由共同感染形成的混合病毒颗粒表现出免疫逃避和扩展的趋向性

由共同感染形成的混合病毒颗粒表现出免疫逃避和扩展的趋向性

在最近发表的一项研究中 天然微生物学 研究人员使用同时感染两种共同循环病毒（呼吸道合胞病毒（RSV）和甲型流感病毒（IAV））的人肺细胞检查了病毒与病毒之间的相互作用。

Lernen: Eine Koinfektion durch das Influenza-A-Virus und das Respiratory-Syncytial-Virus erzeugt hybride Viruspartikel. Bildnachweis: Kateryna Kon/Shutterstock

背景

细胞内病原体（例如病毒）通常表现出向性，即对选定的细胞类型表现出亲和力。 一些细胞和组织可以被分类上不同的病毒共同感染，因为不同的病毒可以对相同的细胞类型具有亲和力。

混合感染为病毒相互作用提供了生态位。 这些相互作用包括假型化，即一种病毒的表面蛋白被整合到另一种病毒中，或者它们可能导致基因组重排，从而产生具有更强感染潜力的全新毒株。 虽然一些研究声称疾病结果与合并感染无关，但其他研究表明，由于合并感染，严重后果有所增加。 然而，共同感染期间决定疾病进展的病毒相互作用机制仍不清楚。

关于学习

在本研究中，Madin-Darby犬肾细胞（MDCK）和人表皮样癌细胞（HEp-2）分别用于培养血凝素-1-神经氨酸酶1（H1N1）IAV和RSV A2株病毒株。 培养的人肺腺癌细胞 (A549) 以高感染复数 (MOI) 分别同时感染 IAV 和 RSV。

噬菌斑测定分别用于测定 MDCK 和 HEp-2 细胞中 IAV 和 RSV 的感染滴度。 使用免疫荧光显微镜评估单个和共感染的细胞，以确定共感染对病毒蛋白定位和感染细胞比例的影响。 使用超分辨率共聚焦显微镜检查含有 IAV 血凝素和 RSV 融合糖蛋白免疫标记的病毒颗粒，以确定两种病毒糖蛋白的混合是否导致出芽病毒颗粒含有 IAV 和 RSV 成分。

此外，还进行了冷冻电子断层扫描来检查从共感染细胞中出芽的 RSV 和 IAV 丝的结构特性。 此外，由于杂交病毒颗粒将含有来自RSV和IAV的表面糖蛋白，因此针对从单独和同步感染的细胞收集的IAV和RSV病毒的中和测定中使用针对IAV血凝素和RSV融合糖蛋白的抗体。

使用神经氨酸酶去除 IAV 的细胞受体唾液酸，并将来自单独感染或共感染细胞的 IAV 和 RSV 病毒接种到细胞中，以确定 RSV 糖蛋白的掺入是否可以扩大杂交病毒颗粒的 IAV 受体向性。 对细胞进行 IAV 和 RSV 核蛋白免疫染色并定量。

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此外，人支气管上皮细胞与RSV和IAV共感染，并对石蜡包埋的感染培养物进行IAV血凝素和核蛋白以及整个RSV病毒颗粒的免疫染色，以确定其他相关生物系统是否形成杂种病毒颗粒。

结果

结果表明，与单独感染两种病毒的细胞相比，共感染细胞中的 IAV 滴度等于或略高，RSV 滴度较低。 相反，在同时感染IAV和鼻病毒的细胞中，IAV复制受到抑制。 这表明共同感染的结果取决于所涉及病毒的类型以及随后的病毒特异性细胞反应。

此外，研究表明，共同感染过程中产生的杂交病毒颗粒含有两种亲本病毒的结构、功能和基因组成分，并且具有传染性。 这些混合病毒颗粒表现出逃避 IAV 靶向中和的能力以及感染神经氨酸酶处理的 IAV 受体阴性细胞的能力，表明抗原性和广泛的趋向性特性有所改变。

使用抗RSV糖蛋白抗体的中和测定表明，杂交病毒颗粒进入细胞是由RSV融合糖蛋白介导的，这表明IAV可能招募不相关的病毒糖蛋白作为功能性包膜蛋白。

尽管 IAV 感染通常仅限于上呼吸道，但具有两种病毒结构和功能成分的混合病毒颗粒可以使 IAV 感染发生在下呼吸道区域。 这些结果表明该疾病的致病性和严重程度以及病毒性肺炎等并发症可能会增加。

此外，由于IAV的突变率很高，感染下呼吸道的混合病毒颗粒可能会导致选择具有更强的发病机制和对下呼吸道区域具有更大趋向性的病毒颗粒。 结果还表明，混合病毒颗粒在多轮感染中得以维持，并支持 IAV 传播到难治性细胞群中。

人支气管上皮细胞的共感染证明了在生物学相关组织中形成了混合病毒颗粒，并表明由于IAV和RSV都在同一季节循环并且具有纤毛上皮细胞的趋向性，因此混合感染和体内产生混合病毒颗粒的可能性很高。

结论

总体而言，该研究表明，RSV 和 IAV 的共同感染形成了抗原性改变和向性扩大的混合病毒颗粒，并表明与多形性包膜病毒（如 RSV）共同感染形成其他此类混合病毒颗粒的可能性。

作者认为，虽然混合病毒颗粒的形成取决于结构相容性以外的各种因素，例如循环季节的重叠、地理和向性，但混合感染会带来具有广泛向性和增加免疫逃避的混合病毒颗粒的风险。

参考：

• Haney, J., Vijayakrishnan, S., Streetley, J., Dee, K., Goldfarb, DM, Clarke, M., Mullin, M., Carter, SD, Bhella, D., & Murcia, PR (2022) . Eine Koinfektion durch das Influenza-A-Virus und das Respiratory-Syncytial-Virus erzeugt hybride Viruspartikel. Naturmikrobiologie. doi: https://doi.org/10.1038/s41564-022-01242-5 https://www.nature.com/articles/s41564-022-01242-5

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