Ⅲ型干扰素及其抗猪病毒性疾病研究进展

史雪盟,丁芸芸,王靖仪,毛琳,许君

(河南农业大学生命科学学院,河南 郑州 450046)

近年来,由猪繁殖与呼吸障碍综合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)、非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)及猪流行性腹泻病毒(porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)等养猪业代表性病毒引起的猪病毒性疾病严重影响生猪产业的发展,给国家造成巨大的经济损失[1-4]。干扰素(interferon,IFN)是重要的抗病毒药物[5],依据受体及信号通路的异同可分为Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ型[6]。其中,Ⅲ型干扰素因其毒副作用低,且定位在呼吸道及消化道等“前沿阵地”抵御病毒侵染,已成为抗病毒领域的热门研究对象[7-9]。LUO等[10]研究显示,猪源Ⅲ型干扰素可以通过剂量和时间依赖性的方式抑制PRRSV在猪肺泡巨噬细胞中的复制。 ZHAO等[11]研究发现Ⅲ型干扰素通过上调百余个天然免疫通路基因的表达,持续性抑制PEDV在猪小肠上皮细胞中的复制。此外,LIU等[12]将Ⅲ型干扰素锚定至植物乳杆菌菌株,该重组乳杆菌通过口服喂药的方式进入猪肠道抑制了PEDV等猪肠道冠状病毒的感染。这些研究为Ⅲ型干扰素在猪病毒性疾病治疗中的应用提供了有力依据,然而目前Ⅲ型干扰素抗病毒的应用尚未被广泛普及,且国内外针对Ⅲ型干扰素的研究较多集中在人类病毒性疾病的治疗方面,而对Ⅲ型干扰素抵抗猪易感病毒的研究缺乏综合分析。基于此,本文围绕Ⅲ型干扰素近期研究结果,重点阐述Ⅲ型干扰素抗病毒机制与优势,分析现有问题,探讨应用前景,为猪病毒性疾病治疗提供理论基础。

1 Ⅲ型干扰素及其抗病毒信号通路

1.1 Ⅲ型干扰素的概述

Ⅲ型干扰素是于2003年发现的新型抗病毒细胞因子,主要在呼吸道及肠道等上皮组织细胞中限制病毒的复制,构成机体抵挡病毒感染的第一道防线[13-15]。人Ⅲ型干扰素分为IFN-λ1、IFN-λ2、IFN-λ3和IFN-λ4[16-17]。猪的IFN-λ与其他物种有50%～70%的相似性,然而仅包含IFN-λ1和IFN-λ3,通过全基因组电子定位及基因注释未鉴定出IFN-λ2在猪中的同源物[18]。IFN-λ1在猪肝、脾、十二指肠及皮肤等组织器官均有表达,而IFN-λ3在十二指肠和肠系膜淋巴结中表达较高[18]。相较于Ⅰ型干扰素,Ⅲ干扰素及其受体多分布在上皮组织细胞,这使得其在第一时间就能限制病毒的入侵并减轻炎症的发生。因此,开发毒副作用较小的Ⅲ型干扰素并将其应用于猪病毒性疾病的治疗可有效预防及缓解猪疫病的传播。

1.2 Ⅲ型干扰素表达及抗病毒信号通路

Ⅲ型干扰素是由先天免疫系统合成分泌[19]。免疫细胞表面的RIG-I样受体(RIG-Ilike receptors, RLRs)、Toll样受体(toll-like receptors,TLRs)和NOD样受体(NOD-like receptors, NLR)等模式识别受体(pattern recognition receptor, PRR)在感知病毒后启动先天免疫信号通路[20-21]。双链RNA病毒由包括维甲酸诱导基因I(retinoic acid-indu-cible gene I,RIG-I)和黑色素瘤分化相关抗原期5(melanoma differentiation-associated gene 5,MDA5)在内的RIG-I样受体识别,其后诱导线粒体抗病毒信号蛋白(mitochondrial antiviral signaling protein, MAVS)的二聚化。二聚化的MAVS诱导干扰素调节因子3(interferon regulatory factor 3, IRF3)的磷酸化,同时激活NF-κB信号。磷酸化的IRF3转位至细胞核并与干扰素刺激的反应元件(interferon-stimulated response element, ISRE)结合协同NF-κB诱导Ⅲ型干扰素的表达[22-24]。而双链DNA病毒则与环状鸟苷-腺苷二磷酸合成酶(cyclic guanosine monophosphate-adenosine monophosphate synthase, cGAS)结合后催化第二信使环鸟苷酸-腺苷酸(cyclic GMP-AMP, cGAMP)的合成,cGAMP与干扰素基因刺激蛋白(stimulator of interferon genes, STING)结合并激活TBK1-IRF3启动Ⅲ型干扰素表达[24-26]。

