近日， 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院、動(dòng)物醫(yī)學(xué)院王湘如教授團(tuán)隊(duì) 在國(guó)際期刊Science Advances發(fā)表研究論文“Transition of Pseudorabies Virus from Latency to Reactivation State Selectively Triggered by Pathogenic Bacteria”，首次系統(tǒng)揭示了豬群重要致病菌能夠誘導(dǎo)潛伏偽狂犬病病毒（PRV）再活化的關(guān)鍵分子機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，腸外致病性大腸桿菌（ExPEC）感染顯著上調(diào)趨化因子CXCL1的表達(dá)，并激活STAT3信號(hào)通路，促進(jìn)病毒早期基因轉(zhuǎn)錄，從而驅(qū)動(dòng)潛伏病毒重新復(fù)制與釋放。該成果為復(fù)雜混合感染環(huán)境下PRV的復(fù)發(fā)防控提供了新思路。

PRV是威脅全球養(yǎng)豬業(yè)的重要DNA病毒，可導(dǎo)致豬只呼吸道疾病、繁殖障礙以及仔豬高死亡率。近年來(lái)，我國(guó)陸續(xù)報(bào)道32例由PRV感染引起的人類(lèi)病毒性腦炎病例，提示該病毒不僅危害畜牧業(yè)，還具有潛在跨物種傳播風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)公共衛(wèi)生安全構(gòu)成一定隱患。

與其他α皰疹病毒類(lèi)似，PRV在急性感染后可在豬的外周神經(jīng)系統(tǒng)（如三叉神經(jīng)節(jié)）中長(zhǎng)期潛伏。當(dāng)宿主遭遇應(yīng)激或免疫抑制時(shí)，潛伏病毒極易被重新活化，造成疾病暴發(fā)和病毒傳播。盡管疫苗免疫已大幅降低PRV的流行程度，但潛伏感染的再活化仍是產(chǎn)業(yè)防控的核心難題之一。

在實(shí)際生產(chǎn)中，大腸桿菌常與偽狂犬病病毒、豬圓環(huán)病毒等多種病原體形成混合感染，導(dǎo)致臨床癥狀加重、治療難度增加并加劇經(jīng)濟(jì)損失?；谶@一生產(chǎn)實(shí)踐中的現(xiàn)象，王湘如教授團(tuán)隊(duì)敏銳抓住“病原混合感染”這一常見(jiàn)卻最容易被忽視的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，率先系統(tǒng)驗(yàn)證了特定致病性細(xì)菌可直接“喚醒”潛伏 PRV，從而揭開(kāi)潛伏病毒再活化背后的重要線索。

為系統(tǒng)解析病原菌對(duì)潛伏PRV再活化的影響，研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了包括Neuro-2a神經(jīng)元細(xì)胞、小鼠及豬在內(nèi)的多層次潛伏感染模型。研究顯示，ExPEC和部分豬鏈球菌（S. suis）能夠顯著誘導(dǎo)潛伏PRV從靜息狀態(tài)重新活化；相比之下，腸內(nèi)致病性大腸桿菌（如ETEC等）和副豬格拉瑟菌（G. parasuis）并不具備這種能力。團(tuán)隊(duì)推測(cè)，這一差異可能源于ExPEC和部分S. suis菌株在豬體內(nèi)能夠引發(fā)急性感染，并誘導(dǎo)強(qiáng)烈的神經(jīng)炎癥反應(yīng)，甚至具備突破血腦屏障、入侵中樞神經(jīng)系統(tǒng)的能力，從而為潛伏病毒的重新活化創(chuàng)造了關(guān)鍵條件。在豬模型的進(jìn)一步研究中，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，加強(qiáng)免疫接種可顯著提升機(jī)體中和抗體水平，并有效降低細(xì)菌感染后豬只的口腔再次排毒量和組織載毒量。這一結(jié)果表明，科學(xué)有效的免疫策略不僅能預(yù)防PRV的急性感染，還有助于抑制潛伏病毒的再活化。

分子機(jī)制：CXCL1-STAT3信號(hào)軸驅(qū)動(dòng)潛伏PRV的再活化

在深入解析分子機(jī)制的研究中，團(tuán)隊(duì)通過(guò)比較ExPEC感染誘導(dǎo)的病毒再活化狀態(tài)與潛伏感染狀態(tài)的差異發(fā)現(xiàn)，在病毒再活化過(guò)程中，神經(jīng)元細(xì)胞中的CXCL1基因持續(xù)保持高水平轉(zhuǎn)錄。無(wú)論是通過(guò)在Neuro-2a神經(jīng)元細(xì)胞中敲除CXCL1基因，還是在小鼠體內(nèi)干擾CXCL1的表達(dá)，均能阻斷或顯著降低PRV的再活化，有力地表明CXCL1在這一過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。值得注意的是，在CXCL1敲除的細(xì)胞中，PRV的潛伏相關(guān)轉(zhuǎn)錄本轉(zhuǎn)錄水平顯著上調(diào)，而病毒的增殖復(fù)制與出胞過(guò)程則受到明顯抑制，這顯示出 CXCL1 的缺失可能有助于維持病毒的靜息感染狀態(tài)。進(jìn)一步的KEGG通路分析和Western blot結(jié)果顯示，CXCL1可促進(jìn)STAT3的磷酸化及核轉(zhuǎn)位。通過(guò)雙熒光素酶報(bào)告系統(tǒng)和 CUT&Tag 技術(shù)，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證了 STAT3 磷酸化入核后與PRV立即早期基因IE180和早期基因EP0啟動(dòng)子的特定位點(diǎn)發(fā)生結(jié)合，進(jìn)而調(diào)控其轉(zhuǎn)錄活性，最終驅(qū)動(dòng)潛伏病毒重新復(fù)制和釋放。此外，對(duì) STAT3 磷酸化進(jìn)行抑制能夠顯著抑制PRV的再活化，進(jìn)一步確認(rèn)了CXCL1-STAT3信號(hào)通路對(duì)于潛伏PRV的重新復(fù)制與活化至關(guān)重要。

該研究首次揭示了豬群重要致病菌感染誘發(fā)潛伏病毒再活化的現(xiàn)象與分子機(jī)制，同時(shí)強(qiáng)調(diào)了在養(yǎng)殖場(chǎng)中防控病原菌混合感染與加強(qiáng)免疫接種的重要意義。研究團(tuán)隊(duì)指出，在現(xiàn)代集約化養(yǎng)殖條件下，多種病原體共存，可能為潛伏病毒再活化提供多重刺激源。因此，提升養(yǎng)殖場(chǎng)生物安全水平、減少病原菌混合感染，以及科學(xué)實(shí)施免疫程序，將是降低PRV復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)、保障豬群健康的重要措施。

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院、動(dòng)物醫(yī)學(xué)院楊丹博士為本論文第一作者，楊苗碩士（在讀）、國(guó)師榜博士，咼會(huì)會(huì)博士、李亞菲博士（在讀）等參與完成，王湘如教授為通訊作者。相關(guān)工作獲得國(guó)家自然科學(xué)基金、重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目以及教育部等有關(guān)項(xiàng)目的資助。

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