S139N 突變導(dǎo)致寨卡病毒致病能力明顯增強

2015 年中以來，寨卡病毒感染在南美洲暴發(fā)并在范圍內(nèi)播散蔓延。與之前溫和的病情相比，2015 以來美洲疫情爆發(fā)特別值得人們警惕，當(dāng)寨卡病毒在巴西爆發(fā)的同時，突然出現(xiàn)大規(guī)模小頭畸形的嬰兒出生，被世界衛(wèi)生組織宣布為“關(guān)注的突發(fā)公共衛(wèi)生事件”。中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所許執(zhí)恒研究團(tuán)隊與軍事醫(yī)學(xué)研究院秦成峰團(tuán)隊在先前的相關(guān)研究中，證實寨卡病毒是導(dǎo)致小顱畸形的直接原因（Li et al.,Cell Stem Cell 2016）。

在被發(fā)現(xiàn)后的 60 多年中，寨卡病毒逐漸走出非洲傳播至亞洲，zui后到達(dá)美洲。它如何從只造成輕微癥狀的病毒，演變?yōu)榭蓪?dǎo)致小頭畸形的廣受關(guān)注的病毒，一直是科學(xué)界和醫(yī)學(xué)界共同關(guān)注的重大問題。兩個團(tuán)隊近期再次聯(lián)合攻關(guān)，發(fā)現(xiàn) 2015-2016 年期間分離自委內(nèi)瑞拉等地的多個寨卡病毒株的神經(jīng)毒力均顯著強于 2010 年柬埔寨分離株；委內(nèi)瑞拉分離株導(dǎo)致小頭畸形的能力明顯強于柬埔寨分離株；在神經(jīng)前體細(xì)胞中的增殖能力更強，導(dǎo)致神經(jīng)前體細(xì)胞增殖和分化異常和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的結(jié)果更為嚴(yán)重。

研究人員進(jìn)一步對全部寨卡病毒株基因組序列進(jìn)行了生物信息學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)與 2010 年柬埔寨分離株相比，當(dāng)前寨卡病毒流行株發(fā)生了 7 個保守的氨基酸突變。將 7 個突變位點分別引入柬埔寨分離株后，研究人員發(fā)現(xiàn)，攜帶 S139N 突變的寨卡病毒在胎鼠模型中也表現(xiàn)出更強的腦內(nèi)復(fù)制能力和致小顱畸形能力。進(jìn)一步溯源分析發(fā)現(xiàn)，S139N 突變zui早出現(xiàn)于 2013 年 5 月的法屬波利尼西亞流行株，與寨卡疫情大暴發(fā)過程中大量新生兒小頭急性病例的出現(xiàn)高度吻合。

該研究發(fā)現(xiàn)了決定寨卡病毒神經(jīng)毒力的關(guān)鍵位點，揭示了寨卡病毒靶向神經(jīng)前體細(xì)胞導(dǎo)致小頭畸形的分子機(jī)制，為寨卡疫情中小頭畸形病例的突然出現(xiàn)提供了合理解釋，為寨卡病毒的快速演化之謎的提供了直接答案。尤其是 S139N 突變位點的發(fā)現(xiàn)，為今后的寨卡病毒病原監(jiān)測和風(fēng)險預(yù)測提供了重要靶標(biāo)，對于寨卡病毒致病機(jī)制研究和疫苗藥物的研發(fā)亦具有重要指導(dǎo)意義。

該研究于 9 月 28 日在線發(fā)表于《科學(xué)》（Science）上。許執(zhí)恒研究組袁玲、張峰、祝星亮，秦成峰課題組黃星耀、劉忠鈺、于九洋為論文并列*作者。研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委，國家重點研發(fā)計劃、重大科技專項，英國牛頓學(xué)者基金、創(chuàng)新群體基金等的支持。