研究人员克服重大障碍，成功培养和研究人类诺如病毒

贝勒医学院的研究人员在 《科学进展》杂志上发表报告称，他们在人类诺如病毒（HuNoV）研究方面取得了突破性进展。诺如病毒是全球急性病毒性肠胃炎的主要病原体之一，尤其容易导致幼儿、老年人和免疫系统较弱或受损人群出现严重后果。

目前尚无获批的疫苗或抗病毒疗法，治疗策略完全依赖于支持性治疗，包括补充体液和电解质。

此前，诺如病毒的研究一直受限于科学家在实验室中能够培养的病毒数量。在目前的研究中，贝勒大学的研究团队克服了持续培养病毒这一重大障碍，而持续培养病毒是他们开展实验所必需的，这些实验对于开发预防和治疗感染的策略以及更好地了解诺如病毒的生物学特性至关重要。

研究人员确定了限制病毒复制的因素，并开发了一种克服这些因素的方法，以优化病毒的长期培养。

在早期小肠研究进展的基础上

“2016 年，我们实验室和合作者的科学家成功地在人类肠道类器官 （HIE）或‘迷你肠道’（即实验室培育的微型人类肠道）中培养了诺如病毒，取得了一项突破，”第一作者、贝勒大学分子病毒学和微生物学研究生 Gurpreet Kaur 说，她在 Mary Estes 博士的实验室工作。

“虽然这套系统允许研究人员感染细胞并研究病毒，但它仍然存在一个重大缺陷——病毒无法像科学家培养许多其他微生物那样，通过反复培养而增殖。诺如病毒的复制在几轮之后就会停止，因此无法建立长期有效的病毒库。”

由于这一限制，研究人员只能依赖从感染患者的粪便样本中收集病毒，但这些样本数量有限、不稳定，难以进行大规模实验。

确定抑制生长的趋化因子

“为了克服这一障碍，我们研究了几个版本的 HIE，以了解诺如病毒的生长通常会停止的原因，”共同作者、贝勒大学分子病毒学和微生物学助理教授 Sue Crawford 博士说。

“我们利用 RNA 测序这种测量基因活性的方法，发现受感染的 HIE 细胞会产生高水平的趋化因子，这些分子有助于身体产生免疫反应。其中三种趋化因子尤为突出：CXCL10、CXCL11 和 CCL5。”

Kaur 说：“我们随后研究了阻断这些趋化因子通过其受体发出的信号是否会使人类诺如病毒在 HIE 中更好地复制。”

一种能解锁复制的药物

“我们测试了一种名为 TAK 779 的药物，它最初是为阻断趋化因子效应而开发的。当将 TAK 779 添加到 HIE 培养物中时，诺如病毒的复制显著增加——病毒在培养物中的细胞内扩散，并且我们实现了连续 10 到 15 代的复制。”

克劳福德说：“TAK 779 使我们能够从实验室培养物中而不是人类粪便中产生稳定的感染性病毒批次——这是我们和其他研究人员几十年来一直在寻求的。”

不同病毒株的反应不同。

研究团队还发现，并非所有诺如病毒株对 TAK 779 的反应都相同。TAK-779 增强了 GII.3 毒株的复制，并促进了 GII.17 和 GI.1 毒株的生长。

“我们观察到，TAK 779 并没有增强 GII.4 毒株的复制，而 GII.4 毒株是人类疫情爆发的最常见原因，”通讯作者、贝勒大学杰出服务教授兼库伦基金会分子病毒学和微生物学捐赠主席玛丽·K·埃斯特斯博士说。

Estes 同时也是德克萨斯医学中心消化疾病中心胃肠道实验模型系统核心的联合主任，以及贝勒大学 Dan L Duncan 综合癌症中心的成员。

“这种差异似乎是因为 GII.4 病毒不会在人脑内膜细胞（HIE）中触发趋化因子分泌，这意味着 TAK 779 无法阻断趋化因子反应。这表明限制 GII.4 在 HIE 中生长的机制有所不同。我们目前正在优化 HIE 培养条件，以实现包括 GII.4 在内的其他诺如病毒株的有效传代。”

为未来的研究打开大门

这项研究标志着诺如病毒研究取得了重大突破。通过在实验室中持续培养和维持诺如病毒株，并制备用于实验的稳定病毒原液，研究人员即使在无法获取患者粪便样本的实验室中，也能开展病毒结构、抗病毒药物筛选和疫苗研发等方面的全面研究。