综述:戊型肝炎病毒如何侵入肝细胞:病毒进入的奥秘

【字体: 时间:2025年04月25日 来源:TRENDS IN Microbiology 14.0

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  戊型肝炎病毒(HEV)是全球急性病毒性肝炎的主要病因,可在免疫功能低下者中发展为慢性疾病并引发肝外并发症。本文综述了 HEV 进入宿主细胞的研究进展,涵盖分子进入因子、检测系统等,探讨其作为抗病毒靶点的潜力,助力开发针对性抗病毒策略。

  

戊型肝炎病毒概述


戊型肝炎病毒(Hepatitis E virus,HEV)属于肝炎病毒科,是一种准包膜、单链正义 RNA 病毒,在全球范围内是急性病毒性肝炎的主要致病原。每年至少有 2000 万例 HEV 感染,约 330 万例有症状的戊型肝炎病例,4.4 万 - 7 万例死亡 。HEV 具有较高的溢出风险,可跨物种传播。目前已发现 8 种基因型(HEV - 1 至 HEV - 8),人类感染主要由 HEV - 1 至 HEV - 4 引起。HEV - 1 和 HEV - 2 是人类特有的病原体,通过粪 - 口途径传播,常引发水源性暴发;HEV - 3 和 HEV - 4 是人畜共患病病毒,宿主范围广泛,包括猪、鹿和兔子等 。


HEV 基因组包含三个开放阅读框(Open Reading Frames,ORFs) :ORF1 编码非结构蛋白,对病毒复制至关重要;ORF2 编码衣壳蛋白(pORF2),负责介导细胞附着并可能与进入受体相互作用;ORF3 编码一种与感染性颗粒分泌相关的小膜蛋白。


研究 HEV 进入的检测系统


以往,HEV 进入和复制的研究受限于缺乏高效的体外培养系统。患者来源的 Kernow - C1 p6 株(基因型 3)的发现是一个重大突破,它使得建立强大的细胞培养系统以产生高滴度的包膜和非包膜 HEV 成为可能 。HEV 具有广泛的组织嗜性,能够感染多种细胞系,如肝脏、肺、结肠、神经元和胎盘细胞等 。


为研究 HEV 的附着、进入和内化,过去采用了多种实验方法。例如,通过控制温度、提取 RNA 和使用逆转录定量聚合酶链反应(RT - qPCR)研究病毒附着,用胰蛋白酶处理细胞分析内化情况,采用药物添加时间测定法鉴定 HEV 进入不同阶段的关键蛋白 。然而,这些方法依赖间接测量,无法实时、高通量地研究 HEV 进入。近期,报告病毒和 / 或 RNA 原位杂交(FISH)结合病毒衣壳染色等技术的应用,能够特异性地研究病毒的附着、内化和解聚 。此外,病毒样颗粒(VLPs)也被开发用于研究病毒进入和受体结合,它由昆虫或细菌细胞中自组装的 ORF2 蛋白片段组成,可模拟非包膜 HEV 病毒粒子 。但 VLPs 组装成的 60 聚体衣壳比天然的 180 聚体衣壳小,可能无法完全复制感染性病毒粒子的特征 。


裸病毒和准包膜 HEV 的宿主细胞附着


HEV 存在两种形式:主要存在于粪便中的非包膜(裸)HEV 粒子(nHEV)和在血液中循环的准包膜 HEV 粒子(eHEV) 。nHEV 的衣壳蛋白 ORF2 直接暴露于环境中,已有多种宿主因子被认为与 nHEV 结合有关,如唾液酸糖蛋白受体(ASGPR1/2)、硫酸乙酰肝素蛋白聚糖(HSPGs)、整合素 α3(ITGA3)等 。其中,ASGPR1/2 位于肝细胞基底外侧膜,可直接与 pORF2 结合,过表达 ASGPR 可增强 HEV 结合,受体耗竭则降低结合 。


eHEV 病毒粒子被宿主来源的脂质膜(“准包膜”)包裹,其表面缺乏病毒编码的蛋白 。与 nHEV 不同,eHEV 因膜包裹不能直接与这些附着因子结合。有研究提出,磷脂酰丝氨酸(PS)存在于 eHEV 的膜中,可能与 PS 受体 T 细胞免疫球蛋白粘蛋白结构域 1(TIM - 1)相互作用,介导 eHEV 细胞进入 。不过,TIM - 1 究竟是增强病毒附着还是作为病毒进入受体仍不确定。


