许执恒研究组合作在寨卡病毒致病机制研究中取得重大进展

  • 遗传发育所 (中国科学院遗传与发育生物学研究所)
  • 创建于 2017-10-09
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  2015年中以来,寨卡病毒感染在南美洲暴发并在全球范围内播散蔓延。与之前温和的病情相比,2015以来美洲疫情爆发特别值得人们警惕,当寨卡病毒在巴西爆发的同时,突然出现了大规模小头畸形的婴儿出生,被世界卫生组织宣布为“全球关注的突发公共卫生事件”。中国科学院大学博士生导师、遗传发育所许执恒研究团队与军事医学科学院秦成峰团队在先前的相关研究中首次证实了寨卡病毒是导致小颅畸形的直接原因(Li et al., Cell Stem Cell 2016)。 

  在被发现后的60多年中,寨卡病毒逐渐走出非洲传播至亚洲,最后到达美洲。它如何从只造成轻微症状的病毒,演变为可导致小头畸形的广受关注的病毒,一直科学界和医学界共同关注的重大问题。两个团队再次联合攻关,发现2015-2016年期间分离自委内瑞拉等地的多个寨卡病毒株的神经毒力均显著强于2010年柬埔寨分离株;委内瑞拉分离株导致小头畸形的能力明显强于柬埔寨分离株;在神经前体细胞中的增殖能力更强,导致神经前体细胞增殖和分化异常和诱导细胞凋亡的结果更为严重。 

  研究人员进一步对全部寨卡病毒株基因组序列进行了生物信息学分析,发现与2010年柬埔寨分离株相比,当前寨卡病毒流行株发生了7个保守的氨基酸突变。将7个突变位点分别引入柬埔寨分离株后,研究人员发现携带S139N突变的寨卡病毒在胎鼠模型中也表现出更强的脑内复制能力和致小颅畸形能力。进一步溯源分析发现,S139N突变最早出现于2013年5月的法属波利尼西亚流行株,与寨卡疫情大暴发过程中大量新生儿小头急性病例的出现高度吻合。  

  该研究首次发现了决定寨卡病毒神经毒力的关键位点,揭示了寨卡病毒靶向神经前体细胞导致小头畸形的分子机制,为寨卡疫情中小头畸形病例的突然出现提供了合理解释,为寨卡病毒的快速演化之谜的提供了直接答案。尤其是S139N突变位点的发现为今后的寨卡病毒病原监测和风险预测提供了重要靶标,对于寨卡病毒致病机制研究和疫苗药物的研发亦具有重要指导意义。 

  该研究于2017年9月28日在线发表于Science上。中国科学院大学博士研究生袁玲、张峰、祝星亮(许执恒研究组),秦成峰课题组黄星耀、刘忠钰、于九洋为论文并列第一作者。研究工作得到了国家基金委,国家重点研发计划、重大科技专项,英国牛顿高级学者基金、创新群体基金等项目的支持。 

图:S139N突变导致寨卡病毒致病能力明显增强

责任编辑:陈俊佑