PNAS：胡志红/王曼丽团队揭示寄生蜂病毒的“多余”钥匙：杆状病毒为何保留经口感染因子？答案关乎生死

许多茧蜂科（Braconidae）的寄生蜂依赖杆状病毒（bracovirus）寄生鳞翅目昆虫宿主。杆状病毒起源于杆状核病毒科（Nudiviridae）中的一种病毒，而杆状核病毒与杆状病毒（baculovirus）具有密切的亲缘关系。杆状病毒通过口服途径感染宿主时，需要一种口服感染因子（per os infectivity factor，PIF）复合物发挥关键作用。杆状病毒能够编码8种PIF同源蛋白，但杆状病毒并不存在经口感染途径，因为寄生蜂会将病毒颗粒直接注射进入宿主体内。因此，杆状病毒如何进入鳞翅目宿主细胞的机制仍然未知。

2026年7月8日，国科学院武汉病毒研究所/高致病性病毒与生物安全全国重点实验室胡志红/王曼丽团队在PNAS在线发表题为“Per os infectivity factors are essential for bracovirus infection and wasp parasitism”的研究论文。该研究利用寄生蜂媒介小蜂（Microplitis mediator）、其鳞翅目宿主粘虫（Mythimna separata）和棉铃虫（Helicoverpa armigera），以及媒介小蜂杆状病毒（Microplitis mediator bracovirus，MmBV），研究了杆状病毒PIF蛋白的功能。作者在MmBV病毒颗粒包膜上鉴定出一个约720 kDa的PIF复合物。

除PIF0–4、PIF6和PIF8外，作者还在MmBV PIF复合物中鉴定出另外两种蛋白：PIF5-3以及一种由寄生蜂编码、含有β-螺旋桨结构域的蛋白，并将其命名为P52。其他两个PIF5旁系同源蛋白（PIF5-1和PIF5-2）并未与PIF复合物结合。敲低PIF复合物中的任意一个组分都会导致该复合物降解，提示所有组分对于复合物稳定性均是必需的。通过将MmBV锚蛋白基因（ankyrin gene）的表达作为感染标志，作者确定MmBV PIFs对于宿主幼虫的系统性感染是必不可少的。此外，敲低PIF复合物中的任意组分，或同时沉默PIF5-1和PIF5-2，均导致寄生失败，表现为媒介小蜂后代无法存活。综上，本研究证明，MmBV PIFs在鳞翅目宿主的系统性感染过程中发挥关键作用。

杆状病毒（bracoviruses）或杆状病毒样病毒（bracoviriforms）是大量内寄生性茧蜂科寄生蜂生命周期中不可或缺的共生病毒。作为前病毒（provirus），杆状病毒基因组整合于寄生蜂基因组中。杆状病毒颗粒仅在寄生蜂卵巢中产生，并在寄生蜂产卵过程中被注入鳞翅目宿主体内。对杆状病毒的大量研究表明，其结构蛋白基因和复制相关基因主要来源于一种祖先杆状核病毒（nudivirus）。包装于病毒颗粒中的基因组编码毒力基因，但不编码结构蛋白。毒力基因包括调节宿主免疫反应、代谢、行为，甚至多物种相互作用的相关基因。其中一种病毒免疫抑制基因是锚蛋白（ankyrin），其编码一种模拟IκB功能的蛋白，该蛋白能够调控NF-κB转录因子，并抑制多种昆虫免疫系统相关基因的表达。当杆状病毒感染多个组织时，被调节后的宿主环境能够促进寄生蜂卵的成功发育，从而为寄生蜂寄生提供优势。尽管关于寄生蜂与杆状病毒互利共生关系的研究取得了显著进展，但杆状病毒进入宿主细胞的确切机制仍在很大程度上未知。

通过质谱分析，在杆状病毒颗粒中发现了一系列口服感染因子（per os infectivity factors，PIFs）的同源蛋白。PIF最初在杆状病毒中被发现，并且研究最为深入。杆状病毒是一类大型双链DNA昆虫特异性病毒。口服感染介导杆状病毒从一种昆虫传播至另一种昆虫。PIF也在其他属于Naldaviricetes纲的核质大型节肢动物DNA病毒（nuclear arthropod large DNA viruses，NALDVs）中被发现，包括虹彩病毒样的hytrosavirus、杆状核病毒以及白斑综合征病毒（white spot syndrome virus，WSSV）。

图1.在NALDV进化过程中，杆状病毒的PIF及其在血管和全身感染中的功能意义（摘自PNAS）

截至目前，已有10种PIF被报道对杆状病毒口服感染至关重要，分别为PIF0–PIF9。除PIF5外，其余PIF均形成一个蛋白复合物，即PIF复合物。PIF复合物和游离状态的PIF5均是杆状病毒口服感染所必需的。由于口服进入宿主并不是杆状病毒感染过程的一部分，因此PIF在杆状病毒感染过程中的作用仍然是一个未解问题。

在本研究中，作者利用媒介小蜂杆状病毒（Microplitis mediator bracovirus，MmBV）研究PIF的功能。通过对病毒包膜蛋白进行蓝色原位聚丙烯酰胺凝胶电泳（blue native PAGE）分析，作者发现杆状病毒同样具有PIF复合物，并且该复合物包含此前未被报道的两个意外组分。通过双链RNA（dsRNA）介导的PIF敲低实验，作者发现每一个组分对于整个PIF复合物的稳定性都至关重要。体内感染实验表明，PIF复合物和游离PIF5均参与杆状病毒对鳞翅目宿主的系统性感染，而沉默PIF基因会显著降低寄生蜂的寄生能力。作者的研究证明了PIF在杆状病毒进入宿主细胞过程中的作用，并拓展了目前对于PIF功能的认识，表明PIF同样参与病毒系统性感染过程，并应被视为Naldaviricetes纲病毒中普遍存在的病毒进入因子。

参考消息：https://doi.org/10.1073/pnas.2609861123