撰文：常熟理工李傑 校對：biomni
轉載留言即可 更多信息請關注 生命科學前沿 公眾號
袁國勇院士是我國著名的醫學微生物學專家。1956年12月30日出生於香港，籍貫廣東廣州，中國工程院院士、香港科學院創院院士，香港大學霍英東基金教授（傳染病學）、香港大學李嘉誠醫學院微生物學系講座教授、香港瑪麗醫院微生物學系主管、香港大學新發傳染性疾病國家重點實驗室首任主任，全國新冠肺炎專家組成員。
袁國勇院士團隊的研究主要集中在新發傳染病病原體的鑑定及防控。他在2003 SARS冠狀病毒的發現中發揮了關鍵作用。他還帶領團隊發現了新型人類冠狀病毒HKU1，蝙蝠SRAR冠狀病毒，蝙蝠冠狀病毒HKU2-24、香港海鷗型菌及其他許多以香港或中國命名的細菌。
在此，我們簡要回顧了2019年袁國勇院士團隊在四個方面的代表性成果。
病毒篩查病毒傳播抗病毒及疫苗病毒作用機制一、病毒篩查
1、Viruses：中華菊頭蝠中又發現新型α冠狀病毒
儘管蝙蝠越來越被人們認為是冠狀病毒流行的一個重要來源，但蝙蝠冠狀病毒的多樣性和爆發潛力仍有待充分了解。研究人員在中國採集了1779個蝙蝠樣本，在其中5個品種的32個樣本中檢測到了多種冠狀病毒。在香港地區的中華菊頭蝠和貴州省的褐扁顱蝠身上分別發現了新型冠狀病毒HKU32 (Rs-BatCoV HKU32)和HKU33 (Tr-BatCoV HKU33)。
基因組分析顯示，Rs-BatCoV HKU32與來自多種蝙蝠科（蝙蝠科、狐蝠科、菊頭蝠科等）的BatCoV HKU10病毒密切相關，而Tr-BatCoV HKU33與僅來自蝙蝠科的相似病毒BtNv-αCoV密切相關。
在同一個香港郊野公園的小蹄蝠中也檢測到Rs-BatCoV HKU32與BatCoV HKU10存在密切相關性，表明這些病毒可能有感染地理位置相近但遺傳關係較遠蝙蝠種群的傾向，並隨後產生遺傳變異。
此外，Rs-BatCoV HKU32病毒中存在SARSr-CoV ORF7a樣蛋白，表明該蛋白與SARS-CoV（也來自中華菊頭蝠，是冠狀病毒流行的已知傳染源）共同進化起源。因此，應探索新發Rs-BatCoV HKU32病毒的爆發潛力。
參考文獻：Novel Bat Alphacoronaviruses in Southern China Support Chinese Horseshoe Bats as an Important Reservoir for Potential Novel Coronaviruses.
2、Viruses：在中國刺蝟上鑑定出一種新型β冠狀病毒
雖然單峰駱駝是中東呼吸症候群(MERS)流行的直接動物源，但在蝙蝠和刺蝟中也發現了與MERS冠狀病毒（MERS-CoV）相關的病毒。為了闡明與MERS-CoV相關病毒的進化及其跨物種傳播途徑，研究人員在中國採集了不同哺乳動物的樣本。
隨後從兩隻刺蝟身上發現了與MERS-CoV相關的一種新型冠狀病毒HKU31 (Ea-HedCoV HKU31)。基因組分析表明該病毒屬於β冠狀病毒Merbecovirus亞屬下的一個種，與德國刺蝟的Erinaceus冠狀病毒親緣關係最密切，二者基因組序列一致性為79.6%。與Merbecovirus亞屬的其他成員相比，Ea-HedCoV HKU31擁有獨特的非結構蛋白和推測的ORF1ab蛋白切割位點。
系統進化分析表明Ea-HedCoV HKU31和β冠狀病毒Erinaceus/VMC/DEU/2012在刺突蛋白基因區域與來自非洲蝙蝠的NeoCoV和BatCoV PREDICT病毒密切相關，這表明後者可能是刺蝟和蝙蝠冠狀病毒重組產生。預測的HKU31受體結合域(RBD，含有12個胺基酸)僅一個胺基酸可以與MERS-CoV受體人二肽基肽酶4 (hDPP4)結合。與MERS-CoV和 Ty-BatCoV HKU4相比，HKU31-RBD-hDPP4結合界面的模擬結構表明HKU31-RBD不太可能與hDPP4結合。
該發現支持刺蝟是Merbecovirus病毒的重要宿主，並有證據表明它們與來自蝙蝠的病毒發生了重組。有必要對蝙蝠、刺蝟和相關動物進一步研究，有助於了解MERS-CoV相關病毒的進化情況。
參考文獻：Identification of a Novel Betacoronavirus (Merbecovirus) in Amur Hedgehogs from China.
二、病毒傳播
1、Emerging Infectious Diseases：2018年香港發生因捐贈器官導致HEV-4肝炎病毒感染
戊型肝炎病毒基因4型(HEV-4)是我國急性肝炎的一個新興病原。在免疫功能低下的患者中，對HEV-4感染出現的臨床特徵和自然病程的了解遠遠少於HEV-3型。
該文章報告了一起一名死亡的器官捐贈者將HEV-4傳播5名移植受者的事件。雖然供體患有病毒血症，但HEV抗體IgM和IgG呈血清陰性，肝功能指標也在正常範圍內。在移植後平均52天，5例器官接受者均患上肝炎；其中接受肝移植的患者病情嚴重並伴有進行性門靜脈高壓症。受者除了免疫抑制降低，所有發生HEV-4感染的均進展為持續性肝炎。
其中4例患者接受利巴韋林（一種抗病毒藥物）治療，在2個月後症狀出現緩解。該研究突顯了器官捐獻在HEV傳播中的角色，提供了人們感染HEV-4後疾病進展的數據，並指出免疫低下患者發生基因3型和4型HEV感染的不同。
參考文獻：Donor-Derived Genotype 4 Hepatitis E Virus Infection, Hong Kong, China, 2018.
