图片来源:Pixabay
你第一感觉的答案是什么?撰文 | clefable
审校 | 冬鸢
几乎所有人都逃不脱一种病毒的感染,而一旦感染它,很可能会持续终生。一个坏消息是,它的传染性很强,可以通过几乎所有的体液传播,包括精液、唾液、尿液、母乳和血液,也就是说,感染者周围的人很容易遭殃。不过,也有一个好消息:如果不是免疫力低下的人,它对你几乎没有影响。这种病毒就是人巨细胞病毒(HHV-5)。
此刻,HHV-5或许就生活在你我体内,不过这次故事的主角并不是它,而是一类看似离我们很远的病毒——黄病毒(flavivirus),其中我们较为熟悉的是寨卡病毒和登革病毒。不过有一种黄病毒离我们非常近——1871年首次在日本被发现的乙脑病毒(Japanese encephalitis virus,JEV)。
寨卡病毒 图片来源:维基百科
JEV感染者的发病过程和登革病毒有点类似,先是发热、头痛,感到不适等,持续大概1至6天。随后,在250个感染者中会有1人出现更明显的症状——严重的急性脑病,症状包括颈部僵硬、昏迷、偏瘫和抽搐等,一旦发展到这一地步,感染者的死亡率就高达约30%,这时也没有对应的药物来救治了。而存活下来的人中又有40%会出现终身神经缺陷,例如出现永久性智力损伤、耳聋或癫痫等症状。
这种病毒长期威胁着东亚、东南亚以及西太平洋地区的人群,不过包括我国在内的很多国家已通过接种疫苗,控制住了这种病毒的传播。不过据估计,如今全球每年仍有6.8万例临床JEV病例,其中约1.7万人会死亡。
装死是一种策略
黄病毒可能比你更了解你的机体。在漫长的演化中,它们学会采用一种“装死”的策略来迷惑并感染人体细胞,这个过程被称为“病毒性凋亡模拟”(viral apoptotic mimicry)。试想一下,在我们的身体内时常有进入程序性死亡的细胞。它们绝大多数在死亡时,都很“乖顺”:它们会产生磷脂酰丝氨酸(PS),将其放到自身的表面,这个举动就像是在细胞膜上竖了一面表明“将死身份”的旗。这样免疫细胞就会辨认出它们,将它们内吞,以此让它们消失。
而黄病毒的表面也有PS,因为它们的感染对象正好是免疫细胞,而通过这种方式模仿将死的细胞,它们便可以被免疫细胞识别并内吞——这样,它们也达到了入侵的目的。不过,这些病毒的最终目标并不仅是在一位感染者体内繁衍生息,它们会设法在人群中扩散。
可以通过PS脱羧酶,将病毒表面的一种磷脂PS转化为另一种磷脂PE,这样黄病毒感染细胞的数量会降低。图片来源于论文我们常听说吸血的埃及伊蚊和白纹伊蚊会传播黄病毒,从而威胁大规模的人群。不过,相比于HHV-5病毒,黄病毒在通过体液传播方面的能力,其实差很多,而其中最根本的原因是我们的体液在保护我们。
近期,在一篇发表于《自然·微生物学》(Nature Microbiology)的研究中,德国乌尔姆大学医学中心的教授Janis A. Müller的研究团队表示,尽管一些病毒存在于人的唾液、乳汁或精液中,但它们很少通过接吻或性行为传播。例如,乙肝病毒就极少通过唾液传播,而我们熟悉的艾滋病病毒(HIV-1)也主要通过精液和血液等传播,而新冠病毒(SARS-CoV-2)则是通过气溶胶传播。
这里不得不提令人望而生畏的埃博拉病毒(EBOV)。它的可怕不仅体现在感染人后有极大的破坏力,还在于它能通过各种体液传播,包括感染者或感染动物的血液、唾液、泪液、汗液、尿液,以及呕吐物和排泄物等。这些体液均具有高度的传染性,只要接触了就可能被感染。这也是为何埃博拉感染者使用过的物品,通常会被焚烧、掩埋处理。
图片来源:Pixabay
