繼在中東呼吸綜合征冠狀病毒(Middle East Respiratory Syndrome coronavirus，MERS-CoV)侵入宿主細(xì)胞機(jī)制研究中取得重大突破，在《自然》雜志發(fā)表研究成果之后，中國科學(xué)院微生物研究所高福課題組又在其起源研究方面取得新成果。

　　MERS-CoV是繼SARS-CoV之后出現(xiàn)的又一個(gè)高致病性冠狀病毒。截至2014年7月23日，全球共向世衛(wèi)組織通報(bào)837例MERS-CoV病毒感染實(shí)驗(yàn)室確診病例，其中291人死亡。目前研究結(jié)果認(rèn)為MERS-CoV傳播的中間宿主是駱駝，可能起源于蝙蝠冠狀病毒。對(duì)MERS-CoV進(jìn)化路徑的研究是監(jiān)控MERS-CoV及其它潛在的威脅人類健康的冠狀病毒的關(guān)鍵。

　　MERS-CoV屬冠狀病毒科，beta冠狀病毒屬，C亞群。除了MERS-CoV，C亞群還有兩個(gè)成員，即蝙蝠冠狀病毒HKU4與HKU5。序列分析表明，目前鑒定的冠狀病毒中，HKU4與HKU5具有與MERS-CoV最近的系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系。之前的研究結(jié)果表明位于MERS-CoV刺突蛋白（spike, S）上的受體結(jié)合域 (receptor binding domain，RBD），即MERS-RBD可與特異性的受體人CD26（hCD26）結(jié)合，進(jìn)而起始病毒對(duì)細(xì)胞的感染。兩種蝙蝠冠狀病毒的S蛋白與MERS-CoV的S蛋白氨基酸序列一致性非常高（>50%），并且相應(yīng)的RBD區(qū)域的氨基酸序列一致性也超過50%。然而HKU4與HKU5是否可以結(jié)合MERS-CoV的受體——人CD26進(jìn)而感染細(xì)胞呢？高福院士課題組長期致力于囊膜病毒跨種間傳播機(jī)制與免疫分子識(shí)別研究，針對(duì)這一科學(xué)問題，迅速開展了功能實(shí)驗(yàn)以及復(fù)合物結(jié)構(gòu)的研究。

　　課題組王奇慧等研究人員通過流式細(xì)胞技術(shù)以及表面等離子共振技術(shù)分別在細(xì)胞水平以及蛋白水平進(jìn)行檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明HKU4-RBD可以與hCD26結(jié)合，而HKU5-RBD則不具有結(jié)合hCD26的能力。蛋白水平上HKU4-RBD與hCD26的結(jié)合力在微摩爾級(jí)別。盡管其結(jié)合能力比MERS-RBD與hCD26的結(jié)合能力弱，但是含有HKU4 S蛋白的假病毒顆粒仍可以通過結(jié)合hCD26而感染細(xì)胞。通過解析HKU4-RBD與hCD26的復(fù)合物結(jié)構(gòu)，HKU4的受體識(shí)別機(jī)制得以進(jìn)一步闡明。復(fù)合物結(jié)構(gòu)顯示HKU4-RBD與hCD26呈現(xiàn)類似U-型的分子結(jié)構(gòu)（如圖a）。與MERS-RBD相似，HKU4-RBD具有核心區(qū)和外部受體識(shí)別區(qū)。HKU4-RBD 主要依靠外部受體識(shí)別區(qū)識(shí)別hCD26分子“β-螺旋槳”樣結(jié)構(gòu)域（如圖a）。這類似于MERS-RBD與hCD26的結(jié)合模式，但是在決定親和力的氨基酸作用細(xì)節(jié)上，二者不同。因此，功能研究與結(jié)構(gòu)解析的數(shù)據(jù)表明HKU4可以通過識(shí)別并結(jié)合細(xì)胞表面的hCD26分子起始病毒感染（如圖b），說明HKU4具有潛在的感染人的能力，而且HKU4利用相似的模式結(jié)合MERS-CoV的受體也為MERS-CoV的蝙蝠起源說提供了結(jié)構(gòu)及功能數(shù)據(jù)支持。

　　2002年至2003年SARS-CoV的流行以及最近中東地區(qū)MERS-CoV的暴發(fā)不斷地提醒我們監(jiān)控潛在威脅人類健康的冠狀病毒的重要性。蝙蝠是許多alpha與beta冠狀病毒的天然宿主，包括SARS-CoV。2013年，對(duì)扁顱蝠屬進(jìn)行檢測(cè)，仍能獲得HKU4病毒基因組序列，說明在此期間HKU4持續(xù)在扁顱蝠中存在。該研究結(jié)果表明HKU4可以利用hCD26作為功能性受體，因此說明HKU4在一定程度上已經(jīng)具備了跨物種傳播以及感染人的潛力，表明對(duì)HKU4進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控的重要性。該項(xiàng)研究成果近期發(fā)表在《細(xì)胞—宿主與微生物》雜志上。