寶寶被沾染,是因為免疫因子被「綁架」了!






新生兒Fc受體(FcRn):傳遞來自媽媽的保護

在越來越重視母乳餵養的今天,「母源抗體」已經不是一個陌生的名詞。這些來自母體的免疫因子,是媽媽給予新生寶寶的,對抗細菌病毒的初始「武器」。母源抗體一方面在胎兒時期通過胎盤運送給胎兒,另一方面在寶寶出生之後,通過母乳來傳遞。

行使這些重要傳遞功能的受體分子,叫做新生兒Fc受體(human neonatal Fc receptor, FcRn)。這個受體在胎盤合胞體滋養層細胞和腸道,血管等上皮細胞中均高表達,可以從母體通過胎盤向胎兒轉運具有保護性的抗體,並且可以幫助新生兒從腸道吸收母乳中的抗體。

在成人體內,FcRn也可以介導抗體「回收」,維持血液循環高水平的抗體濃度, 保持動態平衡等。現在的很多抗體類藥物在設計時,也會通過使用與FcRn親和力高的Fc序列來延長抗體的半衰期,提高抗體作用。可以看出,FcRn是一個非常關鍵的免疫因子,尤其對胎兒和嬰幼兒的免疫不可或缺。

但是,在最近的研究中卻發現,這種免疫因子可以被B族腸道病毒「綁架」,作為其入侵宿主細胞的關鍵性受體。

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FcRn將母源抗體傳遞給胎兒(圖片來源:Roopenian, D.C., and Akilesh, S. 2007. Nat. Rev. Immunol. 7, 715–725.)

腸道病毒感染嚴重威脅嬰幼兒健康

腸道病毒可能對很多人來說已經不是一個陌生的名詞,從上一代談之色變的脊髓灰質炎(小兒麻痹症),到現下讓孩子家長提心吊膽的手足口、皰疹性咽頰炎、兒童病毒性腦炎、腦膜炎等,都是腸道病毒感染導致的疾病。腸道病毒雖然感染部位在腸道,但發病部位卻可以遍及全身各重要器官,甚至於中樞神經系統。

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腸道病毒感染嚴重威脅嬰幼兒健康(圖片來自網路)

B族腸道病毒包括埃可病毒(Echovirus)、柯薩奇病毒B等,可導致新生兒和青少年病毒性腦炎、腦膜炎、腦膜腦炎等疾病,部分病例留有嚴重後遺症,嚴重時可致命。B族腸道病毒主要通過糞口傳播,與感染或攜帶B族腸道病毒的患者進行密切生活性接觸,共用飲食等均可導致腸道疾病的感染。

B族腸道病毒感染是常見的兒童感染性疾病病因之一,多數為隱性感染或輕症,但亦可導致病毒性腦炎、腦膜炎等疾病。除此之外,B族腸道病毒感染還可導致急性馳緩性癱瘓(AFP)、非特異性皮疹、肝炎、肺炎、凝血障礙和手足口等疾病。最近報導的某醫院的嚴重醫療事故,就是由腸道病毒(埃可病毒11型)導致的醫院感染事件,造成了5例患有新生兒肺炎等基礎疾病的患兒死亡。在大陸以及世界範圍內,埃可等B族腸道病毒長期以來是很大一部分兒童腦炎,腦膜炎病例的致病病原。

受體發現和機制闡明,為藥物疫苗研發提供基礎

此前,埃可病毒等大多數B族腸道病毒,決定其感染細胞的關鍵受體尚未發現和報導,致病機制及跨越血腦屏障機制尚不清楚。導致這些病毒沒有特異性藥物,沒有疫苗,沒有用於藥物疫苗研發的動物模型。

近期,中科院微生物所高福院士課題組等研究團隊發現,人類新生兒Fc受體(FcRn)是多個B族腸道病毒的通用脫衣殼受體。在細胞的內吞體中,病毒可以利用內吞體膜上的FcRn,打開自己的衣殼。FcRn像一把鑰匙一樣,插入病毒衣殼蛋白形成的一個凹槽里,病毒衣殼變的不穩定,將遺傳物質釋放到細胞內,從而起始病毒遺傳物質的復制和蛋白的表達。研究還通過病毒與受體復合物的高分辨率電鏡結構,系統的解析了腸道病毒入侵宿主細胞的機制。

發現FcRn是病毒的關鍵受體,並解析作用機制,對於未來藥物和疫苗的開發都非常重要。「受體」是病毒感染細胞的「門戶」,同時也是藥物設計的重要靶點。科研人員用近原子水平的電鏡結構詳細解析了受體與病毒的復合物,而這二者結合位點的三維結構的詳細闡述,為未來藥物的設計提供了結構基礎。

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埃可病毒等B族腸道病毒入侵機制

來源:中國科學院微生物研究所

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