榮登國(guó)際頂刊《Cell》！北京地壇醫(yī)院聯(lián)合多團(tuán)隊(duì)發(fā)表重磅研究成果
2025年1月22日，由首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京地壇醫(yī)院研究所宋豪團(tuán)隊(duì)、病理科孫磊團(tuán)隊(duì)，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所高福院士、首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院王寧利教授、北京生命科技研究院等多家單位聯(lián)合的研究團(tuán)隊(duì)在國(guó)際頂尖期刊《細(xì)胞》（Cell）在線發(fā)表了題為“Receptor binding, structure, and tissue tropism of cattle-infecting H5N1 avian influenza virus hemagglutinin”的開(kāi)拓性研究成果，對(duì)牛傳播H5N1禽流感病毒血凝素（HA）蛋白的受體結(jié)合特性、組織嗜性及其結(jié)構(gòu)變化開(kāi)展了深入研究，闡明了HA蛋白受體偏好性的分子基礎(chǔ)，并提示了病毒的潛在流行風(fēng)險(xiǎn)和對(duì)這一新發(fā)病原體持續(xù)監(jiān)測(cè)的迫切需求。
《Cell》是生命科學(xué)領(lǐng)域最具影響力、最有名望的學(xué)術(shù)期刊之一，與《Nature》 、《Science》并列為世界三大頂尖學(xué)術(shù)期刊。許多生命科學(xué)領(lǐng)域的最重要、最前沿的研究發(fā)現(xiàn)和研究成果都發(fā)表在《Cell》上。
自2024年以來(lái)，H5N1高致病性禽流感病毒（進(jìn)化枝2.3.4.4b）在美國(guó)的牛群中持續(xù)傳播并引起人類感染，受到全球廣泛關(guān)注。受感染的奶牛常出現(xiàn)食欲降低、糞便性狀改變、呼吸急促及奶產(chǎn)量下降等癥狀，牛乳中也持續(xù)檢出具有傳染性的病毒及病毒RNA。
2024年4月，得克薩斯州一名奶牛場(chǎng)工人因接觸感染 H5N1 病毒的奶牛而確診，這也是首例報(bào)告的牛傳人病例，患者主要癥狀為結(jié)膜炎。截至 2025年1月17日，美國(guó)已確認(rèn)67例高致病性H5N1病毒感染病例，其中多數(shù)與奶牛接觸有關(guān)。
病毒為何在牛奶中大量存在？為何會(huì)導(dǎo)致人結(jié)膜炎?病毒是否已具備人際傳播的能力？這些問(wèn)題亟待解答。
針對(duì)首株感染人的牛源H5N1毒株（A/Texas/37/2024），研究人員首先利用表面等離子共振（SPR）實(shí)驗(yàn)對(duì)病毒編碼的HA蛋白進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)牛H5N1 病毒 HA 偏好結(jié)合禽α2-3型唾液酸受體，但同時(shí)也具有微弱的人α2-6型唾液酸受體的結(jié)合能力。隨后通過(guò)免疫組織化學(xué)染色發(fā)現(xiàn)，該 H5N1 HA 蛋白可強(qiáng)結(jié)合牛肺部及乳腺組織，與臨床癥狀相符；相比之下，常見(jiàn)的人季節(jié)性流感病毒（H1N1和H3N2）HA 蛋白并不能有效結(jié)合牛的相應(yīng)組織。
此外，牛源 H5N1 HA 蛋白還可顯著結(jié)合人類的結(jié)膜、氣管、肺及乳腺組織，而H1N1和H3N2病毒的HA蛋白僅能顯著結(jié)合人氣管組織。這一發(fā)現(xiàn)為牛源H5N1病毒導(dǎo)致人結(jié)膜炎的分子機(jī)制提供了有力解釋，也揭示了其與季節(jié)性流感病毒存在截然不同的組織嗜性。
研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步利用高分辨率冷凍電鏡（cryo-EM）技術(shù)解析了該病毒HA蛋白與禽α2-3和人α2-6唾液酸受體的復(fù)合物結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)其受體結(jié)合區(qū)（RBS）比以往H5N1毒株更寬，可更有效地結(jié)合兩種受體，具有雙受體結(jié)合特性。這些研究結(jié)果從分子層面上闡明了牛源H5N1病毒在跨宿主傳播中的分子機(jī)制，也提示了對(duì)這一新發(fā)病原體進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)和深入研究的重要性。
