康翠潔

(山東大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，青島 266237)

病毒(virus)又稱真病毒(euvirus)，是無完整細(xì)胞結(jié)構(gòu)，必須在活細(xì)胞內(nèi)寄生并復(fù)制的非細(xì)胞型微生物，多數(shù)由核酸和蛋白質(zhì)構(gòu)成，又被稱為介于生命與非生命之間的分子生物。病毒可以入侵各種單細(xì)胞和多細(xì)胞生物，利用宿主細(xì)胞成分進(jìn)行自身的復(fù)制與傳播。亞病毒(subviruses)是比病毒結(jié)構(gòu)更簡單，生物學(xué)特性與真病毒不同的一些傳染因子，包括類病毒(viroids)、擬病毒(virusoid)和朊病毒(virino)[1]。目前，已知的急性傳染病中，約有2/3由真病毒和亞病毒感染所引發(fā)。對病毒的組成、結(jié)構(gòu)、分類、生命活動過程及其導(dǎo)致的疾病暴發(fā)機(jī)制與控制方式所開展的科學(xué)研究都屬于病毒學(xué)的研究范疇。隨著分子生物學(xué)、生物化學(xué)和計算機(jī)科學(xué)與測序技術(shù)的發(fā)展，病毒學(xué)相關(guān)的研究已經(jīng)深入到分子水平，并且有力地推動了生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，成為生命科學(xué)領(lǐng)域中一門重要的分支學(xué)科。

從2019年年底開始，一種新型冠狀病毒引發(fā)的非典型性肺炎席卷全球，該疾病被世界衛(wèi)生組織命名為2019冠狀病毒病(Corona Virus Disease 2019，COVID-19)，簡稱新冠肺炎。引起該疾病的病原被國際病毒分類學(xué)委員會定名為“SARS-CoV-2”。該病毒與引起2003年的“嚴(yán)重急性呼吸系統(tǒng)綜合征”疾病的“SARS”病毒和2012年引起“中東呼吸系統(tǒng)綜合征”的“MERS”病毒同為冠狀病毒，屬于目前已知的可感染人類的7種冠狀病毒成員。根據(jù)世衛(wèi)組織統(tǒng)計，截至2022年初，全球新冠肺炎累計確診病例已經(jīng)達(dá)到29億人，累計死亡病例546萬人，給世界經(jīng)濟(jì)和人民生活造成了巨大影響，也顯示出對病毒學(xué)相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行深入研究的必要性和緊迫性[2-3]。在此形勢下，生物學(xué)雜志社聯(lián)合國內(nèi)多個學(xué)術(shù)單位，共同舉辦了這次病毒學(xué)學(xué)術(shù)沙龍，邀請了近期在國際病毒學(xué)研究領(lǐng)域作出重要貢獻(xiàn)的12位國內(nèi)年輕學(xué)者，圍繞病毒學(xué)的重點(diǎn)研究方向和目前研究熱點(diǎn)進(jìn)行了學(xué)術(shù)交流，現(xiàn)將本次會議交流的主要內(nèi)容概述如下。

1 重要病毒感染、檢測與防治

雖然大多數(shù)SARS-CoV-2感染者無癥狀，或僅表現(xiàn)出輕、中度癥狀，但約有15%～20%的患者會發(fā)展為重癥及危重癥，其機(jī)制還不清楚。新冠疫苗的廣泛接種顯著降低了病毒的傳播及患者發(fā)病程度，部分中和抗體和小分子藥物也能顯著降低重癥化風(fēng)險，但新冠變異株(如Alpha、Beta、Delta以及最近備受關(guān)注的Omicron毒株)不斷逃逸疫苗誘導(dǎo)的免疫，引起更加廣泛的感染。因此，深入研究新冠肺炎重癥化機(jī)制、研發(fā)高效廣譜的抗病毒藥物迫在眉睫。我國病毒學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)科研人員積極參與新冠病毒及其引發(fā)疾病的相關(guān)研究，并在多個領(lǐng)域做出了出色的工作。本次會議中，有3位專家從不同角度深入介紹了在冠狀病毒及相關(guān)疾病研究領(lǐng)域做出的科研成果。