HEV 粒子的内化和运输


无论是 nHEV 还是 eHEV 粒子,都通过网格蛋白和发动蛋白依赖的方式内化进入细胞 。表皮生长因子受体(EGFR)在病毒附着后发挥作用,但其作用不依赖于激酶或信号功能,可能是 HEV 利用 EGFR 依赖的内体途径和配体结合后的运输进行病毒进入,或者 EGFR 作为病毒进入的辅助因子,稳定或与 HEV 进入受体及其他因子相互作用 。此外,Src 家族激酶 Yes1 的激活也有助于(e)nHEV 感染早期的一个步骤 。


然而,nHEV 和 eHEV 在向溶酶体运输过程中的具体进入途径和相互作用伙伴可能不同 。例如,紧密连接蛋白 Zonula Occludens - 1(ZO - 1)与 eHEV 的内化有关,对 nHEV 则部分可有可无 。eHEV 内化后,从 Rab5 阳性内体运输到 Rab7 阳性内体,再到溶酶体,内体酸化是这一过程所必需的,但并非完全依赖低 pH,可能是准包膜中含有促进向溶酶体运输的分子信号 。此外,NPC 细胞内胆固醇转运蛋白 1(NPC1)和溶酶体酸性脂肪酶(LAL)参与 eHEV 的进入过程,可能在病毒基因组释放前促进准包膜的降解 。


对于 nHEV,热休克蛋白 90(HSP90)在病毒附着后与 p239 VLP 相互作用,介导其从质膜运输到核周部位 。nHEV 感染还依赖于细胞膜表面脂筏中的胆固醇,除肌动蛋白外,微管等细胞骨架成分也参与病毒进入,它们参与内体颗粒向核周区域的运输,以进行解聚和基因组释放 。整合素 β1 蛋白(ITGB1)与 nHEV 衣壳相互作用,并通过回收内体引导其运输,Rab11 作为回收内体的标记物,影响 nHEV 的解聚,但对 eHEV 无影响 。不过,其他参与病毒内体运输的小 GTP 酶对 nHEV 进入的必要性存在争议,Rab5 和 Rab7 与 nHEV 进入及复制的关系也尚未明确,内体酸化对 nHEV 感染的必要性同样存在争议 。


尽管 nHEV 和 eHEV 在宿主细胞附着和细胞进入初始阶段存在差异,但两者的 RNA 都在 LAMP1 阳性溶酶体中被检测到,表明病毒粒子最终在内溶酶体中汇聚 。nHEV 可能通过与 ITGA3 或 ITGB1 的结合被导向溶酶体,因为部分整合素在运输过程中会被靶向溶酶体降解,如果 nHEV 在此过程中仍与整合素结合,就可能进入溶酶体途径释放病毒基因组 。此外,过表达的 ORF3 蛋白(pORF3)定位于早期和回收内体,可能干扰内体运输途径,间接减缓内化病毒粒子向溶酶体的运输,影响病毒进入动力学,但 pORF3 在 eHEV 进入中的相关性尚不清楚 。


HEV 的脱壳和基因组释放


HEV 运输到溶酶体后,必须进行脱壳以将基因组释放到细胞质中进行翻译 。现有证据表明,nHEV 和 eHEV 都定位于 LAMP1 阳性的囊泡区室,说明溶酶体是脱壳的位点 。溶酶体组织蛋白酶,尤其是组织蛋白酶 L(CTSL)的蛋白水解加工对基因组释放至关重要,CTSL 介导的切割可能促进衣壳解离,使 RNA 能够进入细胞质 。然而,调节 HEV 衣壳不稳定的分子决定因素,包括组织蛋白酶切割位点及其在不同 HEV 基因型中的潜在保守性,仍有待阐明。此外,pORF2 的加工是否会产生具有膜穿透活性的片段,或促进与宿主因子的相互作用以帮助病毒基因组从溶酶体中逃逸,也尚不清楚 。新型检测系统,如溶酶体免疫沉淀(Lyso - IP)结合蛋白质组学,可为研究天然溶酶体中的病毒衣壳加工和基因组释放提供框架 。


