《Nature》深入浅出揭露“疱疹是如何进入神经系统的？”

1型疱疹它可能会伴随你一生。超过一半的美国成年人是HSV1(单纯性疱疹病毒1型)的携带者，这种病毒在周围神经系统中冬眠，永远无法根除。

美国西北医学大学(Northwestern Medicine)的一项新研究发现了这种病毒感染神经系统的狡猾策略，为研制HSV1及其近亲HSV2病毒的疫苗开辟了一条道路。

有些携带者甚至连HSV1病毒引起的唇疱疹都不会经历。但对其他人来说，它会导致失明或危及生命的脑炎。越来越多的证据表明它会导致痴呆。

而HSV2更常通过性接触传播，在分娩过程中可以作为新生儿疱疹由母亲传染给新生儿，表现为遍布婴儿全身的病变。大多数婴儿会康复，但在最糟糕的情况下，它会导致大脑损伤或扩散到所有器官，并导致死亡。

“我们迫切需要一种疫苗来防止疱疹入侵神经系统，”西北大学范伯格医学院微生物学和免疫学教授格雷格·史密斯说。

来自史密斯实验室的西北医学新研究发现了一条途径。这项研究发现了疱疹是如何从上皮细胞绑架蛋白质，并将其转化为叛逆者，帮助其进入外周神经系统的。他们把这一过程称为“同化”。史密斯说，这一发现可能对许多病毒有广泛的影响，包括艾滋病毒和SARS-CoV-2。

这项研究将发表在11月17日的《Nature》杂志上。

乘火车

“病毒需要将其遗传密码注入细胞核，这样它就可以开始制造更多的疱疹病毒，”史密斯说。“它将细胞重新编程，使其成为病毒工厂。最大的问题是它如何到达神经元的细胞核?”

和许多病毒一样，疱疹病毒在微管（microtubules）中沿着火车轨道跳跃，并利用被称为动力蛋白和动力蛋白的蛋白质引擎沿着轨道移动。史密斯的研究小组发现，疱疹利用从其他细胞携带的一种驱动因子将其运送到神经元的细胞核中。驱动蛋白变成了一个叛逃者，为病毒服务。

史密斯说:“通过了解病毒是如何实现进入我们神经系统的这一惊人壮举，我们现在可以考虑如何消除这种能力。如果你能阻止它吸收动力素，你就有了一种不会感染神经系统的病毒。然后你就有了预防疫苗的候选人。”

疱疹的轨迹需要“跨越全国”

把细胞想象成一个铁路站场。所有的轨道都通向称为中心体的中枢。火车引擎有两种类型：动力蛋白（dynein）和驱动蛋白（kinesin）。一条通向枢纽——比如市中心——另一条通向郊区。

当一种更典型的病毒，如流感病毒，感染了粘膜上皮细胞，它抓住两个引擎，在微管中来回移动，直到最终或多或少地偶然到达细胞核。总的来说，从郊区经由中心体到细胞核的路程很短。

但是沿着神经路线旅行就像越野旅行。疱疹在动力蛋白引擎上跳跃，但它也确保动力蛋白引擎不会把它带回已经走过的路。

“还有很长的路要走，”史密斯说。“它从神经元末端到中枢可能需要8个小时。”

但动力蛋白引擎并不能把它带到中心以外，而疱疹需要到达细胞核。这时，它会把手伸进自己的“口袋”，拿出一个从黏膜上皮细胞绑架来的动力蛋白引擎，并说服它成为团队的一部分。作为一种背叛行为，被同化的动力蛋白将其直接运送到细胞核。

史密斯实验室的研究生、第一作者凯特琳·佩吉(Caitlin Pegg)说:“这是首次发现任何病毒利用细胞蛋白质并利用它驱动随后几轮感染。”

史密斯说:“我们很高兴能进一步揭示这些病毒进化的分子机制，使它们成为科学界已知的最成功的病原体。”