手足口病是一種重要的兒童傳染病。近年來(lái)，柯薩奇病毒A6型（CVA6）已成為 手足口病 最主要的病原體 之一，并且 常引發(fā)非典型癥狀 或 重癥，但尚無(wú) 獲批的 疫苗或藥物。此前研究已知CVA6利用KREMEN1（KRM1）受體感染細(xì)胞 。 然而 KRM1在CVA6感染中的具體作用，以及是否存在其他CVA6受體，仍不清楚。

近期， 上海市重大傳染病和生物安全研究院 張超課題組 與中國(guó)科學(xué)院武漢病毒研究所舒波課題組合作，在 Nature Communications 上在線發(fā)表了題為

Molecular mechanisms of receptor recognition and antibody neutralization of coxsackievirus A6

本研究通過(guò)多重技術(shù)手段，取得了以下系列重要發(fā)現(xiàn)：

1. KRM1 可以誘導(dǎo) 成熟CVA6病毒顆粒 發(fā)生 脫衣殼

研究首先通過(guò)功能實(shí)驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)：宿主細(xì)胞敲除KRM1基因后，CVA6的感染 滴度 急劇下降36倍，直接證明了KRM1對(duì)于病毒復(fù)制不可或缺。緊接著，ELISA結(jié)合實(shí)驗(yàn)首次 證明 了CVA6病毒顆粒與KRM1蛋白之間劑量依賴性的直接結(jié)合，如同“鎖與鑰”的精確識(shí)別，為其功能提供了相互作用的實(shí)證。

最生動(dòng)的發(fā)現(xiàn)來(lái)自對(duì)病毒顆粒結(jié)構(gòu)的“觀測(cè)”。研究發(fā)現(xiàn)（圖1）： 臨床分離的CVA6-HeB （河北株） 毒株主要以 構(gòu)象緊湊 的成熟病毒顆粒（占比93%）形式存在，顛覆了以往認(rèn)為CVA6以 膨脹的脫衣殼 中間態(tài) （A顆粒） 為主的認(rèn)知。然而，當(dāng)引入KRM1受體后，冷凍電鏡捕捉到了戲劇性的結(jié)構(gòu)重塑場(chǎng)景：在室溫、中性pH條件下，僅需35分鐘，KRM1便能高效驅(qū)動(dòng)成熟病毒顆粒發(fā)生轉(zhuǎn)化。原本占主導(dǎo)的成熟顆粒比例驟降至30%以下，而之前“缺席”的、處于脫衣殼中間狀態(tài)的A顆粒則從無(wú)到有，迅速成為占比70%的絕對(duì)主導(dǎo)群體。這一動(dòng)態(tài)過(guò)程清晰表明，A顆粒并非預(yù)先存在，而是成熟CVA6病毒顆粒在KRM1結(jié)合后主動(dòng)“解壓縮”的產(chǎn)物。病毒在受體作用下，像啟動(dòng)了預(yù)定的變形程序：衣殼膨脹、內(nèi)部穩(wěn)定病毒的“口袋因子”被排出、為RNA釋放打開(kāi)通道。 因此 ，KRM1是CVA6的 高效的 脫衣殼受體，負(fù)責(zé) 誘導(dǎo)病毒變構(gòu)，有助于R NA釋放。

圖1. KRM1是CVA6病毒的高效的脫衣殼受體 。

2.CVA6病毒入侵機(jī)制新發(fā)現(xiàn)：雙受體協(xié)同完成“附著”與“入侵”

本研究另一項(xiàng)重大突破在于完整揭示了 CVA6入侵宿主細(xì)胞的精細(xì)“路線圖”。研究發(fā)現(xiàn)，該病毒采用了一種精妙的“兩步走”策略，依賴兩種不同的細(xì)胞受體接力完成感染。

