动物细胞中的流产感染机制:病毒生命周期缺陷与宿主免疫防御的博弈

【字体: 时间:2025年08月13日 来源:Annual Review of Virology 8.3

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  这篇综述系统阐述了病毒在动物细胞中发生流产感染(abortive infection)的分子机制,包括病毒基因组缺陷、宿主因子缺失、免疫限制(如TRIM5α/SAMD9)和病毒干扰等因素。重点分析了DNA/RNA病毒在非许可性(nonpermissive)细胞中的复制障碍,及其对宿主免疫应答(如IFN反应)和致癌转化(如HPV E6/E7)的影响,为理解病毒宿主范围(host range)和开发新型疫苗提供了理论依据。

  

流产感染的定义与分类

病毒成功结合细胞后,若下游生命周期步骤出现缺陷导致无法产生感染性颗粒,称为流产感染(abortive infection)。与潜伏感染不同,流产感染缺乏转化为生产性感染的内在能力。细胞类型可分为许可性(permissive)和非许可性(nonpermissive),但单细胞分析显示同一群体中可能同时存在两种感染结局。

流产感染的四大诱因

缺陷病毒基因组:错误复制或整合事件导致功能丧失,如HPV基因组异常整合后保留致癌基因E6/E7。宿主因子缺失:例如流感病毒PB2亚基需结合宿主ANP32蛋白以维持RNA聚合酶活性,哺乳动物ANP32A/B与禽类ANP32A的结构差异决定宿主范围。免疫限制

  • TRIM5α通过形成六边形笼状结构降解HIV-1衣壳

  • SAMD9/SAMD9L被痘病毒K1/C7/M062拮抗,通过切割tRNAPhe阻断翻译

    病毒干扰:如鼻病毒(HRV)诱导的干扰素反应可抑制冠状病毒复制。

病毒生命周期的关键阻断点

进入与脱壳缺陷:家蚕核型多角体病毒(BmNPV)在High Five细胞中因核输入障碍流产,需依赖AcMNPV的GP64蛋白辅助内体逃逸。基因表达异常:禽流感病毒M1前体mRNA异常剪接导致核输出蛋白不足。组装失败:痘苗病毒(VV)在昆虫LD652细胞中因宿主蛋白酶缺失导致结构蛋白加工缺陷。

免疫调控与病理效应

流产感染可双向调节免疫:

  • 人静息CD4+ T细胞中HIV-1逆转录中间体激活IFI16-炎症小体通路引发细胞焦亡

  • 星形胶质细胞流产感染狂犬病毒(RABV)后分泌IFN-β增强血脑屏障通透性

    异常整合的病毒DNA(如HPV/MCPyV)通过持续表达E6/E7或sT/LT致癌蛋白驱动细胞转化,其中MCPyV sT通过抑制PP2A和激活4E-BP1促进翻译失调。

应用转化研究

温度敏感株:如VV B1温度敏感突变体揭示宿主BAF蛋白的病毒DNA限制作用。疫苗开发

  • 修饰痘苗病毒安卡拉株(MVA)因ZAP蛋白限制成为安全疫苗载体

  • 登革病毒NS2A组装缺陷株可诱导单轮感染免疫

    高通量筛选利用流产感染模型(如VSV在LD652细胞中)发现痘病毒A51R等新型免疫逃逸因子。

该领域未来需加强在体研究,揭示流产感染细胞在疾病中的时空分布规律,并为靶向宿主因子的抗病毒策略提供新思路。

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