快速传播的突变有助于常见的流感亚型逃避免疫反应和疫苗

该发现强调了针对流感病毒多个部位的流感疫苗的需求。

约翰·霍普金斯大学彭博公共卫生学院研究人员的一项研究表明，一种常见的流感病毒亚型H3N2菌株几乎普遍获得了一种突变，该突变可有效阻止抗体与关键病毒蛋白结合。

研究人员说，这些结果对流感疫苗的设计有影响。当前的流感疫苗是旨在防止新近流行的流感病毒株的“季节性疫苗”，主要诱导针对称为血凝素的另一种病毒蛋白的抗体反应。

该新突变在6月29日在线发表在《 PLOS病原体》中的研究中进行了描述，该突变是在2014-2015年流感季节首次在某些H3N2流感病毒株中检测到的，显然可以很好地增强流感的传播能力，现在几乎已经存在所有正在传播的H3N2菌株。与历史平均水平相比，最近的流感季节中H3N2菌株表现突出，相对而言较为严峻。

该突变改变了一种称为神经氨酸酶的病毒蛋白，研究人员在他们的研究中发现，这种改变自相矛盾地降低了流感病毒在通常感染的人类鼻细胞中复制的能力。然而，研究人员还发现证据表明，该突变通过建立阻止抗体与神经氨酸酶结合的物理屏障，可以弥补这一缺陷。

研究高级作者安德鲁·佩科斯（Andrew Pekosz）博士说：“这些发现告诉我们，针对血凝素蛋白的流感疫苗正在离开病毒开口，逃避其他类型的免疫，”彭博学校。

每年，流感病毒使世界各地数百万人生病，杀死数十万人。流感病毒株的强度及其快速突变的能力（两个感染同一宿主的病毒株甚至可以交换基因）使流感病毒成为疫苗设计人员特别困难的目标。尽管科学家们正在努力开发一种能长期保护大多数流感变种的通用疫苗，但当前的流感疫苗仅旨在保护一小部分近期传播的菌株。流感病毒学家自然会感兴趣的是，这些循环菌株中发生的任何突变似乎都可以改善它们的传播能力。

该研究的目的是更好地了解新的H3N2突变的作用。科学家已经知道，它会改变流感病毒的神经氨酸酶蛋白，其方式是为一个称为糖的糖样分子提供一个附着点，该连接点接近神经氨酸酶的活性位点。但是，神经氨酸酶蛋白在该位置的聚糖的存在如何提高病毒感染宿主和传播的能力尚不清楚。

Pekosz和第一作者哈里森·鲍威尔（Harrison Powell，PhD）是研究期间的实验室研究生，他在研究时比较了具有聚糖附着突变的典型H3N2菌株在实验室细胞中的生长与没有流感的相同流感菌株的生长。突变。他们发现，突变型在人类细胞中从鼻道内膜生长的速度明显减慢，这是流感病毒最初会感染的细胞类型。

研究人员发现了这种生长缓慢的可能原因：吸引聚糖的突变阻碍了神经氨酸酶的活性。已知该蛋白可作为一种至关重要的流感酶，其功能包括清除病毒通过气道粘液的路径，并增强新病毒颗粒从受感染细胞中的释放。

并非意外的是，在酶的活性位点附近添加中等体积的聚糖分子会产生这种作用。但是，这仍然无法解释这将如何使该病毒受益。

科学家通过证明聚糖能够阻断抗体，而抗体原本会结合至神经氨酸酶的活性位点或附近，从而解决了这一难题。

神经氨酸酶，特别是其活性位点，被认为是针对流感感染的免疫反应的最重要靶标之一。它也是达菲（oseltamivir）等流感药物的靶标。因此，有意义的是，保护该靶标的突变为病毒带来了净收益，即使这意味着神经氨酸酶本身的效率较低。

佩科斯说，这一发现凸显了流感病毒逃避疗法，季节性疫苗和普通免疫反应的潜力，并指出有必要针对病毒上的多个位点，以减少单个突变赋予此类抗药性的机会。

研究人员一直在跟踪他们的发现，研究新突变如何影响流感的严重程度，它如何在H3N2菌株中如此迅速地传播以及这些改变后的流感菌株如何适应进一步的突变。

哈里森·鲍威尔（Harrison Powell）和安德鲁·佩科斯（Andrew Pekosz）写道：“甲型流感病毒H3N2进化枝3c.2a病毒的神经氨酸酶抗原漂移改变了病毒的复制，酶活性和抑制性抗体结合”。

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参考：哈里森·鲍威尔（Harrison Powell）和安德鲁·佩科斯（Andrew Pekosz），“ H3N2进化枝3c.2a病毒的神经氨酸酶抗原漂移改变病毒复制，酶活性和抑制性抗体结合”，PLOS Pathogens，2020年6月29日。
10.1371 / journal.ppat.1008411

该研究得到了美国过敏和传染病研究所（CEIRS HHSN272201400007C）和美国国立卫生研究院（T32 AI007417）的支持。