HEV 进入作为抗病毒靶点


目前的抗病毒策略主要针对病毒复制过程,但 HEV 复制周期的进入阶段也是治疗干预的重要靶点 。鉴于 HEV 通过网格蛋白和发动蛋白 - 2 依赖的内吞作用进入细胞,并利用宿主内体 - 溶酶体途径,内吞作用抑制剂氯丙嗪和内体酸化抑制剂如巴弗洛霉素 A、 concanamycin A 和氯化铵等,已被证明可剂量依赖性地抑制 HEV 进入 。与广泛抑制内体 - 溶酶体途径相比,靶向该系统中的特定蛋白质可能是更合适的方法 。例如,FDA 批准的 EGFR 靶向药物厄洛替尼(一种小分子抑制剂)和西妥昔单抗(一种结合细胞外受体结构域的抗体)在体外实验中影响 eHEV 和 nHEV 的进入 。泛组织蛋白酶抑制剂 K117777 在体外对 eHEV 和 nHEV 也显示出强大的抗病毒活性,使 CTSL 成为未来 HEV 抗病毒研究的有前景的药物靶点 。不过,这些药物在体内的疗效仍有待确定 。


此外,特异性靶向病毒进入宿主细胞所利用的真正受体的抗体和小分子抑制剂,在治疗多种病毒感染方面显示出前景 。针对 HEV 衣壳蛋白 ORF2 的中和抗体,可特异性靶向感染性粒子中存在的非糖基化 pORF2,而不靶向作为抗体诱饵的分泌型糖基化形式,从而阻止病毒进入宿主细胞 。虽然这些抗体仍处于研发阶段,但在治疗 HEV 感染,特别是在高风险人群和疫情爆发情况下,具有潜在价值 。


靶向 HEV 进入作为一种治疗策略具有潜力,因为 HEV 的进入机制相对广泛,可能允许单一抑制剂针对多种基因型,如 HEV - 1 和 HEV - 3 。其他病毒的进入抑制剂,如用于慢性丁型肝炎(HDV)的 bulevirtide(靶向 NTCP)和用于 HIV 的 Maraviroc(靶向 CCR5)的成功,为开发针对 HEV 的类似方法提供了先例 。通过靶向 HEV 进入,这些抑制剂不仅可以预防新的感染,还可能在慢性 HEV 感染的管理中发挥作用 。


结论


HEV 已从一种散发且地理受限的疾病转变为全球健康问题 。尽管在研究方面取得了显著进展,但 HEV 复制周期的许多方面,尤其是其进入宿主细胞的过程,仍未完全了解 。确定 HEV 真正的受体,揭示其进入和复制的分子机制,是当前研究的关键焦点 。HEV 低效的细胞进入,特别是准包膜形式,可能是一种进化权衡 。准包膜虽然减缓了进入速度,但提供了免疫逃逸优势,有利于病毒持续存在 。此外,低效的细胞进入与 HEV 在感染建立后对抗宿主免疫反应的能力相结合,可能使病毒能够最小化细胞应激反应和被模式识别受体检测到的可能性,从而在避免早期被宿主免疫系统检测和清除的同时进行充分复制 。这种进入效率和免疫逃逸之间的平衡可能有助于 HEV 在免疫功能低下个体中建立慢性感染 。


因此,了解病毒粒子进入过程中的潜在瓶颈,对于深入理解 HEV 的发病机制和持续存在至关重要 。此外,探索宿主特异性受体和附着因子的作用,以及影响细胞嗜性和跨物种传播的细胞内途径,对于推进对 HEV 感染生物学和病理学的理解,以及开发靶向抗病毒疗法至关重要 。虽然近期的体外研究已经确定了几个可能作为潜在抗病毒靶点的宿主因子,但这些发现能否以及如何转化到体内仍不清楚 。了解 HEV 与其他利用整合素、紧密连接蛋白、内吞途径或溶酶体组织蛋白酶加工的病毒在进入机制上的异同,可能揭示进化联系,并为影响组织嗜性和宿主范围的独特适应提供新的见解,也有助于开发针对病毒感染早期阶段的治疗策略,可能导致广谱抗病毒方法的出现 。


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