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为探究蝙蝠甲型流感病毒（IAV）H18N11 的感染机制，研究人员开展了关于其与主要组织相容性复合体 II 类分子（MHCII）相互作用的研究。结果发现病毒附着会诱导 MHCII 纳米级聚集，该成果为理解 IAV 感染机制提供新视角。
在病毒学的神秘世界里，甲型流感病毒（Influenza A virus，IAV）一直是科学家们重点关注的对象。长期以来，人们认为 IAV 主要通过血凝素（hemagglutinin，HA）与唾液酸残基结合，从而介导病毒的附着和进入宿主细胞。然而，蝙蝠甲型流感病毒亚型 H17N10 和 H18N11 的发现，打破了这一传统认知。这两种病毒并不依赖唾液酸，而是利用一种蛋白质受体 —— 主要组织相容性复合体 II 类分子（major histocompatibility complex class II，MHCII）来实现感染过程。但这种全新的蛋白质介导的病毒进入机制，其具体细节一直笼罩在迷雾之中。
为了揭开这层神秘面纱，来自德国弗莱堡大学医学中心病毒学研究所、弗莱堡大学医学院等多个研究机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Nature Communications》上，为我们理解蝙蝠甲型流感病毒的感染机制带来了新曙光。
研究人员采用了多种先进的技术方法来探索这一复杂的过程。其中，光激活定位显微镜（photoactivated localization microscopy，PALM）发挥了关键作用，它能够在单分子水平上可视化 MHCII 的纳米级组织以及蝙蝠 IAV 与 MHCII 的相互作用动态。此外，研究人员还建立了 “反向附着” 实验装置，通过将病毒粒子固定在玻片上，再将表达 MHCII 的细胞接种在上面，从而可以实时追踪 MHCII 分子在病毒附近的运动情况。
研究结果如下：
- 荧光标记的 MHCII 支持蝙蝠 IAV 感染：研究人员构建了融合了光转换荧光蛋白 mEos3.2 的 MHCII（MHCIImEos）和带有 11 个氨基酸替换的突变型 MHCII（MHCIImEosmut）。实验表明，MHCIImEos能使细胞对 H18N11 感染敏感，而MHCIImEosmut则不能。这表明荧光标记的野生型 MHCII 适合用于进一步的高分辨率显微镜功能研究，而突变型可作为阴性对照12。
- H18N11 粒子与细胞表面的 MHCII 簇结合：通过 PALM 对固定细胞进行成像分析，研究人员发现 H18N11 病毒粒子与预先存在的 MHCII 簇结合，并且结合后 MHCII 簇的尺寸会增大。在病毒粒子下方，MHCIImEos簇的中位回转半径（Rg）从无病毒表面的 29nm 增大到 48nm，而MHCIImEosmut簇的中位 Rg 在病毒粒子下为 37nm。这表明病毒粒子与野生型 MHCII 簇存在直接相互作用34。
- H18 病毒与 MHCII 受体的相互作用降低了两者的流动性：利用旋转盘共聚焦显微镜追踪病毒粒子的运动轨迹，发现 H18N11 粒子在表达野生型 MHCII 的细胞表面轨迹较短，而在表达突变型 MHCII 的细胞表面轨迹较长，这表明野生型 MHCII 会限制病毒粒子的移动。通过 “反向附着” 实验结合单粒子追踪 PALM（sptPALM）发现，H18N11 粒子与MHCIImEos相互作用会导致 MHCII 分子在病毒附近的扩散受限，其平均平方位移（MSD）分析显示，与 H18N11 粒子接触的MHCIImEos的中位幂律指数（α）为 0.64，表明其侧向移动受到限制，而在 H1N1 粒子附近的MHCIImEos的 α 值接近 0.8，几乎不受限制。同时，模拟实验也证实了 H18 - MHCII 相互作用会导致 MHCII 在病毒附近局部富集56。
在研究结论和讨论部分，研究揭示了蝙蝠 IAV 通过 MHCII 附着到宿主细胞表面是一个高度动态的过程。H18N11 与 MHCII 的相互作用导致病毒粒子和 MHCII 的局部限制，这对于诱导细胞内信号级联反应以促进内吞作用至关重要。尽管蝙蝠 IAV 和传统 IAV 使用的细胞受体本质不同，但早期进入事件却有相似之处。此外，研究还发现一种新的 IAV 亚型 H19 也依赖 MHCII 进入细胞，这表明 MHCII 结合可能并非蝙蝠源性 IAV 所特有，其在病毒进化中的地位可能比预期的更重要。
这项研究意义重大，它不仅为我们深入理解蝙蝠甲型流感病毒的感染机制提供了关键线索，还为开发针对这类病毒的防控策略奠定了理论基础。同时，研究中所使用的 “反向附着” 方法具有广泛的应用前景，可用于研究其他病毒 - 受体相互作用，为病毒学领域的研究开辟了新的途径。
