网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

National Science Review | 廖明/曹罡/亓文宝/史卫峰团队首绘H5亚型高致病性禽流感病毒跨物种感染的原位空间全景图谱

0
分享至

H5亚型高致病性禽流感病毒(H5-HPAIV)通常感染禽类,但近年来跨物种感染哺乳动物频发,那么H5亚型高致病性禽流感病毒是如何突破物种屏障感染不同宿主?不同宿主被其感染后又是如何展开“免疫反击”的呢?近日,我国科学家在National Science Review杂志(中科院一区TOP,IF:18.1)发表研究论文,首次揭开了这个谜题的一角。


看不清的“战场”:H5禽流感跨物种感染之谜

H5-HPAIV是全球瞩目的重要人兽共患病原体。自1996年在广东被首次报道以来,它每年在全球范围内造成家禽和野鸟的大量死亡。并且,这个“老牌”病毒持续变异,不断突破物种屏障感染猪、猫、水貂、奶牛,甚至人类,累计超过60种哺乳动物“中招”。更让人警惕的是,人类感染H5-HPAIV的病死率高达50%,对公共卫生安全构成严峻威胁。然而,面对同一病毒,不同物种乃至不同个体的易感性差异及其背后的免疫机制至今仍不明晰。受限于技术限制,以往研究难以全景解析病毒感染后的宿主免疫反应与致病过程。单细胞测序虽能解析细胞异质性,却丢失了空间位置信息;常规病理检测可呈现组织损伤,却读不懂细胞的“分子语言”。因此,亟需新兴分子生物学技术解析宿主体内感染和免疫响应的真实情况。

一把分子放大镜:MiP-seq技术

为了解决这个难题,研究团队利用“分子放大镜”(MiP-seq原位空间转录组技术)解析H5-HPAIV跨物种感染和免疫应答的分子机制。这把“分子放大镜”究竟如何发挥作用?打个比方:如果把传统的单细胞测序比作把一个复杂的大积木拆成单个小块,再分类清点存放;那么MiP-seq技术不仅能清点单个小块,还能把每一块放回原位,告诉研究人员它们在整个大积木中扮演什么角色。MiP-seq技术可以在单细胞分辨率下精准定位组织切片中宿主和病毒的基因表达,还可以检测任何SNP,从而实现了病毒变异的原位空间定位。这意味着,研究人员不仅知道哪些细胞被病毒感染了,还能知道这些细胞在组织的哪个“街区”,不同感染生态位区域的细胞间相互作用能力如何,以及病毒在体内发生了怎样的变异。

不同物种感染H5-HPAIV免疫地形有何不同?

研究团队选取了鸡、鸭、鸽子、小鼠和猪五种代表性动物感染全球最新流行的2.3.4.4b分支H5-HPAIV,评估新型病毒对不同禽类和哺乳动物的致病性。随后,对肺脏组织进行单细胞测序和MiP-seq原位测序,绘制了H5-HPAIV感染鸡、鸭、鸽子、小鼠和猪五种动物近150万细胞的肺脏免疫微环境的原位全景空间图谱,精准地原位解析了病毒跨物种感染后宿主免疫应答和病毒适应性变异的分子机制。

研究发现,病毒在鸡体内主要攻击内皮细胞和中性粒细胞,但鸡的抗病毒应答却相对较弱,病毒感染后导致肺泡上皮细胞大量脱落,病毒高度感染区域出现T细胞富集,这像是免疫系统在“战线”崩溃后的紧急增援。与鸡不同,鸭和鸽子感染后并未引起免疫细胞富集和过度的炎症反应;而小鼠的免疫系统展开了猛烈反击,病毒主要感染上皮细胞和巨噬细胞,宿主表现出显著的抗病毒应答。病毒高度聚集于肺泡结构,感染区域出现巨噬细胞大量富集,关键抗病毒基因Ifit2的表达从肺脏感染核心区向外围呈梯度递减。虽然病毒在猪体内的复制相对有限,但大多数免疫细胞却广泛上调了干扰素刺激基因,表明免疫系统似乎提前拉响了警报,在病毒大规模复制之前就筑起了防线。