Müller领导的是一个年轻的研究团队,他们主要关注人体内对抗黄病毒的先天免疫机制,而在发表于《自然·微生物》的这篇论文中,他们就讲述了人体各种体液抑制黄病毒的方法。虽然,我们还暂时搞不定HHV-5、EBOV等传染性极强的病毒,不过这些新的发现无疑可以让我们更了解病毒的多样性。
小小囊泡,很有竞争力
现在如果让你直接来排名,你会觉得精液、唾液、尿液、母乳和血液,哪种体液更能抑制黄病毒入侵人体?我猜其中一个答案中,唾液应该会比较靠前,血液最后,而另外3种有点看不出来(很欢迎在评论区写出你最先猜的答案~)。
现在先让我们回归正题,看看Müller当时的研究想法。在了解黄病毒科“装死”的入侵方式后,Müller和同事首先想到可以制造一些PS-脂质体(也就是脂质体的表面有PS),来和寨卡病毒竞争。这种竞争有点像抢票,票的数量是一定的,而一旦涌入更多的人,就能让原来抢票的人只能抢到更少的票。也就是说,PS-脂质体会和寨卡病毒竞争免疫细胞上的PS受体,进而抑制病毒入侵。
被病毒入侵的血液 图片来源:Pixabay他们制造并测试了这样的脂质体,并用PC-脂质体作为对照组(PC为磷脂酰胆碱,和PS都属于磷脂)。测试的结果不出所料,PC-脂质体对寨卡病毒的感染没有丝毫影响,而PS-脂质体可以抑制病毒的感染,且具有剂量依赖性。当1毫升液体中,PS-脂质体含量达到超过25 mol%,且脂质体浓度达到~2×10⁹颗粒时,就可以抑制50%的病毒入侵。
随后他们转念一想,在人的体液中会不会也有类似的脂质体呢?比如,细胞常会分泌一些囊泡,它们是否也能像这样干扰病毒感染呢。很快,他们就收集了人类的精液、唾液、尿液、母乳和血液中的内源性囊泡(EV),并发现在除血液之外的其他体液中,PS都是囊泡中含量最高的脂类,在精液和尿液的囊泡中占比分别达到57.5 mol%和56.3 mol%,在唾液和母乳中含量居中,为31.3 mol%和17.3 mol%,而血液中仅为0.1 mol%。(你猜对答案了吗?)
值得注意的是,在精液中,PS最为丰富。有2种PS是精液和尿液囊泡中最丰富的脂质分子,占比达到了20%,此外是其他的脂类物质,包括PC(在血液囊泡中,高达17.7mol%)、鞘磷脂(SM,在母乳中高达24.6mol%)和磷脂酰乙醇胺(PE,在母乳中高达18.8mol%)。此外,PE这种磷脂,还能协同增强PS和免疫细胞上PS受体的结合能力,这种现象在唾液和尿液中最为明显。相比之下,血液中的囊泡PS和PE水平都较低,而囊泡中的PC比唾液和精液高了约3倍。
很统一的ban策略
研究人员还发现,在实验室给登革病毒和西尼罗河病毒(也属于黄病毒科),施加生理浓度的含PS的囊泡,可以有效抑制病毒感染。不仅如此,这些囊泡也对其他病毒科的病毒有效,例如基孔肯雅病毒(Chikungunya virus,CHIKV)、埃博拉病毒和水疱性口炎病毒(VSV)。这也意味着,对于那些模仿凋亡感染细胞的病毒,多种富含PS-囊泡的体液会通过抑制病毒感染,进而在先天防御中发挥作用,具有广谱的抗病毒作用。
这解释了为什么很多黄病毒科的病毒会主要通过血液,以及摄食血液的节肢动物传播,而不是直接的人与人接触传播。而对于那些不采取类似的方式,而是利用其他受体感染细胞的SARS-CoV-2、HIV-1、疱疹病毒(HSV )以及人巨细胞病毒(HCMV),这些囊泡也就没有了抑制作用。
在黄病毒中也有一个例外,研究人员表示,其中的丙型肝炎病毒(HCV)除了模仿凋亡外,它感染细胞还会用到其他的受体,而这些受体或在病毒入侵中起到了主要作用,因此,囊泡对HCV也失去了效果。
来源:环球科学