Powassan病毒（POWV）感染小鼠睾丸并揭示吞噬细胞的保护作用

《Viruses》：Powassan Virus Infects Mouse Testes and Reveals a Protective Role for Phagocytic Cells

　　

Powassan病毒（POWV）是一种新发蜱传正黄病毒（orthoflavivirus），年患病率持续上升。尽管其通常被理解为与神经系统疾病相关的媒介传播病毒，但2016年一例免疫受损63岁男性致死病例报道了睾丸疼痛，且尸检在睾丸中检测到病毒抗原，提示其嗜性可能改变。POWV在多大程度上可感染睾丸仍不清楚。研究人员使用BALB/c小鼠POWV模型阐明POWV在睾丸建立感染的潜力并模拟睾丸嗜性的潜在机制。本研究报道POWV可在小鼠雄性生殖道中生产性感染。研究人员发现POWV在感染后3天和5天（dpi）持续感染小鼠睾丸和附睾，睾丸峰值滴度达6.1 log10 PFU/克组织。此外，5 dpi时POWV感染小鼠睾丸质量显著高于未感染对照。鉴于巨噬细胞在相关正黄病毒Zika病毒（ZIKV）睾丸致病中被牵连，研究人员在POWV感染前用氯膦酸脂质体耗竭吞噬细胞，并与对照脂质体处理小鼠比较。吞噬细胞耗竭伴随更高且持续的病毒血症，以及小鼠雄性生殖道病毒器官负荷显著升高。基因表达分析揭示睾丸内强烈的抗病毒、炎症和趋化因子反应，吞噬细胞耗竭后该反应进一步放大。这些发现表明雄性生殖道是POWV疾病既往未被充分认识的靶标，并明确吞噬细胞在限制小鼠睾丸病毒感染中的关键作用。

研究背景与立项依据

Powassan病毒（POWV）属正黄病毒属（Orthoflavivirus），经蜱传播，主要流行于美国东北部、加拿大及俄罗斯远东地区，临床以发热、头痛、呕吐起病，重症可进展为脑炎或脑膜炎，神经侵袭性感染死亡率约10%，半数存活者遗留神经后遗症，且无特效药与获批疫苗。2016年一例接受利妥昔单抗治疗的滤泡性淋巴瘤男性患者死于POWV谱系II（鹿蜱病毒DTV）感染，生前诉睾丸疼痛，超声示 orchidepididymitis，尸检睾丸检出POWV抗原，首次提示该病毒可能具有睾丸嗜性。此前小鼠研究中POWV睾丸感染仅为偶发RNA阳性，缺乏系统性定量与机制探讨。考虑到Zika病毒（ZIKV）、埃博拉病毒、Oropouche病毒等均被证实可感染雄性生殖道，研究人员认为有必要在小鼠模型中专门评估POWV睾丸侵袭能力及其免疫调控机制。该研究发表于《Viruses》。

主要技术方法概括

研究人员采用9至10周龄雄性BALB/c小鼠，经腹腔（IP）或皮内（ID）接种POWV谱系I（LB株）或谱系II（DTV IPS-001株），设未感染盐水对照，于1、2、3、5、10 dpi采集血清与睾丸、附睾、脑等脏器；部分动物经氯膦酸脂质体（clodronate liposomes）于感染前48小时及24小时腹腔注射以耗竭吞噬细胞，对照为空白脂质体。体外用原代人Sertoli细胞（HSerCs）与BHKsa细胞行感染复数（MOI）1及10的生长曲线测定。器官病毒载量经匀浆后空斑试验（PFU）定量。睾丸巨噬细胞耗竭效率由流式细胞术（CD11b/F4/80/Ly6G）评估脾与睾丸单细胞悬液。组织学行H&E染色及4G2（黄病毒包膜蛋白）与DDX4免疫荧光。转录组用NanoString nCounter小鼠髓系V2与免疫V2面板检测5 dpi灌注睾丸，数据以nSolver与Prism分析。

研究结果

3.1 Powassan病毒在原代人Sertoli细胞中高效复制

HSerCs感染POWV（MOI 1或10）后2 dpi病毒滴度超9 log₁₀ PFU/mL，维持至5 dpi且无细胞病变，平行ZIKV感染亦生产性复制，提示Sertoli细胞（维持血-睾屏障的关键支持细胞）允许POWV复制。

3.2 POWV在小鼠急性感染期感染雄性生殖道

IP或ID途径接种LB或DTV株，3 dpi起血清病毒血症达峰，5 dpi LB转阴而DTV持续；3 dpi及5 dpi所有小鼠双侧睾丸与附睾均回收感染性病毒，睾丸5 dpi达3.2至6.1 log₁₀ PFU/克，10 dpi时2/3鼠3/6睾丸仍阳性；5 dpi睾丸质量显著增加，脑亦见早期神经侵袭，感染途径与谱系间无统计学差异（样本量有限）。

3.3 POWV定位于精曲小管但无显著组织病理学损伤

5 dpi与10 dpi H&E切片示曲细精管直径、生精潜能、Leydig细胞数与对照无差异，无炎症浸润或透明样变；免疫荧光确认4G2抗原位于精曲小管内（DDX4共标），提示病毒跨越血-睾屏障（BTB）但未引起急性架构破坏。

3.4 吞噬细胞耗竭增强全身病毒负荷并增加雄性生殖道感染

流式确认氯膦酸脂质体耗竭脾巨噬细胞约93%，睾丸驻留巨噬细胞数反升。耗竭组小鼠病毒血症更高且延长，5 dpi睾丸、附睾、脑病毒载量显著升高，睾丸质量增加更明显，表明吞噬细胞非POWV播散至睾丸的“特洛伊木马”，而是早期控毒屏障。

3.5 POWV与吞噬细胞耗竭伴睾丸转录偏移

NanoString显示感染睾丸上调干扰素刺激基因（Irf7、Isg15、Stat1）、趋化因子（Cxcl10、Ccl8）、髓系活化标记（Fcgr1、Fcgr4、S100a9、Ly6c1）及组织重塑基因（Il1b、Elane）；氯膦酸组因病毒负荷更高，上述基因进一步上调，M2相关Retnla下调，反映睾丸免疫特权环境丧失与代偿性M1反应。

讨论与结论翻译

讨论指出，本研究首次系统证明免疫健全BALB/c小鼠急性POWV感染期雄性生殖道（睾丸与附睾）生产性感染，病毒抗原定位于精曲小管，伴睾丸质量增加但无急性坏死性病理，区别于ZIKV所致萎缩。临床2016病例因利妥昔单抗致体液免疫受损，不能完全外推至健康人，但提示免疫抑制下嗜性偏移可能。吞噬细胞耗竭实验反转“巨噬细胞助病毒播散”假设，证实体液/单核吞噬系统通过清除病毒血症限制睾丸入侵。转录分析揭示BTB相关调控基因（Socs3下调、Il1b与Elane上调）可能参与屏障动态，但未直接证明BTB破裂。研究局限含未证实睾丸驻留巨噬细胞耗竭、10 dpi后持续性未明、 semen shedding与性传播未测。

结论：本研究确立雄性生殖道为POWV在免疫健全小鼠急性感染位点，证明吞噬细胞参与早期病毒控制而非睾丸播散必需，睾丸感染伴强抗病毒炎症转录响应且在吞噬细胞耗竭时放大，为理解POWV雄性生殖道感染、评估持久性、病理后果及临床相关性提供基础。