广州呼吸健康研究院团队揭示乙型流感病毒关键致病机制，双突变协同增强病毒复制与致病性

摘要：乙型流感病毒（IBV）作为季节性流感的重要病原体，约占全球年度流感感染病例的25%，部分年份甚至成为优势流行株，可导致肺炎、急性呼吸窘迫综合征等严重并发症。然而，其致病性的分子机制长期未被充分阐明，制约了防控与治疗策略的发展。近日，广州呼吸健康研究院杨子峰教授

乙型流感病毒（IBV）作为季节性流感的重要病原体，约占全球年度流感感染病例的25%，部分年份甚至成为优势流行株，可导致肺炎、急性呼吸窘迫综合征等严重并发症。然而，其致病性的分子机制长期未被充分阐明，制约了防控与治疗策略的发展。近日，广州呼吸健康研究院杨子峰教授、潘蔚绮教授团队，在病毒学权威期刊《PLOS Pathogens》发表最新研究成果。研究首次发现 PB2-N460S 与 NP-I163T 双突变协同作用，显著增强乙型流感病毒的复制能力和致病性，为揭示 IBV 的分子致病机制提供关键突破。

研究亮点：

1.首次发现IBV双突变协同效应： PB2-N460S 与 NP-I163T 单独存在时对 IBV 复制和致病性无显著影响，但同时出现时可产生协同效应，使病毒制效率显著提升，小鼠致病力显著增强，且在不同 IBV 毒株中高度保守。

2.阐明分子机制：两个突变可分别提高 PB2、NP 蛋白的 mRNA 与蛋白表达水平，增强二者相互作用；更关键的是，仅双突变组合能显著提升病毒聚合酶活性。结构建模显示 PB2-460 位于 PB2-NP 结合界面，N460S 突变通过降低空间位阻增强结合强度。

3.揭示免疫病理机制：转录组分析表明，双突变病毒感染小鼠肺部可异常激活先天免疫反应；IL-6、TNF-α 等促炎因子和 IFN-α、ISGs 等抗病毒基因异常上调，导致“细胞因子风暴”，加剧肺组织损伤。

研究方法：

1.临床分离：从广州一名12岁患者咽拭子中获得 IBV毒株 GZ0215，并鉴定出 PB2-N460S 与 NP-I163T 突变。

2.反向遗传学：构建四类重组病毒（野生型、单点突变×2、双突变），系统比较其生物学特性。

3.体外实验证实：双突变病毒在 MDCK 细胞中形成更大空斑，复制动力学显著增强。

4.动物模型验证：双突变病毒在小鼠中致死率显著升高，并引发严重肺部炎症和病理损伤。

5.保守性验证：在近期流行株 GZ50 中引入反向突变，证实双突变协同效应跨毒株保守。

研究结果：

1.双突变显著增强体内、外复制能力

空斑形态：双突变病毒（rgPB2₄₆₀/NP₁₆₃ₜ）空斑直径是其他三种病毒的 3.9 倍；

生长动力学：双突变病毒在 MDCK 细胞中各时间点病毒滴度均显著更高；

致死性：双突变病毒在小鼠体内致病性显著增强；

病毒载量：双突变病毒感染小鼠的鼻甲骨与肺组织病毒载量显著高于其他组，3 dpi 达峰值；

免疫与病理：双突变病毒感染小鼠肺组织中 IL-6、TNF-α 等细胞因子表达量较其他组高 1.5-2 倍，H&E 染色显示肺泡结构破坏、炎症细胞浸润更严重，支气管管腔细胞脱落明显。

2.双突变协同增强聚合酶活性的机制

蛋白表达：PB2-N460S 和NP-I163T 显著提高PB2、NP的mRNA和蛋白表达水平；

蛋白互作：Co-IP 显示双突变使 PB2-NP 结合能力较野生型提升 5-7 倍；

聚合酶活性：Minigenome实验证实，仅双突变病毒增强聚合酶活性；

结构基础：AlphaFold 3 预测显示 PB2-460 位于 PB2-NP 结合界面，PB2-N460S 突变使结合自由能增加，解离常数降低，结合更紧密。

总结：本研究系统揭示了乙型流感病毒PB2-N460S与NP-I163T双突变的协同效应：两者共同提升病毒聚合酶活性与复制能力，并通过过度激活先天免疫反应，加剧炎症与肺损伤，从而显著增强病毒致病性。该发现不仅为理解IBV的分子致病机制提供了新视角，也为分子监测与抗病毒药物研发指明了潜在方向

本研究由广州医科大学附属第一医院、广州呼吸健康研究院、广州实验室、澳门科技大学联合完成，第一作者为王洋副研究员、高宇研究生、马天馨博士，通讯作者为潘蔚绮教授、杨子峰教授。全文链接：https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1013463。

团队介绍

杨子峰，广州医科大学广州呼吸健康研究院副院长，广州医科大学呼吸疾病全国重点实验室副主任，广州国家实验室诊断技术创新研究与转化中心主任，澳门科技大学“大规模呼吸疾病流行病预测预警与医学大数据人工智能应用实验室”联合主任。世界卫生组织H7N9、H5N1风险评估组专家/全日本流感学会会员，第十六届广州市人大代表，国家药监局重点实验室大湾区生物药监管科学与转化研究中心副主任，中华中医药学会科学技术奖中青年创新人才奖、广州高层次领军人才。牵头构建了呼吸道病原临床监测网，并在新冠期间开展新冠病毒的监测与疫情预测预警工作，创建了基于多元异构数据精准预测模型的传染病监测与预测预警平台，牵头成立基于时空分布模型及舆情语言大模型的大规模流行病的预报和预测系统及应用示范研究协作组，推动大规模流行病的时空分布与多元数据预测模型研究。承担科研项目逾20项；发表SCI研究论文70篇；3篇论文入选ESI高被引。曾获国家科学技术进步奖创新团队奖(核心成员)、广东省科技进步特等及一等奖(核心成员)、全国创新争先奖牌(核心成员)、中国专利优秀奖和药明康德生命化学奖学者奖等多项科研奖励。

王洋，博士毕业于中山大学，先后在广州医科大学和美国密苏里大学进行博士后训练，现任广州国家实验室副研究员。主要研究方向：人/禽流感及其他呼吸道病毒的分子流行病学、致病与传播机制，以及新型药物和疫苗的研发等。主持或参与国家自然科学基金、博士后基金和广东省自然科学基金面上项目多项。在Plos pathogens、mBio、Journal of Virology、MED、Emerging Infectious Diseases等期刊发表论文20余篇，获授权中国发明专利7项。担任广东省预防医学会病原分子诊断与分子流行病专业委员会委员。担任Frontiers in Cellular and Infection Microbiology客座编辑，Advanced Biotechnology青年编委，Plos Pathogens、Viruses、Vaccines等杂志审稿人。