发烧抑制人流感,禽流感却自带“耐高温外挂”基因

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来源:生物岛
2025-12-29 16:27:16
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核心提示:该研究发现禽源PB1聚合酶亚基能够在高温下进行IAV复制,包括来自1918年、1957年和1968年大流行病毒的禽源PB1。

宿主体温可以确定病毒的复制特征——与适应于33°C至37°C的人类分离株相比,在禽类中适应于40°C至42°C的甲型流感病毒(IAVs)在体外对温度的敏感性较低。

2025年11月27日,剑桥大学Sam J. Wilson团队在Science 在线发表题为“Avian-origin influenza A viruses tolerate elevated pyrexic temperatures in mammals”的研究论文,该研究发现禽源PB1聚合酶亚基能够在高温下进行IAV复制,包括来自1918年、1957年和1968年大流行病毒的禽源PB1。

通过一个模型系统来确保生物安全性,该研究发现体温的小幅升高可以保护小鼠免受严重疾病的侵袭,而这种保护作用被发热的耐温PB1所克服。这些发现表明,虽然升高的温度本身可能是一种有效的抗病毒防御,但它可能不是对所有流感病毒株都有效。这些数据为临床使用退烧药和IAV监测工作提供了信息。

甲型流感病毒在不同种类的鸟类中传播,并定期蔓延,导致人类严重或致命的感染。甲型禽流感病毒适应于在~40°至42°C的环境下在鸟类胃肠道中复制。相比之下,人类适应的季节性甲型流感病毒往往会引起轻微的症状,并在~33°C的凉爽上呼吸道中茁壮成长,但在40°C培养的细胞中难以复制。值得注意的是,鸟类宿主的正常体温高于典型的人类发烧。

提高核心体温以应对感染是一种进化上古老的抗病原体策略,这在人类(和其他恒温动物)中是发热反应的标志。然而,升高的温度本身是直接抗病毒还是间接作用(如通过热刺激的免疫过程),可能很难弄清楚,因为热原和退烧药具有促炎和抗炎特性,同时影响体温。

为了避免错误的比较,研究人员设计出除了在不同温度下复制能力之外完全相同的病毒。利用分段病毒基因组,研究人员发现来自禽类的PB1蛋白(病毒聚合酶的一个组成部分)能够在较高温度下进行病毒复制。值得注意的是,1918年、1957年和1968年的大流行性流感病毒都获得了源自禽类的PB1,这使得它们能够进行耐温复制,而且与它们的季节性后代相比,它们与更严重的疾病有关。

禽流感感觉不到高温(图源自Science )

体内实验中,研究人员使用了一种对人类无毒的人类源性实验室适应病毒(PR8)。PR8在小鼠中引起严重疾病,但与季节性甲型流感病毒一样,它在40°C时复制能力差。研究人员制作了一系列嵌合PB1蛋白,并进行了两个氨基酸取代,使其具有类似禽类对PR8的温度抗性:一种在40°C下复制很差,另一种在40°C下有效复制的“鸟化”突变体。在标准条件下饲养的小鼠中,亲本病毒和鸟化突变体都引起了严重的疾病。然而,当研究人员通过提高环境温度来模拟小鼠发烧以增加核心体温时,小鼠可以免受亲本病毒的侵害,并且症状相对较轻。相比之下,尽管小鼠的体温较高,但鸟化的耐温病毒在小鼠身上引起了严重的疾病。

由于在体外40°C下有效复制的鸟化突变体是唯一在模拟发烧的情况下引起严重疾病的病毒,升高的温度本身可以是体内有效的抗病毒防御。体温升高2°C,这与日常发热反应相似,将通常严重或致命的挑战转变为轻度疾病。而且由于类禽病毒抵抗高温防御,耐热复制可以帮助解释为什么禽外溢病毒和具有禽类源性PB1的大流行性流感病毒会在人类中引起更严重的疾病。

参考消息:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adq4691

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