1.1 冠狀病毒入侵與宿主免疫機(jī)制

廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院/呼吸疾病國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室趙金存教授團(tuán)隊長期關(guān)注由冠狀病毒感染所引發(fā)的呼吸系統(tǒng)新發(fā)、突發(fā)傳染病的體液免疫機(jī)制及應(yīng)急救治抗體藥物開發(fā)和應(yīng)用[4-7]。在報告中，趙金存教授首先介紹了COVID-19病人的體液免疫特征，指出COVID-19輕癥病人具有較低的IgM反應(yīng)，而重癥病人存在抗體異位分布的特點(diǎn)，相關(guān)指標(biāo)可以用于重癥預(yù)警；以中東呼吸綜合征(middle east respiratory syndrome，MERS)研究為例，詳細(xì)介紹了利用MERS病毒抗原進(jìn)行駱駝、馬、鼠及轉(zhuǎn)基因牛等動物源治療性中和抗體的研究成果，并深入介紹了利用艾巴氏病毒(Epstein-Barr virus，EBV)轉(zhuǎn)化法制備人源化單抗的最新成果。該團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了多個MERS的全新的抗原表位，并對一些新的抗原表位的作用機(jī)制進(jìn)行了解析[8]。該課題組還發(fā)現(xiàn)，利用表達(dá)SARS-CoV-2 的RBD(receptor binding domain)抗體的慢病毒質(zhì)粒進(jìn)行小鼠鼻內(nèi)免疫，可以有效地預(yù)防病毒感染，并且具有長期保護(hù)效果，為開發(fā)新型抗病毒免疫制劑提供了線索。

1.2 新冠肺炎重癥化機(jī)制解析與治療

深圳第三人民醫(yī)院張政教授研究組圍繞新冠肺炎重癥化機(jī)制解析與治療，開展了許多卓有成效的研究工作并在本次會議中進(jìn)行了介紹。在2019新冠肺炎暴發(fā)初期，該團(tuán)隊率先應(yīng)用單細(xì)胞多組學(xué)技術(shù)解析了新冠輕/重癥患者肺泡灌洗液單細(xì)胞圖譜[9]，鑒定出與重癥化相關(guān)的炎癥/纖維化細(xì)胞亞群，還繪制了重癥患者外周免疫麻痹特征。通過國際合作，建立了一種新的病毒Viral-Track方法，追蹤新冠病毒RNA的單細(xì)胞水平分布[10]，從造血干/祖細(xì)胞分化的角度解析了與重癥化顯著相關(guān)的淋巴細(xì)胞減少癥的潛在機(jī)制。率先從新冠肺炎康復(fù)者中迅速分離到206種病毒特異性抗體，并優(yōu)選出兩種“精英抗體”，闡明關(guān)鍵抗體的中和機(jī)制[11]；與清華大學(xué)和騰盛博藥公司共同開發(fā)出新冠抗體藥物(BRII-196/BRII-198)，可有效對抗目前主流變異株，已于2020年12月8日獲中國藥監(jiān)局批準(zhǔn)上市，成為中國首個完全具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新冠肺炎治療性藥物[7,12]，相關(guān)成果發(fā)表于Nature、CellRes、NatCommun等雜志。同時針對病毒突變頻繁及存在免疫逃逸的現(xiàn)狀，開展了國際上首個“新冠病毒突變株”單抗的雞尾酒臨床實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過多中心、多種族和多變異株測試，發(fā)現(xiàn)該療法可以使得住院和死亡復(fù)合終點(diǎn)降低78%。發(fā)現(xiàn)新冠病毒RNA依賴的RNA聚合酶NSP12可以激活宿主細(xì)胞內(nèi)的受體相互作用絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶RIPK1，誘導(dǎo)炎癥因子風(fēng)暴產(chǎn)生，而RIPK1的抑制劑Nec-1s可以抑制這一過程，顯著降低病毒增殖和神經(jīng)系統(tǒng)炎癥反應(yīng)[13]。

