安徽大學胡亞偉同學Nature首發(fā)性成果 探索新型人冠狀病毒感染新機制

    近日，中國科學院微生物研究所、安徽大學生命科學學院等機構的研究人員合作，解析了近期出現的新型人類冠狀病毒 MERS-CoV 的致病分子基礎。
 

    疫苗接種是目前對抗病毒感染和傳播的最有效的治療測試。許多的抗體都是通過靶向 RBD ,破壞病毒受體結合來中和病毒活性。新研究為未來開發(fā)新型 MERS-CoV 中和抗體提供了重要的結構數據。

    中國科學院微生物研究所的高福（George F. Gao）是這篇論文的通訊作者，其現為"國家973項目"首席科學家。主要研究方向是病原微生物跨種間傳播機制與結構免疫學，尤其是有關 T 細胞識別、艾滋病病毒等囊膜病毒侵入的分子機制、禽流感等動物源性病原跨種間傳遞的機制的研究。在《Nature》、《Nature Medicine》等國際期刊上發(fā)表論文 140 余篇。

    安徽大學生命科學學院2011級碩士研究生胡亞偉，在中科院微生物所高福教授指導下，一直從事人高致病性病毒的研究。2013年7月7日，以她為并列第一作者的論文《高致病性新型人冠狀病毒MERS-CoV與其細胞受體CD26結合的分子基礎》，發(fā)表在世界自然科學最高級別的學術期刊Nature上。該文章闡述了新型人冠狀病毒MERS-CoV與其細胞受體CD26結合的分子基礎，為人類了解冠狀病毒的分子結構，找到防止該種病毒感染的手段做出了重要貢獻。

    在中東新發(fā)現的新型人冠狀病毒MERS-CoV,可以引起人體嚴重的肺部疾病，很可能成為繼SARS-CoV之后的第二大高致病性冠狀病毒。最新的研究表明人CD26分子（又稱作二肽基肽酶4）是MERS-CoV在細胞表面的受體。病毒通過其表面刺突蛋白與CD26的特異性相互作用，介導病毒在宿主細胞表面的粘附并誘發(fā)膜融合，由此起始病毒的初始感染，但MERS-CoV如何識別細胞受體的分子機制仍不清楚。

    在研究中，胡亞偉和合作者們解析了MERS-CoV刺突蛋白受體結合域（receptor binding domain,RBD），以及該受體結合域與CD26受體分子的復合物晶體結構，從而在分子層面展示了兩者之間的特有結合模式。還通過表面等離子共振手段測定了病毒RBD和CD26之間的親合力，發(fā)現KD=16.7 nM.結構表明，MERS-CoV的RBD由核心和外部兩個亞結構域組成。核心亞結構域與SARS-CoV的刺突分子同源；但外部亞結構域呈現為由β-折疊片構成的獨特的結構單元，識別CD26分子"β-螺旋槳"樣結構中的IV,V槳頁片。兩者的互作主要由一系列親水氨基酸介導完成。進一步的序列比對結果顯示，以MERS-CoV為代表的、不同的beta-冠狀病毒很可能具有結構上相似的核心亞結構域，但差異顯著的外部亞結構域，并通過后者實現一些病毒特異的致病過程，如受體識別。

    中東呼吸綜合征冠狀病毒（Middle East respiratory syndrome coronavirus , MERS-CoV ）是近期出現的一種新型高致病性冠狀病毒。不同于大多數的冠狀病毒僅引起輕微的呼吸系統(tǒng)疾病， MERS-CoV 感染可以引起人類重癥肺疾病。臨床表現為發(fā)熱、咳嗽、急性呼吸窘迫綜合征，在某些情況下，甚至伴隨腎衰竭。與 2003 年爆發(fā)于全球由 SARS-CoV 病毒導致8000多人感染，超過800人死亡的嚴重急性呼吸綜合征（非典型性肺炎， SARS）患者非常相似。

    近期有研究證實人類 CD26 是 MERS-CoV 的細胞受體。 MERS-CoV 刺突蛋白與 CD26 結合介導了病毒附著宿主細胞，病毒與細胞融合由此觸發(fā)感染。

    而在這項最新研究中，科學家報告了 MERS-CoV 刺突蛋白受體結合域（receptor binding domain , RBD ），以及它與 CD26 構成的復合物的晶體結構。并采用實時表面等離子體共振（surface plasmon resonance）對 RBD 與 CD26 的結合進行了分析，由此揭示了 MERS-CoV 與受體 CD26 結合的分子結構特征。