Med丨描绘Mpox及Mpox-HIV共感染背景下循环代谢、炎症状态与外泌体介导细胞响应之间的联系

猴痘病毒 (monkeypox virus, MPXV) 是一种人畜共患正痘病毒。 2022 年，猴痘 (Mpox) 暴发促使 WHO 宣布该疫情构成国际关注的突发公共卫生事【1】。 在 Mpox 患者中， HIV 合并感染较为常见【2, 3】, MPXV 感染典型表现为外观类似天花和水痘的皮肤病变，严重病例可进展为全身性炎症、组织损伤和器官衰竭【4】。在免疫功能受损个体中，例如 HIV 共感染者，疾病严重程度可能进一步加重【5】。然而， MPXV 感染如何重塑宿主全身代谢，以及 HIV 共感染是否会进一步改变这一过程，仍缺乏系统研究。

近日，广州国家实验室、首都医科大学附属北京佑安医院、广州医科大学附属肿瘤医院、中国科学院遗传与发育生物学研究所等单位合作在Med在线发表题为Multiomicsprofiling of plasma reveals lipid-immune dysregulation and exosome remodeling in mpox and mpox-HIV co-infection的研究论文。该研究整合血浆脂质组、代谢组、炎症因子和外泌体蛋白组，并结合外泌体处理HepG2肝细胞和A549肺上皮细胞后的转录组分析，系统描绘了Mpox及Mpox-HIV共感染背景下循环代谢、炎症状态与外泌体介导细胞响应之间的联系。

研究首先建立了包含 81 名受试者的发现队列，包括 Mpox-HIV 共感染（ MPLWH ）、单纯 Mpox 感染（ MPLWOH ）、单纯 HIV 感染（ PLWH ）和健康对照四组，并在 65 名受试者组成的独立验证队列中评估主要分子特征的可重复性。临床指标显示，两类 Mpox 感染者均呈现较明显的全身炎症和组织损伤特征，其中 MPLWH 组总胆固醇和高密度脂蛋白胆固醇水平更低，提示 HIV 共感染背景下脂质代谢紊乱更加突出。

在血浆脂质组层面 ， 两类 Mpox 感染者均出现广泛的膜脂和鞘脂重塑：磷脂酰丝氨酸（ PS ）和磷脂酰乙醇胺（ PE ）升高，而磷脂酰胆碱（ PC ）、溶血磷脂和胆固醇酯（ CE ）下降；神经酰胺（ Cer ）、部分鞘磷脂以及 GM3 等糖鞘脂也发生明显变化。 硫脂（ sulfatide ， SL ） 在 MPLWH 组 变化更为显著 ， SL 耗竭是与 Mpox-HIV 共感染密切相关的脂质特征，并在独立队列中得到支持。

精准代谢 组学 发现两类 Mpox 感染者在嘌呤、组氨酸和色氨酸代谢等通路 中表现出较一致的改变。其中， L- 色氨酸降低，而犬尿氨酸和 5- 羟色氨酸升高，犬尿氨酸 / 色氨酸（ Kyn/Trp ）比值在发现和验证队列中均显著升高，提示 Mpox 感染伴随明显的免疫代谢激活。进一步分析发现， SL 与细胞因子的关联模式在 Mpox 单感染和 Mpox-HIV 共感染间发生转变，由 MPLWOH 组中的 Th1 相关模式转向 MPLWH 组中的 Th2 倾向模式，提示 HIV 共感染可能改变循环鞘脂相关的免疫调节状态 。

随后，研究人员对部分患者血浆外泌体进行蛋白质组分析。 MPLWOH 组外泌体更多富集于胞外基质重塑、发育和脂质稳态相关过程，而 MPLWH 组则表现出更强的急性炎症、抗病毒应答和囊泡转运相关特征。跨组学网络分析进一步发现， MPLWH 组中 SL 相关蛋白网络集中于囊泡运输以及高尔基体至内质网逆向转运相关通路，提示 SL 耗竭与逆向囊泡转运重塑密切相关。

为了进一步评价患者循环外泌体对受体细胞的影响，研究人员分别使用四组受试者来源的混合血浆外泌体处理 HepG2 和 A549 细胞并进行 RNA 测序。 MPLWOH 来源外泌体主要诱导脂质代谢、胞外基质和组织修复相关转录程序； MPLWH 来源外泌体则引起更明显的膜磷脂重塑、急性炎症及黏膜屏障应激相关反应。这些细胞转录响应与血浆和外泌体多组学所呈现的功能差异相呼应，从细胞层面支持了外泌体相关的代谢和炎症反应。

总的来说，该研究通过跨队列、多组学整合和外泌体处理细胞实验，揭示了Mpox感染伴随广泛的循环脂质和代谢物重塑，并显示HIV共感染与更强的炎症、代谢异常及囊泡转运改变相关。研究进一步将系统性脂质紊乱与外泌体介导的细胞响应联系起来，为理解Mpox-HIV共感染中的宿主免疫代谢异常提供了新的分子框架。

广州国家实验室税光厚研究员、首都医科大学附属北京佑安医院冯英梅研究员 、 广州医科大学附属肿瘤医院 ‌ 林茜雯研究员，为本文共同通讯作者。中国科学院遗传与发育生物学研究所 在读 博士生 雍思绮、首都医科大学附属北京佑安医院张佳莹医生、广州国家实验室田鹤副研究员为本文共同第一作者。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666634026002679

制版人：十一

参考文献

1. Trestrail, T., Kodia, K., and Hui, V.W. (2024). Gastrointestinal Manifestation of MPox.Curr. Infect. Dis. Rep.26 , 209–215. https://doi.org/10.1007/s11908-024-00845-9.

2. del Rio, C., and Malani, P.N. (2022). Update on the Monkeypox Outbreak.JAMA328 , 921–922. https://doi.org/10.1001/jama.2022.14857.

3. Thornhill, J.P., Barkati, S., Walmsley, S., Rockstroh, J., Antinori, A., Harrison, L.B., Palich, R., Nori, A., Reeves, I., Habibi, M.S., et al. (2022). Monkeypox Virus Infection in Humans across 16 Countries - April-June 2022.N. Engl. J. Med.387 , 679–691. https://doi.org/10.1056/NEJMoa2207323.

4. Huhn, G.D., Bauer, A.M., Yorita, K., Graham, M.B., Sejvar, J., Likos, A., Damon, I.K., Reynolds, M.G., and Kuehnert, M.J. (2005). Clinical characteristics of human monkeypox, and risk factors for severe disease.Clin. Infect. Dis.41 , 1742–1751. https://doi.org/10.1086/498115.

5. Mitjà, O., Alemany, A., Marks, M., Lezama Mora, J.I., Rodríguez-Aldama, J.C., Torres Silva, M.S., Corral Herrera, E.A., Crabtree-Ramirez, B., Blanco, J.L., Girometti, N., et al. (2023). Mpox in people with advanced HIV infection: a global case series.Lancet401 , 939–949. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(23)00273-8.

学术合作组织

（*排名不分先后）

推荐直播

转载须知

【非原创文章】本文著作权归文章作者所有，欢迎个人转发分享，未经作者的允许禁止转载，作者拥有所有法定权利，违者必究。

BioArt

Med

Plants

人才招聘