流感病毒为什么有时会从禽类传到人、从猪传到人?它究竟是如何“学会”感染新物种的?近日,国际病毒学权威期刊《Journal of Virology》发表由我院兽医所宠物疾病防控创新团队助理毕振威撰写的综述,系统揭示了流感病毒通过“突变钥匙”打开不同物种细胞“锁具”的精细机制——这一切,都围绕一个名为ANP32的关键宿主蛋白展开。文章系统阐述了病毒如何通过进化“适配”不同动物体内的ANP32蛋白,从而实现跨物种传播。这一发现不仅为流感大流行预警提供了新思路,也为开发广谱抗病毒药物指明了新方向。
一、ANP32蛋白:病毒复制必须的“帮手”与跨物种“屏障”
可以把ANP32蛋白想象成病毒进入细胞后必须使用的“工作台”。不同动物体内的这个“工作台”结构略有不同,尤其是禽类和哺乳动物之间差异显著。禽类(如鸡、鸭)的ANP32A蛋白带有一段“特殊插片”,能完美支持禽流感病毒复制。 哺乳动物(人、猪、犬等)的ANP32则没有这个插片,导致禽流感病毒难以有效利用它,形成了一道天然的跨物种传播屏障。正是这个“工作台”的差异,使得禽流感病毒不容易直接感染人类。但只要病毒通过突变就有可能适应新的“工作台”。
二、病毒的“突变钥匙”:如何打开不同物种的“锁”?
为了突破屏障,流感病毒演化出了多样化的“突变钥匙”,专门适配不同宿主的ANP32蛋白:
· 感染人类:病毒常通过 PB2-E627K 突变,与人类ANP32蛋白更紧密地结合。
· 感染猪:病毒则需要 PB2-D701N 和 Q591R 等组合突变。
· 感染犬:仅 PB2-D701N 单个突变就可能足够。
· 近期奶牛H5N1疫情中发现的 PB2-M631L 突变,被认为是病毒适应牛的重要标志。
更复杂的是,病毒甚至能在ANP32A“工作台”不可用时,转而劫持细胞内另一个原本不支援病毒复制的蛋白——ANP32E,展现出强大的适应潜力。
三、宿主也有“防御机制”:剪接变体调节细胞易感性
即使在同一物种内,细胞也不是完全被动的。研究发现,ANP32A基因可以通过“选择性剪接”产生不同版本的蛋白,其中有些能支援病毒复制,有些则不能。例如在鸡体内,ANP32A-X1是支援病毒复制的主要变体,而X2和X3则功能较弱。宿主体内甚至存在天然的剪接调节因子,可主动减少支援病毒复制的变体,从而抑制感染。这说明,宿主细胞也在通过调节自身蛋白的“版本组成”,来精细控制对病毒的易感性。未来,这种“版本比例”甚至可能成为预测某个物种是否易感流感的新指标。
四、病毒复制“流水线”:ANP32是“组装督导”
从分子组装的角度看,ANP32的作用更像是病毒复制“流水线”上的督导员:它协助病毒RNA聚合酶从对称结构组装成功能性的不对称二聚体,这是病毒基因组复制与包装的关键一步。
当禽流感病毒尝试感染哺乳动物时,由于“工作台”不匹配,这个“流水线”就会卡住——病毒RNA无法正常包装,导致复制失败。病毒必须通过上述突变,优化与ANP32的“对接界面”,才能在新宿主中重启复制流程。
五、未来防控:从监测到干预的新思路
研究指出,未来防控应特别关注已在犬、牛等新型宿主中传播的流感病毒,它们可能积累更多人适应性突变,增加跨物种风险。建议:
1. 加强监测:跟踪病毒在新型宿主中的演化,结合ANP32蛋白多态性分析,提升风险评估精准度。
2. 结构解析:深入解析病毒蛋白与ANP32的互作界面,揭示突变选择机制。
3. 智能预测:结合人工智能,模拟突变趋势,预测跨物种潜力。
4. 新型药物:针对ANP32-病毒互作界面开发广谱抑制剂,突破传统疫苗株依赖限制。
这项研究不仅揭示了流感病毒跨物种传播的深层机制,也为全球流感大流行预警与防控提供了关键科学依据。未来,通过干预ANP32与病毒的互作,或许我们能开发出真正“以不变应万变”的广谱抗流感策略。
该研究获得江苏省人兽共患病学重点实验室开放课题资助。
论文链接:https://journals.asm.org/doi/10.1128/jvi.01900-25