首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京地壇醫(yī)院/北京市感染性疾病研究中心研究員宋豪、北京生命科技研究院博士后浩天驕、中國(guó)科學(xué)院微生物研究所博士后韓普、河北大學(xué)碩士生王海辰以及首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院/北京市眼科研究所張旭醫(yī)生為本論文共同第一作者；中國(guó)科學(xué)院微生物研究所高福院士、北京同仁醫(yī)院/北京市眼科研究所和河南省醫(yī)科院王寧利教授、北京地壇醫(yī)院病理科副主任孫磊及宋豪研究員為論文共同通訊作者。該研究得到了北京地壇醫(yī)院院長(zhǎng)金榮華、陳佳敏醫(yī)生，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所畢玉海研究員、張蔚副研究員等人的大力支持。該研究獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)資助。同時(shí)，該成果的取得也是北京地壇醫(yī)院實(shí)施高層次人才引才計(jì)劃的碩果。
團(tuán)隊(duì)介紹
宋豪，博士，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京地壇醫(yī)院/北京市感染性疾病研究中心PI，病原致病與免疫干預(yù)研究團(tuán)隊(duì)課題組長(zhǎng)，研究員，國(guó)家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金獲得者，中國(guó)科協(xié)“青年人才托舉工程”入選者，中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)優(yōu)秀會(huì)員。長(zhǎng)期致力于重要病原的感染致病機(jī)制及防治新靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)研究，從分子層面闡明多種新發(fā)突發(fā)傳染病病原入侵與致病的分子機(jī)制及宿主免疫保護(hù)機(jī)制，為科學(xué)防控提供理論基礎(chǔ)，也為抗病毒藥物儲(chǔ)備與疫苗研發(fā)提供重要支撐。發(fā)表SCI論文60余篇，其中以第一或通訊作者在Cell、Science等雜志發(fā)表25篇研究論文，H-指數(shù)為32。主持5項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、3項(xiàng)國(guó)家科技重大專項(xiàng)/國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題/任務(wù)。5項(xiàng)發(fā)明專利授權(quán)，參編著作4部，主譯《時(shí)不我待》科普書(shū)籍。擔(dān)任中國(guó)微生物學(xué)會(huì)病毒學(xué)專業(yè)委員會(huì)青年委員會(huì)委員，hLife雜志青年編委。
孫磊，醫(yī)學(xué)博士，主任醫(yī)師，副教授，碩士生導(dǎo)師。首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京地壇醫(yī)院病理科副主任（主持工作），病理教研室主任，病理科黨支部書(shū)記。北京市高層次公共衛(wèi)生技術(shù)人才，北京市醫(yī)管中心青苗人才，北京地壇醫(yī)院十佳青年醫(yī)師。任北京醫(yī)學(xué)會(huì)病理學(xué)分會(huì)十一屆委員會(huì)委員，北京醫(yī)學(xué)會(huì)病理學(xué)分會(huì)十一屆感染病理學(xué)組副組長(zhǎng)，北京醫(yī)學(xué)會(huì)肝病學(xué)分會(huì)第三屆青年委員會(huì)委員等。從事臨床病理診斷十余年，對(duì)肝臟疾病病理、感染性疾病病理有豐富的診斷經(jīng)驗(yàn)。先后主持國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)技術(shù)推廣項(xiàng)目、首都衛(wèi)生發(fā)展科研專項(xiàng)、北京市高層次公共衛(wèi)生人才項(xiàng)目、北京市醫(yī)院管理中心“青苗計(jì)劃”、北京市屬醫(yī)院科研“培育計(jì)劃”，北京地壇醫(yī)院“育苗計(jì)劃”、“啟航計(jì)劃”等多項(xiàng)研究課題。目前發(fā)表SCI及中文核心期刊論文六十余篇，其中第一作者及通訊作者文章27篇。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.01.019