1.3 新冠病毒診斷試劑盒、中和性抗體和疫苗研發(fā)

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)金騰川教授團(tuán)隊在2020年新冠疫情暴發(fā)初期，便對新冠感染后體液免疫應(yīng)答的規(guī)律進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)新冠感染早期，血清中不僅有特異性IgM，還有特異性IgA[14]，因此提出了利用IgA/IgM/IgG等3個指標(biāo)共同作為新冠血清學(xué)診斷標(biāo)志物的診斷方案，并利用新冠刺突蛋白受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域(receptor binding domain，RBD)作為抗原，研發(fā)了新冠IgA/IgM/IgG化學(xué)發(fā)光法診斷試劑盒。該診斷方案和試劑盒臨床驗(yàn)證具有高于98%的準(zhǔn)確性。另外，發(fā)現(xiàn)診斷新冠刺突蛋白RBD的IgA與其他抗體亞型相比，具有更好的中和病毒的活性。課題組還利用羊駝納米抗體平臺，篩選獲得了多種針對新冠RBD的中和性抗體，它們結(jié)合在不同抗原表位，聯(lián)合使用或者偶聯(lián)后具有極高的中和新冠病毒活性，并且能夠?qū)剐鹿谕蛔冎闧15]。針對病毒突變株逃逸宿主細(xì)胞免疫的分子機(jī)制，該團(tuán)隊篩選發(fā)現(xiàn)了多種冠狀病毒共有的一些T細(xì)胞保守表位，解釋了交叉保護(hù)和預(yù)存免疫機(jī)制，正在與疫苗企業(yè)共同研發(fā)針對病毒突變株的重組疫苗和腺病毒相關(guān)病毒(AAV)載體疫苗的研究工作，從不同側(cè)面為疫情防控開發(fā)新的藥物。

1.4 豬重要病毒病的遺傳演化與防控產(chǎn)品研發(fā)

我國是生豬生產(chǎn)和消費(fèi)的大國，每年生豬出欄量約7億頭，占世界出欄總量50%以上。而生豬疫病嚴(yán)重危害生豬產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，每年造成近千億元的經(jīng)濟(jì)損失。隨著我國生豬養(yǎng)殖規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，生豬疫病呈現(xiàn)病原流行病學(xué)調(diào)查不系統(tǒng)，病原變異呈現(xiàn)速度加快、毒力不斷增強(qiáng)、混合感染和跨種感染增多、疫苗防控效果不佳、老病未除而又添新疫情的局面，急需防控理論與技術(shù)的突破。尤其是非洲豬瘟給我國養(yǎng)豬業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，目前乃至未來一段時間仍將是生豬產(chǎn)業(yè)面臨的主要問題。因此，建立完善的非洲豬瘟防控技術(shù)、豬重要疫病流行病學(xué)監(jiān)測及診斷技術(shù)、動物疫病凈化關(guān)鍵技術(shù)及研發(fā)豬重要疫病高效防控產(chǎn)品，將一直是生豬疫病防控的研究熱點(diǎn)與發(fā)展方向。

本次會議中，山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所的吳家強(qiáng)研究員，詳細(xì)介紹了他們對生豬重要疫病開展的流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果，以及豬繁殖與呼吸綜合征病毒(PRRSV)、豬流行性腹瀉病毒(PEDV)、豬圓環(huán)病毒(PCV)、副豬嗜血桿菌(HPS)等病原的分子遺傳演化規(guī)律[16-18]。在此基礎(chǔ)上，該團(tuán)隊開發(fā)建立了針對不同病原的多種快速診斷方法，并且通過篩選和甄別免疫原性強(qiáng)的流行病毒株，突破納米佐劑、高密度發(fā)酵培養(yǎng)、切向流超濾濃縮等制苗工藝瓶頸，創(chuàng)制出4種滅活疫苗，研制出針對PEDV變異株的豬傳染性胃腸炎、豬流行性腹瀉的二聯(lián)活疫苗和PCV2核酸候選疫苗，還研發(fā)出兩種新獸藥實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化上市。通過集成和創(chuàng)新豬重要疫病的疫苗研制、快速診斷、免疫監(jiān)測、生物安全等關(guān)鍵防控技術(shù)[19]，該團(tuán)隊還構(gòu)建了豬重要疫病綜合防控技術(shù)體系，在山東、河南等生豬主產(chǎn)區(qū)示范推廣，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效益，推動了養(yǎng)豬行業(yè)和生物制品行業(yè)的科技進(jìn)步。

