Nat Commun：“冒名顶替”的病毒？！科学家破解儿童肠胃炎元凶入侵人体的秘密

每到病毒高发季节，呕吐、腹泻、发烧就成了不少家庭的噩梦，尤其是儿童和老人，一旦中招不仅身体难受，还可能陷入“生病—营养不良—更容易生病”的恶性循环。在全球范围内，人类星状病毒（HastV，Human astrovirus）是导致儿童病毒性肠胃炎的主要病原体之一。在低收入和中等收入国家，这类病毒引起的感染尤为常见，甚至通过污水监测发现，其几乎无处不在。然而，至今仍没有针对它的疫苗或特效药。

不过，好消息来了！近日，一篇发表在国际杂志Nature Communications上题为“Structure of the human astrovirus capsid spike in complex with the neonatal Fc receptor”的研究报告中，来自加利福尼亚大学圣克鲁斯分校等机构的科学家们通过研究揭开了这种病毒入侵人体的“作案手法”，同时他们还意外发现，我们或许能“借用”已有药物来快速开发出对抗它的新疗法。

病毒如何“撬开”我们细胞的大门？

人类星状病毒虽然名气不如轮状病毒或诺如病毒响亮，但其在儿童肠胃炎中的“江湖地位”不容小觑。过去我们只知道，这种病毒会利用人体细胞上一种叫做“新生儿Fc受体（FcRn）”的蛋白质进入细胞，但这个“入侵动作”具体是怎么完成的？科学家一直没搞清楚。这项研究中，研究人员通过研究首次解析出FcRn与星状病毒外壳蛋白结合的三维结构，就像拍下了病毒开锁进门的“监控录像”。

结构生物学“破案”：病毒是个“模仿高手”

研究人员在实验室中分别合成了病毒的外壳“尖刺”蛋白和人体 FcRn 受体，并将其混合后，用X射线晶体学技术观察其是如何结合的；结果发现，病毒竟然“狡猾”地结合在FcRn 受体上与抗体结合的同一位置。DuBois教授表示，病毒劫持了人体用来运输抗体的有益通路，偷偷溜进细胞，这就像小偷复制了你家钥匙的形状，光明正大地开门而入。

更关键的是，研究人员还识别出病毒蛋白上三个关键氨基酸，其是病毒与受体结合的“抓手”，一旦这些点位被破坏，病毒就无法入侵。

FcRn在pH 7.0和pH 5.0条件下均可结合HAstV1刺突蛋白，并在溶液中形成复合物

这项研究不仅揭示了病毒入侵的机制，还带来了两大惊喜：

（1）现有药物或可“复用”：研究人员发现，星状病毒的蛋白会与人体抗体“竞争”结合 FcRn，而目前已有药物（比如nipocalimab）被批准用于抑制 FcRn 功能从而治疗某些自身免疫性疾病；这意味着，我们或许可以直接测试这些药物治疗星状病毒的效果，这就大大缩短了新药的研发时间。

（2）疫苗设计需“多价应对”：星状病毒在结合受体的区域频繁突变，就像流感病毒一样不断“换马甲”逃避免疫系统的识别；因此，未来若开发疫苗可能需要像流感疫苗那样，同时覆盖多个毒株才能提供广泛保护。

目前，研究人员已获得美国国立卫生研究院约41.6万美元的资助，将继续推进星状病毒的疫苗与治疗研究，研究者Adam Lentz博士表示，了解病毒如何进入细胞，是阻断它的第一步；接下来，我们要想办法阻止它。

这项研究不仅让我们看清了星状病毒入侵细胞的“犯罪现场”，也为未来开发疫苗和药物提供了关键靶点；或许在不久的将来，我们在面对这个“儿童肠胃杀手”时就能更有底气地说：“这次，我们看透你了。”（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Lentz, A., Lanning, S., Iranpur, K.R. et al. Structure of the human astrovirus capsid spike in complex with the neonatal Fc receptor. Nat Commun 16, 9621 (2025). doi:10.1038/s41467-025-65203-2