病毒感染宿主内“空间进化规律被破译

如果说“免疫地形图”展示的是宿主的“战场布局”,那么研究团队接下来的发现则揭示了病毒的“进化策略”。通过对五个物种体内病毒基因组进行二代测序,研究团队共鉴定出19种宿主内单核苷酸变异(iSNV,禽类10种,哺乳动物9种),其中哺乳动物的9种iSNV中有8种都位于病毒聚合酶基因。研究人员利用反向遗传学技术构建了19种突变毒株,功能验证发现PB2-E627K、PB2-E192K和PA-T97I三种突变显著增强病毒在哺乳动物细胞中的聚合酶活性和复制能力,但对禽源细胞无显著影响。借助MiP-seq技术优势,研究人员进一步在单细胞水平上定位了不同突变的空间分布,其中PB2-E627K突变主要富集于小鼠肺泡壁周围的上皮细胞和成纤维细胞区域,而且这些区域恰恰也是干扰素刺激基因高表达的区域。这一发现将跨物种感染风险标志基因的变异与其在组织中的精确位置、细胞类型偏好和原位免疫响应关联起来。

这项研究能为我们带来什么?

这项研究的价值,远不止于绘制一张“免疫地形图”,而在于构建了三大核心支柱:一是数据基石,研究构建了目前规模最大的H5-HPAIV跨物种感染肺脏单细胞原位图谱,首次在“细胞经纬度”层面揭示了病毒入侵的空间轨迹。二是理论突破,团队解析了病毒在禽与哺乳动物间的细胞嗜性差异及免疫逃逸机制,为理解“物种跳跃”提供了分子证据。三是应用导向,基于发现的宿主易感因子和影响病毒复制能力的变异位点,研究为开发靶向宿主的广谱抗病毒疗法指明了新靶点,同时也为流感疫苗研发提供了关键理论支撑。

该研究由华南农业大学、华中农业大学、深圳理工大学、中国科学院深圳先进技术研究院、上海交通大学、中国农业科学院长春兽医研究所、仲恺农业工程学院等多家单位合作完成。论文首要通讯作者为廖明教授,共同通讯作者包括华南农业大学亓文宝教授、深圳理工大学曹罡教授、上海交通大学史卫峰教授,共同第一作者包括华南农业大学张家豪教授和黄丽红副教授、华中农业大学蔡怀源博士生和满婷婷硕士生。研究得到国家自然科学基金重点项目、青年科学基金项目,以及广东省自然科学基金杰出青年等项目资助。

论文链接:https://academic.oup.com/nsr/advance-article/doi/10.1093/nsr/nwag380/8716371?searchresult=1

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
如果他爸爸还在位,又会怎样?

如果他爸爸还在位,又会怎样?

廖保平
2026-08-14 08:52:35
最清醒两位上将:一个归隐南京不顾不问,一个身居京城从不参会

最清醒两位上将:一个归隐南京不顾不问,一个身居京城从不参会

史樍
2026-08-13 18:14:29
深圳通报“3·4”亡人事故报告:涉瞒报,5人被建议追刑责

深圳通报“3·4”亡人事故报告:涉瞒报,5人被建议追刑责

南方都市报
2026-08-15 16:21:20
厉害!怀斯曼+焦泊乔+徐昕,广东欲铸CBA超级内线?你说强不强

厉害!怀斯曼+焦泊乔+徐昕,广东欲铸CBA超级内线?你说强不强

刘笤说体坛
2026-08-15 15:04:08
动画片《牛来》被指“灾难级画质”,上映9天票房未过万,剧组仅导演和编剧两人,网友边吐槽边说“想看”

动画片《牛来》被指“灾难级画质”,上映9天票房未过万,剧组仅导演和编剧两人,网友边吐槽边说“想看”

