PNAS丨丁强团队揭示寨卡病毒免疫逃逸与致病的关键联系，为理性减毒提供新思路

病毒能否成功感染宿主，既取决于它能否进入细胞并复制基因组，也取决于它能否突破宿主的天然免疫防线。同一种病毒，为何能够在人类中有效感染并引发疾病，却在其他物种中受到限制？如果削弱病毒的免疫逃逸能力，能否降低其致病性，同时保留诱导保护性免疫的能力？

近日，清华大学基础医学院丁强团队在PNAS发表题为A tunable immune-evasion function of Zika virus NS5 governs viral fitness and pathogenesis 的研究论文。该研究通过对寨卡病毒NS5蛋白的定向改造，削弱其对宿主干扰素防御的抑制。相关突变病毒在动物模型中致病性显著降低，仍能诱导有效的抗体和T细胞应答，并对后续野生型病毒感染提供保护。这项研究揭示了病毒NS5蛋白介导的免疫逃逸对寨卡病毒感染与致病的重要作用，为靶向病毒免疫逃逸的理性减毒和疫苗设计提供了新思路。

从种属屏障到分子机制：病毒如何突破宿主防御？

寨卡病毒能够感染人并引发疾病，却难以在野生型小鼠中建立有效感染；而在缺失I型干扰素受体的小鼠中，病毒则能够高效感染并引发疾病【 1】。这一对比凸显了干扰素防御对限制感染的重要作用，也提示：病毒能否有效拮抗不同物种的天然免疫防御，可能是影响感染种属特异性的关键因素之一。

2018年，丁强在普林斯顿大学Alexander Ploss实验室开展博士后研究期间发现，寨卡病毒NS2B3蛋白酶能够切割人STING，却不能切割小鼠STING（图1）。STING是天然免疫信号通路中的重要接头蛋白，参与启动干扰素等抗病毒应答。敲除STING可提高小鼠细胞对寨卡病毒的易感性，表明免疫逃逸的种属差异参与塑造病毒的宿主范围，也为动物模型开发提供理论依据【2】。加入清华大学后，丁强团队进一步聚焦寨卡病毒免疫逃逸机制，并深入探索其与病毒感染和致病的内在联系。2024年，团队进一步揭示寨卡病毒NS5通过招募宿主ZSWIM8-CUL3 E3泛素连接酶复合物，促进干扰素关键信号分子STAT2降解，从而抑制干扰素诱导的抗病毒应答（图1）。值得注意的是，NS5能够降解人源STAT2，却无法有效降解小鼠STAT2，进一步凸显了寨卡病毒免疫逃逸策略在不同宿主免疫信号通路中的种属特异性【 3】。

从STING到STAT2，这一系列研究揭示了寨卡病毒突破宿主防御的不同策略，并引出了此次研究的核心问题：如果选择性破坏这一免疫逃逸功能，病毒的感染、致病与免疫原性将发生怎样的变化？

图1. 寨卡病毒NS2B3和NS5蛋白拮抗干扰素通路

一个氨基酸位点，分离NS5复制与免疫逃逸功能

回答这一问题的关键，是将NS5的病毒复制与免疫逃逸功能区分开来。NS5既是病毒RNA复制所必需的酶，也通过降解STAT2拮抗干扰素应答。若突变同时影响两种功能，便难以判断病毒感染能力下降的真正原因。因此，团队着力筛选保留复制能力、但选择性削弱STAT2降解功能的NS5突变体。

通过多步突变扫描，结合STAT2降解检测与病毒RNA复制评估，团队从487个NS5突变体中发现L162位点是分离这两项功能的关键。将该位点替换为丙氨酸或甘氨酸，即L162A或L162G，能够显著削弱NS5介导的STAT2降解，同时基本保留病毒内在的RNA复制能力，为检验免疫逃逸对感染与致病的作用提供了遗传学工具。在干扰素应答完整的人细胞中，突变病毒诱导了更强的抗病毒基因表达，其复制水平和引起的细胞损伤均明显降低；而敲除STAT2后，突变病毒的复制能力得到恢复，从而明确了NS5免疫逃逸功能对高效感染的重要作用（图2）。