鎖定“先遣隊(duì)”并驗(yàn)證其功能— 硫酸乙酰肝素（HSPG）及其關(guān)鍵基因SLC35B2： 基于 功能推測(cè)，研究將目標(biāo)聚焦于細(xì)胞表面廣泛存在的硫酸乙酰肝素（HSPG）。為了驗(yàn)證其作用，研究團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)了 負(fù)責(zé) HSPG 硫酸化 的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：SLC35B2基因。該基因編碼的蛋白負(fù)責(zé)將硫酸化底物轉(zhuǎn)運(yùn)至高爾基體，是HSPG進(jìn)行硫酸化修飾、進(jìn)而發(fā)揮功能所必需的 。通過(guò)敲除SLC35B2 基因 ，可以破壞細(xì)胞表面HSPG的功能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在SLC35B2敲除細(xì)胞上，CVA6的感染效率下降了35倍 ，直接證明了 硫酸化 的HSPG對(duì)于 C VA6 感染至關(guān)重要。 生化實(shí)驗(yàn)則直接“抓拍”到 C VA6病毒顆粒與肝素（HSPG類似物）的特異性結(jié)合 。

明確分工：雙受體各司其職。通過(guò)一系列精巧實(shí)驗(yàn)，兩個(gè)受體的職責(zé)被清晰界定：

附著階段： HSPG功能缺陷的細(xì)胞，病毒附著量銳減82%；而KRM1缺失則不影響附著 。證明HSPG是核心的“ 吸附 受體”，負(fù)責(zé)病毒初始錨定。

內(nèi)化階段：在 KRM1缺失的細(xì)胞中，即使病毒正常附著，其進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部的效率也驟降76% 。證明KRM1是關(guān)鍵的“入侵執(zhí)行受體”，負(fù)責(zé)觸發(fā)病毒進(jìn)入和脫殼。

本研究首次闡明 CVA6首先與 細(xì)胞表面大量存在的硫酸化的 HSPG結(jié)合，實(shí)現(xiàn) 病毒初始粘附 ；隨后，病毒再與特異性更強(qiáng)的KRM1受體結(jié)合，后者啟動(dòng)病毒 的細(xì)胞內(nèi)化和脫衣殼 。這一“雙受體”模型的建立，為針對(duì)不同環(huán)節(jié)開(kāi)發(fā)新型抗病毒策略奠定了關(guān)鍵理論基礎(chǔ)。

3. 高效保護(hù)性抗體的發(fā)現(xiàn)與中和機(jī)制

在闡明病毒入侵機(jī)制的同時(shí)，本研究成功篩選并鑒定出兩株具有卓越性能的 CVA6特異性單克隆抗體——1F4與3H7，為未來(lái)防治提供了強(qiáng)有力的候選工具。

“強(qiáng)效雙雄”1F4與3H7抗體的誕生與驗(yàn)證

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)用純化的 CVA6病毒免疫小鼠，并經(jīng)過(guò) 中和 篩選，成功獲得了1F4和3H7兩株抗體。體外實(shí)驗(yàn)證明，它們對(duì)不同的CVA6 毒 株均表現(xiàn)出極強(qiáng)且特異的中和活性 和結(jié)合活性 。 更為重要的是，在動(dòng)物攻毒實(shí)驗(yàn)中，這兩株抗體展現(xiàn)了極好的預(yù)防與治療雙重潛力。在致死劑量的病毒攻擊下，無(wú)論作為預(yù)防性用藥還是感染后 24小時(shí)的治療性用藥，1F4和3H7均能有效保護(hù)新生小鼠，而對(duì)照組則全部死亡 。這充分證明了它們?cè)隗w內(nèi)對(duì)抗CVA6感染的強(qiáng)大能力。

生化機(jī)制分析：抗體阻斷病毒吸附后步驟

為了探明抗體究竟如何起作用，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一項(xiàng)精巧的體外受體競(jìng)爭(zhēng)實(shí)驗(yàn)。將純化的 CVA6病毒顆粒固定，然后同時(shí)加入KRM1受體蛋白和不同的抗體。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，1F4和3H7抗體能顯著地阻擋KRM1蛋白與病毒結(jié)合（圖3d）。 然而，接下來(lái)的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)揭示了更精妙的真相。當(dāng)用抗體預(yù)先處理病毒后再讓其接觸低溫下的細(xì)胞時(shí)，病毒的吸附細(xì)胞能力并未受到明顯影響（圖3e）。這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果清晰地描繪出抗體的精準(zhǔn)打擊策略：它們并不干預(yù)病毒在細(xì)胞表面的“停泊”（吸附），而是專精于阻止病毒完成入侵所必需的“內(nèi)部解鎖”（由 KRM1介導(dǎo)的脫殼）。這一作用模式，恰好與KRM1受體本身的功能定位 ， 不負(fù)責(zé)吸附，而是吸附后觸發(fā)脫 衣殼 的“開(kāi)關(guān)” ， 完美契合。因此，1F4和3H7是在病毒入侵鏈條中最關(guān)鍵、最脆弱的第二步實(shí)施攔截。

