脊髓灰质炎病毒克服组织特异的固有免疫应答的机制！

乌龟

尽管病毒的适应度， 感染、繁殖、扩散入新宿主的能力已被认为与病毒群体基因的多样性有关，但多样性 、 适应性 、 致病性和在体内的选择压力之间的联系还并不清楚。研究者通过脊髓灰质炎病毒的模型来解决上述问题，且探究病毒适应宿主的能力是否及怎样促进了病毒的扩散及致病性。

G64S/D79H(GD) 变体引发了更低的变异和重组率

首先，研究者引入了一个脊髓灰质炎病毒的变体G64S/D79H (简称GD), 用一个高度精确的深度测序（可检测极低频率的变异）检测了该病毒在Hela细胞上的变异率，发现GD与野生型相比，有更低的突变和重组率。

适应性增加了脊髓灰质炎病毒克服Ⅰ型干扰素反应的能力

为了验证快速适应能力在克服体内选择压力，如固有免疫反应时，是必需的，研究者对免疫功能正常的老鼠(Tg21)和Ⅰ型干扰素受体缺陷(IFNAR-/-)的老鼠，分别在腹膜内和肌内感染GD与野生型。Tg21 老鼠上的GD与野生型相比有明显的衰减，说明决定因素是GD不能克服Ⅰ型干扰素 。IFNAR-/-老鼠上，GD的毒力轻微降低，与野生型相比，生存期延长了几天。

为验证病毒复制的动力学，研究者比较了GD与野生型在培养细胞的生长，发现两者病毒产生和RNA复制率在细胞培养时没有明显不同，但GD病毒不能有效地复制和扩散在免疫功能正常的老鼠身上。

研究者又比较了GD型和野生型在Tg21和IFNAR-/-老鼠上组织特异性复制水平的不同，发现又全部适应能力的野生型病毒，能更有效地克服固有免疫反应，而有有限适应能力的GD型只能在较少的组织中更低水平地复制。

脊髓灰质炎病毒感染时诱发的组织特异性反应

为量化在个体组织病毒感染反应，研究者应用了全基因组转录组分析，发现对感染的转录反应在病毒基因型间是相似的。他们还检测了已知免疫基因和抗脊髓灰质炎病毒基因表达的类型，发现它们转录时的反应惊人地相似，说明它们在感染时紧密的共调节（图3d.e）。

病毒群体的结构是由组织特异的环境决定的

为验证唯一的抗病毒微环境引发了组织特异的宿主内适应，研究者用GD和野生型感染Tg21老鼠，从脾，肾，肝分离病毒群体，且用深度测序来评估组织特异性的多样性和基因的结构。（图4A-C）研究者接着使用多维排列来设想测序的病毒群体间成对的遗传距离（图4A-C）。

2B蛋白编码区是适应型变异积累的热点区

为更好地理解病毒适应性的机制及群体动力学，研究者对Hela细胞进行了七次传代，使用GD和野生型病毒的多重感染，限制每次传代于一个单独的8小时的复制周期内。每个群体突变的成份用精准二代测序技术（CirSeq）进行分析。为了检测在2B观察到的突变中和了固有免疫信号，研究者设计了六个高适应性的2B 变异在脊髓灰质炎病毒中。Hela细胞，预处理干扰素24小时后，感染2B变异株或野生型。2B变异株产生了多于野生型至少100倍的病毒量，说明2B蛋白上鉴定的等位基因克服了干扰素反应强加在复制上的限制。

2B变异体抑制了抗病毒干扰素系统

为验证2B变体是否加强了病毒复制，他们通过执行一步生长曲线来检验病毒的生产量。研究者转染了一个EMCV-IRES- 驱使的分泌型碱性磷酸酶受体于COS7 细胞，然后用2B变异体和野生型感染该细胞，在感染后2小时，4小时，6小时测量了积累在感染细胞中的碱性磷酸酶的活性。2B变体比起野生型更多地抑制了蛋白的分泌，表明2Bs上的变异可能调节它在细胞蛋白分泌上的效果。

2B变异体在病毒复制和老鼠的发病机理上的作用

接着，研究者检测了适应的2B突变体是否也中和Ⅰ型干扰素反应在分离于Tg21的初生小鼠胚胎成纤维细胞。他们用2B变异体和野生型感染该细胞，且分泌的干扰素β的水平在感染后72小时被测量。尽管病毒RNA的相同水平被测量出，2B变异体比野生型引发了更低的干扰素β水平，及更低的干扰素调节因子7（IRF7 ）和干扰素刺激基因56（ISG56）的mRNA水平。这些说明积累于2B的高适应度的等位基因在适应干扰素的预处理过程中，增加了病毒复制率，抑制了蛋白分泌，且中和了干扰素反应。

综上，该研究提出了对在体内感染时RNA病毒多样性 、 适应性 、 致病性和在体内的选择压力之间的联系的理解，也为病毒治疗策略和疫苗设计提供了新的思路。