Cell：病毒分子组成的微小变化可以深刻地改变它的命运

新的研究表明，病毒分子组成的微小变化可以深刻地改变它的命运。这些变化可能会使一种致命的病原体变成一种无害的细菌，或使一种相对良性的病毒变得更加强大，从而影响其感染人类的能力，并导致危险的爆发。

这是由哈佛医学院布拉瓦尼克研究所微生物学副教授乔纳森·亚伯拉罕和他的团队领导的一系列研究的最新发现，旨在了解西方马脑炎病毒和相关病毒的风险。这项由联邦基金支持的研究发表在4月4日的《细胞》杂志上。

研究小组表示，这些发现提供了重要的见解，可以帮助研究人员和公共卫生专家更好地预测未来爆发疫情的可能性。

从历史上看，WEEV在整个美洲的人类和马中造成了大规模和危险的脑炎（一种严重的脑炎）暴发。

这种病毒主要在蚊子和鸟类之间传播。自世纪之交以来，WEEV已经作为一种病原体在北美消失了。在南美洲，这种病毒偶尔会蔓延到少数人类和哺乳动物身上。然而，在2023年，WEEV在南美洲引起了四十年来第一次重大的人类疫情，涉及数千匹马和100多例确诊的人类病例。

这种病毒是如何在北美失去感染人类的能力的？为什么这种病毒作为病原体在南美洲持续存在，并再次出现，导致了一次大爆发？新研究发现，秘密在于其分子组成的改变。

利用先进的成像技术，研究人员确定了上个世纪分离的WEEV菌株表面的刺突蛋白如何与人类和鸟类共有的一种称为PCDH10的细胞受体相互作用。

病毒进入宿主，通过将一个刺突蛋白附着在宿主细胞表面的受体上而引起感染。为了引起感染，刺突蛋白和受体需要彼此匹配，就像拼图游戏的匹配部分一样。

1958年，当致命的WEEV经常爆发时，该病毒的一个毒株很适合人类和鸟类的细胞受体。

然而，2005年从加利福尼亚蚊子中分离出的一种北美WEEV菌株很适合鸟类细胞受体，但不适用于哺乳动物。

研究人员发现，病毒刺突蛋白的一个突变就足以阻止它附着在人类和马的细胞上。然而，这种突变仍然允许病毒通过鸟类受体进入并感染细胞。

过去一个世纪在南美洲分离的菌株，包括2023-2024年爆发的菌株，从未获得阻止它们附着在人类和马细胞受体上的单一突变。

研究人员还观察到，病毒刺突蛋白的一个单一变化使WEEV菌株能够附着在哺乳动物脑细胞中发现的一种名为VLDLR的不同受体上。WEEV的近亲东部马脑炎病毒（EEEV）也具有相同的受体，该病毒是毒性最强的甲病毒，并继续在北美引起疫情。在过去，高毒力的祖先形式的WEEV能够通过VLDLR入侵宿主细胞。

值得注意的是，当研究人员使用诱饵VLDLR蛋白阻断这一关键受体时，感染了更老、更危险的WEEV菌株的动物受到保护，免受这些有毒菌株引起的致命脑炎症。

这些新发现为预防大流行提供了关键线索，因为它们提供了对南美洲40年来首次重大人类WEEV爆发的见解，并可能有助于监测北美WEEV菌株引起大规模爆发的可能性。

此外，该病毒从昆虫和野生鸟类中的无害宿主迅速转变为危险的人类病原体的能力突出了监测工作的重要性，以监测潜在的疫情和新出现的疾病。

“在严重威胁出现之前，我们对这组重要的新兴病毒了解得越多，就越好。”

《Cell》Molecular basis for shifted receptor recognition by an encephalitic arbovirus