疫系统,并诱导其发动攻击,清除体内的病毒。

  同时,病毒能够不为觉察地在宿主神经系统细胞中进行复制和传播,引起迅猛发展的疾病。EEEV能够引起大脑的炎症,以突然的头痛发作、高热、寒战和呕吐开始,能够迅速发展为迷失方向、抽搐和昏迷。

  因为这种病毒实属罕见,目前还没有治疗它的方法。根据美国疾病控制和预防中心资料显示,每年在美国有5到30份该病例报告。这种疾病具有30%到70%的致死率,在所有北美蚊媒病毒中致死率最高,在大多数幸存者中具有明显的脑损伤。

  这种病毒,不容易传播给人类,携带这种病毒的蚊种,经常在人口密度不是很高的沼泽地区被发现。然而,人们在更常见的蚊子中已经发现了这种病毒,因此最近几年,在例如马萨诸塞州等EEEV更频繁发现的地方,采取了喷洒杀虫剂、宵禁和取消户外活动的措施。

  Klimstra 博士和他的同事们,在实验室中构建了没有microRNA结合位点的一个EEEV突变版本,这使他们发现,结合位点是病毒“回避”探测的关键。当在实验室中检测这个人工突变版本时,研究人员发现,宿主免疫系统能对突变病毒发动一个有效的反应。Klimstra博士补充道,研究工作主要是在匹兹堡大学的区域生物控制实验室(匹兹堡大学和NIH资助建立的一个独特的高安全设施)中完成。

  Klimstra博士说:“病毒是不断演变和发展的。然而,可让EEEV结合到我们的microRNA上的遗传序列是持续不变的。我们在20世纪50年代的样本中发现了该病毒,表明巨大的进化选择压力使这种机制得以保持。最终,这些结果表明,突变病毒能被用作一种EEEV疫苗,microRNA阻断剂可具有作为EEEV感染患者的一种治疗方法的潜力,而这些患者目前只能采用维持疗法进行治疗。”

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