Nature:这种曾被美国作为生物武器的致命病毒,仍在不断爆发,CRISPR技术成功找到解药

2020-11-20 生物世界 Bio生物世界

委内瑞拉马脑炎病毒(VEEV),是一种由蚊子传播的病毒,能够感染所有马科动物,包括马、驴、斑马等等。感染后的马科动物可能突然死亡或出现进行性中枢神经系统疾病。

委内瑞拉马脑炎病毒(VEEV),是一种由蚊子传播的病毒,能够感染所有马科动物,包括马、驴、斑马等等。感染后的马科动物可能突然死亡或出现进行性中枢神经系统疾病。

人类同样也可以被这种病毒感染,携带该病毒的蚊子叮咬人类后,病毒会进入人体并驻留在神经元中,一周之后开始出现头痛、肌肉疼痛、疲劳,呕吐、恶心、腹泻、喉咙痛和发烧等症状。在最严重的情况下,该病毒会越过血脑屏障,引起脑炎,最多可能会导致四分之一的患者死亡,尤其是免疫系统较弱的人以及儿童和老年人。

该病毒于1938年被分离出来,此后每隔几年,该病毒都会通过蚊子,从动物跳转到人类,造成成千上万的感染和许多死亡。墨西哥、哥伦比亚、委内瑞拉,以及美国等国家均出现过疫情。随着气候变化的进行和人类的扩张,该病毒很可能会扩大范围并威胁到包括美国在内的美洲国家。但目前对于该病毒,人类依然束手无策,尚无有效治疗药物和预防疫苗。

值得一提的是,在冷战期间,美国和前苏联均对委内瑞拉马脑炎病毒进行了生物武器化研究,曾参与该研究的前苏联生物武器专家Ken Alibek博士在《生化危机:世界上最大的秘密生物武器计划中令人毛骨悚然的真实故事》一书中做了详细记载。

2020年11月18日,华盛顿大学医学院 Michael Diamond 团队在 Nature 杂志发表了题为: LDLRAD3 is a receptor for Venezuelan equine encephalitis virus 的最新研究论文。

该研究通过CRISPR全基因组筛选,成功发现并证实LDLRAD3蛋白是委内瑞拉马脑炎病毒(VEEV)进入动物和人类细胞的受体。

研究团队进一步证实,LDLRAD3(D1)-Fc融合蛋白作为诱饵,可以有效结合委内瑞拉马脑炎病毒(VEEV),阻止病毒感染,并通过免疫系统清除,为预防可能出现的委内瑞拉马脑炎病毒(VEEV)爆发,提供了有效的策略。

由于委内瑞拉马脑炎病毒(VEEV)具有很高的危险性,甚至曾被用作生物武器,因此研究团队并不打算直接使用委内瑞拉马脑炎病毒(VEEV)进行实验研究。

为了安全起见,研究团队找到了Sindbis病毒,该病毒与委内瑞拉马脑炎病毒(VEEV)有起源关系,且感染后只会引起轻度发烧。研究团队用VEEV病毒的部分基因替换Sindbis病毒,构建了杂交病毒——Sindbis-VEEV,该杂交病毒像真正的委内瑞拉马脑炎病毒(VEEV)一样感染细胞,但不会引起严重疾病。

接下来,研究团队使用了由张锋开发的基于CRISPR基因编辑的CRISPR筛选技术,通过删除小鼠神经元细胞中的基因,发现只有LDLRAD3基因被删除后,Sindbis-VEEV病毒就无法感染。而重新恢复LDLRAD3基因后,神经元细胞又可以被Sindbis-VEEV病毒感染了。

此外,将LDLRAD3基因转入原本不能被Sindbis-VEEV病毒感染的细胞后,病毒就可以感染这些细胞了。

对于人类细胞,实验结果相同,匹兹堡大学的William Klimstra博士使用真正的委内瑞拉马脑炎病毒(VEEV)进行验证,同样证实了这些发现。

这些实验结果发现并证实了LDLRAD3蛋白是委内瑞拉马脑炎病毒(VEEV)进入细胞的受体,因此,阻断委内瑞拉马脑炎病毒(VEEV)与LDLRAD3蛋白的结合,就能够阻止该病毒的感染。