1.5 對蝦白斑綜合征病毒感染機(jī)制及防控技術(shù)

我國是全球?qū)ξr養(yǎng)殖第一大國，養(yǎng)殖產(chǎn)量占全球30%以上，年直接經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值超500億元(國家蝦蟹產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系)。對蝦養(yǎng)殖在創(chuàng)造巨大經(jīng)濟(jì)價值的同時也面臨著病害的嚴(yán)重威脅，其中白斑綜合征病毒(WSSV)引發(fā)的病害尤為嚴(yán)重。中山大學(xué)何建國教授和李朝政教授長期關(guān)注對蝦白班綜合征防控技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，并且取得了很好的成效。李朝政教授系統(tǒng)介紹了該團(tuán)隊所做的系列工作。WSSV具有潛伏感染和急性感染雙重特征：高劑量病毒往往直接導(dǎo)致急性感染，低劑量病毒感染時通常處于潛伏狀態(tài)。在環(huán)境脅迫條件下，病毒一旦啟動復(fù)制，潛伏感染極易轉(zhuǎn)化為急性感染，然而其背后的分子機(jī)制一直是個未解之謎。該團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，WSSV極早期基因IE1與對蝦MAPK通路JNK結(jié)合，促進(jìn)JNK的自磷酸化，增強(qiáng)MAPK通路轉(zhuǎn)錄因子c-Jun的磷酸化激活，c-Jun可以促進(jìn)IE1的轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)IE1的積累，從而形成一個由病毒和宿主基因共同組成的、全新的正反饋回路。這是首次報道病毒僅利用單個基因就成功挾持宿主途徑形成一個全新的正反饋回路來促進(jìn)轉(zhuǎn)錄及復(fù)制，為解析WSSV潛伏感染及急性感染的分子機(jī)制奠定基礎(chǔ)[20]。同時，基于養(yǎng)殖設(shè)施化和競爭性捕食者食物鏈原理，該團(tuán)隊發(fā)展了環(huán)境調(diào)控技術(shù)和生物防控技術(shù)，可以有效地控制白斑綜合征發(fā)生，取得了很好的病害防控效果[21]。此外，開展抗病育種也是病害防控的重要舉措之一。基于前期發(fā)現(xiàn)的對蝦干擾素抗病毒信號途徑(IRF-Vago-JAK/STAT)[22]，該團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)在IRF啟動子上存在一個CT重復(fù)模塊(CTn)，該模塊在不同的個體中存在多態(tài)性。研究表明CTn越短其對IRF的轉(zhuǎn)錄啟動活性越高，對蝦個體的抗病能力越強(qiáng)(發(fā)明專利號“201810443888.4”)[23]。通過聯(lián)合廣東恒興飼料股份有限公司，以該 CT模塊進(jìn)行抗病分子設(shè)計育種，培育的“中興CT”品系抗病力提高了30%以上，是迄今唯一以功能基因進(jìn)行對蝦分子育種的實(shí)踐，通過養(yǎng)殖示范和推廣取得了很好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

