豬德爾塔冠狀病毒侵入宿主細胞的途徑：內(nèi)吞體途徑和細胞膜途徑

冠狀病毒是目前自然界已知的最大RNA病毒，能夠感染人、哺乳動物和禽類，引起呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)疾病。冠狀病毒分為4個屬，分別是 Alphacoronavirus(α-冠狀病毒)、Betacoronavirus(β- 冠狀病毒)、Gammacoronavirus(γ- 冠狀病毒)和Deltacoronavirus(δ-冠狀病毒)，其中 α-冠狀病毒、β-冠狀病毒感染人和哺乳動物，γ-冠狀病毒只感染禽類，而δ-冠狀病毒既感染禽類又感染哺乳動物，對公共安全具有潛在的威脅性。

香港大學(xué)于2009年首次報道在野禽中發(fā)現(xiàn)禽δ-冠狀病毒，于2012年首次報道在健康豬的肛拭子中檢測到豬德爾塔冠狀病毒(Porcine deltacoronavirus，PDCoV)。美國于2014年2月首次在俄亥俄州的腹瀉豬中檢測到PDCoV。PDCoV能夠引起母豬和哺乳仔豬發(fā)生水樣腹瀉，發(fā)病仔豬的死亡率為30%～40%，并證實20多個州的豬群中存在PDCoV感染。隨后，加拿大、韓國、中國大陸、泰國、日本、老撾、越南等國家和中國臺灣相繼在腹瀉豬的樣品中檢測到PDCoV。

冠狀病毒主要通過纖突(Spike，S)蛋白與細胞受體結(jié)合介導(dǎo)的膜融合侵入宿主細胞，近年來還陸續(xù)證實跨膜絲氨酸蛋白酶、組織蛋白酶、弗林蛋白酶、胰蛋白酶等酶類在冠狀病毒侵入細胞過程中發(fā)揮重要作用。而PDCoV是新發(fā)現(xiàn)的冠狀病毒，其侵入宿主細胞的機制尚不清楚。

2019年5月發(fā)表于《Journal of Biological Chemistry》雜志的研究論文“Porcine deltacoronavirus enters cells via two pathways:A protease-mediated one at the cell surface and another facilitated by cathepsins in the endosome”，首次報道了PDCoV侵入宿主細胞的分子機制。通信作者為中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所獸醫(yī)生物技術(shù)國家重點實驗室豬消化道傳染病創(chuàng)新團隊馮力研究員。

作者首先在豬回腸細胞系IPI-2I細胞中驗證了PDCoV NH株的復(fù)制能力和測定了其生長動力曲線，結(jié)果表明NH株能夠在IPI-2I細胞中增殖；然后，采用細胞融合試驗、抑制劑試驗、RNA干擾和蛋白酶切割試驗，在豬睪丸(ST)細胞和IPI-2I細胞中證實了PDCoV可以通過內(nèi)吞體途徑和細胞膜表面途徑兩種方式侵入細胞，且后者侵入效率比前者侵入效率高10～100倍?？紤]到PDCoV在體內(nèi)主要感染小腸組織(空腸和回腸)，以及小腸內(nèi)豐富的胰酶環(huán)境，該研究結(jié)果推測PDCoV在豬體內(nèi)感染主要通過細胞膜表面途徑侵入。此外，該研究還顯示，PDCoV感染細胞后可以上調(diào)細胞內(nèi)組織蛋白酶(Cathepsin L/Cathepsin B)的表達，該結(jié)果在PDCoV感染仔豬的腸組織中得到了進一步驗證；同時，PDCoV的感染還可以提高細胞內(nèi)組織蛋白酶(Cathepsin B)的酶活性，進而促進病毒的侵入。

本研究對PDCoV侵入機制的研究豐富了冠狀病毒侵入宿主機制的理論體系，為PDCoV抗病毒藥物的研究提供了參考，同時為PDCoV致病機制的研究奠定了基礎(chǔ)。