近日,国际著名期刊Nature子刊《Nature Communications》(影响因子:16.6)在线发表由深圳市南山区人民医院(以下简称“南山医院”)、罗格斯大学和霍华德大学合作的,关于水痘带状疱疹病毒的研究性论文“Identification and Characterization of Varicella Zoster Virus Circular RNA in Lytic Infection”(水痘-带状疱疹病毒裂解性感染编码circRNA的鉴定与表征)。该研究为带状疱疹的临床诊断,以及下一代带状疱疹circRNA疫苗的开发奠定了基础。
南山医院为论文的第一署名单位,疼痛科博士后杨少敏、实验员曹迪和罗格斯大学Dabbu Kumar Jaijyan为共同第一作者;疼痛科肖礼祖主任、霍华德大学的唐七义教授、罗格斯大学朱桦教授为共同通讯作者。
水痘带状疱疹病毒(Varicella-zoster virus, VZV) 是引起水痘(Varicella)和带状疱疹(Herpes zoster, HZ)的病原体。VZV初次感染人体的症状为躯干、头部或面部出现水泡性瘙痒皮疹,称为水痘(Varicella),常见于10岁以下儿童,发生率约为1.40亿。VZV是一种嗜神经病毒,可感染神经细胞,造成神经损伤。VZV在神经节神经元中建立潜伏期,再激活的VZV大量复制并沿感觉神经纤维向所支配的皮节扩散引起水痘(Varicella)皮疹,称为带状疱疹(Herpes zoster,HZ),俗称“缠腰龙”、“蛇带疮”。
在这个过程中,VZV破坏其感染的神经元,导致神经元功能紊乱、异位放电和外周及中枢敏化,带状疱疹患者在出疱疹期间及疱疹愈合后出现神经痛,称为带状疱疹相关性神经痛(Zoster-related pain, ZP)。
VZV病毒基因组大小约为124kb,传统认为其大约编码71个开放阅读框(Open Reading Frame, ORFs),即基因。在VZV激活阶段(即裂解性感染,Lytic infection),71个ORFs均可转录大量病毒RNA。但在潜伏期间,VZV基因组DNA为环状结构,且几乎所有基因均处于静息状态,仅在ORF61附近表达VZV潜伏相关转录本(VZV latency-associated transcript, VLT)。
VZV感染引起的带状疱疹是我国当前亟待解决的公共健康问题,VZV潜伏-激活是带状疱疹发病的关键,但其分子机制尚不清楚。
各种带状疱疹
环状RNA (Circular RNA, circRNA)是一类通过反向拼接首尾共价闭合环状结构的单链RNA分子。与mRNA相比,因circRNA具有更稳定性更加的优势,已成为继mRNA疫苗之后下一代治疗方法的新兴关注焦点。
杨少敏博士介绍,前期疼痛科团队已经率先报道了人巨细胞病毒和冠状病毒(SARS-CoV-2, SARS-CoV, MERS-CoV)可产生病毒来源的circRNA。而此次研究首次充分证明了VZV的感染过程中不止表达传统认知的71个ORFs,还产生具有重要生物学功能的病毒circRNA。
水痘-带状疱疹的发病过程(Zerboni et al, 2014, Nature Reviews)
研究发现一类环状RNA,即circVLTSlytic是VZV复制的非必须分子,但其存在有助于VZV抵抗抗病毒药物的作用。此项研究也首次证明VZV可以编码具有生物学功能的病毒来源circRNA,扩展人们对VZV转录组结构的认识,为带状疱疹的临床诊断以及下一代带状疱疹circRNA疫苗的开发奠定基础。
南山医院疼痛科是国家临床重点专科,在复旦版2022年度专科综合排行榜全国综合排名第三。近20年来,疼痛科在国内率先开展了多项创新性临床应用技术,包括应用神经电刺激植入术、鞘内药物灌注系统植入术治疗顽固性病理性神经痛、癌症疼痛,应用脊柱内窥镜技术治疗脊柱相关性疼痛,应用短时程脊髓电刺激术治疗带状疱疹性神经疼痛等等。疼痛科坚持临床与科研并举,也率先在国内建立疱疹病毒小鼠模型,并深入研究带状疱疹相关神经痛,通过科研推动临床诊疗水平持续提高,助力学科和医院高质量发展。
文/凤凰网深圳新闻频道 实习生 吕方豪 通讯员 黄佳彬 向雨航
图/受访单位供图