2 病毒跨種傳播機(jī)制

2.1 蚊媒病毒傳播循環(huán)機(jī)制

在自然界中，蚊蟲是數(shù)百種烈性人類病毒的攜帶者和傳播者。多種新發(fā)及再發(fā)蚊媒傳染病，如登革熱、寨卡熱、西尼羅腦炎等均由蚊蟲傳播并導(dǎo)致每年數(shù)億人感染，已對人類及全球公共衛(wèi)生安全帶來嚴(yán)重威脅和負(fù)擔(dān)。從分子層面闡明多種重要蚊媒病毒感染傳播的分子機(jī)制及宿主免疫保護(hù)機(jī)制，對蚊媒傳染病的防治有重要意義。清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院的程功教授在蚊媒傳染病致病機(jī)制的研究領(lǐng)域作出了許多突破性的成果，如發(fā)現(xiàn)蚊媒通過吸血激活GABAergic系統(tǒng)，輔助病毒在蚊蟲體內(nèi)的感染[24]；一種宿主血液來源的miRNA可通過跨物種調(diào)節(jié)機(jī)制，調(diào)控蚊蟲在自然界中傳播登革病毒及寨卡病毒的能力[25]；發(fā)現(xiàn)人體血清鐵含量是調(diào)控蚊蟲傳播登革病毒的關(guān)鍵因素，并首次提出基于補(bǔ)鐵的抗登革熱傳播阻斷策略等[26]。程功教授深入淺出地講解了其團(tuán)隊對埃及伊蚊及白紋伊蚊傳播寨卡病毒的一種新的傳播途徑的發(fā)現(xiàn)與論證過程?；诹餍胁W(xué)調(diào)查結(jié)果和寨卡病人存在病毒尿癥的特點(diǎn)，其課題組設(shè)計了多個巧妙的實(shí)驗(yàn)，首先證明兩種伊蚊可以在寨卡病毒污染的人類尿液中孵化，能夠成功獲取病毒并通過叮咬傳播病毒，然后模擬自然環(huán)境，發(fā)現(xiàn)埃及伊蚊可以在病毒污染的污水中孵化，蚊蟲能成功獲取病毒并通過叮咬傳播病毒，輔助病毒完成完整的“宿主-蚊蟲”自然傳播循環(huán)；還利用感染動物模型證明病毒尿癥可以導(dǎo)致蚊蟲在孵化過程中直接感染病毒，并且發(fā)現(xiàn)病毒對pH敏感，在pH<6.5的尿液或污水中病毒完全失活[27]。該研究突顯出改善公共衛(wèi)生環(huán)境在寨卡疫情控制中的重要性，并為寨卡病毒防控提供了新的方法。

2.2 蝙蝠與新發(fā)傳染病

21世紀(jì)以來,蝙蝠及其他自然宿主(媒介生物)攜帶的病毒多次跨種傳播至人類,引起烈性的新發(fā)傳染病(SARS，2003；MERS，2012；埃博拉，2014；COVID-19，2019)。了解這些致病病毒自然宿主的免疫機(jī)制及其攜帶的病毒如何突破物種的界限進(jìn)行跨種傳播，對新發(fā)傳染病的預(yù)警與防控有重要意義。中國科學(xué)院武漢病毒研究所的周鵬研究員長期從事蝙蝠病毒與免疫學(xué)研究，系統(tǒng)性建立涵蓋多種蝙蝠、人、家畜冠狀病毒的富集高通量檢測方法及快速血清學(xué)檢測方法，分析了中國蝙蝠攜帶冠狀病毒的全基因組演化趨勢，建立了跨種傳播評估機(jī)制，并預(yù)警預(yù)測熱點(diǎn)病毒[28]。他系統(tǒng)介紹了其課題組對中國與東南亞地區(qū)蝙蝠體內(nèi)病毒的分布特征、基因組演化趨勢和具有跨種傳播風(fēng)險的蝙蝠病毒毒株的預(yù)測結(jié)果。并指出已有一株病毒的跨種傳播在2017年廣東暴發(fā)的豬流行性腹瀉疾病中得到了驗(yàn)證[29]，還有一種蝙蝠病毒具有較大的跨種傳播風(fēng)險，應(yīng)列為風(fēng)險病毒和重點(diǎn)監(jiān)測對象。同時強(qiáng)調(diào)，目前新冠肺炎的病毒的自然宿主可能為蝙蝠，其來源可能為東南亞地區(qū)，而病毒如何實(shí)現(xiàn)的跨種傳播還未有定論[30]。另外，研究表明，與人類相比，蝙蝠的抗病毒機(jī)制的確具有一些特殊之處，具有穩(wěn)定高表達(dá)的干擾素系統(tǒng)和削弱的干擾素基因刺激因子STING介導(dǎo)的免疫通路[31]，所以病毒會在蝙蝠體內(nèi)發(fā)生快速變異，從而衍生出更多種類的病毒，但是蝙蝠自身又不發(fā)病，這些特征可以為人類開發(fā)相關(guān)疾病的治療措施提供借鑒。

