诺如病毒样颗粒在不同环境条件下的生物学特性

  人源诺如病毒(HuNoVs)是全世界所有年龄组病毒性胃肠炎的主要病因。由于诺如病毒VP1衣壳表面的氨基酸残基的持续突变影响了诺如病毒对环境条件的反应。法国病毒性胃肠炎国家研究中心的学者发表题为《Biological and physico-chemical characterization of human norovirus-like particles under various environmental conditions》的文章，利用GII.17和GII.4杆状病毒表达的病毒样颗粒(VLPs)研究了不同条件下HuNoVs衣壳的生物学特性(与HuNoVs受体，即A/B/O唾液和Lewis抗原的结合)和理化性质(大小、形态和电荷)(图1)。

  图1 图文摘要

  为了研究温度对VLP稳定性的影响，在25、30、40、50、60、65、68和70 ℃下加热10分钟，然后利用动态光散射测量颗粒平均尺寸(图2)。对于GII.4和GII.17这两种基因型，当温度低于60 ℃时，VLP的稳定性不受影响。然而，透射电镜显示，由于VLPs聚集，从65 ℃(及以上)开始，尺寸急剧增加。在65℃时，由于聚集的存在，平均尺寸为148 nm(±34 nm)。在70°C时，大小超过1000 nm，悬液中几乎几乎观察不到VLPs，仅观察到VLPs的片段。在温度范围为60至70 °C之间时，GII.17的结合能力仍然很高，而GII.4的HBGA识别能力明显降低。其中O型唾液样本的结合能力是最不稳定的，当高于60 °C时，与A或B型唾液的结合相比，O型唾液样本的结合能力下降了一半。

  图2 温度对病毒颗粒影响

  GII.17 VLPs在低离子强度和高离子强度下表现出较高的稳定性，而GII.4 VLPs在离子强度为10 mM时聚集。表明缓冲液的性质影响了VLPs的形态和稳定性。HuNoVs感染是粪-口途径，感染颗粒应通过酸性胃屏障，同时在小肠中保持传染性。研究表明两种VLPs在25 ℃下从pH 7.0到pH 8.5保持高度稳定(图3)。GII.17 VLPs在pH为2时完全降解，而在pH 4和pH 5下聚集。在pH值为4和5时。在TEM中未观察到GII.4 VLPs，但动态光散射显示尺寸与GII.17随pH的变化值相似。

  图3 pH对病毒颗粒影响

  VLPs对胃(进食状态)和小肠中的pH、离子强度和温度保持HBGA结合能力(图4)。因此，作者预测，当平均pH值为1.8时，诺如病毒在禁食状态下应该被胃液灭活。在进食后，胃液的pH值上升到与HuNoV存活相容的值。由图4可见，pH 9.6对VLP结构没有影响，但HBGA结合力明显降低。这可能与之前研究报道的VLPs在55 ℃下非常稳定而60 ℃以上，VLPs的二级、三级和四级蛋白结构发生了一些变化一致。

  图4 pH对VLP结构和HBGA结合力的影响

  然而，该研究的主要局限是使用的VLPs而不是天然颗粒。虽然大量研究表明VLPs可作为诺如病毒替代物，但合成颗粒不能完全替代含有基因组RNA的天然HuNoVs颗粒。

  参考文献：

  Abou-Hamad, N., Estienney, M., Chassagnon, R., Bon, M., Daval-Frerot, P., de Rougemont, A., Guyot, S., Bouyer, F., & Belliot, G. Biological and physico-chemical characterization of human norovirus-like particles under various environmental conditions. Colloids and surfaces. B, Biointerfaces, 2023, 231, 113545.