EMI. | 猪δ冠状病毒通过细胞间传播抵抗抗体的中和作用

病毒学界

2024-12-26 17:09发布于北京

     华中农业大学肖少波教授团队在Emerging Microbes & Infections发表了题为“Porcine deltacoronavirus resists antibody neutralization through cell-to-celltransmission”的文章。在该文章中，作者发现PDCoV通过细胞间的直接传播感染宿主细胞，从而绕过病毒颗粒在细胞外环境中感染宿主细胞的过程。这种传播方式可以使病毒能够在不与宿主免疫系统中的抗体接触的情况下，从一个细胞传播到另一个细胞，从而逃避免疫系统。这项研究在PDCoV疫苗和治疗药物研发中具有重要意义。
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   PDCoV是引起猪腹泻的冠状病毒之一，属于冠状病毒科中的deltacoronavirus亚科。它通常会导致猪只出现严重的腹泻、呕吐和脱水，严重影响养殖业的经济效益。PDCoV可以通过呼吸道和肠道感染传播，但其传播机制和免疫逃逸机制尚不完全明了。免疫系统通过产生特定的抗体来防御病毒感染。这些抗体能够识别并中和病毒，阻止其感染宿主细胞。但是，抗体的中和作用并非对所有病毒都有效，尤其是一些能通过特定机制逃避抗体识别的病毒。

研究结果1. PDCoV可以通过细胞间融合进行细胞内传播

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     首先，作者发现在PDCoV感染后，IPI-2I（猪肺上皮细胞）和ST（猪肾细胞）细胞系很容易形成具有多个成簇细胞核的典型合胞体(细胞-细胞融合)。为了验证PDCoV是否可以细胞间融合进行细胞内传播，作者使用Transwell共培养系统，测量两种细胞培养模型中的病毒RNA拷贝数，结果显示PDCoV的细胞间传播是比非细胞间感染快（cell-to-cell）。为了进一步证实PDCoV通过细胞间传播，作者将PDCoV感染的IPI-2I细胞与CMFDA标记的靶细胞混合，然后用1%甲基纤维素覆盖共培养的细胞以阻断游离病毒感染。通过IFA同样在靶细胞中观察到有效的合胞体形成，这进一步证明PDCoV通过细胞间传播而传播。TCID50分析结果表明，在有或没有甲基纤维素处理的细胞对细胞模型中，病毒滴度没有显著差异，表明PDCoV在没有游离病毒感染的情况下依然可以有效增殖。此外，通过比较共培养系统中细胞对细胞与非细胞对细胞的感染效率，在IPI-2I和ST细胞中，PDCoV的细胞间感染比例为80%,非细胞间感染比例为20%。

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     作者为了确定PDCoV是否可以通过细胞间传播感染非易感细胞，将不易PDCoV感染的BHK-21细胞或Vero细胞与PDCoV感染的IPI2I细胞共培养。作者在cell-to-cell模型中观察到在共培养开始后12小时，与CMFDA标记的Vero和BHK-21细胞共培养的PDCoV阳性细胞的数量逐渐增加，而Non-cell-to-cel细胞模型中很少检测到受感染的细胞。为了进一步证实PDCoV通过细胞间，作者进行了流式分选以收集CMFDA标记的Vero或BHK-21细胞检测了这些细胞中的病毒拷贝，RT-qPCR分析显示，cell-to-cell模型中Vero和BHK-21细胞间传播的病毒RNA拷贝数迅速增加，但Non-cell-to-cel感染的病毒RNA拷贝数没有增加，这表明PDCoV通过在非易感细胞Vero或BHK-21细胞中有效进行细胞间的传播。

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    细胞与细胞融合是许多包膜病毒细胞间传播的重要机制。为了验证该传播途径是否在PDCoV传播中发挥作用。作者使用EK1C4（融合抑制剂）在PDCoV感染的细胞，EK1C4显著抑制PDCoV感染后IPI-2I细胞的合胞体形成。通过荧光素酶的细胞间融合试验，确定EK1C4是对S蛋白介导的细胞间融合的影响。PDCoV S 蛋白在 HEK-293T 和 IPI-2I 细胞中以剂量依赖性方式显着增加细胞间融合，但是这种融合可以被EK1C4 以剂量依赖性方式减弱。虽然EK1C4 处理会显着抑制 PDCoV 的细胞间传递，但不抑制非细胞间感染。综上结果表明 PDCoV S 介导的细胞间融合有助于高效的细胞间传递。
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    为了检测S特异性中和单克隆抗体(NmAb)对PDCoV细胞间传播方式是否产生影响，作者在研究中使用了三种NmAb，NmAb-1、NmAb-2和NmAb-3。RT-qPCR结果显示，所有三种NmAb均可以有效抑制PDCoV的非细胞间感染，但只有NmAb-1和NmAb-3显著抑制PDCoV的细胞间传播，且抑制作用呈剂量依赖性。此外，PDCoV S介导的细胞间融合被NmAb-1和NmAb-3以剂量依赖的方式抑制。相比之下，NmAb-2对细胞间融合没有显著影响，这与NmAb-2未能阻止PDCoV的细胞间传播但有效防止游离病毒感染的观察结果一致。

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     为了进一步测试了PDCoV的细胞间传播和非细胞间感染对免疫血清中和的敏感性。作者从PDCoV产生的超免疫血清中纯化猪多克隆抗体（IgG）。将纯化的IgG加入共培养的培养基中24小时，并通过IFA、RT-qPCR和TCID50试验分析通过细胞间传播和非细胞间感染的病毒传播。结果显示，与对照组相比，在PDCoV阳性IgG存在下，Non-cell-to-cel感染中的病毒RNA拷贝数和病毒滴度显著降低，并且有效中和的PDCoV阳性IgG对细胞间传播中的合胞体形成，这表明PDCoV的细胞间传播对有效中和游离病毒的PDCoV阳性IgG有抗性。但是在cell-to-cel细胞模型中的病毒RNA拷贝数或病毒滴度没有显著的抑制作用，此外，作者还测试了用灭活PDCoV疫苗免疫的三个个体的三种血清，尽管它们具有有效阻断游离病毒感染的能力，但是它们未能显著抑制IPI-2I和ST细胞中的细胞间传播。
https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/22221751.2023.2207688#abstract
编辑：吃一口小猫
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