由致病细菌选择性触发伪狂犬病毒从潜伏状态转为再激活状态的过程

《SCIENCE ADVANCES》：Transition of pseudorabies virus from latency to reactivation state selectively triggered by pathogenic bacteria

PRV潜伏感染在细菌共感染下可通过CXCL1-STAT3信号通路重新激活，疫苗加强免疫显著降低病毒重新激活风险，为防控猪伪狂犬病和减少人畜共患病提供依据。

　　伪狂犬病毒（PRV）是一种重要的双链DNA病毒，属于疱疹病毒科，其对全球猪群健康构成重大威胁。这种病毒不仅导致猪群出现严重的疾病症状，如呼吸系统疾病、繁殖障碍和死亡，而且近年来在人类中也引发了关注，尤其是在中国，自2017年以来，已报告了31例PRV感染病例，这些病例中出现了严重的脑炎、神经系统后遗症以及死亡。PRV在猪体内可以建立潜伏感染，这种潜伏状态可能在某些条件下被重新激活，从而引发疾病爆发。然而，关于PRV重新激活过程，尤其是与其他病原体共感染的情况，目前的研究仍存在许多未知之处。因此，本研究重点探讨了细菌共感染对PRV重新激活的影响，并进一步揭示了其潜在机制。

在猪的免疫系统中，PRV潜伏感染是一种常见的现象。尤其是在大规模养殖环境中，潜伏感染的存在使得病毒能够在宿主体内长期存在，并在某些刺激下被重新激活。研究发现，一些常见的猪源性病原体，如肠外致病性大肠杆菌（ExPEC）和猪链球菌（S. suis），能够触发PRV的重新激活。这些细菌通过上调CXCL1的表达，进而促进信号转导子和活化因子3（STAT3）的磷酸化和核转移，最终影响PRV早期基因的转录，从而启动病毒的重新激活过程。这些发现强调了细菌共感染在PRV重新激活中的重要作用，同时也表明，提高疫苗接种率可以有效降低PRV重新激活的风险，从而减少其在猪群中的传播和对人类的潜在威胁。

为了更好地理解PRV的潜伏和重新激活机制，研究人员利用了多种模型进行研究。在体外实验中，采用小鼠神经母细胞瘤细胞系N2a作为宿主细胞，通过引入一种携带mCherry荧光报告基因的PRV重组株HuBXY/2018-mCherry，建立了稳定的潜伏感染模型。在这些细胞中，通过使用抗病毒药物ACV和干扰素α（IFN-α）处理，成功诱导了PRV的潜伏状态。随后，研究人员通过不同病原体的感染，观察到PRV的重新激活情况。结果显示，ExPEC和S. suis能够显著促进PRV的重新激活，而其他一些细菌则没有类似效果。这表明，某些特定的细菌感染具有更强的激活病毒的能力，可能是由于它们能够引发特定的免疫反应，从而影响病毒的基因表达和生命周期。

在体内研究中，研究人员还建立了小鼠和猪的PRV潜伏感染模型。通过被动免疫和病毒接种，小鼠模型成功模拟了PRV的潜伏状态。在感染后，通过观察病毒的基因表达和细胞病理变化，发现ExPEC感染能够显著增加PRV的基因复制和表达，导致病毒的重新激活。此外，在猪的模型中，通过疫苗接种可以有效降低PRV的重新激活率。研究发现，接种疫苗的猪群在PRV挑战后，病毒在口腔和血液中的复制水平明显低于未接种疫苗的猪群，这表明疫苗在控制PRV潜伏和重新激活方面具有重要作用。

为了进一步探讨CXCL1在ExPEC诱导PRV重新激活中的作用，研究人员通过CRISPR-Cas9技术构建了CXCL1敲除（KO）细胞系。结果显示，在CXCL1 KO细胞中，ExPEC感染未能有效诱导PRV的重新激活，说明CXCL1在这一过程中扮演了关键角色。此外，通过荧光显微镜和定量PCR分析，研究人员发现CXCL1的表达显著上调，并且能够促进STAT3的磷酸化和核转移，进而调控PRV早期基因的转录。这些发现表明，CXCL1通过调节STAT3的活动，可能成为PRV重新激活的重要中介。

在机制研究方面，研究人员进一步分析了STAT3在PRV重新激活中的作用。通过双荧光素酶报告系统，研究人员发现STAT3能够结合PRV的IE180和EP0启动子区域，从而增强其转录活性。这一过程可能与病毒的早期基因表达和复制密切相关。此外，通过使用S3I-201（一种STAT3抑制剂），研究人员观察到ExPEC诱导的PRV重新激活被显著抑制，进一步验证了STAT3在这一过程中的重要性。同时，CUT&Tag技术的应用揭示了p-STAT3在PRV早期基因启动子区域的富集情况，说明STAT3的磷酸化和核转移是病毒重新激活的关键步骤。

研究还指出，CXCL1-STAT3信号通路可能在ExPEC诱导的PRV重新激活中发挥核心作用。通过体内实验，研究人员使用靶向CXCL1的siRNA进行干扰，发现CXCL1的表达下调能够显著降低PRV的重新激活率，并减少与细菌感染相关的病理变化。这些结果进一步支持了CXCL1在PRV重新激活中的关键作用。此外，研究还提到，尽管疫苗接种能够有效减少PRV的传播和潜伏感染，但它并不能完全防止病毒的重新激活。因此，在实际防控中，除了加强疫苗接种外，还需要关注潜在的细菌感染因素，以减少PRV的传播风险。

本研究通过建立多种实验模型，深入探讨了细菌共感染对PRV重新激活的影响。研究发现，ExPEC和S. suis等病原体能够显著促进PRV的重新激活，而这一过程可能涉及CXCL1的上调和STAT3的激活。CXCL1作为一种重要的炎症因子，其表达的增强可能改变了宿主细胞的微环境，为病毒的重新激活提供了有利条件。同时，疫苗接种在降低PRV重新激活率方面表现出显著效果，特别是在多次接种的情况下，能够有效减少病毒在宿主体内的复制和传播。

综上所述，本研究揭示了细菌共感染在PRV重新激活中的重要作用，并阐明了CXCL1和STAT3在这一过程中的关键调控机制。这些发现不仅有助于理解PRV的潜伏和重新激活过程，也为PRV的防控提供了新的思路。通过优化疫苗接种策略和加强生物安全措施，可以有效降低PRV的传播风险，从而保护猪群健康和人类公共卫生安全。未来的研究可以进一步探索不同病原体对PRV重新激活的影响，以及CXCL1-STAT3信号通路在不同宿主中的具体作用机制，以期为PRV的防控提供更加全面的科学依据。