图2. ZIKV NS5 L162位点突变削弱STAT2降解能力，并导致STAT2依赖性的病毒复制缺陷

从细胞到体内：免疫逃逸如何影响致病？

团队进一步利用两类小鼠模型，检验NS5L162G突变的体内作用。在缺失I型干扰素受体的A129小鼠中，突变病毒与野生型病毒仍表现出相近的组织病毒负荷和致病性；而在人STAT2敲入（hSTAT2 KI）小鼠中，突变病毒则表现出明显减毒。该模型以人STAT2替代小鼠STAT2，在保留I型干扰素信号通路的同时，使病毒能够针对人源STAT2发挥免疫拮抗作用，为评价NS5免疫逃逸功能的体内意义提供了合适条件。与野生型病毒相比，突变病毒在小鼠血液及多个组织中的病毒RNA水平显著降低，对小鼠体重增长的影响也明显减弱。进一步在妊娠期hSTAT2 KI小鼠中验证发现，突变病毒在胎盘和胎头中的病毒RNA负荷显著降低，胎仔吸收减少，胎盘及胎仔发育指标得到改善，表明突变病毒的体内致病性及母胎感染能力明显减弱（图3A）。

图3. NS5介导STAT2降解影响寨卡病毒致病性

上述结果表明，NS5介导的STAT2降解，是寨卡病毒实现有效感染和致病的重要机制；选择性削弱这一免疫逃逸功能，可使宿主抗病毒免疫重新发挥作用，从而限制感染并减轻疾病。

减毒之后，仍能诱导保护性免疫

降低致病性之后，突变病毒能否保留足够的免疫原性，是评价其理性减毒价值的另一关键问题。研究发现，NS5L162G突变病毒仍能在hSTAT2 KI小鼠中诱导病毒特异性T细胞应答，并产生与野生型病毒感染相近水平的中和抗体。进一步的攻毒实验发现，预先接种该突变病毒能够有效保护小鼠免受后续野生型病毒攻击（图3B）。这些结果表明，削弱NS5介导的免疫逃逸功能，能够在降低病毒致病性的同时，保留其诱导保护性免疫的能力，为寨卡病毒理性减毒疫苗的研发提供了新思路。

系列研究总结

从揭示NS2B3切割STING的种属差异【 2】，到阐明NS5借助ZSWIM8-CUL3泛素连接酶降解STAT2的分子机制【3】，再到此次明确免疫逃逸对病毒致病的关键作用及其在理性减毒中的应用潜力【 4】。丁强团队的系列研究从病毒感染的种属屏障出发，逐步深入解析病毒免疫逃逸的分子机制，并进一步揭示其对病毒致病性和宿主免疫保护的影响，形成了从基础机制研究到体内功能验证的系统性证据链。这些研究不仅深化了对病毒与宿主相互作用的认识，也为病毒感染动物模型的开发、抗病毒干预策略及新型疫苗设计提供了科学依据，体现了基础病毒学研究在传染病防控中的重要价值。

该研究的第一作者为清华大学基础医学院张羽、张亚青和广西医科大学/广州实验室刘成禹，清华大学基础医学院丁强副教授为通讯作者。研究工作得到广州实验室刘军研究员，首都医科大学王培刚教授、安静教授等的大力支持。

丁强课题组长期聚焦严重威胁人类健康的重要RNA病毒，围绕病毒-宿主互作的关键科学问题开展系统研究，致力于揭示病毒感染与致病的分子机制，并为新型抗病毒策略和传染病防控提供理论基础与潜在靶点。丁强入选国家自然科学基金青年科学基金项目（A类，原国家杰出青年科学基金）和教育部青年长江学者项目，以通讯作者身份在Cell、PNAS等期刊发表论文40余篇。课题组长期招聘博士后和科研技术人员（有攻读博士学位意愿者优先考虑），期待具有好奇心、热爱病毒学研究的青年学者加入，共同探索病毒与宿主相互作用中的重要科学问题。

https://doi.org/10.1073/pnas.2630605123

制版人： 十一

参考文献

1.H. M. Lazear et al., A Mouse Model of Zika Virus Pathogenesis.Cell Host Microbe19, 720–730 (2016).

2.Q. Ding et al., Species-specific disruption of STING-dependent antiviral cellular defenses by the Zika virus NS2B3 protease.Proc Natl Acad Sci U S A115, E6310–E6318 (2018).

3.W. Ren et al., Zika virus NS5 protein inhibits type I interferon signaling via CRL3 E3 ubiquitin ligase-mediated degradation of STAT2.Proc Natl Acad Sci U S A121, e2403235121 (2024).

4.Y. Zhang et al., A tunable immune-evasion function of Zika virus NS5 governs viral fitness and pathogenesis.Proc Natl Acad Sci U S A123, e2630605123 (2026).

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