冷凍電鏡解析了抗體的表位和作用機(jī)制

研究團(tuán)隊(duì)利用冷凍電鏡技術(shù)，成功解析了抗體與病毒復(fù)合物的高分辨率三維結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)分析顯示， 1F4和3H7均結(jié)合在病毒衣殼一個(gè)全新的抗原表位上 ， 該表位位于病毒顆粒的三倍軸附近，主要由VP1的C末端、VP3的AB環(huán)（又稱“ knob”）等結(jié)構(gòu)元件構(gòu)成 。這一發(fā)現(xiàn)打破了以往認(rèn)為 C VA6 病毒的 五倍軸是主要中和靶點(diǎn)的認(rèn)知，揭示了一個(gè)此前未被重視的 中和性抗原位點(diǎn)。

盡管結(jié)合位點(diǎn)相近，但兩種抗體的作用細(xì)節(jié)展現(xiàn)了精妙的差異與共性： 1F4抗體特異性結(jié)合在成熟的病毒顆粒上，其輕鏈可變區(qū)（VL） 與 KRM1受體在空間上存在直接沖突，從物理上杜絕了受體靠近的可能 。3H7抗體則展現(xiàn)了更強(qiáng)的適應(yīng)性與“粘性”。它不僅結(jié)合成熟病毒顆粒，也能結(jié)合空顆粒，表明其表位在病毒構(gòu)象變化后依然暴露 。雖然3H7結(jié)合姿態(tài)對(duì)KRM1造成的直接空間位阻略小于1F4，但它通過(guò)更廣泛的相互作用界面（結(jié)合面積比1F4大33%）和極高的結(jié)合親和力（親和力是1F4的8.6倍），像“強(qiáng)力膠”一樣牢牢占據(jù)位點(diǎn)， 持久性地 阻斷受體 。

綜上所述，本研究首次完整闡明了CVA6采用“硫酸乙酰肝素附著-KRM1受體脫衣殼”的雙受體入侵模型，破解了其感染的關(guān)鍵起始步驟。KRM1作為專屬的 脫衣殼 受體，能高效誘導(dǎo)成熟病毒顆粒發(fā)生構(gòu)象轉(zhuǎn)變，明確了其分子開(kāi)關(guān)功能。基于對(duì)該入侵機(jī)制的深刻理解，本研究成功篩選出兩株高效中和抗體1F4與3H7。它們通過(guò)精準(zhǔn) 競(jìng)爭(zhēng) KRM1的結(jié)合位點(diǎn)，在病毒完成初始吸附后，特異地阻斷其內(nèi)化與脫 衣殼 過(guò)程，在動(dòng)物模型中展現(xiàn)出卓越的預(yù)防 與治療效果。這項(xiàng)研究從機(jī)制解析到干預(yù)策略，為開(kāi)發(fā)針對(duì) CVA6的疫苗和特效藥物奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，并提供了具有明確作用機(jī)制的候選抗體。

中國(guó)科學(xué)院武漢病毒研究所助理研究員柯賢良、上海市重大傳染病和生物安全研究院博士 研究生 李雪和 劉則宇為本文 共同 第一作者。上海市重大傳染病和生物安全研究院青年研究員張超 和武漢病毒研究所研究員舒波 為本文 共同 通訊作者。該研究得到了中國(guó)疾控中心張勇研究員、 中國(guó)科學(xué)院武漢病毒研究所龔鵬研究員、 廈門大學(xué)程通教授、復(fù)旦大學(xué)章樹(shù)業(yè)研究員、 湖北大學(xué)陳明周教授、吉林大學(xué)魏偉教授、浙江大學(xué)劉越研究員等人 的 幫助 。

全文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-67666-9

制版人： 十一

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