作為一個常年追流感文獻的科研小編,我一直以為流感病毒進細胞的"門把手"只有一種——細胞表面的唾液酸(sialic acid)。畢竟教科書里寫了快九十年。
但最近讀到 Ciminski 等人在Journal of Virology上發表的綜述《The receptor landscape of influenza A viruses》,我意識到這個認知正在被改寫。今天就用大白話,帶大家看看流感病毒的"受體版圖"到底長什么樣。
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一、教科書版本:唾液酸一家獨大
從 1933 年流感病毒被發現,到 1955 年 Klenk 把受體鑒定為唾液酸,再到 1961 年把血凝素(HA)的"結合"和神經氨酸酶(NA)的"剪切"功能分開——整整一代人的研究都在回答一個問題:病毒靠哪類糖鏈進門。
答案看似清晰:細胞表面的 N-連接、O-連接聚糖和糖鞘脂上的唾液酸。關鍵差別在連接方式——禽流感病毒偏好 α2,3-連接,人適應株偏好 α2,6-連接。這一步,幾乎決定了病毒是待在鴨子腸道,還是攻陷人的呼吸道。
圖1 可影響甲型流感病毒識別的聚糖受體結構特征:從唾液酸到糖綴合物。自上而下展示了唾液酸種類與連接方式(含 O-乙酰化)、N-連接不對稱分支/O-連接核心/糖鞘脂系列等糖鏈支架,及其在糖蛋白或膜脂上的呈現方式。文中所標"不對稱 N-連接聚糖"正是當代人流感病毒普遍利用的受體子集。二、時間線:認知是怎么一步步被打破的
圖2 是一張從 1933 到 2026 的發現時間線,建議收藏:
圖2 甲型流感病毒血凝素(HA)受體特異性領域重大研究發現時間線. 從左到右:1933 流感病毒發現;1942 血凝與受體破壞活性;1955 Neu5Ac 被定為經典受體;1961 HA 結合與 NA 剪切功能分離;1983 α2,3/α2,6 連接區分開宿主;2019 H17/H18 使用 MHC-II;2024 H19 使用 MHC-II 及 H2 雙受體;2026 H3 雙受體。
關鍵轉折點有兩個:2019 年,蝙蝠源 H17N10、H18N11 被發現根本不結合唾液酸、也沒有經典 NA 活性;2024 年,哈薩克斯坦赤頸鴨身上發現的 H19 也加入"蛋白受體俱樂部";再往后,連人源的 H2N2、H3N2 都被發現具有"雙受體"特性。
三、真正的顛覆:MHC-II 當起了"門把手"
2019 年 Karakus 等人(Nature 567:109–112)用 CRISPR-Cas9 全基因組篩選,找到一個讓所有人意外的受體——MHC-II 分子。沒錯,就是免疫系統里負責提呈抗原的那類分子,它成了蝙蝠流感病毒的唯一進入受體,而且完全不依賴唾液酸。
圖3 不同甲型流感病毒血凝素頭部結構域與人源 HLA-DR 分子的結構功能區。 圖中標出不同 HA 頭部單體受體結合口袋(RBS)的 130-loop、190-helix、220-loop 與底座;H2 的 K119/R121(綠)參與結合 HLA-DR;HLA-DR 結構上標出 H17/H18 進入相關的 N149/V190(藍)、H19 相關的 N40/Q43/S44/M61/A62/K64(深紅)。
更有意思的是,H17/H18 結合 MHC-II 的 α2 域上 N149、V190 兩個關鍵殘基;而 H19 依賴的是 α1 鏈上的一串殘基(N40、Q43、S44、M61、A62、K64)——和經典 HA 受體結合口袋根本不是一套位置。MHC-II 還是個"廣譜門把手":人的 HLA-DR/DQ/DP、豬的 SLA-DR、小鼠的 H-2、雞的 B-L 都能用(見下表)。
四、雙受體:老病毒也"偷偷"用了新門
最讓我意外的是下表里的人源毒株:1957 年大流行株 A/JP/305/1957(H2N2)和 2011 年季節性株 A/Victoria/361/2011(H3N2)都列出了 MHC-II 特異性。也就是說,這些經典病毒除了唾液酸,還能走 MHC-II 這條路。
機制上,H2 的 HA 頭部外緣有 S107、K119、R121(H3 編號)參與結合 MHC-II,獨立于唾液酸結合位點;豬身上的人 H3N2 感染后還出現 A138S、V186G、F193Y 突變,進一步增強了 SLA-DR 特異性。這種"雙受體"特性,可能正是某些病毒跨種傳播的潤滑劑。
表1 目前已知具備 MHC-II 分子結合特異性的甲型流感病毒(IAV)毒株匯總
五、這對我們意味著什么
從科研角度,這篇綜述最值得思考的有三點:
其一,蛋白受體 MHC-II 的出現,直接放松了 NA 的"功能枷鎖"——H19Nx 分離株甚至沒有功能性 NA 也能復制,這在經典框架下不可想象。
其二,進化上,專性 MHC-II 依賴病毒可能從"雙受體"祖先那里丟掉了唾液酸結合能力;但 H2 的關鍵殘基在 H17–19 里根本不存在,暗示它們是獨立演化的。
其三,MHC-II 依賴病毒多靶向抗原提呈細胞(如腸道派氏結、巨噬細胞),給"禽流感怎么從禽腸道跳到人"提供了新的想象空間。
資料來源: Ciminski K, Reuther P, Rijkers R, de Vries RP, Schwemmle M.The receptor landscape of influenza A viruses. Journal of Virology, 2026, DOI: 10.1128/jvi.01443-25(Minireview)。
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