麻疹病毒自身“合作”导致致命的脑炎

日本的研究人员发现了麻疹病毒如何导致亚急性硬化性全脑炎(SSPE)的机制，这是一种罕见但致命的神经系统疾病，可在麻疹感染几年后发生。

虽然正常的形式麻疹病毒不能感染神经系统研究小组发现，持续存在于人体内的病毒可以在a关键蛋白这控制了它们如何感染细胞。突变的蛋白质可以与正常的蛋白质相互作用，使其能够感染大脑。他们的研究结果发表在该杂志上科学的进步．

如果你到了一定年龄，你可能在小时候就得过麻疹。许多70年代后出生的人由于接种疫苗而从未得过该病。这种疾病是由同名病毒引起的，它是迄今为止最具传染性的病原体之一。世界卫生组织估计，2021年全球有近900万人感染麻疹，死亡人数达到12.8万人。

九州大学医学院助理教授Yuta Shirogane解释说:“尽管有疫苗，但最近的COVID-19大流行推迟了疫苗接种，特别是在全球南方。”SSPE是由麻疹病毒引起的一种罕见但致命的疾病。然而，正常的麻疹病毒不具备在大脑中繁殖的能力，因此尚不清楚它是如何引起脑炎的。”

病毒通过一系列从其表面突出的蛋白质感染细胞。通常，一种蛋白质会首先促进病毒附着在细胞表面，然后另一种表面蛋白质会引起反应，让病毒进入细胞，导致感染。因此，病毒能感染什么，不能感染什么，很大程度上取决于细胞的类型。

“通常，麻疹病毒只感染你的免疫和上皮细胞，引起发烧和皮疹，”Shirogane继续说。“因此，在SSPE患者中，麻疹病毒必须留在他们的体内并发生突变，然后获得感染神经细胞的能力。像麻疹这样的RNA病毒以非常高的速度变异和进化，但它如何进化感染神经元的机制一直是个谜。”

让麻疹病毒感染细胞的关键角色是一种叫做融合蛋白或F蛋白的蛋白质。在该团队之前的研究中他们发现，F蛋白的某些突变使其处于“超灌注”状态，使其能够融合到神经突触上并感染大脑。

在他们最新的研究中，研究小组分析了SSPE患者的麻疹病毒基因组，发现在他们的F蛋白中积累了各种突变。有趣的是，某些突变会增加感染活性，而其他突变实际上会降低感染活性。

“这很令人惊讶，但我们找到了一个解释。当病毒感染一个神经元时，它通过‘整体传播’来感染它，病毒基因组的多个副本进入细胞，”Shirogane继续说。在这种情况下，编码突变F蛋白的基因组与正常F蛋白的基因组同时传递，并且这两种蛋白质很可能共存于受感染的细胞．"

基于这一假设，研究小组分析了正常F蛋白存在时突变F蛋白的融合活性。他们的结果表明，由于来自正常F蛋白的干扰，突变F蛋白的融合活性被抑制，但这种干扰被F蛋白突变的积累所克服。

在另一种情况下，研究小组发现F蛋白的另一组突变导致了完全相反的结果:融合活性降低。然而，令他们惊讶的是，这种突变实际上可以与正常的F蛋白合作，增加融合活性。因此，即使是看起来不能感染神经元的突变F蛋白仍然可以感染大脑。

“这几乎违背了病毒传播的‘适者生存’模式。其实，这种现象在哪里突变相互干扰和/或合作被称为“社会病毒学”。这仍然是一个新概念，但已经观察到病毒之间像一个群体一样相互作用。这是一个令人兴奋的前景，”Shirogane解释道。

研究小组希望他们的结果将有助于开发SSPE的治疗方法，并阐明与麻疹感染机制相似的病毒(如新型冠状病毒和疱疹病毒)的共同进化机制。

“病毒引起疾病的机制有许多未解之谜。因为我是医科学生，我感兴趣的是如何麻疹病毒引发SSPE。我很高兴我们能够阐明这种疾病的机制，”Shirogane总结道。