贝勒医学院2026年2月4日
贝勒医学院研究人员在《科学进展》杂志上报告了一项人类诺如病毒(HuNoV)研究的突破。诺如病毒是全球急性病毒性胃肠炎的主要病因,对幼儿、老年人和免疫系统受损人群的影响尤为严重。目前尚无获批的疫苗或抗病毒疗法,治疗策略仅依赖于支持性护理,包括补液和电解质替代。
迄今为止,HuNoV研究受限于科学家在实验室中能够培养的病毒量。在当前研究中,贝勒团队克服了一个主要障碍,该障碍限制了他们持续培养病毒的能力——而这是进行预防和治疗感染策略开发以及更深入了解HuNoV生物学所必需的实验。研究人员确定了限制病毒复制的因素,并开发了一种方法来克服这些限制,以优化长期病毒培养。
"2016年,我们实验室和合作者取得了一项先前的突破,成功在人肠道类器官(HIEs)或'迷你肠道'中培养了HuNoV——这是人类肠道的微型实验室培养版本,"第一作者、贝勒医学院分子病毒学和微生物学研究生古尔普里特·考尔(Gurpreet Kaur)表示,她正在玛丽·埃斯特斯(Mary Estes)博士的实验室工作。"虽然这个系统允许研究人员感染细胞并研究病毒,但它仍有一个主要缺陷——病毒无法像科学家培养许多其他微生物那样进行多轮次生长。仅仅几轮后,诺如病毒复制就会停止,使得无法建立持久的病毒储备。"
由于这一限制,研究人员一直依赖从感染患者粪便样本中收集的病毒,这些样本数量有限、不一致,且使大规模实验变得困难。
"为了克服这一障碍,我们研究了多种HIEs版本,以了解诺如病毒生长通常停止的原因。通过RNA测序(一种测量基因活性的方法),我们发现感染的HIEs产生了高水平的趋化因子,这些分子帮助身体启动免疫反应。有三种趋化因子尤为突出:CXCL10、CXCL11和CCL5。"
——合著者、贝勒医学院分子病毒学和微生物学助理教授苏·克劳福德(Sue Crawford)博士
考尔表示:"然后我们研究了通过受体阻断这些趋化因子的信号传导是否能让人类诺如病毒在HIEs中更好地复制。我们测试了一种名为TAK 779的药物,该药物最初是为阻断趋化因子效应而开发的。当将TAK 779添加到HIE培养物中时,诺如病毒复制显著增加——病毒在整个培养物的细胞中扩散,我们实现了10至15次连续传代。"
克劳福德补充道:"TAK 779使我们能够从实验室培养物而非人类粪便中生成一致的感染性病毒批次——这是我们和其他研究人员数十年来一直在寻求的。"
研究团队还发现,并非所有HuNoV毒株对TAK 779的反应都相同。TAK-779增强了GII.3毒株的复制,以及GII.17和GI.1毒株的生长。
"我们观察到TAK 779并未增强GII.4毒株的复制,而GII.4是人类疫情最常见的原因,"贝勒医学院分子病毒学和微生物学杰出服务教授兼库伦基金会讲席教授、通讯作者玛丽·K·埃斯特斯(Mary K. Estes)博士表示。埃斯特斯同时也是德克萨斯医学中心消化疾病中心胃肠道实验模型系统核心的联合主任,以及贝勒医学院Dan L Duncan综合癌症中心的成员。"这种差异似乎是因为GII.4病毒不会在HIEs中触发趋化因子分泌,这意味着没有趋化因子反应供TAK 779阻断。这表明另一种过程限制了GII.4在HIEs中的生长。我们目前正在优化我们的HIE培养条件,以实现包括GII.4在内的其他HuNoV毒株的有效传代。"
这项工作代表了诺如病毒研究的重大飞跃。通过在实验室中持续培养和维持诺如病毒毒株并生产稳定的病毒储备用于实验,研究人员可以对病毒结构、抗病毒药物筛选和疫苗开发进行综合研究,即使在无法获取患者粪便样本的实验室中也能进行。
来源:
贝勒医学院
参考文献:
Kaur, G., 等 (2026) 克服宿主限制以实现人肠道类器官中GII.3人类诺如病毒的连续传代。《科学进展》。DOI: 10.1126/sciadv.aeb0455。
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