安徽大学胡亚伟同学Nature首发性成果 探索新型人冠状病毒感染新机制

    近日，中国科学院微生物研究所、安徽大学生命科学学院等机构的研究人员合作，解析了近期出现的新型人类冠状病毒 MERS-CoV 的致病分子基础。
 

    疫苗接种是目前对抗病毒感染和传播的最有效的治疗测试。许多的抗体都是通过靶向 RBD ,破坏病毒受体结合来中和病毒活性。新研究为未来开发新型 MERS-CoV 中和抗体提供了重要的结构数据。

    中国科学院微生物研究所的高福（George F. Gao）是这篇论文的通讯作者，其现为"国家973项目"首席科学家。主要研究方向是病原微生物跨种间传播机制与结构免疫学，尤其是有关 T 细胞识别、艾滋病病毒等囊膜病毒侵入的分子机制、禽流感等动物源性病原跨种间传递的机制的研究。在《Nature》、《Nature Medicine》等国际期刊上发表论文 140 余篇。

    安徽大学生命科学学院2011级硕士研究生胡亚伟，在中科院微生物所高福教授指导下，一直从事人高致病性病毒的研究。2013年7月7日，以她为并列第一作者的论文《高致病性新型人冠状病毒MERS-CoV与其细胞受体CD26结合的分子基础》，发表在世界自然科学最高级别的学术期刊Nature上。该文章阐述了新型人冠状病毒MERS-CoV与其细胞受体CD26结合的分子基础，为人类了解冠状病毒的分子结构，找到防止该种病毒感染的手段做出了重要贡献。

    在中东新发现的新型人冠状病毒MERS-CoV,可以引起人体严重的肺部疾病，很可能成为继SARS-CoV之后的第二大高致病性冠状病毒。最新的研究表明人CD26分子（又称作二肽基肽酶4）是MERS-CoV在细胞表面的受体。病毒通过其表面刺突蛋白与CD26的特异性相互作用，介导病毒在宿主细胞表面的粘附并诱发膜融合，由此起始病毒的初始感染，但MERS-CoV如何识别细胞受体的分子机制仍不清楚。

    在研究中，胡亚伟和合作者们解析了MERS-CoV刺突蛋白受体结合域（receptor binding domain,RBD），以及该受体结合域与CD26受体分子的复合物晶体结构，从而在分子层面展示了两者之间的特有结合模式。还通过表面等离子共振手段测定了病毒RBD和CD26之间的亲合力，发现KD=16.7 nM.结构表明，MERS-CoV的RBD由核心和外部两个亚结构域组成。核心亚结构域与SARS-CoV的刺突分子同源；但外部亚结构域呈现为由β-折叠片构成的独特的结构单元，识别CD26分子"β-螺旋桨"样结构中的IV,V桨页片。两者的互作主要由一系列亲水氨基酸介导完成。进一步的序列比对结果显示，以MERS-CoV为代表的、不同的beta-冠状病毒很可能具有结构上相似的核心亚结构域，但差异显著的外部亚结构域，并通过后者实现一些病毒特异的致病过程，如受体识别。

    中东呼吸综合征冠状病毒（Middle East respiratory syndrome coronavirus , MERS-CoV ）是近期出现的一种新型高致病性冠状病毒。不同于大多数的冠状病毒仅引起轻微的呼吸系统疾病， MERS-CoV 感染可以引起人类重症肺疾病。临床表现为发热、咳嗽、急性呼吸窘迫综合征，在某些情况下，甚至伴随肾衰竭。与 2003 年爆发于全球由 SARS-CoV 病毒导致8000多人感染，超过800人死亡的严重急性呼吸综合征（非典型性肺炎， SARS）患者非常相似。

    近期有研究证实人类 CD26 是 MERS-CoV 的细胞受体。 MERS-CoV 刺突蛋白与 CD26 结合介导了病毒附着宿主细胞，病毒与细胞融合由此触发感染。

    而在这项最新研究中，科学家报告了 MERS-CoV 刺突蛋白受体结合域（receptor binding domain , RBD ），以及它与 CD26 构成的复合物的晶体结构。并采用实时表面等离子体共振（surface plasmon resonance）对 RBD 与 CD26 的结合进行了分析，由此揭示了 MERS-CoV 与受体 CD26 结合的分子结构特征。