包括寨卡病毒在内的蚊媒黄病毒是一个全球性的公共卫生问题。虽然寨卡病毒感染者大多无症状，少数表现轻症；但孕妇感染后关联的新生儿小头畸形以及它在全球范围内的迅速蔓延引起世界各国的关注。寨卡病毒的感染也可引起类似病毒的抗体依赖性感染增强效应（antibody dependent enhancement, ADE）。ADE由亚中和浓度的同型黄病毒特异性抗体或异型黄病毒感染的交叉反应性抗体触发，从而增强相关血清型病毒的感染并加重疾病。疫苗和治疗性抗体开发应考虑预防或减轻ADE，防止登革出血热和登革热休克综合征等严重疾病；这也提示了进一步研究虫媒黄病毒感染以及黄病毒包膜蛋白和抗E抗体相互作用全貌的重要性。
近日，复旦大学基础医学院病原生物学系龙钢教授团队在国际知名期刊The EMBO Journal发表了寨卡病毒的最新研究成果：Extracellular vesicles from Zika virus-infected cells display viral E protein that binds ZIKV-neutralizing antibodies to prevent infection enhancement (2023 Feb 3;e112096)。研究发现来自寨卡病毒感染细胞的胞外囊泡表面携带大量包膜(E)蛋白，寨卡病毒E蛋白包被的囊泡能阻断特异性中和抗体和交叉反应抗体介导的ADE，该项研究厘清了胞外囊泡与病毒颗粒的组成与功能差异，为病毒与囊泡交叉界面的研究提供一种新框架。这也为黄病毒感染防治提供新思路。
胞外囊泡是细胞分泌的包膜颗粒（包括小囊泡，脂蛋白和大囊泡等），从细胞质膜和内膜体释放。胞外囊泡携带来自亲本细胞的蛋白质、脂质和核酸，在人类健康和疾病的许多方面发挥着重要作用，包括繁殖和发育、免疫反应和感染、癌症等。作为细胞间物质和信息交换的载体，胞外囊泡介导信号和分子（miRNA/mRNA/DNA/蛋白质）的转运，并调节囊泡摄取细胞的功能。胞外囊泡生物发生与多种病毒的感染有着密切的关系。黄病毒感染细胞的胞外囊泡（EVs）曾被多个国际团队报道能够成功介导病毒感染。然而病毒颗粒与胞外囊泡的生物化学组成和生物物理特性类似，如果没有特异纯化手段，胞外囊泡传播感染结论的可靠性将受到挑战。为了一方面厘清虫媒黄病毒感染性病毒颗粒组装与胞外囊泡生物发生的关系，另一方面揭示虫媒黄病毒中和抗体与病毒膜蛋白E相互作用的全貌，龙钢教授团队开发了一种基于超速离心和CD9亲和捕获的胞外囊泡纯化方法，从而精细研究虫媒黄病毒感染衍生的胞外囊泡的种群，组成和形貌，以及这些囊泡在虫媒黄病毒感染过程中的功能。
F图1 寨卡病毒感染的细胞衍生EV的纯化
研究发现来自寨卡病毒感染细胞的胞外囊泡表面携带大量包膜（E）蛋白，寨卡病毒E包被的囊泡能阻断特异性中和抗体和交叉反应抗体介导的ADE，证明胞外囊泡表面的寨卡病毒E蛋白免疫构象与感染性病毒颗粒携带的E相似。这项研究纠正了广泛报道但令人担忧的错误观念，即黄病毒感染的囊泡支持病毒传播，揭示了虫媒黄病毒E蛋白分泌的替代途径。调节感染性病毒颗粒和胞外囊泡间E蛋白分泌比例可能为黄病毒感染防治提供新思路。
图2 EV在亚中和浓度下减弱由强效中和抗体介导的ZIKV的ADE
该研究更新了病毒感染后囊泡收集和纯化的方法，不仅为病毒组装感染与胞外囊泡交叉界面的研究提供了可量化的标准，也为囊泡生物发生过程中的RNA，脂类，蛋白分选机制研究提供了可靠的起点。
该研究获得了中国科学院上海巴斯德研究所钟劲研究员，金侠研究员和劳蒂米研究员课题组的大力支持。上海市重点项目，国家自然科学基金委国际合作项目等科研项目为该研究提供了经费支持。复旦大学基础医学院病原生物学系龙钢教授团队长期研究病毒感染性病毒颗粒组装与宿主相互作用，近年来该团队着重关注重要医学病毒与胞外囊泡生物发生的交叉界面。利用可视化病毒感染细胞工具，该团队揭示外泌体虽然包裹病毒RNA但并不能作为丙肝病毒感染的载体（Zhao，et al., Journal of Virology, 2016, SPOTLIGHT）。该团队发现丙肝病毒膜融合蛋白外泌体的生物发生独立于感染性病毒颗粒的组装释放；搭载丙肝病毒膜蛋白的外泌体能通过与中和抗体的竞争，从而协助丙肝病毒实现免疫逃逸（Deng，et al., Journal of Hepatology, 2019）。龙钢教授团队阐明了甲肝病毒外泌体样病毒颗粒的包装机制，提示了甲肝病毒蛋白pX同时具备装载大型蛋白RNA复合物和小型目的蛋白进入外泌体的能力（Jiang，et al., Journal of Extracellular Vesicles,2020）。这项研究的结果预示外泌体内容物精细分选的新机遇，并被甲肝病毒感染研究权威北卡罗来纳大学教堂山分校Stanley Lemon团队独立验证（Shirasaki，et al., Plos Pathogens, 2022）。
参考文献：
Extracellular vesicles from Zika virus-infected cells display viral E protein that binds ZIKV-neutralizing antibodies to prevent infection enhancement, EMBO J. 2023 Feb 3;e112096. doi: 10.15252/embj.2022112096.
外泌体资讯网 EMBO J | 复旦大学龙钢教授团队:由感染细胞分泌的携带寨卡病毒E蛋白的细胞外囊泡可结合寨卡病毒中和抗体防止感染增强