2.3 冠狀病毒溯源與跨種傳播

對新發(fā)突發(fā)傳染病，快速了解導(dǎo)致其暴發(fā)病毒的自然宿主與中間宿主特征及其與宿主受體的結(jié)合方式，對阻斷疾病的進(jìn)一步擴(kuò)散與流行，開發(fā)相應(yīng)的疫苗和阻斷藥物，具有十分重要的意義[32]。中國科學(xué)院微生物研究所王奇慧研究員以MERS疾病暴發(fā)后的病毒溯源與跨種傳播研究為例，介紹了對冠狀病毒相關(guān)疾病進(jìn)行溯源研究的基本思路與成果。在此基礎(chǔ)上，該團(tuán)隊進(jìn)行了SARS-CoV-2的溯源研究，發(fā)現(xiàn)COVID-19的宿主范圍已經(jīng)擴(kuò)大到了11種哺乳動物，有18種可能的易感動物(受體可以結(jié)合)，還有14種動物在實(shí)驗(yàn)條件下可以感染該病毒，13種不易感動物，相關(guān)溯源研究還在推進(jìn)。若防控不力，病毒有可能向其他野生動物擴(kuò)散，發(fā)生演化，形成新的動物病毒庫或者在人類中發(fā)生變異，故國際社會制定防控政策時需要考慮到這些因素。

2.4 媒介昆蟲傳播植物病毒的分子機(jī)制

作物病毒病是制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要因子，每年給全球農(nóng)業(yè)造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)千億美元,嚴(yán)重影響作物的高效生產(chǎn)和產(chǎn)品安全。這些病毒約70%都是借助蚜蟲、飛虱、粉虱等小型昆蟲進(jìn)行傳播。雖然有關(guān)昆蟲傳播病毒的過程已被大家熟知，但以往對昆蟲傳播植物病毒、特別是植物DNA病毒的細(xì)胞機(jī)制和分子機(jī)制知之甚少，嚴(yán)重制約了作物病毒病高效防控新技術(shù)的研發(fā)。

浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院王曉偉教授圍繞媒介昆蟲對番茄黃曲葉病毒等植物DNA病毒的傳播，進(jìn)行了十多年的潛心鉆研并取得了多項重要突破。王曉偉教授圍繞植物病毒如何突破煙粉虱體內(nèi)屏障傳播和植物病毒如何影響煙粉虱促進(jìn)其傳播兩個主題，詳細(xì)介紹了植物DNA病毒通過媒介昆蟲中腸、唾液腺和卵巢傳播的細(xì)胞機(jī)制[33-34]。研究結(jié)果顯示，高齡煙粉虱可以經(jīng)卵傳播番茄黃曲葉病毒，病毒和卵黃原蛋白結(jié)合，通過卵黃原蛋白受體侵染卵母細(xì)胞，煙粉虱的發(fā)育階段決定了病毒經(jīng)卵傳播的效率[35]。某些植物病毒可以通過招募媒介昆蟲唾液腺中的蛋白完成自己的復(fù)制，增強(qiáng)長期感染能力[36]。植物病毒感染昆蟲后會誘導(dǎo)昆蟲唾液中一種Bt56蛋白的分泌，激活植物的水楊酸途徑，抑制茉莉酸途徑從而有助于昆蟲取食與病毒的傳播和擴(kuò)散[37]，相關(guān)研究成果發(fā)表在PNAS、Autophagy、PLoSPathogens等國際知名學(xué)術(shù)期刊上，結(jié)束了學(xué)術(shù)界50多年來關(guān)于植物DNA病毒可否借助媒介昆蟲通過產(chǎn)卵進(jìn)行傳播的爭論，在介體昆蟲傳播植物DNA病毒領(lǐng)域居國際領(lǐng)先水平，為研發(fā)阻斷病毒傳播的新技術(shù)提供了分子靶標(biāo)，為探索病毒病高效防控的新策略提供了新的理論依據(jù)。