Ⅲ型干扰素被合成分泌后通过与细胞膜表面的受体结合起始信号传导。Ⅲ型干扰素受体IFNLR1和IL10RB主要在呼吸道、肠道和胎盘等上皮组织细胞中有分布[19]。Ⅲ型干扰素与受体结合后激活Janus激酶1(Janus kinase 1, JAK1)和酪氨酸激酶2(tyrosine kinase 2, TYK2),进而磷酸化信号转导和转录激活因子1(signal transducer and activator of transcription 1, STAT1)和STAT2,其后STAT1、STAT2与IRF9形成三聚体;该三聚体核转位后与ISRE相结合驱动MX1、IFITM1、IFIT1和OAS1等大量干扰素刺激基因(interferon-stimulated genes,ISG)的表达;ISG基因通过抵御病毒与宿主细胞膜融合、抑制病毒基因组转录,以及抑制病毒颗粒释放等方式发挥免疫调节功能[19, 27-29]。

除了上述经典途径外,Ⅲ型干扰素也可以通过激活STAT3和STAT5,以及磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase, PI3K)、蛋白激酶B(Akt kinase, AKT)和丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)等激酶启动免疫响应[27, 30]。

1.3 Ⅰ型和Ⅲ型干扰素信号通路的作用机制异同

已有的研究表明,Ⅲ型干扰素合成途径及下游信号通路与Ⅰ型干扰素较为类似,但二者之间仍存在差异。一是Ⅰ型及Ⅲ型干扰素的合成均依赖线粒体中MAVS的活性,然而MAVS也在上皮组织细胞过氧化物酶体中有表达,且该类型MAVS只诱导Ⅲ型干扰素分泌[31]。二是与广泛表达的Ⅰ型干扰素受体不同,Ⅲ型干扰素受体主要存在于上皮组织细胞(如呼吸道、肠道、胎盘及阴道等)和一些免疫细胞(如中性粒细胞)。三是Ⅰ型干扰素导致全身反应更具炎症性但持续短暂,而Ⅲ型干扰素诱导的炎症反应较少,且只集中在上呼吸道、肠道等上皮组织器官但持续性强[19]。炎症反应通常由C-X-C基序趋化因子配体9(C-X-C motif chemokine ligand 9, CXCL9)、CXCL10及CXCL11等趋化因子募集T细胞及自然杀伤细胞等引起[32-34]。CASAZZA等[27]研究表明,CXCL9等趋化因子是由Ⅰ型干扰素通过激活STAT1同源二聚体进而诱导IRF1表达所致,而Ⅲ型干扰素通常不会引起IRF1的表达。这也进一步解释了Ⅲ型干扰素相较于Ⅰ型不会引起较为明显的炎症反应的原因。

1.4 Ⅲ型干扰素优势及应用前景

Ⅲ型干扰素诱发低炎症反应的作用优势已在胚胎发育过程中得到了验证[35]。为了避免感染或炎症对胎儿正常发育产生不利影响,机体在病毒等微生物感染时,会启动先天免疫系统产生干扰素等一系列抗病毒因子来清除病毒[36-37]。然而干扰素的过量表达也可导致胎儿宫内生长迟缓、早产和胎儿死亡。CROW[38]研究表明,使用重组Ⅰ型干扰素而不是Ⅲ型干扰素处理会导致胎盘损伤以及妊娠激素的产生减少。此外,Ⅰ型干扰素的产生高出正常水平往往引起一系列先兆子痫、流产和早产妊娠等并发症,且婴儿在没有感染的情况下表现出小头畸形等先天性疾病[38],而Ⅲ型干扰素则在没有任何病毒感染的情况下即可从人滋养层细胞中持续释放出来。从未感染的人中期胎盘绒毛中分离出含有Ⅲ型干扰素的培养液,可以有效抑制诸如寨卡病毒及疱疹病毒的感染[39-40]。

