2023年7月17日， 国际学术期刊Nature子刊Signalll Transduction and Targeted Therapy(影响因子39.3)以Letter的形式在线发表了我院最新的研究成果“Monkeypox virus 2022, gene heterogeneity and protein polymorphism”（https://www.nature.com/articles/s41392-023-01540-2）。自2022年5月以来，该工作发现全球出现了人类猴痘（monkeypox，MPX)）疫情之所以表现出新的传播和流行特征，是因为病原体猴痘病毒（monkeypox virus，MPXV）由于一系列毒性和免疫相关蛋白质基因的异质性以及由此产生的表达产物的多态性。
猴痘自发现以来一直局限于非洲，始于2022年5月的疫情是非洲以外国家和地区首次大规模爆发。早期研究发现，猴痘病毒可分为引起轻微症状的西非株系（West African clade）症状严重的中非株系（Congo Basin clade），两个株系在毒力决定和免疫相关蛋白质基因上存在明显差异，甚至存在和无差异。
研究人员详细分析了疫情早期643个MPXV全长基因组中的27个与病毒力和免疫相关的基因或易变区，发现这些基因或易变区的系统发育树可以归类为two-branch，two-branch-plus，one-branch和irregular等四种基本类型。在这种基因的系统发育关系中，几种被归类为近缘的病毒在彼基因上可能同源性很低；从这个基因的角度来看，一些应该归类为西非株系的毒株显然应该属于彼基因的中非株系；以及两种株系之间可能存在的过渡性毒株。这种病毒基因组水平的异质性反映了导致疫情的猴痘病毒在系统发育中的复杂性。
氨基酸序列长度多态性的蛋白质产物(左)和其他基因(右)
提前终止密码子是猴痘病毒失活多种与宿主免疫相关的蛋白质的常见策略。研究发现，流行的MPXVB14R、D7L、O1L、由于B5R和T4等基因的早期终止，它们的蛋白质产物在氨基酸序列长度上表现出多态性。研究还讨论了B14R、B19R、C7L、五种毒力，包括D14L和T4，决定了基因。作为弱毒的西非株系，流行的MPXV在其基因组中没有D14L基因，但B14R和T4基因可以表达功能性蛋白质产物。古典西非株系猴痘病毒B14R基因只编码22~77个氨基酸残基的蛋白质产物，强毒中非株系可编码326或210个氨基酸残基的两种功能蛋白。虽然这种流行的MPXV仍然有少数表现出古典西非株系特征的产物，但绝大多数可编码180个氨基酸残基的产物甚至有218个以卢森堡分离株为代表的毒株。超过210个中非株系，空间结构建模和配体-受体对接分析显示，180个氨基酸残留物的B14R是一种功能蛋白质，其主要分子之间的氢键和组合自由能甚至优于中非株系。
中非株系(左)及西非株系(右)猴痘病毒B14R蛋白及其配体的空间结构
除提前出现终止密码外，插入长“AT“重复片段可以作为确保有毒蛋白质失活的另一种机制。T4基因的编码产品有三种长度，流行的西非株系MPXV表示功能长度（221氨基酸）。
MPXV 2022年上述基因异质性和蛋白质长度多态性表明，MPX疫情可能比预期更复杂，反映了这些猴痘病毒在变异、进化路径或过程中的复杂性:病毒可能通过持续低强度流行积累变异；也可能在进化过程中多次跨物种传播，在此过程中获得或丢失与宿主免疫相关的蛋白质基因或相应功能。
李艳娇，复旦大学公共卫生学院研究生，胡晶晶，侯静静博士，同济大学附属同济医院呼吸与危重医学科，马来西亚博特拉大学（Universiti Putra Malaysia）医学与健康科学学院孙中（Sun Zhong）复旦大学公共卫生学院流行病学教研室王伟炳教授、陆一涵副教授、熊成龙副教授是本文的通讯作者。
(原标题:学术进步 | 我院师生在猴痘病毒遗传变异和系统发展研究方面取得进展)
