
豬藍(lán)耳病病毒繼發(fā)細(xì)菌感染導(dǎo)致更劇烈的炎癥反應(yīng)和更高死亡率。
受訪者供圖
豬一旦感染了藍(lán)耳病,它的免疫系統(tǒng)仿佛被卸下鎧甲,細(xì)菌便趁火打劫,引發(fā)致命感染。這種“病毒先行、細(xì)菌補(bǔ)刀”的組合給養(yǎng)豬業(yè)帶來(lái)了沉重打擊。然而,病毒究竟如何為細(xì)菌感染“掃清障礙”的,一直沒有明確答案。
近日,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州獸醫(yī)研究所動(dòng)物免疫與代謝創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)取得重要進(jìn)展,首次從細(xì)胞內(nèi)部機(jī)制層面揭示了豬藍(lán)耳病病毒如何“協(xié)助”細(xì)菌逃避免疫清除。相關(guān)成果發(fā)表于國(guó)際期刊《公共科學(xué)圖書館·病原體(PLOS Pathogens)》。這一發(fā)現(xiàn)不僅為理解“病毒先行、細(xì)菌補(bǔ)刀”的致病模式提供了關(guān)鍵證據(jù),也為養(yǎng)豬業(yè)防控繼發(fā)感染提供了新思路。
困擾養(yǎng)豬業(yè)的“隱形殺手”
豬藍(lán)耳病的學(xué)名為豬繁殖與呼吸綜合征(PRRS),是由豬繁殖與呼吸綜合征病毒引發(fā)的一種高度復(fù)雜的傳染病。其最典型的特征,是對(duì)繁殖系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)的雙重打擊。
“在生產(chǎn)實(shí)踐中,這種疾病的危害相當(dāng)廣泛。”中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院動(dòng)物免疫與代謝創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席科學(xué)家肖書奇介紹,“感染后的母豬常出現(xiàn)流產(chǎn)、死胎、弱胎等繁殖障礙。更為嚴(yán)重的是,病毒會(huì)攻擊豬體內(nèi)關(guān)鍵的免疫細(xì)胞即巨噬細(xì)胞,直接削弱機(jī)體的防御能力。疫苗免疫效果因此大打折扣,豬群整體免疫水平下降,給生豬產(chǎn)業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失!
在藍(lán)耳病的致病過(guò)程中,一個(gè)長(zhǎng)期困擾業(yè)界的問(wèn)題是,為何細(xì)菌感染會(huì)在病毒感染后變得異常兇險(xiǎn)?
“很多時(shí)候,真正導(dǎo)致豬快速死亡的,并不是病毒本身,而是隨后發(fā)生的細(xì)菌性敗血癥或肺部感染。”肖書奇說(shuō)。
這種現(xiàn)象被形象地稱為“病毒先行、細(xì)菌補(bǔ)刀”。病毒削弱免疫系統(tǒng),細(xì)菌則趁機(jī)擴(kuò)散,形成致命打擊。而此次研究的突破,正是找到了這一“補(bǔ)刀”過(guò)程發(fā)生的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
發(fā)現(xiàn)新研發(fā)藥物靶點(diǎn)
據(jù)科研團(tuán)隊(duì)介紹,在正常情況下,當(dāng)細(xì)菌入侵機(jī)體時(shí),巨噬細(xì)胞會(huì)迅速將其吞噬,并通過(guò)細(xì)胞內(nèi)的溶酶體進(jìn)行分解。溶酶體可以被視為細(xì)胞的“消化車間”,內(nèi)部充滿強(qiáng)酸性環(huán)境和多種水解酶,能夠高效殺滅和分解病原體。但要完成這一過(guò)程,有一個(gè)關(guān)鍵前提,那就是溶酶體必須準(zhǔn)確送達(dá)細(xì)菌所在的位置。
這一運(yùn)輸過(guò)程依賴于細(xì)胞骨架中的絲狀肌動(dòng)蛋白。它們構(gòu)成了細(xì)胞內(nèi)部的“運(yùn)輸軌道”,引導(dǎo)溶酶體在細(xì)胞內(nèi)移動(dòng)。如果把細(xì)胞比作一座城市,肌動(dòng)蛋白絲就是道路系統(tǒng),而溶酶體就是運(yùn)輸處理垃圾的車輛。
問(wèn)題在于,在藍(lán)耳病病毒感染后,這套系統(tǒng)被破壞了。研究發(fā)現(xiàn),豬藍(lán)耳病病毒能夠精準(zhǔn)干擾巨噬細(xì)胞內(nèi)部的一個(gè)關(guān)鍵調(diào)控分子——RhoA蛋白。
RhoA被稱為“肌動(dòng)蛋白調(diào)節(jié)器”,其主要功能是調(diào)控絲狀肌動(dòng)蛋白的生成與穩(wěn)定。一旦該蛋白被破壞,細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)便會(huì)隨之紊亂。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,藍(lán)耳病病毒會(huì)誘導(dǎo)RhoA蛋白發(fā)生降解,從而抑制絲狀肌動(dòng)蛋白的形成。失去支撐的“軌道系統(tǒng)”隨之瓦解,溶酶體無(wú)法有效遷移到細(xì)菌所在位置。
結(jié)果是,盡管巨噬細(xì)胞仍然能夠吞噬細(xì)菌,但后續(xù)的消化步驟卻無(wú)法順利完成。細(xì)菌因此得以在細(xì)胞內(nèi)部存活,甚至進(jìn)一步繁殖擴(kuò)散。換句話說(shuō),這相當(dāng)于垃圾已經(jīng)被運(yùn)進(jìn)處理廠,卻因?yàn)閭魉蛶嗔讯鵁o(wú)法處理,最終在內(nèi)部堆積。
肖書奇表示,這一研究的重要意義,在于突破了以往對(duì)藍(lán)耳病病毒作用機(jī)制的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)。
過(guò)去的研究普遍認(rèn)為,藍(lán)耳病病毒通過(guò)廣泛抑制免疫系統(tǒng)來(lái)促進(jìn)繼發(fā)感染。而此次研究表明,病毒并非簡(jiǎn)單削弱免疫能力,而是通過(guò)干擾關(guān)鍵細(xì)胞結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)對(duì)免疫過(guò)程的“精準(zhǔn)打擊”。
在當(dāng)前養(yǎng)豬業(yè)中,控制繼發(fā)細(xì)菌感染往往依賴抗生素。然而,長(zhǎng)期高劑量使用抗生素不僅增加養(yǎng)殖成本,還可能帶來(lái)耐藥性問(wèn)題和食品安全風(fēng)險(xiǎn)。因此如何減少抗生素依賴,成為行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。
此次研究為這一難題提供了新的解決思路。
肖書奇說(shuō),RhoA蛋白有望成為重要的藥物干預(yù)靶點(diǎn)!叭绻軌蜷_發(fā)出針對(duì)RhoA蛋白的保護(hù)性藥物,阻止病毒誘導(dǎo)其降解,就有可能維持細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)的完整,從而恢復(fù)巨噬細(xì)胞的殺菌能力!
(責(zé)任編輯:華康)