11月20日，中國農業(yè)大學動物醫(yī)學院獸醫(yī)公共衛(wèi)生安全全國重點實驗室楊漢春教授團隊在《美國科學院院報》（PNAS）上在線發(fā)表了題為《非洲豬瘟病毒利用凋亡小體進行胞間傳播》（Riding apoptotic bodies for cell-cell transmission by African swine fever virus）的研究論文。論文對非洲豬瘟病毒（ASFV）的感染和傳播途徑進行了研究，發(fā)現(xiàn)ASFV劫持宿主細胞胞葬途徑，利用凋亡小體進行胞間傳播，進而逃逸抗體中和作用。研究結果為闡釋ASFV體液免疫逃逸機制提供了科學依據(jù)，對新型疫苗創(chuàng)制也具有啟示作用。
非洲豬瘟（ASF）是制約我國及全球生豬產業(yè)健康發(fā)展的首要因素，被稱之為養(yǎng)豬業(yè)的“頭號殺手”，在多個國家和地區(qū)成地方性流行。自2018年傳入以來，重創(chuàng)我國生豬產業(yè)，經(jīng)濟損失巨大。100年來，尚無針對該病的確實安全、有效的商品化疫苗或抗病毒藥物問世。非洲豬瘟病毒（ASFV）是引起該病的病原，為一種含有雙層囊膜、核質大型DNA病毒，其粒子結構復雜，基因組龐大，80%編碼蛋白功能未知。當前人們對ASFV病原生物學及致病機制的認知十分有限，極大制約了ASF高效疫苗的創(chuàng)制以及有效防控策略的制定。ASFV主要感染豬單核巨噬細胞系統(tǒng)，其入侵和感染機制尚不清楚。體液免疫是宿主抗病毒感染的重要機制，然而臨床上發(fā)現(xiàn)針對ASFV的特異性抗體或“中和抗體”具有不完全中和作用，或中和抗體水平很低，病毒可與高水平抗體長期共存，并引起持續(xù)性感染，暗示該病毒存在可以逃逸體液免疫的特殊入侵和傳播機制。分類學上，ASFV屬于經(jīng)典病毒和超大型病毒(giant viruses) 之間的過渡性病毒, 既具有經(jīng)典病毒的外層囊膜結構，也享有超大型病毒的重要特征，即病毒內膜結構，因此推測ASFV可能利用細胞吞噬途徑（phagocytosis）途徑入侵宿主細胞。胞間傳播是病毒逃避機體體液免疫的重要策略，其中細胞外囊泡（EVs）可作為細胞間物質交換和信息傳遞的關鍵載體，亦可作為病毒胞間傳播的載體，備受關注。EVs主要有三種類型：外泌體（40-100 nm）、微泡（100-500 nm）和凋亡小體（ApoBDs，500-5000 nm）。鑒于ASFV粒子大小200nm左右，且編碼多種凋亡相關蛋白，嚴格調控宿主細胞凋亡過程，因此本研究主要聚焦凋亡小體在ASFV入侵和傳播中的作用和機制。研究發(fā)現(xiàn)，ASFV感染豬原代肺泡巨噬細胞（PAMs）誘導細胞凋亡，并在感染后期誘導大量凋亡小體，釋放的凋亡小體中大量病毒粒子（Fig.1A-B）。利用構建的GFP標記的重組病毒對病毒感染過程進行示蹤，活細胞成像揭示，感染ASFV的PAMs不斷產生凋亡小體，GFP陽性凋亡小體被鄰近未感染的PAMs吞噬，并開啟新一輪的感染（Fig.1C），暗示凋亡小體可能是ASFV在細胞間傳播載體。
Fig.1 ASFV誘導形成的凋亡小體被鄰近細胞吞噬并引起第二輪感染作者進一步利用差速離心方法分離得到高純度的凋亡小體組分，分析其是否能夠獨立介導病毒感染。透射電鏡分析揭示，細胞外病毒粒子為雙層囊膜，而凋亡小體攜帶的為只含有內層囊膜的病毒粒子（ApoBD-ASFV）。活細胞成像觀察發(fā)現(xiàn)，純化的ApoBD-ASFV可以被PAMs吞噬，并且引起有效感染，且該類型病毒粒子是感染后期的主要存在形式。Annexin V封閉凋亡小體表面的磷脂酰絲氨酸（PS）或者抗體封閉細胞膜表面胞葬受體TIM4均可有效阻斷ApoBD-ASFV的感染，但對不含有外層囊膜的病毒粒子的感染無明顯影響（Fig.2）。更為重要的是，高效價的ASFV陽性血清可部分阻斷不含外層囊膜病毒粒子的感染，但對凋亡小體介導的ASFV感染無阻斷效果。然而，采取反復凍融策略破壞凋亡小體膜的完整性后，釋放的病毒粒子對抗血清變得敏感。
Fig.2 凋亡小體介導的ASFV感染依賴于吞噬信號綜上，該研究揭示了ASFV劫持宿主細胞凋亡通路，利用凋亡小體進行感染和胞間傳播的新機制。凋亡小體攜帶的為無外層囊膜的病毒粒子，可以有效逃逸抗體的中和作用，是ASFV的重要感染方式（Fig.3）。研究結果為闡釋ASFV的“巨噬細胞嗜性”，以及“中和抗體低下/無效”現(xiàn)象提供了部分解釋，豐富了ASFV免疫抑制與逃逸策略，為新型疫苗和抗病毒藥物設計提供了重要靶標和思路。動物醫(yī)學院韓軍和楊漢春教授為文章通訊作者，高鵬、周磊副教授及中國動物疫病預防控制中心吳佳俊研究員為論文共同第一作者。該研究得到十四五國家重點研究計劃（2021YFD1800100）、國家杰出青年科學基金（32025035）和國家現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)技術體系（CARS-35）等項目的資助。
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