人角质形成细胞中单纯疱疹病毒1型子代病毒产量呈现三个数量级的个体差异及其超级生产者细胞机制解析

（编辑推荐）本研究首次在单细胞水平量化了HSV-1感染人角质形成细胞（N/TERT-670）的子代病毒产量，揭示个体细胞间存在高达三个数量级的差异，并发现少数"超级生产者"细胞贡献了大部分病毒 progeny（PFU/cell）。通过优化pH稳定培养基（HEPES）和双路径检测（分泌型+细胞关联型病毒），建立了单细胞分选（Nodexus NX-01）与微型噬斑分析技术平台，排除了病毒遗传因素（ND02株）和感染复数（MOI 1 vs 20）对产量异质性的影响，为抗病毒靶点开发提供了新方向。

　　

个体细胞内仅含少量传染性子代病毒

采用携带双荧光报告基因（YFP-ICP4/RFP-VP26）的HSV-1 ND02株感染人角质形成细胞，16小时后通过流式分选ICP4⁺/VP26⁺单细胞进行噬斑分析，发现单个细胞内传染性子代病毒仅0-15 PFU（平均2.7 PFU/cell）。这印证了近期群体水平研究结果，但提示必须同时检测分泌型和细胞关联型病毒才能全面评估病毒产量。

单细胞检测体系的优化突破

研究团队发现常规培养基中HSV-1半衰期仅7小时（37°C/5% CO₂），而添加25 mM HEPES后延长至42小时。时序分析显示感染24小时内75%病毒为细胞关联型，48小时后分泌型与细胞关联型各占50%。通过低压力单细胞分选仪（Nodexus NX-01）将感染后细胞分离培养，证实物理隔离虽使平均产量降低50%，但能有效避免子代病毒交叉污染。

跨越三个数量级的产量异质性

在MOI 20条件下，1,175个单细胞检测显示：24小时产量0-200 PFU/cell（中位数14），48小时达峰值3-600 PFU/cell（中位数38），72小时回落至0-80 PFU/cell。值得注意的是，10%的超级生产者贡献了40%总产量，25%的细胞贡献了65%产量。通过二次感染实验证实，这种差异并非病毒遗传特性导致——来自低产和高产细胞的子代病毒经扩增后呈现相似产量。

MOI影响均值但不改变异质性本质

比较MOI 1和20的感染显示：低MOI使平均产量从62降至26 PFU/cell，但Gini系数保持0.56-0.61，超级生产者比例稳定。进一步通过共培养实验证实，73%的ICP4⁺细胞可完成生产性感染，其余27%为流产感染，结合60%的单细胞存活率，解释了约50%检测细胞无病毒产出的现象。

临床转化潜力与未解之谜

该研究建立了首个HSV-1单细胞产量检测标准，揭示角质形成细胞中存在类似"20/80法则"的病毒生产模式。虽然排除了病毒基因组差异和MOI的核心影响，但细胞周期状态、表观遗传差异或宿主防御机制等潜在调控因素仍需探索。特别值得注意的是，针对超级生产者细胞的特异性干预可能成为阻断HSV-1皮肤传播的新策略，但需克服单细胞分离造成的微环境改变等技术局限。