近日，西北大学食品科学与工程学院糖工程中心联合香港城市大学、中国疾病预防与控制中心、南方科技大学等多家单位在国际期刊 PNAS 上发表了题为 Molecular Basis of Differential Receptor Usage for Naturally-occurring CD55-binding and -nonbinding Coxsackievirus B3 Strains，该论文首次提供了肠道病毒差异性受体利用的分子基础，为阐释肠道病毒实现从 “单受体利用”到“双受体利用”的进化机制提供重要的数据。 肠道病毒感染是常见的新生儿期感染性疾病病因之一，近年来，肠道病毒已造成全球地区婴幼儿手足口病的多次流行，患儿除了表现为发热、手足皮肤及口腔黏膜等部位典型疱疹外，还可导致新生儿和青少年病毒性肌炎，脑膜炎等疾病，甚至死亡。每年由肠道病毒引起的感染已超过 30 亿人次，严重威胁人类健康。 细胞表面的受体是病毒入侵的“门户”，受体的使用决定了病毒感染细胞嗜性，并与病毒的致病性有关。研究表明，肠道病毒通常利用双受体系统（黏附受体和脱衣壳受体）进入宿主细胞引起感染（Cell，2019，177: 1553-1565），然而，有些肠道病毒毒株仅利用单个的双功能受体完成入侵过程（PNAS, 2020, 117: 18711-18718 ）。深入了解肠道病毒差异性受体利用分子机制不仅对病毒的致病机制、疫苗及药物研发至关重要，而且为临床上由肠道病毒引起感染的精准化治疗提供指导意义。然而，肠道病毒差异性受体利用的分子机制尚不明晰。肠道病毒柯萨奇 B3（Coxsackievirus B3, CVB3）是引起全球心肌炎的主要病原体。研究人员基于 NCBI 数据库 CVB3 毒株序列，结合从全国各地 6 岁以下儿童临床病例筛分的毒株序列分析发现，CVB3 核衣壳蛋白 VP3-234 位点的氨基酸呈现多态性的特点，此位点共出现五种不同的氨基酸（VP3-234Q/N/V/D/E），随后研究人员通过体外的生化试验及进化分析，证实 VP3-234 位点氨基酸的不同决定了病毒与黏附受体 CD55 结合的特异性/亲和性。为进一步阐释病毒差异性受体的入侵机制，研究人员利用冷冻电镜技术，分别解析了不同病毒毒株与黏附受体 CD55、脱衣壳受体 CAR 在不同入侵阶段不同 pH 下的高分辨率复合物结构，首次在近原子水平上提供了肠道病毒差异性受体利用的结构基础。同时，研究人员基于结构信息及体外的生化实验，提出不同 CVB3 毒株虽然利用相同的脱衣壳受体，其感染机制却存在 pH 偏好性差异的入侵模式。以上研究，不仅丰富肠道病毒入侵机制，也从分子水平上提供了受体利用中肠道病毒如何从“单受体”到“双受体”进化过程的结构基础。 西北大学食品科学与工程学院青年教师王庆玲、中国疾病与预防控制中心杨倩、南方科技大学博士后刘聪聪为本论文的第一作者，高福院士为论文的通讯作者，该研究得到中国科学院微生物研究所齐建勋研究员、香港城市大学杨梦甦教授、西北大学糖工程中心王仲孚教授的支持。

原子水平上阐释病毒差异性受体利用的结构机制 

文章连接：https://doi.org/10.1073/pnas.2118590119