SARS-CoV-2 Delta变异株特异ORF3a突变破坏溶酶体稳态，触发溶酶体损伤介导的细胞死亡

《Communications Biology》：SARS-CoV-2 Delta variant-specific ORF3a mutations destabilize lysosomal homeostasis to trigger lysosomal damage-mediated cell death

　　

SARS-CoV-2的关切变异株（variants of concern, VOCs）在不同时间独立出现，并在全球先后占据主导地位。尽管出现了多个VOCs，SARS-CoV-2 Delta变异株仍表现出增强的致病性和前所未有的死亡率。然而，Delta变异株致病性增强的具体机制尚不清楚。研究人员在此表明，SARS-CoV-2 ORF3a的变异与VOCs的致病潜力相关，并驱动Delta变异株特异的溶酶体损伤，进而激活炎症性细胞死亡。Delta变异株的ORF3a显示出不同于其他SARS-CoV-2 VOCs的独特突变模式。ORF3a特异系统发育分析揭示VOCs在进化轨迹上存在显著差异，可能反映其致病相关性。与Omicron变异株和祖先Wuhan株不同，Delta特异的ORF3a突变促进强烈的溶酶体损伤、外周分布和膜定位，而对病毒滴度无明显影响。此外，Delta ORF3a突变诱导的溶酶体损伤在人类细胞中同时促进细胞凋亡（apoptosis）和坏死性凋亡（necroptosis）的激活。在结构上，这些Delta变异株特异突变似乎通过螺旋堆积和非天然二硫键的形成稳定ORF3a寡聚体，可能促进其与溶酶体的结合及损伤。总体而言，研究人员的观察表明，ORF3a破坏溶酶体稳态并触发细胞死亡，提示Delta变异株特异的细胞命运调控和炎症相关致病机制。

论文解读：SARS-CoV-2 Delta变异株特异ORF3a突变破坏溶酶体稳态并触发细胞死亡

**研究背景与目的**：COVID-19大流行期间，SARS-CoV-2武汉株积累多种突变，产生了多个关切变异株（VOC）。其中Delta变异株（B.1.617.2）具有高传染性，与高住院率、重症和死亡率相关；Omicron变异株传染性更高，但住院、ICU和死亡风险较低。刺突蛋白（spike）突变主要与传播能力和免疫逃逸有关，但非刺突蛋白变异是否决定VOC的致病性差异尚不清楚。ORF3a是SARS-CoV-2最大的辅助跨膜蛋白，可抑制自噬体-溶酶体融合并促进溶酶体相关病毒释放，但ORF3a变异在各VOC中的功能意义尚未阐明。为解释Delta变异株致病性增强的机制，研究人员系统分析了VOC中ORF3a的突变模式、进化关系及其对溶酶体稳态和细胞死亡的影响。该研究发表于《Communications Biology》。

**主要发现与意义**：研究人员发现，Delta变异株的ORF3a具有区别于Omicron的独特突变模式；这些Delta特异突变增强溶酶体损伤、抑制自噬通量、促进溶酶体外周分布和质膜定位，但未改变病毒滴度。结构上，突变通过跨膜螺旋堆积和非天然二硫键稳定ORF3a寡聚体。Delta特异突变还加剧溶酶体损伤介导的细胞凋亡和坏死性凋亡。这些结果首次将ORF3a变异与Delta变异株高致病性联系起来，提示非刺突蛋白在决定VOC致病差异中的重要作用。

**技术方法概要**：研究人员利用BV-BRC数据库中法国、德国、印度、英国提交的Alpha、Gamma、Kappa、Delta、Omicron（BA.1/BA.2）序列构建全基因组、spike和orf3a系统发育树；用AlphaFold2/UCSF ChimeraX预测ORF3a突变体结构；在HeLa、HT-29、A549-ACE2（印度IISc Tripathi