Ⅲ型干扰素受体IFNLR1及IFN-λ已被报道可有效抑制新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的感染[41-42]。结合Ⅲ型干扰素通常在上呼吸道等上皮组织细胞发挥功能以及引起较小炎症反应的特点,目前已有研究人员提出通过使用IFN-λ来抵抗SARS-CoV-2的感染。新型冠状病毒感染轻症患者体内的SARS-CoV-2通常仅在上呼吸道感染,此时可以通过加入Ⅲ型干扰素在病毒感染最前线诱导免疫响应清除病毒感染;而新型冠状病毒感染重症患者体内SARS-CoV-2已经进入到下呼吸道及肺部,则需要借助Ⅰ型干扰素进行治疗[9]。然而值得注意的是,Ⅰ型干扰素易引起较为严重的炎症反应,因此,可在治疗后期转换为Ⅲ型干扰素治疗,减轻炎症反应并发挥持续抗病毒作用。

综上可知,Ⅲ型干扰素可在第一道防线抵抗病毒的侵染,且不会诱导炎性因子的表达减轻炎症反应,使其成为干扰素研究的前沿领域。然而因其被发现的时间较晚,且与Ⅰ型干扰素分子机制的差异于近年来才被揭示,Ⅲ型干扰素在病毒性疾病治疗的应用方面仍处于起步阶段。目前,科研人员正在逐步拓展Ⅲ型干扰素的机制与作用。RIVERA[43]研究揭示Ⅲ型干扰素在中性粒细胞上参与调控免疫响应的作用,并首次发现了其在非上皮组织细胞上的表达及功能。此外,Ⅲ型干扰素用于治疗乙型及丙型肝炎的药物已进入Ⅱ期临床试验阶段[44]。因此,深入理解Ⅲ型干扰素分子机制,挖掘其应用价值将为研发抗病毒药物提供理论依据及新思路。

2 Ⅲ型干扰素及其抗猪病毒性疾病研究现状

2.1 Ⅲ型干扰素抗猪易感病毒作用

Ⅰ型干扰素已被广泛用于治疗猪流行性腹泻、猪繁殖与呼吸障碍综合征和伪狂犬病等猪病毒性疾病,然而目前关于Ⅲ型干扰素防治猪疫病的研究及应用相对较少。本研究分析总结最近的Ⅲ型干扰素对猪易感病毒的抗病毒分子机制,探讨Ⅲ型干扰素作为更为安全的抗猪病毒药物的应用前景。

2.1.1 Ⅲ型干扰素对猪肠道冠状病毒的作用 猪肠道冠状病毒具有高度的传染性,易引起猪急性胃肠炎,更严重的则引起仔猪大量死亡。猪肠道冠状病毒主要包括传染性胃肠炎冠状病毒(transmissible gastroenteritis virus, TGEV)、PEDV、猪德尔塔冠状病毒(porcine deltacoronavirus, PDCoV)和猪急性腹泻综合征冠状病毒(Swine acute diarrhea syndrome coronavirus, SADS-CoV)等[45]。

TGEV可引起严重的肠道损伤,给养猪业造成巨大的经济损失。中国农业科学院冯立团队研究发现,TGEV感染猪小肠上皮组织细胞后会被RIG-I样受体识别,其后诱导Ⅲ型干扰素IFN-λ3的产生,IFN-λ3有效抑制TGEV的复制,这为治疗猪冠状病毒感染提供了新策略[46]。

