日本的研究人员发现了麻疹病毒如何导致亚急性硬化性盘状脑炎（SSPE）的机制，这是一种罕见但致命的神经系统疾病，可能在麻疹感染几年后发生。尽管正常形式的麻疹病毒不能感染神经系统，但研究小组发现，在体内持续存在的病毒可以在控制它们如何感染细胞的一种关键蛋白质上发生突变。突变的蛋白质可以与它的正常形式相互作用，使它能够感染大脑。

他们的研究结果将于今天（1月27日）在《科学进展》杂志上报告。

如果你到了一定的年龄，你可能在小时候就出过麻疹。由于疫苗的作用，许多1970年代以后出生的人从未得过这种病。这种病是由同名病毒引起的，它是至今为止最具传染性的病原体之一。世界卫生组织估计，2021年全世界有近900万人感染了麻疹，死亡人数达到12.8万人。

F蛋白的突变是麻疹病毒融合和感染神经元的关键。这种感染有两种主要策略。最初，由于受到正常F蛋白（黑匣子）的干扰，突变体F蛋白的融合活性受到抑制。这种干扰通过突变的积累和融合原性的增加而被克服（橙色方框）。在另一种情况下，F蛋白的不同突变起到相反的作用，降低了融合活性，但反过来与正常F蛋白合作，增加了融合活性（蓝框）。因此，即使是看起来不能感染神经元的突变体F蛋白仍然可以感染大脑。资料来源：九州大学/Hidetaka Harada/Yuta Shirogane

九州大学医学系助理教授Yuta Shirogane解释说："尽管可以使用疫苗来防疫，但最近的COVID-19大流行使疫苗接种麻疹疫苗的工作受挫。SSPE是一种由麻疹病毒引起的罕见但致命的疾病。然而，正常的麻疹病毒没有在大脑中传播的能力，因此目前还不清楚它是如何引起脑炎的"。

一种病毒通过一系列从其表面突出的蛋白质来感染细胞。通常情况下，一种蛋白质首先会促进病毒附着在细胞表面，然后另一种表面蛋白质会引起反应，让病毒进入细胞，导致感染。因此，一种病毒能或不能感染什么在很大程度上取决于细胞的类型。

"通常情况下，麻疹病毒只感染你的免疫和上皮细胞，引起发烧和皮疹，"Shirogane继续说。"因此，在SSPE患者中，麻疹病毒必须留在他们体内并发生变异，然后获得感染神经细胞的能力。像麻疹这样的RNA病毒变异和进化的速度非常快，但它如何进化到感染神经元的机制一直是个谜"。

麻疹病毒是一种带有脂质双分子层的包膜病毒。该双分子层容纳了与受体结合的血凝素（H）蛋白和融合（F）蛋白。为使感染发生，H蛋白首先与目标细胞上的受体结合，然后F蛋白改变其构象以融合膜。资料来源：九州大学/Hidetaka Harada/Yuta Shirogane

让麻疹病毒感染细胞的关键角色是一种叫做融合蛋白的蛋白质，或F蛋白。在该团队之前的研究中，他们表明F蛋白的某些突变使其处于"超融合"状态，允许其融合到神经突触上并感染大脑。

在他们的最新研究中，该小组分析了SSPE患者的麻疹病毒基因组，发现其F蛋白中积累了各种突变。有趣的是，某些突变会增加感染活性，而其他突变实际上会降低感染活性。

"这令人惊讶，但我们找到了一个解释。当病毒感染一个神经元时，它通过'整体传播'感染它，其中多个病毒基因组副本进入细胞，"Shirogane继续说。"在这种情况下，编码突变体F蛋白的基因组与正常F蛋白的基因组同时传播，两种蛋白很可能在受感染的细胞中共存。"

基于这一假设，该团队分析了正常F蛋白存在时突变体F蛋白的融合活性。他们的结果显示，由于受到正常F蛋白的干扰，突变体F蛋白的融合活性被抑制，但这种干扰会被F蛋白中突变体的积累所克服。

当F蛋白在神经元突触处诱导膜融合时，多个麻疹病毒基因组同时传输到下一个神经元。这种现象被称为"整群传播"。在这种情况下，正常的和突变的基因组同时传播，导致正常和突变的F蛋白在受感染的细胞中共同表达。

在另一个案例中，研究小组发现，F蛋白的一组不同的突变导致了完全相反的结果：融合活性的降低。然而，令他们惊讶的是，这种突变实际上可以与正常的F蛋白合作，增加融合活性。因此，即使是看起来无法感染神经元的突变体F蛋白仍然可以感染大脑。

这几乎与病毒传播的'适者生存'模式相悖。事实上，这种突变体相互干扰和/或合作的现象被称为'Sociovirology'。这仍然是一个新的概念，但研究人员已经观察到病毒像一个群体一样相互作用。这是一个令人兴奋的前景。

该团队希望他们的研究结果将有助于开发治疗SSPE的药物，以及阐明与麻疹有类似感染机制的病毒的共同进化机制，如新型冠状病毒和疱疹病毒。

"在病毒致病的机制中，有许多谜团。自从我还是一名医学院学生时，我就对麻疹病毒如何引起SSPE感兴趣。我很高兴我们能够阐明这种疾病的机制，"Shirogane总结道。