极目新闻
2026-08-14 18:14:09
研究实锤:早上断食和晚上断食,减重效果相差近80%,别再白挨饿

研究实锤:早上断食和晚上断食,减重效果相差近80%,别再白挨饿

健身狂人
2026-07-28 01:19:37
政治局会议定调不到48小时,央行动手了!下半年钱只流这三个地方

政治局会议定调不到48小时,央行动手了!下半年钱只流这三个地方

老范谈史
2026-08-14 16:43:41
英媒曝光俄绝密文件:一旦俄与北约开战,普京先打中国的两个邻国

英媒曝光俄绝密文件:一旦俄与北约开战,普京先打中国的两个邻国

马贪在解说
2026-08-14 05:31:33
WTT瑞典大满贯8月15日完整赛程+直播:陈熠VS张本美和,蒯曼VS早田希娜,A·勒布伦VS张本智和

WTT瑞典大满贯8月15日完整赛程+直播:陈熠VS张本美和,蒯曼VS早田希娜,A·勒布伦VS张本智和

开成运动会
2026-08-15 09:09:34
本想毁掉贾冰,却不料自己成了全网公敌,难怪郭德纲从不参加饭局

本想毁掉贾冰,却不料自己成了全网公敌,难怪郭德纲从不参加饭局

麦芽是个小趴菜
2026-08-14 09:52:31
小米汽车新专利:一个位置装俩车标,想换就换

小米汽车新专利:一个位置装俩车标,想换就换

达车汇
2026-08-14 17:55:41
优质"蛋白质"排行榜!豆腐未上榜,牛奶排倒数第一,建议了解一下

优质"蛋白质"排行榜!豆腐未上榜,牛奶排倒数第一,建议了解一下

健康科普365
2026-08-15 09:15:29
王水牛事件曝新瓜!女UP主骂网友污蔑女性媚外,自己却晒照求赐名

王水牛事件曝新瓜!女UP主骂网友污蔑女性媚外,自己却晒照求赐名

小徐讲八卦
2026-08-15 17:43:31
派谁去东北主事?刘少奇向毛主席举荐3人,除林彪之外还有谁

派谁去东北主事?刘少奇向毛主席举荐3人,除林彪之外还有谁

南书房
2026-08-15 15:33:05
黄奇帆:拯救烂尾楼,出路只有一条

黄奇帆:拯救烂尾楼,出路只有一条

快刀财经
2026-08-15 11:09:07
游客老君山一日游错过班车 自费千元打车返程 车费已赔付团费尚未谈拢

游客老君山一日游错过班车 自费千元打车返程 车费已赔付团费尚未谈拢

大众网
2026-08-15 08:42:17
宾汉姆:状态越来越差!塞尔比回应成夺冠热门,将上演第40次对决

宾汉姆:状态越来越差!塞尔比回应成夺冠热门,将上演第40次对决

排球黄金眼
2026-08-15 09:06:46
小米宣布:对江苏8市、浙江全省、上海地区受台风影响造成损坏/故障的小米产品

小米宣布:对江苏8市、浙江全省、上海地区受台风影响造成损坏/故障的小米产品

新浪财经
2026-08-14 12:48:07
林诗栋拿下混双冠军!领奖台上一脸愁容 媒体人质疑:王皓要多帮他

林诗栋拿下混双冠军!领奖台上一脸愁容 媒体人质疑:王皓要多帮他

风过乡
2026-08-15 07:02:45
反向爆火!《牛来》总票房怒破10万元,此前上映10天票房仅7711元,网友不敢相信:这是2026年的电影?

反向爆火!《牛来》总票房怒破10万元,此前上映10天票房仅7711元,网友不敢相信:这是2026年的电影?

深圳晚报
2026-08-15 12:24:48
2026-08-15 18:31:00
中国病毒学论坛 incentive-icons
中国病毒学论坛
中国病毒学论坛负责运营管理
5225文章数 17531关注度
往期回顾 全部

科技要闻

600亿美元收购落地 马斯克正式杀入

头条要闻

妻子病重抢救丈夫花光10万积蓄要放弃 乡亲紧急凑4万

头条要闻

妻子病重抢救丈夫花光10万积蓄要放弃 乡亲紧急凑4万

体育要闻

体系球员与体系本身

娱乐要闻

宋慧乔晒自拍照 微笑拍照心情佳

财经要闻

便利蜂加盟遭立案:"0元加盟"生意被查

汽车要闻

红旗“家”年华现场:这一次,智能科技成了主角

态度原创

艺术
时尚
本地
手机
旅游

艺术要闻

李白、怀素失传真迹被发现,笔力遒劲、气势雄强,这才是正统的草书!

复古风不流行了?今年这4种风格谁穿谁时髦

本地新闻

黄景藏用半刀泥刻瓷都魂

手机要闻

雷军晒K100 Pro Max首批评价:随手一拍就是大片、打游戏一百分流畅

旅游要闻

视频 | 加拿大游客“用脚投票” 不去美国了!

无障碍浏览 进入关怀版