PEDV主要感染猪小肠上皮组织细胞进而引起仔猪发病死亡。尽管Ⅰ型与Ⅲ型干扰素均能抑制PEDV的感染,但近期的研究结果中,IFN-α处理的细胞培养上清液中PEDV拷贝数始终高于同等浓度IFN-λ处理组,表明Ⅲ型干扰素能更强抑制PEDV在猪肠上皮组织细胞的感染[47]。ZHAO等[11]运用RNA转录组及蛋白质谱分析了IFN-λ及IFN-α处理的猪小肠上皮组织IPEC-J2细胞内基因转录及蛋白表达的变化,IFN-λ的孵育上调了132个免疫通路基因,而IFN-α仅诱导了42个基因的表达。IFN-λ一方面通过上调JAK-STAT通路中的ISG15、OASL和RSAD2等ISG基因表达,另一方面通过与在上皮组织细胞表达的IFNLR1及IL10RB受体结合持续性抑制PEDV的复制[48]。

综上所述,猪肠道上皮组织细胞被病毒感染后可通过合成分泌出Ⅲ型干扰素有效抑制病毒的复制与感染,这为Ⅲ型干扰素投入猪肠道病毒性疾病的治疗提供了有力的理论依据。

2.1.2 Ⅲ型干扰素对猪繁殖与呼吸综合征病毒的作用 PRRSV隶属动脉炎病毒,通过空气、接触及垂直传播在猪群中迅速扩增,导致母猪晚期流产、仔猪死亡、厌食症和呼吸道疾病[2]。LUO等[10]研究显示,猪源Ⅲ型干扰素IFN-λ具有抑制PRRSV的作用,但其抗病毒活性不如Ⅰ型干扰素有效。此外,猪源IFN-λ3可以通过剂量和时间依赖性的方式抑制PRRSV在猪肺泡巨噬细胞上的复制,然而其抗病毒能力和活性都弱于猪Ⅰ型干扰素[49-50]。QIN等[51]研究表明,过量表达Ⅲ干扰素受体IFNLR1可诱导JAK/STAT通路的激活,显著提升Ⅲ型干扰素抑制PRRSV的效果,推测Ⅲ型干扰素抗PRRSV能力弱于Ⅰ型干扰素是与其受体分布相关。这表明上调Ⅲ型干扰素受体的表达可作为有效预防或治疗PRRSV等病毒相关疾病的新方法。

2.1.3 Ⅲ型干扰素对其他猪易感病毒的作用 猪伪狂犬病病毒(pseudorabies virus, PRV)是DNA疱疹科病毒,可导致新生仔猪致死性脑炎、育成猪呼吸系统疾病和母猪生殖障碍等症状[52]。研究显示,IFN-λ3通过诱导下游IFITM3、OAS1及MX1等ISG基因的表达抑制PRV在猪肾细胞内的增殖,过表达IFN-λ3受体IFNLR1也限制PRV的病毒滴度。此外IFN-λ特异性上调Ⅱ型干扰素IFN-γ的mRNA转录,而非IFN-α或IFN-β,表明Ⅲ型干扰素也可以通过诱导其他类型干扰素的表达抵御病毒的感染[52-53]。

口蹄疫病毒(foot-and-mouth disease virus, FMDV)是发生在猪、牛和羊等偶蹄动物身上的具有高度传染性的小RNA病毒,造成动物口部及脚蹄出现水疱及急性发热[54]。Ⅲ型干扰素IFN-λ1能显著抑制口蹄疫病毒在IBRS-2猪肾细胞中的复制,然而口蹄疫病毒可以抑制由poly(I:C)诱导的IFN-λ1表达,这表明口蹄疫病毒已经进化出阻断IFN-λ1抗病毒功能的机制[55]。

猪瘟病毒(classical swine fever virus, CSFV)是一种小型包膜RNA病毒,属黄病毒科瘟病毒属成员,能引起高度传染性发热病毒性疾病猪瘟[56]。CSFV感染激活NF-κB导致猪肾PK15细胞内Ⅲ型干扰素,以及IFITM3、OAS1和ISG15等关键ISG基因的表达上调[57]。

甲型流感病毒(influenza A virus, IAV)也是一种常见的包膜RNA病毒,其病毒基因组易变异,且可在人兽尤其是人和猪之间跨物种传播,曾多次引起世界性大流行[58]。当猪被IAV(H1N2)感染1 d后,即可在猪肺部检测到相较于正常水平400倍的IFN-λ3表达,且伴随着促炎反应和凋亡相关基因的上调[59]。

