当前位置:首页 > 知识科普 > 正文

研究表明,组粒变异像前代一样逃避免疫系统,这表明了SARS-CoV-2的关键进化特征

  

  

  在《自然微生物学》杂志最近的一项研究中,研究人员比较了严重急性呼吸综合征冠状病毒2 (SARS-CoV-2) Omicron variant of concern (VOC)在人类细胞系和原代气道培养物中的复制情况,并测量了宿主对感染的反应。

  在本研究中,研究人员提出了一个模型,其中最早的宿主先天免疫反应通过影响与气道中最初的几个细胞的相互作用是否建立生产感染,显著促进了SARS-CoV-2的传播。

  研究小组在Calu-3培养的人气道上皮细胞(HAEs)中比较了BA.1和BA.5与SARS-CoV-2 δ VOC的复制,以评估Omicron亚VOC之间的表型差异以及驱动其进化的选择力。他们使用定量型逆转录聚合酶链反应(RT-qPCR),通过复制SARS-CoV-2包膜(E)基因,使每种VOC的输入剂量相等。该分析确保细胞暴露于等量的初始SARS-CoV-2核糖核酸(RNA),主要病毒病原体相关分子模式分子(PAMP),刺激防御性宿主先天免疫反应。

  研究小组比较了宿主对人气道Calu-3细胞中Omicron亚voc感染的先天免疫反应,比较了细胞在32°C下的复制情况。他们研究了Omicron亚vocs差异先天免疫激活的机制,以及在人类适应过程中,Omicron亚vocs是否通过类似机制独立进化出增强的内在免疫抑制。为了探索开放阅读框6 (ORF6)机制及其在增加VOCs先天拮抗中的作用,研究小组使用了反向遗传学,在α VOC (Alpha ΔORF6)和BA.5 VOC (BA.5 ΔORF6)的ORF6序列中插入两个停止密码子。

  反向遗传学证实ORF6的表达在感染过程中被消除。他们用50%的组织培养感染剂量(TCID50)测定了表达血管紧张素转换酶(ACE2)的Henrietta Lacks (Hela)细胞的病毒滴度。研究小组在感染期间使用sars - cov - 2e基因测量,将细胞内sars - cov - 2e RNA表达与基因组RNA (gRNA)内唯一编码的ORF1a和非结构蛋白12 (NSP12)的表达进行了比较。他们采用流式细胞术检测干扰素(IFN)-β、λ1、λ3和C-X-C基序趋化因子配体10 (CXCL10)水平,并采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测细胞上清液中分泌的介质。他们还进行了免疫荧光和转录因子易位分析。Western blot检测SARS-CoV-2核衣壳(N)、ORF6、ORF9b、S和β-actin的表达。

  该研究检查了SARS-CoV-2变体的进化,特别是BA.4亚voc和BA.5亚voc,它们比早期的亚变体更能抑制先天免疫。BA.2.75和XBB谱系也降低了先天免疫激活,这与病毒先天拮抗剂ORF6和核衣壳的表达增加有关。ORF6水平的升高通过降低IFN调节因子3 (IRF3)和信号转导和转录激活因子1 (STAT1)信号传导抑制宿主对感染的先天反应。Omicron,特别是BA.5子voc,比之前的VOCs(如Delta)更容易进入缺乏跨膜丝氨酸蛋白酶2 (TMPRSS2)的细胞。然而,Calu-3细胞进入依赖于tmprss2,导致VOC滴度的细胞特异性差异。

  与BA.1和BA.2亚vocs相比,Omicron BA.4和Omicron BA.5感染Calu-3人气道上皮细胞显著降低了先天免疫活性,ifn - β和ifn刺激基因(ISG)诱导降低,降低了宿主对Omicron BA.4和Omicron BA.5感染的免疫反应。在Calu-3感染期间,较慢的Omicron BA.4增殖可能有助于降低先天免疫激活。ruxolitinib对ifn介导的Janus kinase (JAK)-STAT信号的抑制在Calu-3人气道上皮细胞中挽救Omicron BA.1和BA.2感染的程度大于Omicron BA.4和BA.2,反映了Calu-3感染后干扰素诱导的差异。

  S和ORF3a的亚基因组rna (sgRNAs)缺乏差异表明sgRNA合成没有普遍增强。然而,BA.4子voc和BA.5子voc与BA.1子voc和BA.2子voc之间没有突变的区别,这表明它们已经进化出独立的机制来增加ORF6和N蛋白水平,或者通过基因组其他地方的变化来提高ORF6和N蛋白水平。ORF6的表达是新兴VOCs中先天免疫拮抗增强的主要决定因素。在感染后24小时,所有Omicron亚变体引发的IFNB和CXCL10表达明显低于BA.2。

  总体而言,研究结果表明,SARS-CoV-2的Omicron变体通过增加病毒蛋白表达来增加先天免疫逃避,这表明最早的宿主先天免疫反应在SARS-CoV-2传播中至关重要。具有增强逃避或对抗先天免疫能力的病毒,如ORF6和N表达增加,传播频率更高,因为它们能够避免诱导或关闭抑制这种早期复制的宿主反应。研究小组假设,在感染建立后,先天免疫抑制可能由于更高的病毒负担和炎症反应而导致疾病增加。

有话要说...