清华大学医学院程功研究组Nature子刊报道蚊媒黄病毒传播机制及疫苗研究重要进展

时间：2016-06-22 00:00:00 来源：网络整理

2016年6月20日，清华大学医学院程功研究组在《自然微生物学》（Nature Microbiology）以长文 (Article) 形式发表题为“Flavivirus NS1 protein in infected host sera enhances viral acquisition by mosquitoes (感染宿主血清中的黄病毒NS1蛋白增强蚊子对病毒的获取)”的学术论文 (论文链接：http://www.nature.com/articles/nmicrobiol201687)。该研究首次发现并报道了登革病毒（DENV）及乙脑病毒（JEV）非结构蛋白NS1在病毒“宿主-蚊”自然循环中的重要功能；同时成功研发了基于NS1蛋白的新型登革热双效疫苗策略，为登革热的防治提供了新的手段。清华大学医学院研究员程功为本文的通讯作者，博士生刘建英、刘洋为本文的并列第一作者。

蚊媒传染病是通过蚊媒叮咬传播给人类及动物宿主的一类疾病。近年来，多种蚊媒黄病毒传染病，包括登革热、乙型脑炎和寨卡热等，对人类的健康产生严重的威胁，研究蚊媒病毒感染传播机制对疾病防治尤为关键。在自然界中，蚊媒病毒在“宿主-蚊”之间传播循环。蚊虫可以通过吸血过程从感染宿主的血液中吸取病毒，并获得感染。蚊媒病毒如何完成“宿主-蚊虫”的生命周期是一个长期困扰科学界的重要科学难题。之前的研究结果表明，当登革毒感染人体后，病毒的非结构蛋白NS1可从感染细胞中大量分泌，并存在于患者的血清中。在病毒血症期，蚊虫叮咬病毒感染患者，可将NS1蛋白与病毒同时吸入蚊虫体内。

图1. 在蚊虫获取病毒过程中，宿主血液中分泌的NS1蛋白与病毒同时进入蚊子的中肠，NS1蛋白可通过抑制蚊虫中肠免疫系统来辅助病毒感染蚊虫。

在该项研究中，程功课题组利用体外系统及动物感染模型首次发现了NS1蛋白在黄病毒感染蚊虫媒介过程中的重要作用。研究发现，感染宿主血清中的NS1蛋白可随病毒一起吸入蚊子体内，NS1蛋白会通过抑制蚊子肠道免疫系统来帮助病毒尽快跨越蚊子的中肠屏障，并完成对蚊体的感染（图1）。在随后的研究中，程功课题组将优化改造后的NS1蛋白（DENV ΔNS1）作为抗原免疫AG6小鼠模型。研究结果显示，免疫ΔNS1蛋白可显著降低感染小鼠的出血及死亡率；同时，免疫ΔNS1蛋白可降低蚊虫的感染率，起到抑制蚊虫带毒和动物感染的双效作用（图2）。该双效疫苗策略可在阻抑人体出现登革出血热的同时，阻断登革病毒通过蚊子在自然界的传播，是一个全新的疫苗设计思路。

该研究首次发现了登革病毒非结构蛋白NS1在病毒“宿主-蚊”传播循环过程中的重要作用，并阐述了NS1蛋白帮助病毒感染蚊虫的具体分子机制，回答了“登革病毒如何从宿主传播到蚊虫”这一重要的科学问题，同时基于发现的分子机制研发了新型双效疫苗策略，为未来登革热的防治提供了新的防治手段，对研发新型登革热疫苗奠定了坚实的基础。程功研究员得到国家自然科学基金委“优秀青年科学基金”、面上项目、科技部蛋白质重大研究计划、感染病诊治协同创新中心、国皇家医学会“牛顿高级学者”项目及盖茨基金会GCE项目的资助。

图2. 一种基于NS1蛋白的抗登革热双效疫苗策略：可在阻抑人类出现登革出血热的同时，阻断登革病毒通过蚊子在自然界的传播。