引言
猪繁殖与呼吸综合征(PRRS)是影响全球生猪产业最重要的经济型传染病之一。该病以妊娠母猪严重繁殖障碍为特征,包括流产、死产和弱仔,以及不同日龄猪只的呼吸道疾病和死亡率升高(Lunney等, 2016, Rossow, 1998)。自20世纪80年代末出现以来,PRRS已在全球范围内传播,并持续给养猪业造成巨大的经济损失。在中国和美国,与PRRS相关的估计经济损失分别达到约每头母猪1400元和每头母猪121美元(Neumann等, 2005, Zhang等, 2022)。然而,缺乏有效的抗病毒干预手段以及现有疫苗的局限性仍然是PRRS防控的主要障碍(He等, 2025)。因此,开发新型抗病毒策略刻不容缓。
PRRSV是一种有包膜的正义单链RNA病毒,隶属于Nidovirales(巢病毒目)Arteriviridae(动脉病毒科)。其约15 kb的基因组包含ORF1a和ORF1b,分别编码多聚蛋白pp1a和pp1ab,这些多聚蛋白被加工成参与病毒复制和转录的多个非结构蛋白(nsps)(Fang和Snijder, 2010)。下游基因编码的结构蛋白,包括GP2a、E、GP3、GP4、ORF5a、GP5、M和N,参与病毒进入、组装和病毒粒子形成(Kappes和Faaberg, 2015)。PRRSV通过转录调控序列(TRS)介导的不连续转录机制产生一套嵌套的亚基因组RNA(sgRNAs)(Fang和Snijder, 2010, van Vliet等, 2002)。这种转录策略促进了表达外源报告基因的重组PRRSV系统的开发,常用方法包括额外的TRS驱动转录单元(Li等, 2022c)。
尽管在疫苗接种和疾病管理方面付出了大量努力,目前仍没有针对PRRSV感染的特效抗病毒药物。已有报道称多种化合物通过靶向病毒复制过程或宿主细胞通路而表现出抗PRRSV活性。例如,利巴韦林是一种广谱核苷类似物,已被证明可在体外抑制PRRSV复制,而氯喹通过影响病毒进入过程来抑制PRRSV感染(Khatun等, 2015, Nauwynck等, 1999)。近年来,靶向病毒蛋白的小分子(如PRRSV nsp11/NendoU蛋白)(Zhu等, 2025),以及参与病毒复制、细胞内信号传导和先天免疫反应的宿主因子,已作为有前途的抗病毒策略而出现(Chen等, 2026, Cui等, 2024, Li等, 2022b)。然而,大多数已鉴定的化合物仍局限于in vitro(体外)研究,其作用机制仍需进一步研究。
高效的筛选平台对于加速新型抗PRRSV化合物的发现至关重要。基于重组报告病毒的高通量筛选(HTS)为评估病毒复制和抗病毒活性提供了一种快速定量的方法。目前已开发了多种表达荧光蛋白或荧光素酶的PRRSV报告系统,包括基于EGFP、海肾荧光素酶(Gluc)和NanoLuc荧光素酶(Nluc)的平台,这些平台促进了抗病毒化合物筛选和病毒复制分析(Li等, 2022a, Li等, 2022c, Liu等, 2025, Wang等, 2013, Wang等, 2022)。然而,现有的PRRSV报告病毒仍面临一些局限性,包括报告基因稳定性、检测灵敏度和大规模筛选适用性。因此,开发稳健定量的基于报告基因的高通量筛选平台对于加速新型抗PRRSV化合物的发现和表征仍然非常重要。
本研究利用分泌型Nluc报告系统建立了一个基于重组PRRSV的高通量筛选平台,实现了对病毒复制的敏感定量评估。利用该平台对微生物代谢物库进行筛选,鉴定出鹅脱氧胆酸(LCA)为PRRSV复制的强效抑制剂。LCA是肠道微生物群通过初级胆汁酸代谢产生的次级胆汁酸,已被证明是参与宿主代谢调节和免疫调节的重要生物活性代谢物。LCA主要通过胆汁酸受体(包括核受体法尼醇X受体(FXR)和膜受体TGR5)作为信号分子发挥作用。既往研究表明,LCA可通过FXR和TGR5依赖性途径调节脂质代谢和免疫反应,而近期证据表明其在病毒感染期间可能具有抗病毒活性(Hang等, 2019, He等, 2026, Luu等, 2018, Xing等, 2024)。然而,LCA是否影响PRRSV感染及其抗病毒活性的机制仍不清楚。
在本研究中,我们进一步表征了LCA对多种PRRSV毒株的抗病毒活性,证明LCA通过在病毒生命周期的进入后阶段发挥作用来抑制PRRSV复制,包括病毒RNA合成和早期蛋白翻译。此外,我们的发现表明LCA的抗病毒活性与宿主胆固醇代谢的改变有关。本研究建立了一个优化的基于分泌型Nluc的PRRSV高通量筛选平台,并展示了其在鉴定LCA作为潜在抗病毒候选物中的应用,为新型抗PRRSV制剂的发现和表征提供了有价值的工具。