猪塞内卡病毒(Seneca virus A,SVA)是近年来发现的引发水疱疫情的小RNA病毒,通过空气在猪群间快速传播。目前,关于SVA的研究较为有限,其感染的分子机制及治疗方法十分欠缺[60]。PENG等[61]于2022年发现使用SVA感染猪肾PK15细胞24 h后会诱导Ⅲ型干扰素IFN-λ1和IFN-λ3大量表达,使用IRF3/7的抑制剂处理显著降低了SVA诱导的Ⅲ型干扰素合成,表明宿主细胞在感知SVA感染后可能通过IRF3/7上调Ⅲ型干扰素表达抵抗病毒感染。

水疱性口炎病毒(vesicular stomatitis virus,VSV)属弹状病毒科,引起的水疱性口炎为急性热性人兽共患传染病,可导致猪口腔、乳头、趾间和蹄冠上出现水疱性病灶,水疱溃烂后易引发细菌和真菌感染,出现猪跛行、体质量减轻和乳腺炎等症状[62]。 此外,VSV因其病毒粒子在没有糖蛋白的情况下可以出芽,已被研究人员通过分子克隆技术构建为携带报告基因的重组RNA假病毒,成为研究病毒宿主互作热门研究工具[63]。为探究干扰素抵抗VSV在猪细胞内感染的效果,CHEN等[64]借猪杆状病毒表达系统在体外合成了猪源Ⅲ型干扰素(IFN-λ1和IFN-λ3)以及Ⅰ型干扰素(IFN-α),发现相较于IFN-α,IFN-λ3有效抑制VSV在猪睾丸细胞内的感染;通过分析先天免疫信号通路的表达,揭示Ⅲ型干扰素相较于Ⅰ型干扰素诱导了更多MX1、IFITM3等关键抗病毒因子的转录,抑制了VSV的复制。上述研究首次报道了Ⅲ型干扰素抵抗VSV感染的作用及分子机制,这为后续揭示Ⅲ型干扰素抗RNA病毒机制及其开发应用奠定了理论基础。

综上可知,常见的猪易感病毒感染均会引起猪体内Ⅲ型干扰素的合成分泌,然而目前的研究多集中在Ⅲ型干扰素表达调控分子机制方面,在细胞水平乃至动物水平上Ⅲ型干扰素的表达是否能够抑制诸如CSFV及IAV等病毒的感染尚未明确。鉴于Ⅲ型干扰素能够毒副作用较小,尽快阐明Ⅲ型干扰素抗病毒作用,对于推广Ⅲ型干扰素在抗猪易感病毒应用至关重要。

2.2 猪易感病毒对Ⅲ型干扰素的免疫逃逸策略

Ⅲ型干扰素定位在呼吸道、肠道及胎盘等与病原体接触的“最前线”发挥免疫调控作用。然而,近期的研究表明,病毒也在逐渐进化出包括调控Ⅲ型干扰素表达等多种免疫逃逸策略。已有报道表明,PEDV非结构蛋白nsp1、nsp3、nsp5、nsp8、nsp14、nsp15、nsp16、开放阅读框3(ORF3)、包膜糖蛋白E、膜蛋白M及核衣壳蛋白N均有效抑制IFN-λ的活性;其中,nsp1通过抑制猪肠上皮组织细胞中IRF1的核易位降低Ⅲ型干扰素的产生[65],而核衣壳N蛋白通过阻断NF-κB核转位抑制猪源Ⅲ型干扰素的合成,但并不拮抗Ⅰ型或Ⅱ型干扰素的表达,这表明Ⅲ型干扰素基因的转录相比起Ⅰ型干扰素会更依赖于NF-κB通路基因[66]。病毒还可以借助micro RNA等转录后调节因子抑制干扰素的生成。在Ⅰ型干扰素缺陷的Vero E6细胞感染PEDV显著诱导Ⅲ型干扰素的表达,但病毒诱导的IFN-λ并不能够降低PEDV的滴度。PEDV可以通过显著下调细胞因子信号蛋白1(SOCS1)抑制因子miR-30c-5p的表达来逃避IFN-λ,促进其在细胞中的复制[67]。这些发现揭示了micro RNA作为基因表达的关键转录后调节因子,参与调节宿主对病原体入侵的固有和适应性免疫反应,有助于加深对PEDV致病及其逃避宿主免疫反应机制的了解,为疾病预防提供了新思路。