3 抗病毒免疫機(jī)制

3.1 蛋白質(zhì)翻譯后修飾調(diào)控抗病毒天然免疫機(jī)制

天然免疫系統(tǒng)作為機(jī)體抵抗外界病原微生物入侵的第一道防線，在機(jī)體受到感染后首先被激活。病原微生物具有的病原相關(guān)分子模式(PAMPs)可被宿主細(xì)胞的病原識別受體(PRRs)所識別并誘導(dǎo)其下游信號通路的活化，引起干擾素和干擾素誘導(dǎo)基因的表達(dá)和產(chǎn)生，使細(xì)胞建立抗病毒狀態(tài)。已知RNA病毒和DNA病毒侵染細(xì)胞時，會通過兩種不同的識別過程(RNA病毒為維甲酸誘導(dǎo)基因-線粒體抗病毒信號蛋白RIG-MAVS途徑，DNA病毒為環(huán)CMP-AMP合酶-干擾素基因刺激因子cGAS-STING途徑)激活轉(zhuǎn)錄因子IRF3的活化及其入核，最終調(diào)控干擾素的表達(dá)[38-39]。蛋白質(zhì)翻譯后修飾在兩種途徑的識別與活化中發(fā)揮著重要的作用。山東大學(xué)醫(yī)學(xué)院高成江教授報告了其課題組在泛素化和精氨酸甲基化修飾調(diào)控抗病毒天然免疫信號途徑中的重要發(fā)現(xiàn)。包括RNA病毒感染刺激E3泛素連接酶TRIM31富集到線粒體上，直接促進(jìn)MAVS的K63位泛素化修飾以及MAVS多聚體的形成與活化，從而激活下游抗病毒I型干擾素信號通路[40]。去泛素化酶USP18作為一個接頭分子，以不依賴于其酶活性的功能促進(jìn)TRIM31向線粒體轉(zhuǎn)位，增強(qiáng)TRIM31與MAVS的結(jié)合來促進(jìn)其活化。E3泛素連接酶RNF128通過K63位泛素化修飾Tank 結(jié)合激酶TBK1促進(jìn)抗病毒天然免疫[41]。E3泛素連接酶TRIM26可以使核因子IRF3多聚泛素化降解，從而負(fù)向調(diào)控干擾素β的產(chǎn)生和抗病毒反應(yīng)[42]。另外精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶 PRMT1 通過非對稱精氨酸甲基化促進(jìn)TBK1的激活，從而促進(jìn)抗病毒免疫[43]。這些研究結(jié)果為相關(guān)病毒性疾病的防治和藥物開發(fā)提供了治療靶點(diǎn)和重要的理論指導(dǎo)。

