病毒病所发现同一型别人源和猪源轮状病毒具有不同的受体结合特征

    中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所段招军研究员在A组P[6]和P[19]型轮状病毒受体结合特征方面取得重要研究进展，发现同一型别不同来源的轮状病毒株可能具有不同的受体结合特征，为轮状病毒跨物种传播分子机制研究奠定了基础。相关研究成果以“Glycan Binding Specificity and Mechanism of Human and Porcine P[6]/P[19] Rotavirus VP8*s”为题，发表在国际病毒学专业期刊《Journal of Virology》（doi:10.1128/JVI.00538-18.）。

轮状病毒是引起急性胃肠炎的重要病原。近来研究发现组织血型抗原（histo-blood group antigens, HBGAs）、黏蛋白核心（mucin core）等糖可以与轮状病毒VP8*蛋白相互作用。人群中广泛流行的轮状病毒型别有P[4]、P[6]、P[8]型，P[19]型轮状病毒来源于猪，偶发性感染人。VP8*序列分析显示P[6]、P[19]型轮状病毒与P[4]和P[8]同属于第二基因群组。对于这些轮状病毒VP8*蛋白的受体类型及其结构基础尚不明确。本研究通过糖点阵，寡糖结合，唾液结合等实验方法探索人和猪P[6]和P[19]型轮状病毒VP8*蛋白的寡糖结合特征（图1）。糖点阵研究发现人源（猪类似的人源）和猪源P[6]和P[19] VP8*蛋白与黏蛋白核心和1型组织血型抗原结合。寡糖结合实验发现人和猪P[19]、猪P[6]、人P[4]、P[8]VP8*与黏蛋白核心2（mucin core 2）和1型组织血型抗原前体（Lactose-N-tetrarose，LNT）结合，人流行株P[6]与黏蛋白核心不结合而与1型组织血型抗原结合。这些结果提示同一型别不同来源的毒株可能具有不同的受体结合特征。利用晶体学方法解析了P[6] VP8*蛋白的结构（图2），发现P[6] VP8*蛋白与P[19] VP8*结构最为相近。进一步解析了P[19] VP8*与mucin core 2及LNT的复合物结构，发现P[19]轮状病毒具有与其他型别不同的受体结合位点。通过序列分析和结构比较发现该受体结合位点在P[6]、P[4]、P[8]VP8*中是保守的，暗示P[6]、P[4]、P[8]VP8*也可能通过此位点与受体互作。本研究对猪源，猪相似的人源，以及人群中广泛流行的P[6]毒株受体结合特征的研究表明同一型别不同来源的毒株可能具有不同的受体结合特征，为研究轮状病毒跨物种传播提供了很好的模型。P[6]和P[19]受体结合位点的研究为阐明第二基因群组轮状病毒与宿主表面多糖受体的作用机制提供了基础。

全文链接：http://jvi.asm.org/content/early/2018/04/26/JVI.00538-18.long

本研究得到国家重点研发计划（2016YFC1201900）和国家自然科学基金（81472003，31500139， 81601813）的资助。病毒病所孙晓曼副研究员，病毒病所李丹地研究员，中国科学院微生物研究所齐建勋研究员为本文共同第一作者，段招军研究员为本文通讯作者。