铜绿假单胞菌鼠李糖脂增强人鼻病毒14型（HRV14）病毒颗粒稳定性的机制研究

这篇研究揭示了呼吸道机会致病菌铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）通过分泌鼠李糖脂（rhamnolipids）显著增强人鼻病毒14型（HRV14）对酸和热灭活的抵抗能力，而该效应在结构更稳定的HRV16中未观察到。研究通过基因敲除和体外补充实验证实鼠李糖脂的必要性与充分性，为呼吸道病毒-细菌互作（如囊性纤维化患者中HRV感染加重）提供了新的分子机制解释。

　　

ABSTRACT

哺乳动物病毒在感染过程中常与细菌及其代谢产物相互作用。既往研究表明肠道微生物群通过细菌多糖（如LPS）稳定脊髓灰质炎病毒和柯萨奇病毒颗粒，但呼吸道细菌对鼻病毒（Rhinovirus）的影响尚不明确。本研究聚焦呼吸道机会致病菌铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa），发现其分泌的鼠李糖脂能特异性增强人鼻病毒14型（HRV14）的环境稳定性。

INTRODUCTION

鼻病毒是普通感冒的主要病原体，在囊性纤维化（CF）患者中可引发严重并发症。CF患者气道因粘液积聚和慢性铜绿假单胞菌定植形成独特微环境。尽管已知肠道细菌通过直接结合稳定小RNA病毒科（Picornaviridae）成员，但呼吸道细菌的作用仍是空白。本研究选取HRV14（B种）和HRV16（A种）作为模型，两者虽均结合ICAM-1受体，但衣壳氨基酸差异达49%。

RESULTS

P. aeruginosa stabilizes HRV14

在模拟气道pH（5.8-6.8）和温度（49°C）的灭活实验中，铜绿假单胞菌PAO1菌株使HRV14存活率提升10倍（p<0.0001），而其他呼吸道细菌（如莫拉克斯菌、葡萄球菌）无此效应。值得注意的是，临床分离株PA14和FRD1的保护作用弱于实验室PAO1菌株，提示菌株特异性调控机制。

HRV14 does not have increased binding to P. aeruginosa

放射性标记结合实验显示，HRV14与大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus Wichita）的结合显著高于铜绿假单胞菌（p<0.01），表明病毒稳定化不依赖直接细菌吸附，这与肠道病毒-细菌互作机制截然不同。

Heat-killed P. aeruginosa stabilizes HRV14

热灭活细菌仍保留稳定活性，排除了代谢依赖机制。令人意外的是，铜绿假单胞菌脂多糖（LPS）——已知能稳定其他小RNA病毒——对HRV14无保护作用（p>0.05），暗示存在新型稳定因子。

Rhamnolipids stabilize HRV14

基因敲除实验表明，鼠李糖脂合成通路基因（rhlA/B/C）缺失完全消除保护效应。外源添加0.5 mg/mL鼠李糖脂即可重现稳定作用，使HRV14热灭活温度阈值提升3°C（PaSTRy实验验证）。结构分析推测鼠李糖脂可能结合衣壳疏水口袋，类似抗病毒化合物WIN的稳定机制。

Respiratory bacteria do not stabilize HRV16

HRV16因天然衣壳稳定性较高（酸处理存活率比HRV14高20倍），未表现出细菌依赖性保护。这一发现揭示了鼻病毒种间差异的生物学意义。

DISCUSSION

铜绿假单胞菌在CF患者气道中可产生高达39 mg/mL的鼠李糖脂，远超稳定病毒所需浓度。该发现为理解CF患者鼻病毒感染频发提供了新视角：细菌代谢产物可能通过"非典型"途径（非受体结合）改变病毒环境适应性。研究同时提示，针对呼吸道菌群-病毒互作的干预策略需考虑病毒株特异性。

MATERIALS AND METHODS

实验采用Capto Core 700纯化病毒颗粒，通过³⁵S放射性标记结合实验和细胞病变效应（CPE）定量分析。稳定性检测使用新型PaSTRy（粒子稳定性热释放分析）技术，实时监测SYBR green II荧光信号变化。