在甲病毒家族中,盖塔病毒(GETV)作为一种新兴蚊媒传播的人兽共患病毒,正持续威胁全球畜禽养殖业与公共卫生安全,其宿主范围广泛、传播途径多样、致病性强且缺乏针对性防控手段,使得解析其致病分子机制、挖掘关键防控靶点成为亟待解决的科研难题。

近期,吉林大学动物医学学院/人畜共患传染病重症诊治全国重点实验室联合中国农业科学院长春兽医研究所在国际权威杂志《Proceedings of the National Academy of Sciences of the UnitedStates of America(PNAS)》上发表了题为《Glycosylation of GETV E2 promotes pathogenesis in animal models》的研究论文,在盖塔病毒致病机制研究领域取得重大突破。该研究系统揭示了GETV E2蛋白N262位糖基化修饰调控病毒致病性的分子机制,为该病毒的监测预警与防控技术研发提供了全新思路和科学依据。
研究发现GETV中的E2-N262糖基化是一种进化适应性变化,它能促进病毒与受体结合、逃逸宿主免疫应答和增强病毒毒力。利用反向遗传学技术,构建了重组GETV病毒株——rSD2206WT和N262D突变体。体外实验中,rSD2206WT形成了更大的噬斑块,并在多种细胞系中更高效地复制。在小鼠和仔猪模型中,rSD2206WT表现出比N262D病毒更强的致病性和复制效率,引发了较弱的宿主抗病毒反应,但免疫原性保持不变。进一步研究发现rSD2206WT通过增强对HS(一种GETV附着因子)和LDLR(一种GETV受体)的结合亲和力,增加了病毒颗粒与宿主细胞的附着和进入。此外,rSD2206WT病毒株还能通过中断干扰素调节因子3的激活来逃避宿主的抗病毒反应。结构分析显示,rSD2206WT的结合自由能显著降低,这种降低导致了E2蛋白内部的构象变化,进而增强了其稳定性,并随之提高了其与受体的结合能力。与N262D相比,rSD2206WT在过表达LDLR的细胞中表现出更强的复制能力,但在LDLR-/-小鼠中复制能力则显著降低。
综上所述,该研究证实了GETV的E2-262是其关键的毒力位点。同时,该研究也系统的阐述了E2-N262糖基化通过增强与低密度脂蛋白受体(LDLR)的结合能力,从而促进病毒高效入侵细胞,并通过抑制哺乳动物先天性免疫反应进而促进病毒复制的分子机制。本研究揭示了对GETV遗传进化进行主动监测以预防未来疫情暴发的重要性,并为开发减毒疫苗奠定了理论基础。

吉林大学动物医学学院、人畜共患传染病重症诊治全国重点实验室“鼎新学者”博士后史宁为论文第一作者,中国农业科学院长春兽医研究所鲁会军研究员、吉林大学动物医学学院王化磊教授和吉林大学基础医学院张晗思讲师为共同通讯作者。该研究得到中国博士后科学基金特别资助(站前)(2022TQ0119)的资助。