流感病毒拮抗宿主天然免疫的全新机制—对SARS-CoV-2等新兴病毒与宿主互作研究的启示

近期，International Journal of Biological Macromolecules期刊在线发表了题为“IAV inhibits the host antiviral defense mediated by LncRNA-LRIR to enhance viral replication”的研究成果（PMID: 40780338）。该研究揭示了甲型流感病毒（Influenza A Virus, 简称IAV）拮抗宿主抗病毒免疫的全新分子机制，阐明IAV可通过抑制宿主长非编码RNA（Long Non-Coding RNAs，简称LncRNAs）的表达、削弱其介导的抗病毒防御以实现免疫逃逸并促进自身复制，丰富了对IAV拮抗宿主天然免疫分子机制的认知，为新型抗流感药物的研发提供全新靶点与理论支撑。

LncRNAs是一类长度超过200个核苷酸、且无蛋白编码能力的RNA分子。全面理解调控IAV复制的lncRNAs及其潜在机制，对于鉴定新型抗病毒药物靶点至关重要。研究表明，IAV感染可诱导部分lncRNAs的表达以抑制病毒复制，这类lncRNAs包括lncRNA-01615、lncRNA-155、lncRNA-45、lncRNA-61、lncRNA-AVAN、lncRNA-GBP1P1、lncRNA-IFITM4P、lncRNA-ISG20、lncRNA-ISR、lncRNA-IVRPIE、lncRNA-LINC01197、lncRNA-LINC02574、lncRNA-PINK1–2:5、lncRNA-RDUR、lncRNA-RPS6P3和lncRNA-SAAL，它们构成了宿主的自我防御机制。有趣的是，具有促进IAV复制功能的lncRNA-NRAV、lncRNA-AROD和lncRNA-THRIL在病毒感染后表达下调，这可能是宿主应对病毒感染的另一种自我保护反应。值得注意的是，尽管宿主可通过调控lncRNAs表达激活抗病毒免疫，但越来越多的证据表明，IAV能够劫持部分lncRNAs以增强自身复制。此类lncRNAs包括lncRNA-ACOD1、lncRNA-IPAN、lncRNA-MxA、lncRNA-NSPL、lncRNA-PAAN、lncRNA-PCBP1-AS1、lncRNA-PSMB8-AS1、lncRNA-TSPOAP1-AS1、lncRNA-USP30-AS1和lncRNA-VIN。然而，IAV通过抑制lncRNAs介导的抗病毒防御、进而拮抗宿主免疫并促进自身复制的分子机制，此前仍未被系统阐明。

如前所述，团队总结了IAV与宿主互作网络的研究进展，包括IAV与宿主lncRNAs之间的相互作用。为进一步探讨lncRNAs在IAV感染中的作用，团队使用流感病毒WSN毒株感染A549细胞，并在感染12小时后提取总RNA进行全转录组测序。数据分析显示，感染12小时后，共有2735条lncRNAs显著下调，5289条lncRNAs显著上调（foldchange>2，p<0.05）（图1A、B）。从中选取8条下调及14条上调的lncRNAs进行热图与火山图分析（图1C、D）。这22条lncRNAs在WSN感染A549细胞后呈现极显著的差异表达，提示其可能在IAV感染过程中介导包括调控病毒复制在内的多种生物学功能。随后，研究采用qRT–PCR对这些lncRNAs的差异表达进行验证（图1E）。为快速筛选参与调控IAV复制的lncRNAs，将针对上述lncRNAs的siRNA转染至接种于24孔板的A549细胞，随后进行WSN感染，并通过空斑实验测定病毒滴度。结果显示，使用siRNA-1干扰LncRNA-ENST00000514933可显著促进IAV复制，且调控作用最为突出（图1F）。进一步功能实验证实，该lncRNA的抗病毒活性主要依赖于258至381 nt和38-97 nt的区域，其可直接抑制IAV基因组的复制与转录。然而，IAV在感染过程中可主动抑制该lncRNA的表达，削弱其介导的抗病毒防御功能，为自身高效复制创造条件。

该研究得到了“十四五”国家重点研发计划(2021YFD1800205)、国家自然科学基金(32473013、32272992和31772775）及其他相关项目的资助。