三、抗病毒及疫苗
1、Nature Communications：SREBP依賴的脂質體重編程是一個新的潛在廣譜抗病毒靶點
病毒是專性的細胞內微生物，需要利用宿主代謝「機器」來滿足自身生物合成需求，使得這些宿主途徑成為潛在的治療靶點。通過探尋脂質庫，研究人員發現AM580（一種維甲酸衍生物和RAR-α激動劑），可以高效地中斷包括中東呼吸系統綜合症冠狀病毒和甲型流感病毒在內的多種病毒的生命周期。
通過連結化學的方法，固醇調節元件結合蛋白(SREBP)過表達可以與AM580相互作用，這是AM580其發揮廣譜抗病毒的原因。進一步的研究指出SREBP存在多個水解過程和SREBP介導的脂質生物合成途徑，包括下遊病毒蛋白的棕櫚醯化和雙膜囊泡的形成，這些過程都是病毒複製不可缺少的。
總體而言，該研究確定了一個與人類病毒感染廣泛相關的基礎脂質轉活事件，並提出SREBP可作為開發廣譜抗病毒策略的一個潛在靶點。
參考文獻：SREBP-dependent lipidomic reprogramming as a broad-spectrum antiviral target.
2、mBio：一種優化減毒流感活疫苗的策略
目前的季節性流感疫苗效力難以持續，免疫原性較低，不能為人類提供持久的免疫和交叉保護，更無法對抗抗原漂移的流感病毒株。因此，需要更有效的流感疫苗，既能誘導體液免疫，又能誘導T細胞免疫。而流感病毒的非結構蛋白NS1是病毒的關鍵毒力元件，在病毒複製中發揮多種作用，是病毒感染過程中調節宿主免疫應答的關鍵因子。
因此，NS1蛋白缺失（DelNS1，即削弱NS1蛋白功能）將是一個更安全高效，更廣泛的免疫原性減毒活流感病毒（LAIV）疫苗。然而，DelNS1病毒很難在常規疫苗生產系統中複製，這阻礙了DelNS1-LAIV疫苗在人類中的應用。而該研究開發了兩種基因組主幹骨架DelNS1的甲型或乙型流感病毒珠，其中包含新的適應性突變以支持DelNS1-LAIV病毒複製。這些DelNS1-LAIV在體外人源細胞中高度減毒，在小鼠中非致病性，而且在疫苗生產細胞中複製良好。給小鼠進行一次DelNS1-LAIV疫苗接種足以為其提供強大的保護力，使其免受同源病毒的致命性攻擊。同時也為小鼠提供了持久的交叉保護，使其免受異型或與抗原相關性較遠的流感病毒的侵害。
機制研究表明，DelNS1-LAIV可誘導交叉中和抗體以及CD8 +和CD4 + T細胞免疫。更重要的是，在DelNS1-LAIV基礎上再表達其他的抗原可用於增強特異性抗流感免疫力。產生非致病性且在疫苗生產系統中能複製的DelNS1病毒是生產高免疫原性LAIV疫苗的一個重要策略，將對季節性流感和新發流感發揮廣泛性的交叉免疫。
參考文獻：Generation of DelNS1 Influenza Viruses: a Strategy for Optimizing Live Attenuated Influenza Vaccines.
四、病毒作用機制
1、Emerging Microbes & Infections：首次揭示H7N9病毒感染中存在缺損性幹擾RNA
流感缺損性幹擾(DI)顆粒是一種無複製能力的病毒，其基因組中存在大量的內部缺失。重要遺傳信息的丟失會導致病毒無法完成複製，而這可以通過感染具有完整基因組的輔助病毒得到挽救。
儘管有報導稱季節性流感H1N1感染後存在DI顆粒，但尚不清楚DI顆粒是否存在於感染禽流感比如H7N9的人體。在此，我們發現在H7N9感染患者的鼻咽分泌物中普遍存在DI-RNAs。
該研究首次應用單分子實時(SMRT)測序和長讀長測序分析，發現H7N9患者標本及支氣管上皮細胞中存在多種DI-RNA。在幾種大量表達的DI-RNA類型中，在斷點區和被刪除區的另一側都發現了長的重疊序列。流行性感冒DI-RNA被認為是一種單一性的大的內部缺失的缺陷病毒RNA。受益於SMRT測序的長讀長特性，在一半的H7N9 DI-RNA種類中發現了兩個和三個內部缺失。
此外，我們還在感染亞致死劑量H7N9病毒的小鼠中檢測了不同時間點DI-RNAs的表達情況。有趣的是，在感染後的第2天DI-RNAs就大量表達。綜上，該研究揭示了H7N9感染的患者、細胞和動物中存在多樣性和特徵性的DI-RNAs。因此，進一步探究DI-RNA的大量產生，將為了解H7N9病毒複製和致病機制提供重要的啟示。
參考文獻：SMRT sequencing revealed the diversity and characteristics of defective interfering RNAs in influenza A (H7N9) virus infection