重磅发现：呼吸道合胞病毒（RSV）传播机制新解——宿主细胞糖萼或成关键结构

呼吸道合胞病毒（RSV）是导致婴幼儿下呼吸道感染的首要病毒，感染后会在宿主细胞表面形成丝状病毒颗粒。宿主细胞表面存在一层糖萼，这层糖萼是一种富含多糖的复杂结构，对细胞形态和功能有重要作用。然而，RSV如何在糖萼覆盖的细胞表面组装并释放病毒颗粒，一直是未解之谜。

新加坡南洋理工大学研究团队在国际期刊《Virology》发表最新研究，首次证实RSV颗粒在组装过程中会被宿主细胞表面的糖萼（glycocalyx）包裹，这一发现为理解病毒传播和开发抗病毒策略提供了全新视角。

研究内容

图 1 未感染RSV的A549细胞表面的WGA-AL488标记的分布情况

糖萼是覆盖在细胞表面的多糖-蛋白质网络，既往被认为是阻挡病原体的物理屏障。然而，研究通过WGA-AL488荧光探针（标记糖萼碳水化合物）和抗HS/SYND4抗体（标记糖萼核心成分），发现未感染细胞中，糖萼呈连续丝状分布，富集于微绒毛等突起结构（图1B、C）。3D重构显示其在细胞表面形成“绒毛状”覆盖层，厚度不均且在突起处更密集（图1D）。

图 2 RSV感染A549细胞表面的WGA-AL488标记糖萼和病毒丝状结构的分布

病毒丝状体（由F蛋白标记）与糖萼标记物完全共定位。共聚焦显微镜下可见，病毒颗粒从细胞表面“萌发”时即被糖萼紧密包裹，形成“病毒-糖萼复合体”（图2A-D）。

同时，研究人员通过观察病毒丝状体发现：

病毒丝状表面存在硫酸乙酰肝素（HS）的间断性富集，提示其通过特定微结构域与病毒包膜结合；

病毒丝状表面同样分布有与F蛋白染色高度重叠的Syndecan-4蛋白（SYND4）。

图 3 共聚焦显微镜观察转染pCAGGS/G质粒的A549细胞的图像

单独表达病毒G蛋白的细胞中，G蛋白特异性定位于糖萼覆盖的丝状伪足（图3），而非诱导新结构形成。这表明RSV利用宿主预存的糖萼富集区域（如微绒毛）作为组装位点。

研究发现，HS携带强负电荷，与病毒包膜表面的正电荷区域通过静电作用结合。而SYND4作为跨膜蛋白，其胞外域的HS链可能通过糖-蛋白互作锚定在病毒包膜上。 

图 4 RSV感染的A549细胞在感染后48小时的细胞边缘图像。

抗F蛋白抗体和抗肝素硫酸抗体（anti-HS）进行共染色显示：感染后期（48小时）的图像显示，糖萼包裹的病毒颗粒仍存在于细胞间接触部位（图4），提示糖萼不仅帮助病毒逃避体液免疫，还通过维持病毒-细胞黏附促进直接传播。

这项研究采用激光共聚焦显微镜+Airyscan 2超分辨率技术，通过Z轴连续扫描（Z-stack）和3D重构，首次实现对活细胞中病毒-糖萼互作的动态追踪。例如：

I．利用3D模型清晰展示糖萼如何从细胞表面延伸并包裹病毒丝状体；

II．通过像素共定位分析（Manders系数0.83-0.89）量化证明HS与病毒F蛋白的物理结合。

这项研究不仅提出颠覆了传统认知的病毒传播并非“突破屏障”、而是通过“被动包裹”实现“伪装”的说明；还发现了可以通过干扰HS与病毒G蛋白的结合（如肝素类似物）或SYND4的胞外域脱落阻断病毒附着的药物潜在作用靶点；最后还针对未来疫苗的设计提出了应将糖萼纳入RSV颗粒结构模型、考虑糖萼成分对免疫原性影响的建议。

这项研究首次提供了RSV颗粒在宿主细胞表面被糖萼包裹的直接证据，揭示了糖萼在RSV感染中的潜在作用。这些发现不仅增进了我们对RSV感染机制的理解，还可能为开发新的抗病毒策略提供理论基础。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.virol.2025.110415