图1 鉴定参与调控IAV复制的lncRNA

传统上鉴定参与调控病毒复制的宿主生物分子（如lncRNAs或宿主蛋白）往往需要较长周期，研究人员需构建大量过表达质粒才能完成筛选。而在本研究中，团队采用siRNA干扰策略实现了对参与调控IAV复制的lncRNAs的快速筛选，整个初筛流程仅需一个月左右即可完成。这一策略显著缩短关键宿主因子的筛选周期，为快速鉴定调控IAV复制的宿主生物分子提供新思路。这种基于siRNA的筛选策略还可进一步推广至其他病毒研究领域，有望将宿主抗病毒因子的初筛鉴定周期从数月缩短至数周，具备较为广泛的应用前景。

病毒-宿主互作网络蕴藏三种主要的抗病毒药物靶点：病毒靶点、宿主靶点和病毒对宿主天然免疫的拮抗作用，其中病毒靶点是传统抗病毒药物靶点，宿主靶点次之，而病毒对宿主天然免疫的拮抗作用在抗病毒药物研发过程中最容易被忽略（PMID: 35476817）（该观点已被2026年发表于国际期刊STTT的综述论文Antiviral drug discovery and development: challenges and future directions引用与采纳）。本研究可为新型抗IAV药物研发提供两类核心靶点，分别是宿主lncRNA靶点与免疫拮抗作用靶点。

SARS-CoV-2与IAV之间有许多相似之处，例如：第一，两者同为有包膜的单链RNA病毒；第二，两者都可以导致呼吸道感染，且肺脏为两者共同的主要靶器官，A549 细胞为两者共同的常用细胞模型；第三，IAV与SARS-CoV-2感染后，宿主RIG-I、MDA5、TLR3和TLR7等模式识别受体能够有效识别vRNAs并激活NF-κB、IRF3、IRF7等转录因子和JAK-STAT信号通路以此启动抗病毒天然免疫应答；第四，IAV与SARS-CoV-2感染后均能够靶向抑制模式识别受体、信号蛋白分子、转录因子和干扰素受体介导的信号转导进而抑制干扰素及下游ISGs的表达，以此发挥拮抗宿主天然免疫的作用；第五，两者均存在跨宿主传播的风险并能引起急性肺损伤、多器官衰竭，其严重危害公共卫生安全；第六，作为单链RNA病毒，抗原变异和毒力变异在两者跨宿主传播过程中均可发生；第七，目前均可通过反向遗传技术快速获得拯救病毒。鉴于IAV具有相对系统的理论体系且与SARS-CoV-2有诸多相似之处，其有望成为除冠状病毒科成员之外，对SARS-CoV-2研究最具参考价值的新标杆。此外，IAV研究成果可以为SARS-CoV-2与宿主互作的研究思路提供重要借鉴，其中包括参与调控SARS-CoV-2复制的宿主生物分子的鉴定（PMID: 35476817）。

自COVID-19疫情暴发以来已6年有余，然而，lncRNAs调控SARS-CoV-2复制及其相关机制的研究报道甚少。鉴于此，总结了一些关于病毒-宿主相互作用的观点，期望能加速SARS-CoV-2与宿主lncRNAs相互作用的研究进程。简而言之，核心思想在于鉴定调控SARS-CoV-2复制的lncRNAs及其调控机制。本研究中采用siRNA干扰策略实现关键lncRNAs的快速初筛，有效缩短了候选分子的鉴定周期，亦可为SARS-CoV-2相关研究提供重要参考。除复制周期与抗病毒信号通路外，lncRNA调控SARS-CoV-2复制的分子机制是否与宿主限制因子、宿主依赖因子、其他非编码RNA（通过海绵机制）、微肽、自噬、细胞凋亡、代谢重编程及应激颗粒形成相关，仍是未来亟待解答的科学问题。而SARS-CoV-2是否能够通过削弱lncRNA介导的抗病毒防御来促进病毒复制，也值得深入探究。对于未来未知新兴病毒，可借鉴以上总结的lncRNAs筛选与分子机制的探究思路等，快速开展其与宿主lncRNAs的互作研究，为新兴病毒的抗病毒策略研发奠定理论基础。

图2 聚焦于IAV复制周期的抗病毒药物靶点图谱

作者 | 陈纳

编辑 | 目兮

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