AIM2介导的炎症细胞死亡驱动猴痘病毒致病机制：先天免疫新靶点的发现与验证

《Cellular & Molecular Immunology》：AIM2 drives inflammatory cell death and monkeypox pathogenesis

本研究针对猴痘病毒（MPXV）感染引发的过度炎症反应机制不明的问题，通过CRISPR筛选首次证实AIM2是MPXV激活炎症小体的关键传感器。研究发现AIM2通过招募ASC和caspase-1（CASP1）触发焦亡，并间接调控凋亡和坏死性凋亡，且转录因子IRF1是AIM2的上游调控因子。动物实验中，AIM2缺失或抑制剂处理显著减轻小鼠肺部炎症和组织损伤，并提高生存率。该研究为靶向AIM2的猴痘治疗策略提供了理论依据，对应对新发传染病具有重要意义。

　　

猴痘，一种由猴痘病毒（Monkeypox virus, MPXV）引起的人畜共患疾病，自2022年以来在全球100多个国家暴发，累计报告病例超8.7万例，导致数百人死亡，对全球公共卫生系统造成严峻压力。临床研究表明，MPXV感染者的预后与先天免疫反应的强度密切相关：适度的炎症反应有助于清除病毒，但过度激活则会引发细胞因子风暴、组织损伤甚至死亡。尽管炎症小体（inflammasome）作为先天免疫的核心组件，在感知病原体后能通过触发细胞死亡清除感染，但MPXV具体通过哪种分子机制激活炎症小体，至今尚未明确。

为揭示这一机制，研究人员在《Cellular & Molecular Immunology》发表的最新研究中，通过CRISPR介导的胞内先天免疫传感器基因敲除筛选，首次发现AIM2（absent in melanoma 2）是MPXV感染中激活炎症小体的关键传感器。进一步实验表明，AIM2与适配蛋白ASC和caspase-1（CASP1）形成复合物，直接驱动焦亡（pyroptosis），且该过程不依赖RIPK3或CASP8的参与。值得注意的是，焦亡主要发生在病毒感染的细胞中，而凋亡（apoptosis）和坏死性凋亡（necroptosis）则多见于未感染的旁观者细胞，形成空间分工的细胞死亡模式。此外，研究还发现干扰素调节因子1（IRF1）作为上游调控因子，通过类型I干扰素信号通路促进AIM2的表达，进而放大炎症反应。

在动物模型中，AIM2基因敲除小鼠感染MPXV后，肺部IL-1β、IL-18释放和乳酸脱氢酶（LDH）水平显著降低，细胞死亡和组织病理损伤明显减轻，但病毒载量上升，表明AIM2具有限制病毒复制的作用。更重要的是，在高剂量MPXV感染的CAST/EiJ小鼠（易感模型）中，使用AIM2抑制剂（ODN TTAGGG sodium）处理使生存率提升至10%，并有效抑制炎症因子释放和白细胞浸润。这些结果不仅阐明AIM2在MPXV致病中的核心地位，也为其作为治疗靶点提供了实验依据。

关键实验技术

本研究运用CRISPR/Cas9技术构建先天免疫传感器基因敲除的巨噬细胞系，通过ELISA和免疫印迹分析细胞因子与细胞死亡相关蛋白表达；利用免疫共沉淀和免疫荧光验证AIM2-ASC-CASP1复合物形成；采用MPXV感染的小鼠模型（包括C57BL/6J和CAST/EiJ品系）进行体内病理和生存分析；通过qPCR检测病毒基因组拷贝数；结合公共转录组数据（如人角质形成细胞和猴肾上皮细胞感染模型）分析IRF家族及GBP基因表达动态。

研究结果

1. 1.1.
   AIM2是MPXV激活炎症小体的关键传感器
   通过CRISPR筛选发现，仅AIM2缺失显著抑制MPXV感染后IL-1β释放和细胞死亡，而NLRP3、NLRC4、Pyrin等其他传感器无此作用。在原代巨噬细胞、小鼠耳成纤维细胞和人角质形成细胞中，AIM2缺失或敲低均阻断CASP1活化及GSDMD切割。

1. 2.2.
   AIM2驱动多模式炎症细胞死亡
   MPXV感染同时激活焦亡、凋亡和坏死性凋亡信号，但仅ASC、CASP1、GSDMD的缺失能抑制细胞死亡，而CASP3/7/9、RIPK3、MLKL等分子缺失无影响。免疫荧光显示ASC斑点（焦亡标志）主要存在于感染细胞，而cleaved CASP3（凋亡标志）和pMLKL（坏死性凋亡标志）多见于旁观者细胞。

1. 3.3.
   IRF1通过干扰素信号上调AIM2表达
   转录组分析表明，IRF1是MPXV感染后上调最显著的IRF家族成员，且其表达依赖IFNAR1信号。IRF1缺失细胞中MPXV诱导的细胞死亡显著减弱，提示IRF1-AIM2轴在放大炎症反应中的关键作用。
2. 4.4.
   AIM2缺失缓解小鼠模型中的猴痘病理
   AIM2^-/-小鼠感染MPXV后肺部炎症细胞浸润和TUNEL⁺细胞减少，且病毒蛋白表达升高。药理学抑制AIM2在CAST/EiJ模型中显著提升生存率，并降低IL-1β、IL-18水平和组织损伤。

结论与意义

本研究首次从遗传学角度证实AIM2是MPXV感染中炎症小体激活的核心传感器，并揭示其通过协调焦亡、凋亡和坏死性凋亡等多重细胞死亡途径驱动免疫病理的机制。值得注意的是，AIM2的激活依赖于IRF1介导的干扰素信号正反馈环路，而该环路在病毒清除与过度炎症间扮演“双刃剑”角色。在实践层面，AIM2抑制剂的成功应用提示靶向该通路可缓解猴痘重症过程中的细胞因子风暴和组织损伤，为临床干预提供了新策略。这一发现不仅深化了对痘病毒免疫逃逸机制的理解，也为应对新发病毒疫情提供了重要的理论支撑。