GII.17菌株的三个变异体与HBGA的相互作用

人类诺如病毒（HuNoV)是全球所有年龄段胃肠炎的主要原因。在过去30年中，GII.4一直是最主要的基因型别。GII.17基因出现在2014-2015年，并与2012年的GII.4变种一起成为主导，特别是在亚洲。当时的假设是，占主导地位的GII.4型可能被GII.17型所取代。然而，这些基因类型之间的转换并没有发生，GII.17也没有成为显性基因。在这里，作者表征了GII.17 HuNoV的三个已知变种(Kawasaki 308, Kawasaki 323, and CS-E1)与组织血型抗原（HBGA）结合特性，与同时传播的2012年变种的结合特性进行。这项研究的主要目的是确定为什么在许多国家突然出现了GII.17。

随着新的Kawasaki 308变种的出现，GII.17基因的成功繁殖发生了。遗传分析表明，GII.17分离株属于三个不同的变种，差异很大，就像以前注意到的GII.4变种一样。各变异体内衣壳蛋白氨基酸序列高度保守，序列比对分析显示各变异体之间有多个氨基酸缺失，主要位于高变区。作者的研究集中在GII.17和HBGA之间的相互作用，因为最初观察到，与HBGA结合的新兴GII.17 Kawasaki 病毒或多或少地存在于分泌型表型的个体中，与其ABO类型无关，不同于早期的GII.17菌株。作者的数据清楚地表明，GII.17与HBGA的结合能力随着时间的推移而增加，最新的Kawasaki 308变体与HBGA的结合最强(表1)。总而言之，作者的数据突出表明，GII.17 HuNov的演变特征是与HBGA相互作用的能力不断增强。

表1 GII.17与HBGA的互动

对于这项研究，像文献中的其他研究一样，作者在很大程度上依赖于使用合成VLP和唾液样本来研究HuNoV与宿主的相互作用。作者承认，VLP不能完全模仿天然的HuNoV颗粒行为，例如没有CS-E1 VLP与唾液结合。这些数据表明，要么是VLP没有正确组装，要么是CS-E1使用了HBGA的替代配体。此外，考虑到GII.17 VLP只识别H抗原，使用BSA结合的碳水化合物的相对亲和力实验给出了关于HuNoV-HBGA相互作用的不完整信息。显然，使用合成碳水化合物的光学表面等离子共振(SPR)和酶联免疫吸附试验(ELISA)提供了关于HuNoV结合能力的有趣信息。

然而，它们可能不能完全反映碳水化合物在人体组织中的存在。为了验证这一假设，随后使用组织切片进行了结合分析。这里, 三个GII.17变体的结合都涉及HBGA。因此，数据表明，与合成碳水化合物的检测类似，唾液检测可能不能完全反映结合状态，而较差的结合剂，如CS-E1，可能不具备从唾液中附着HBGA的能力。作者的数据与先前的研究相一致，这些研究表明，考虑到HBGA的构象和浓度在肠道和唾液样本之间可能不同，唾液结合状态可能不完全反映肠道水平的结合能力。此外，最近对肠样物质的使用表明，使用VLP的基于唾液的分析可能不能完全反映生理状况，特别是在急性胃肠炎期间遇到的那些状况。作者也承认，作者的组织学数据是非常初步的，应该对更多的组织学组织进行分析，以清楚地确定GII.17在人群中的结合情况。

尽管如此，在没有HIE的情况下，使用组织切片可以被认为是研究HuNoV HBGA相互作用的一个很好的选择，因为使用HIE对许多实验室来说是昂贵的和技术上的挑战。因此，组织学组织可能是分析弱结合剂的一种很好的替代HIE的方法。与观察到的与Kawasaki 323和大多数Kawasaki 308个变异体的结合相反，使用CS-E1 VLP的A血型个体的十二指肠组织没有观察到结合，这表明HBGA结合能力随着GII.17的进化而增加。同样，结合的定量分析强调了与Kawasaki 323相比，最新的Kawasaki 308变异体具有更高的结合能力。

同样，与HBGA结合效率较高伴随着GII.17的演变，2000年后的GII.4变体也描述了这一点。分子分析表明，CS-E1变异体第444位的Valine残基被第442位(Kawasaki 323)或444位(Kawasaki 308)的酪氨酸残基取代，参与了对α1，2岩藻糖的更好识别，并随后增加了与HBGA的亲和力。

已经描述了GII.17基因，但在最近的变异出现之前很少与胃肠炎暴发有关。自2015年以来，流行病学调查显示，两种主要基因型别(即GII.4和GII.17)共同循环，而不是GII.4被GII.17完全取代。后来的报告显示，在2014年至2017年被大量发现后，GII.17于2018年消失，取而代之的是2012年的GII.4变体。如果不育性免疫在很大程度上与新菌株的出现/消失有关，那么为什么GII.4变异持续存在，而其他新出现的基因类型传播的时间有限？仅靠免疫不能解释过去40年来 GII.4基因的成功。作者的数据表明，GII.17的进化涉及到与他们的天然配体HBGA的亲和力增加。尽管如此，GII.17的约束力仍然低于2012年GII.4变种的约束力。对HBGA的亲和力增加，但仍较低，这可能在一定程度上解释了为什么GII.17没有持续存在。过去，作者表明，基于与HBGA配体的结合，GII.4 2006b变异体可被认为是“超级菌株”，作者假设GII.4基因的更高亲和力和更广泛的结合谱有助于其成功。

与最近的GII.4变体不同，GII.17中的HBGA结合光谱似乎更受限制，相对亲和力较低，如使用合成碳水化合物观察到的那样。近年来，流行病学调查表明，与一种新的聚合酶类型相关的2012年GII.4变异的复发有关，GII.17不那么占优势。

总之，分子调查可以用来阐明非GII.4诺如病毒的出现。GII.17是非GII.4 HuNoV基因的一个例子，这种基因在消失前几年成为主要基因。可以假设，取代占主导地位的GII.4菌株的首要条件是具有更高的(或至少相等的)HBGA结合能力。今天，对人类诺如病毒的分子调查一如既往地重要，看到具有更高致病性的旧毒株的出现和重新出现，如本研究评估的GII.17变种所证明的那样。已经表明，未来的主要GII.4变种在出现之前以低水平传播，它们不一定是当前主要循环毒株划时代进化的副产品。

作者可以假设，同样的情况也适用于非GII.4新出现的毒株，这使得选择应该包括在疫苗配方中的非GII.4基因型变得困难，因为没有明确的证据表明不同的HuNoV基因型之间存在组抗原。人们普遍认为，未来的HuNoV疫苗应该包括GII.4型，关于添加非GII.4型的讨论是有必要的。

参考文献：[1] Estienney M, Tarris G, Abou-Hamad N, Rouleau A, Boireau W, Chassagnon R, et al. Epidemiological Impact of GII.17 Human Noroviruses Associated With Attachment to Enterocytes. Front Microbiol. 2022 Apr 27;13:858245.