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太恐怖，合二为一的奇异病毒被发现，更容易感染人类

学术经纬 学术经纬 2022-11-08
▎药明康德内容团队编辑 

病毒是许多严重疾病的罪魁祸首，例如造成全球性疫情的新冠病毒，让人闻风丧胆的埃博拉病毒，甚至是季节性让人伤风感冒的流感病毒，这些不同的病毒都演化出了侵袭人类细胞的能力。

作为一种细胞内的病原体，病毒也依赖特定的细胞来进行复制和繁殖。这也会导致几种病毒感染同一种细胞的情况。据《自然-微生物学》的一项新研究介绍，细胞中的一些小室可能同时有多种病毒共存，而大约10%~30%的呼吸道病毒感染的感染源其实不止一种病毒。


这些病毒可能会为了争夺细胞资源存在竞争，但新研究意外发现竞争并非唯一的出路。不同家族的病毒可能会最终走向合作，融合成一种杂交病毒，继续复制。

论文中的这一杂合体由甲型流感病毒（IAV）和呼吸道合胞病毒（RSV）组成，“之前从未有人描述过这类杂合病毒，”研究的通讯作者，病毒学家Pablo Murcia博士表示，“两种不同家族的病毒结合到了一起，包括基因组和外层蛋白，成为了一种新型的病原体。”研究展示的示意图中，杂合病毒看起来有点像壁虎的脚，其中RSV作为肢干，IAV作为脚趾。

▲研究展示了新发现的杂合病毒，左侧长条状为RSV，右则小椭圆为IAV（图片来源：参考资料[2]）

研究团队最初的实验目标是探索病毒感染时的相互作用，主要用于了解病毒的传播特征。他们选取了人类肺细胞作为实验对象，并向其中加入了上述两种病毒，对照组则分别单独添加其中一种病毒。

从时间上看，单独感染组中IAV的复制峰值大约出现在感染后24-48小时，RSV则要略晚，大约72小时达到复制高峰。但在合并感染组情况似乎出现了异样，IAV的复制并没有变化，仍然可以短时间内高度复制；然而RSV似乎受到了不明原因的限制，RSV的病毒滴度显著降低。

为了了解其中合并感染组的细胞中发生了什么，研究者开始尝试借助一些蛋白染色方法对病毒蛋白进行定位。首先研究者可以看到两种病毒蛋白都是完整的，并没有出现异常。但随后他们注意到了一些来自出芽病毒的丝状结构，但这些互相缠绕的丝状结构上会同时拥有两种病毒糖蛋白。

▲丝状结构上会同时出现两种病毒的蛋白（图片来源：参考资料[2]）

借助冷冻电子断层扫描技术，研究者展示出了这种丝状背后的细节：IAV和RSV融合到了一起，形成了新的杂交病毒颗粒。新病毒展现出了不一样的结构域，其中点缀着一些类似IAV和RSV原有大小和形状的糖蛋白，IAV和RSV连接的区域还存在一些清晰的管道结构。

尽管这种合并行为对RSV不太友好，却可以让IAV过得更加顺风顺水，除了前面看到的IAV复制能力不变，IAV的感染能力也变得更强。IAV在杂合病毒中可以通过提呈RSV的蛋白来逃避免疫系统对IAV的监视，从而增加感染可能性。

▲这种杂合病毒模式可以让甲型流感病毒更容易感染（图片来源：参考资料[2]）

根据作者的观察，这种杂合病毒能够进入缺乏IAV受体的细胞，这也意味着IAV可以从呼吸道一路向下进入肺部，造成更严重的感染。“RSV往往比IAV更加深入肺部，但是现在IAV可以以杂合病毒的方式一同进入，”利兹大学的病毒学家Stephen Griffin博士评论道。

研究者在论文中指出，这也提出了一个病毒组装基本规则的问题，“外面可能还有很多其他的杂交病毒未被发现。”

参考资料：
[1] New Hybrid Virus Discovered as Flu And RSV Fuse Into Single Pathogen. Retrieved October 31, 2022 from https://www.sciencealert.com/new-hybrid-virus-discovered-as-flu-and-rsv-fuse-into-single-pathogen
[2] Haney, J., Vijayakrishnan, S., Streetley, J. et al. Coinfection by influenza A virus and respiratory syncytial virus produces hybrid virus particles. Nat Microbiol 7, 1879–1890 (2022). https://doi.org/10.1038/s41564-022-01242-5

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