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1、埃博拉病毒致病机制研究进展李宝雷(南方医科大学第二临床医学院2012级卓越创新班)【摘要】埃博拉病毒(Ebolavirus,EBOV)具有高致死性和极高的传染性,经常导致世界范围内的大爆发,但是白1976年发现至今,其致病机制尚不十分明确,这也使药物的研发受阻。但是随着对EBOV结构研究的深入,其致病机制的研究也収得了一定进展。例如,GP受体一一T细胞免疫球蛋白黏蛋白域・1和胆固醇转运蛋片Niemann-PickCl在EBOV感染细胞过程中起到重要作用;tetherin蛋白在抑制病毒释放过程中发挥重要作用等。本文就近年
2、来EBOV致病机制的研究进展分感染、免疫、损伤三个方面进行综述,并在此基础上提出EBOV的防治思路。【关键词】埃博拉病毒;感染机制;免疫机制;损伤机制;防治思路【前言】埃博拉病毒(Ebolavirus,EBOV)是引起人类和非人灵长类埃博拉出血热的病原体,屈于丝状病毒科,分为五种亚型⑴。自1976年发现至今,EBOV的结构己被确定:病毒粒子有螺旋状核衣壳,外有包膜;为不分节段的单股负链RNA病毒,其基因组全长为19kb,在病毒基因组中的基因排列顺序为:3弓导区,NP,VP35,VP40,GP,VP30,VP24,L,5
3、末端区。在这英屮7个开放读码框架分别编码7种蛋白质,包括4种结构蛋白,包膜糖蛋白(glycoprotein,GP)>核衣壳蛋白(nucleoprotein,NP)x基质蛋(matrixprotein)VP24和VP40;2种非结构蛋白VP30和VP35;以及病毒多聚酶L⑵。随着对EBOV结构研究的深入,其致病机制的研究也取得了一定的进展,尤其是对包膜糖责白GP的深入研究,基本明确了EBOV侵染细胞的机制,但EBOV免疫机制尚不明确,EBOV所识别的细胞表面受体还未确定,因此目前还没有一-种被批准的疫苗或药物用于EBOV
4、的预防和治疗。近期EBOV又在西非等地肆虐,针对EBOV致病机制的研究对于尽快研究出有针对性的药物或疫苗有至关重要的作用。因此,本文拟就EBOV感染细胞的机制、免疫逃避的机制和感染后的细胞损伤机制三个方而的研究进展进行总结,在此基础上提出预防和治疗EBOV的思路。1.EBOV感染细胞的机制病毒感染一般包括吸附、穿入、脱壳、生物合成、装配、成熟和释放等步骤,虽然目前埃聘拉病毒侵染细胞的机制尚未明确,但其感染过程中一些具体步骤己逐渐被揭示。1.1吸附研究发现EBOV-GP具有细胞结合活性,EBOV-GPj是病毒结合宿主细胞
5、必需的蛋白质亚基,GP,的黏蛋白样结构域是体外感染的受体结合区(RBR)I31(LeeJ)oKondratowicz等⑷和Hunt等⑸则发现T细胞免疫球蛋白黏蛋白域・1(T1M-1)可能是RBR受体,但是目前只在上皮细胞表面发现此受体,其他类型细胞表面受体还未确定。1.2穿入EBOV-GP可以与多种细胞摄取途径结合侵入细胞,Bhattacharyya等⑹发现用一些抑制网格蛋白介导的内吞作用的抑制剂如氯丙嗪,可以有效地抑制含EBOV包膜蛋白的HIV假病毒感染细胞,说明EBOV可能通过网格蛋白介导的内吞作用进入细胞。但是内
6、吞作用形成的内吞小泡的直径通常为l()0~2()()nni,所以推论像EBOV这种较大的毒粒可能主要通过巨胞饮作用进入细胞°Aleksandrowicz等⑺发现EBOV-VLPS通过巨胞饮作用进入细胞,他们认为EBOV-VLP可能刺激细胞发生皱褶,从而引发了巨胞饮作用将病毒样颗粒吞入细胞。Nanbo等181也发现EBOV的GP蛋白首先和细胞膜表面的受体结合,通过激活细胞膜表面肌动蛋白调节分子,引发细胞表面皱褶进而发生巨胞吞作用。Axl属于受体酪氨酸激酶家族的成员,是ZEBOV选择性侵入细胞必要成分。Hunt等191在病
7、毒侵入过程屮加入RNAi发现RNAi能引起Axl表达减少,导致病毒较少通过巨胞饮作用进入细胞,但对网格蛋白介导的内吞作用没有影响,表明Axl通过增强细胞的巨胞饮作用来强化ZEBOV侵入细胞的能力。不论是内吞作用还是巨胞饮作用,Carette等【⑹发现EBOV侵入细胞需要一种胆固醇转运蛋白Niemann-PickCl(NPCl),Cote等利用小分子抑制剂揭示了Niemann-PickC1是EBOV感染所必须的。这些结果对于今后防治EBOV药物的开发具有重要价值。1・3融合有包膜病毒都需要将病毒包膜和宿主细胞膜或内体膜融
8、合,将病毒基因组释放到细胞质中进行复制。融合需要病毒表面的跨膜蛋白的介导,在激活剂的作用下,病毒融合蛋白与内体膜相结合,触发病毒蛋白构象改变,暴露出中心融合肽介导病毒包膜与内体膜融合释放出遗传物质oEBOV-GP有2个亚基构成:连接亚基GP1和融合亚基GP2,二者以二硫键相连。Bale等m的研究显示,GP1和GP2在内体pH较低时