Nature子刊：对抗病毒的组合拳

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许多病毒性感染，如普通感冒，会引发身体免疫系统最终战胜的较轻病症。但是，当病毒引起严重的疾病时，医生无从选择有效的治疗。
最近，华盛顿大学医学院的科学家们，通过研究感染各种病毒的小鼠，证明了一种方法来提高身体的先天免疫防御，同时攻击许多病毒复制所依赖的一种蛋白质。

这项研究结果发表在十月十九日的《Nature Immunology》，揭示了身体抗病毒免疫库中以前未知的武器，并为设计有效对抗多种病毒的药物，提供了参考指南。该策略包括，提高机体的干扰素信号系统，长期被理解为抗病毒防御的重要组成部分。

本文资深作者、医学教授Michael J. Holtzman博士指出：“我们已经发现了干扰素系统的一个新成分。它能做一些其他成分不能做的事情，并且它通过两方面起作用：打开身体内部对抗病毒的基因，并且它直接攻击病毒蛋白。”

Holtzman和本文第一作者、Yong Zhang博士怀疑，研究人员对抗病毒的组合拳，可以解释对照小鼠和转基因小鼠（通过遗传工程在其干扰素系统中有增加的信号）存活率的差异。
当感染脑心肌炎病毒（可导致重要器官的严重损伤，包括大脑、心脏和胰腺）时，97%的转基因小鼠存活下来，而对照组小鼠则无一存活。即使注射的病毒浓度增加了100倍，也有82%的转基因小鼠存活。而在下降100倍的浓度时，所有转基因小鼠都在感染中幸存下来，而对照组小鼠中只有25 %存活。

Holtzman指出，其他研究小组过去的研究表明，增加干扰素的量，可直接带来对抗病毒的一些改进，但达不到目前工作相同的水平。此外，其他研究者所示的更小改进，通常伴随有自身免疫性问题，是由长期激活的免疫反应造成的。尽管在这项新的研究中看到了很强的抗病毒免疫反应，但是Holtzman和他的同事们在这些小鼠体内没有发现自身免疫性疾病的证据。

Holtzman说，这些令人印象深刻的生存率和缺乏破坏性的自身免疫，一个可能的解释是，研究人员的策略并没有涉及增加干扰素的量，这一重要抗病毒信号级联反应的第一步。相反，它提高了STAT1蛋白的量，这一级联反应的第二个成分，而没有改变系统总的干扰素开关。

Holtzman说：“过去的工作是为了提高这个系统，只是一直都在保持干扰素信号。当系统被长期激活时，它不再被调节，这是自身免疫性问题的可能来源。我们的系统仍然是由干扰素存在或不存在调节的。当有感染时干扰素量增加，没有感染时干扰素量减少。我们并不是提高干扰素本身，而是干扰素激活的二次信号，这会引发其他的抗病毒级联反应。”

通过分析小鼠，研究人员发现，产生这些益处的遗传改变，打开了一组分子，称为PARP9-DTX3L。这种分子复合物可激活专门攻击病毒的基因。而且，科学家发现，与其在激活基因中的作用不同，该复合物还寻找并摧毁一个重要的病毒蛋白，称为3C蛋白酶。包括普通感冒病毒在内的许多病毒，都依赖这种蛋白来复制，并通过身体继续进行破坏性的游行。

Holtzman说：“这一双重作用机制，是设计新的抗病毒药物的伟大方针。我们想要影响宿主和病毒的一些东西。我们已经有了候选药物，我们可以进行筛选，以探讨它们是否能靶定系统的这一部分。”
根据Holtzman介绍，本系统另一个潜在的优势是，具有这种双重功能的药物，可能有效地对抗不同种类的病毒（它们影响各种组织），特别是那些依赖3C蛋白酶蛋白才能生存的病毒。除了用脑心肌炎病毒检测小鼠之外，研究人员发现，他们的系统对于马脑炎病毒以及与公共卫生相关的流感病毒也很有效，包括H5N1和H1N1。
PARP9-DTX3L ubiquitin ligase targets host histone H2BJ and viral 3C protease to enhance interferon signaling and control viral infection
Abstract: Enhancing the response to interferon could offer an immunological advantage to the host. In support of this concept, we used a modified form of the transcription factor STAT1 to achieve hyper-responsiveness to interferon without toxicity and markedly improve antiviral function in transgenic mice and transduced human cells. We found that the improvement depended on expression of a PARP9-DTX3L complex with distinct domains for interaction with STAT1 and for activity as an E3 ubiquitin ligase that acted on host histone H2BJ to promote interferon-stimulated gene expression and on viral 3C proteases to degrade these proteases via the immunoproteasome. Thus, PARP9-DTX3L acted on host and pathogen to achieve a double layer of immunity within a safe reserve in the interferon signaling pathway.