由于LDLRAD3天然存在于人类细胞中,不能删除,因此,研究团队计划通过构建LDLRAD3诱饵,诱导病毒与之结合,从而无法感染细胞,被免疫系统清除。

遗传学研究表明,LDLRAD3的结构域1(D1)对支持委内瑞拉马脑炎病毒(VEEV)感染是必要且足够的,并且抗LDLRAD3抗体和LDLRAD3(D1)-Fc融合蛋白均可在细胞培养中阻断委内瑞拉马脑炎病毒(VEEV)感染。

为了测试该融合蛋白诱饵在活体动物中的效果,研究团队通过两种不同方式给小鼠注射真正的委内瑞拉马脑炎病毒(VEEV),一种方式是模拟蚊子叮咬,将病毒注射到皮下,一种是直接注射到大脑。

实验结果表明,给予安慰剂治疗的小鼠,感染病毒后一周内全部死亡,而接受LDLRAD3(D1)-Fc融合蛋白诱饵的小鼠,绝大部分存活,即使是直接注射病毒到大脑的10只小鼠,接受融合蛋白诱饵治疗后,也只有2只死亡。

这些结果表明,融合蛋白诱饵是一种预防人类感染委内瑞拉马脑炎病毒(VEEV)和治疗相关疾病的有效策略。而且,这种基于人类蛋白而非病毒蛋白的抗病毒药物,不太会导致病毒产生抗药性。因此,在疫情爆发时,可以使用这种应对策略,以防止病毒传播和进一步扩散。

原始出处:

Hongming Ma, Arthur S Kim, Natasha M Kafai, et al.LDLRAD3 is a receptor for Venezuelan equine encephalitis virus.Nature. 2020 Nov 18. doi: 10.1038/s41586-020-2915-3.

版权声明:
本网站所有注明“来源:梅斯医学”或“来源:MedSci原创”的文字、图片和音视频资料,版权均属于梅斯医学所有。非经授权,任何媒体、网站或个人不得转载,授权转载时须注明“来源:梅斯医学”。其它来源的文章系转载文章,本网所有转载文章系出于传递更多信息之目的,转载内容不代表本站立场。不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。
在此留言
评论区 (0)
#插入话题

相关资讯

Emerging Infectious Diseases:未知细菌“入侵”!被虫子叮了一口,狗狗竟感染未知细菌,或可感染人类!

立克次氏体是一类严格细胞内寄生的原核细胞型微生物,主要通过人虱、鼠蚤、蜱等节肢动物叮咬而感染人体,可引起斑疹伤寒,斑点热等传染病。

BMC Infect Dis:巨细胞病毒在HIV感染患者中的发病率、临床特征和预后

随着抗逆转录病毒治疗的引入,巨细胞病毒感染急剧下降。然而,尚不清楚巨细胞病毒在HIV感染患者中的发病率、临床特征和预后是否随着时间的推移而发生变化。

J Infect:COVID-19的过程中,呼吸道样本中的SARS-CoV-2病毒载量变化模式

本文旨在总结SARS-CoV-2在感染过程中(包括任何无症状或症状前阶段)的检测模式和病毒载量,以及感染性持续时间的证据。

Nature:阿兹海默症的罪魁祸首竟然是感染?

老年痴呆症(Alzheimer’s disease, AD)是在导致人类死亡的主要原因之一,并影响全球影响约5000万人的健康和生活。

Ann Clin Psychiatry:精神分裂症患者的尿路感染可能会影响患者的认知能力

精神分裂症会增加感染的发生率。既往研究发现,尿路感染(UTI)与急性精神病之间存在关联。本研究调查了一个大型精神分裂症患者队列中UTI的患病率和相关因素,研究结果已在线发表于Ann Clin Psyc

Int Wound J:外用Cadexomer Iodine可用于治疗糖尿病足溃疡

本研究对比了慢性生物膜感染并发的糖尿病足溃疡(DFU)患者使用Cadexomer Iodine进行2周VS 6周的局部抗菌治疗效果,研究结果已在线发表于Int Wound J。

打开APP