3.2 細(xì)菌的CRISPR-Cas免疫和基因編輯

CRISPR-Cas系統(tǒng)本是細(xì)菌體內(nèi)存在的一種對抗噬菌體病毒侵染的適應(yīng)性免疫機(jī)制，自從被發(fā)現(xiàn)報道以來，已經(jīng)在生命科學(xué)研究領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。然而，常用的CRISPR-Cas9系統(tǒng)在使用時也逐漸暴露出諸多的問題。哈爾濱工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的黃志偉教授在本次會議報告中深入闡釋了目前已知CRISPR-Cas系統(tǒng)的特點(diǎn)及Cas9和Cas12a兩類系統(tǒng)發(fā)揮功能的作用方式，展示了其課題組在發(fā)現(xiàn)和改造這些系統(tǒng)中所做的工作[44-45]。同時，從結(jié)構(gòu)生物學(xué)的角度，深入闡釋了噬菌體中幾種抗CRISPR蛋白(anti-CRISPR proteins，Acrs)拮抗細(xì)菌CRISPR-Cas系統(tǒng)作用的分子機(jī)制，發(fā)現(xiàn)噬菌體的AcrIIA14蛋白可以通過與金黃色葡萄球菌Cas9蛋白的HNH結(jié)構(gòu)域上的一個非保守區(qū)域相結(jié)合，引發(fā)Cas9蛋白一系列構(gòu)象變化而發(fā)揮抑制效應(yīng)[46]。另外，具有乙酰轉(zhuǎn)移酶活性的AcrVA5可以通過Cas12a乙?；l(fā)揮抑制效應(yīng)[47]。這些研究成果不僅擴(kuò)展了對抗CRISPRS蛋白的了解，亦為CRISPR-Cas9系統(tǒng)在基因編輯和基因調(diào)控中的合理使用提供了線索。

3.3 水稻抗病毒與病毒致病

水稻是重要的糧食作物，也深受各種病毒病的危害。作物的抗病毒策略主要包括4種來源，分別是顯性抗病毒基因介導(dǎo)的抗性、隱性抗病毒基因介導(dǎo)的抗性、基因沉默介導(dǎo)的抗性以及植物激素介導(dǎo)的抗性[48]。這4種抗病毒途徑之外，泛素化和細(xì)胞自噬是新的抗病毒途徑。面對這些抗病毒機(jī)制，病毒在采取相應(yīng)的致病機(jī)制之外，并不斷進(jìn)化，力求打破宿主抗病毒防衛(wèi)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)成功侵染。如病毒編碼的RNA沉默抑制子針對RNAi抗病毒機(jī)制發(fā)揮功能。福建農(nóng)林大學(xué)吳建國教授深入介紹了水稻抗病毒研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀，并圍繞RNAi水稻抗病毒機(jī)制及病毒的拮抗方式，介紹了單子葉特異性AGO18通過螯合miR168和miR528，保護(hù)AGO1和AO介導(dǎo)的防衛(wèi)反應(yīng)，增強(qiáng)水稻對病毒的抗性[49-50]。水稻鋸齒葉矮縮病毒(RRSV)誘導(dǎo)miR319抑制茉莉酸途徑(jasmonicacid，JA)促進(jìn)病毒的侵染[51]。同時，該團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn)水稻條紋花葉病毒(RSMV)編碼P4蛋白通過泛素化、自噬等途徑降解水稻基因沉默抑制子3，限制RNA依賴的RNA聚合酶RDR6對siRNA的放大[52]。病毒也利用RNAi對植物激素介導(dǎo)的抗性進(jìn)行破壞。水稻草狀矮化病毒(RGSV)編碼P3蛋白誘導(dǎo)E3泛素連接酶P3IP1蛋白的高表達(dá)，進(jìn)而與核RNA聚合酶D NRPD1a互作并將其降解，最終促進(jìn)RGSV的侵染[53]。吳建國教授在報告中指出水稻抗病毒機(jī)制研究的發(fā)展趨勢與當(dāng)前面臨的問題，通過廣泛收集不同的水稻種質(zhì)資源，篩選抗病毒品系，在全基因組水平進(jìn)行抗病毒機(jī)制解析，將為深入了解水稻-病毒互做機(jī)制，篩選優(yōu)良抗病品系提供幫助。

在數(shù)千萬年與宿主的共處和與宿主免疫系統(tǒng)的博弈中，病毒的存在形式和感染能力在不斷變化。目前，關(guān)于病毒的起源還無定論，認(rèn)識了解病毒及其與宿主互作的方式也是任重而道遠(yuǎn)的工作。病毒學(xué)研究不同領(lǐng)域間的交流借鑒和與其他學(xué)科間方法與技術(shù)的交叉融合，將會是促進(jìn)病毒學(xué)研究快速發(fā)展的重要手段。

致謝：感謝張政、吳建國、吳家強(qiáng)、李朝政、高成江、金騰川、王曉偉等教授為本文撰寫提供相關(guān)資料。