Nature Microbiology：近50年，甲肝病毒研究里程碑式突破

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甲型肝炎病毒（HAV）若何进入肝细胞并激发传染是50年来的一个谜。

HAV是近代发现的人类病原体，固然有疫苗，但没有治疗方式。这种病毒每年仍在全球传染140多万人，它在美国造成越来越多的肝炎病例，有些是致命的。起先传染者症状非常稍微或没有症状，尤其是儿童。症状持续8周甚至更长时间的患者平日会显现恶心、吐逆、腹泻、黄疸、发烧和腹痛。首次传染后，10%到15%的传染者在头六个月内症状复发。急性肝衰竭很少见，但在老年人中更为常见。

北卡罗来纳大学医学院Stanley M. Lemon实验室行使CRISPR-Cas9基因编纂手艺，正确定位了一种糖脂肪酸分子，发现了被称为神经节苷脂（gangliosides）的分子。这项揭橥在《Nature Microbiology》杂志上的研究揭示了神经节苷脂是HAV传染的要害身分，并激发了其他几个问题，例如，人类肝细胞中分歧部门之间的病毒RNA事实是若何转换来复制和引起疾病的。

在已知的五种引起人类急性或慢性肝病的肝炎病毒中，已经判定出丙型肝炎病毒和乙型肝炎病毒的受体。对于甲型肝炎，受体的身份仍然难以确定。作为藐小RNA病毒（picornavirus）家眷的害群之马，它奇特地存在于两种模式中：一种是非包膜（裸）病毒（nHAV），由一种称为衣壳的卵白质外壳环绕在RNA基因组四周；另一种是“准包膜”病毒（eHAV），个中包含病毒基因组的衣壳被包裹在宿主细胞膜内。

一旦进入肝脏，eHAV就会从传染的肝细胞中释放出来，在血液中轮回，而..的nHAV颗粒则会在粪便中倒退。两种病毒都具有传染性。用宿主衍生的膜笼盖使eHAV在逃避抗体回响方面具有优势，而裸病毒则非常不乱，而且在情况中很轻易流传。

但这两种类型的病毒最初是若何进入肝细胞和血液的呢？

HAV经由与其他病毒相似的机制传染人类；它需要与人类细胞外观的受体分子互相感化进入人体。认识病毒的受体不光有助于研究人员认识病毒是若何进入细胞的，并且有助于缔造机会设计抗病毒药物来阻止互相感化预防或治疗疾病。

“发现神经节苷脂是甲型肝炎病毒传染的主要受体，给甲型肝炎的故事增添了一个有趣的情节转折，”资深作者、北卡罗来纳大学医学院医学与微生物学传授、北卡罗来纳大学全球健康与流行症研究所成员Stanley M. Lemon博士说。“神经节苷脂在哺乳动物中构造相似，不像卵白质，卵白质有助于注释陈旧肝病毒的跨物种流传。认识是什么匡助病毒从一种动物物种跳到另一种动物物种是极其主要的，今朝的COVID-19大风行就是明证。”

多年前，人类的TIM1卵白被报道为HAV的受体。编码这种卵白质的基因甚至有官方名称——HAV细胞受体1（HAVCR1）。但比来在Lemon实验室的研究表明，缺乏TIM1的细胞仍然能够传染HAV。

为了找到更或者的受体祸首祸首， Anshun Das行使CRISPR-Cas9基因编纂手艺，在培育细胞中敲除了大约20000个基因，以找到病毒入侵所必需的人类基因。

最终，他们确定了五个特定的基因，所有这些基因都是病毒所必需的。究竟发现，这些基因所编码的酶或转运体指向了神经节苷脂的合成。

神经节苷脂是含糖脂肪酸分子。神经酰胺葡萄糖基转移酶能够生产神经节苷脂。UGCG基因编码这种酶。再次使用CRISPR-Cas9筛选这五个基因，最终露出UGCG是祸首祸首。

研究人员立刻敲掉UGCG，实现了预防甲肝传染。他们还用神经酰胺葡萄糖基转移酶的化学按捺剂处理肝源性细胞，也能够防止eHAV和nHAV传染。

研究人员随后将经由革新的人工合成的HAV RNA直接打针到细胞中，发现病毒RNA复制精巧，这表明神经节苷脂是病毒进入细胞所必需的，但一旦进入细胞，就不需要它复制基因组或新的病毒颗粒了。

随后的实验显露，在没有神经节苷脂的情形下，..的和准包膜的HAV粒子实际上都进入了细胞的一部门，但它们最终被卡在一个叫做溶酶体的隔间里，是以不会发生病毒复制。当研究人员添加神经节苷脂今后，累积的病毒行使神经节苷脂退出溶酶体，持续入侵细胞，最终将其基因组释放到细胞细胞质中，然后病毒起头复制。

“这意味着神经节苷脂对于HAV进入细胞的后期是必弗成少的，”Anshman Das博士说。“它们才是真正施展感化的受体。”

这项研究为以神经节苷脂为靶点，拓荒预防甚至治疗甲型肝炎供应了明确的偏向。