EV71病毒感染可引起无菌脑膜炎、小脑脑炎及急性肌肉无力麻痹等神经系统并发症,其神经细胞毒性是引起婴幼儿重症手足口病死亡的重要病因,但其致病机理仍是个迷。本项目在EV71分子流行病学和生物信息学基础上,以高神经毒性EV71分离株为研究对象,利用反向遗传学技术平台,构建一组3Dpol 基因和IRES不同位点突变的EV71病毒,通过对神经细胞和非神经细胞的感染,在细胞水平检测不同突变株的复制特性,鉴定EV71 3Dpol与宿主细胞相互作用的靶蛋白及与神经毒性相关的蛋白,解析3Dpol 基因和IRES核苷酸突变与病毒毒力变化的相关性;利用动物感染实验,通过临床症状观察,病理切片,不同组织内病毒含量的定量检测,血液中细胞因子、免疫因子、炎症因子的定量测定,比较不同EV71变异株对宿主免疫系统的影响,揭示高神经毒性EV71导致病毒毒力增强的分子机理,为新型疫苗的研制提供理论依据和技术平台。
Enterovirus 71;Neurovirulence;Coinfection;Immune escape;
1.EV71 强神经毒性关键位点的鉴定将具有不同临床症状的EV71的分离株脑内接种乳鼠,通过连续传代获得一组高致病性,强神经毒性的EV71分离株,在此基础上,通过空斑纯化获得一株强神经毒性的克隆株,命名为EV71 -9-6-1 MBP1。动物感染实验表明,EV71 9-6-1 MBP1能够从中枢神经系统广泛扩散至外周其他脏器,主要引起淋巴细胞浸润等炎症反应,与感染后期引起的高致死率紧密相关。通过蛋白质芯片和ELISA等方法证实EV71 -9-6-1 MBP1感染乳鼠脑组织中MCP-1和RANTES两种细胞因子表达水平的显著上升,与病毒致病性提高和炎症反应加剧呈正相关反应,通过基因组测序,比较EV71 -9-6-1 MBP1和亲本株的两个区域,既病毒多聚蛋白翻译相关的IRES和与病毒侵入相关的衣壳蛋白VP1、VP3区域。结果表明,在IRES区的二级结构区域Loop 4,两者序列存在较大差异,这一区域的主要功能是与被切割的宿主翻译起始因子eIF4G结合,竞争抑制宿主蛋白的翻译,而在VP1和VP3区域,我们发现多个氨基酸位点突变,如VP1的第43个位点由碱性赖氨酸(K)突变为中性蛋氨酸(M)。 2.EV71 强神经毒性与宿主天然免疫之间的相互关系研究发现EV71 强神经毒性与宿主天然免疫之间有着密切的相关性,研究结果阐明了EV71 病毒调控宿主抗病毒免疫的一种新机制,即通过其2C蛋白作用于IKKβ的N端而抑制IKKβ的磷酸化,进而抑制NF-κB 的转录激活。同时发现宿主脑内高丰度分布的microRNAhsa-miR-296-5p能通过结合EV71 基因组上的关键位点有效抑制EV71 的复制,阐明了EV71 可通过突变逃逸miRNA 的抑制的分子机制。临床调查发现EV71感染重症人中常伴有博卡病毒的共感染,而博卡病毒 (HBoV) 主要感染婴幼儿,针对这一现象我们开展了HBOV和EV71共感染对EV71致病性的影响的研究。研究表明 HBoV NP1通过同IRF-3相互作用阻止IRF3与IFN启动子的结合阻断了IFN的生成,而HboV VP2能与RIG-I的负反馈调节因子RNF125结合并抑制RNF125介导的RIG-I的泛素化降解,从而导致IFN-b持续产生。本研究揭示了HBoV调控宿主免疫反应的两种新机制。