PRV在猪肾PK15细胞中可通过触发Janus激酶JAK1和TYK2经由蛋白酶体被错误降解,这抑制了STAT1磷酸化,降低了Ⅲ型干扰素诱导的ISG基因的表达[68],这项研究首次揭示了DNA疱疹科病毒逃避机制。

FMDV前导蛋白酶Lpro通过阻碍IRF和NF-κB的激活抑制RIG-I/MDA5介导的IFN-λ1的产生,这表明Lpro是IFN-λ1的拮抗剂。其中,Lpro的催化活性和SAF-A/B、Acinus和PIAS(SAP)结构域是抑制poly(I:C)诱导的IFN-λ1表达所必需的,而SAP结构域的缺失会解除Lpro对NF-κB和干扰素表达的抑制作用,但不影响Lpro酶活性[55]。这对于病毒毒力决定因素的鉴定和为抗病毒药物靶点的提供具有重要意义。

CSFV Npro蛋白的过表达可以显著抑制Ⅲ型干扰素mRNA的转录,进一步研究表明CSFV的Npro蛋白通过抑制IRF1表达及其核转位来阻断Ⅲ型干扰素的产生[69],这扩展了对CSFV逃避宿主固有抗病毒机制方面的理解。

PDCoV易引起仔猪腹泻和呕吐,严重者脱水死亡。Ⅲ型干扰素是肠道上皮组织细胞的主要抗病毒细胞因子,然而,PDCoV一方面通过抑制IRF和NF-κB的活性阻断IFN-λ1的产生,另一方面阻断RIG-I、MDA5和MAVS基因激活IFN-λ1启动子活性,从而规避宿主的抗病毒免疫[70]。

综上所述,目前相关研究已揭示了多种猪致病性病毒免疫逃逸Ⅲ型干扰素的分子机制,这可为新型安全高效疫苗的研发提供理论指导,同时也反映了Ⅲ型干扰素在病毒感染过程中的关键调控作用。

2.3 Ⅲ型干扰素防治猪病毒性疾病的相关应用

相对于Ⅰ型干扰素在猪病毒性疾病防治中的普遍推广,Ⅲ型干扰素的应用仍处于起步阶段。例如针对口蹄疫疾病,尽管目前已有Ⅰ型干扰素(IFN-α)的Ad5-A24疫苗能够使猪产生口蹄疫中和抗体反应[71],然而Ⅲ型干扰素的Ad5-poIFN-λ3也可显著诱导IFN和ISG基因在猪上皮组织肾细胞中的表达,并显著降低了口蹄疫重病率[72]。

Ⅲ型干扰素通常在上皮组织黏膜细胞中发挥着重要抗病毒作用,而乳杆菌则具有良好的益生菌特性,在食品、医药等行业具有广阔的前景。将IFN-λ3通过PgsA(N-末端跨膜锚定)和CWA(C-末端细胞壁锚定)锚定至植物乳杆菌菌株,该重组植物乳杆菌能有效抑制PEDV和TGEV病毒在猪小肠上皮组织细胞中的感染,有望作为一种新型口服抗病毒药物用于治疗猪流行性腹泻和传染性胃炎[12]。此外,唾液乳杆菌FFIG35和FFIG58是2株具有显著免疫调节潜力的菌株,这些菌株均可促进IFN-β、IFN-λ和抗病毒因子在轮状病毒感染的猪小肠上皮组织细胞中的表达,并抑制轮状病毒的复制[73]。这些研究强调了乳杆菌与干扰素联合对猪的保护作用,未来可将该菌株用于开发高效功能性饲料,用以增强生猪免疫力,降低仔猪肠道感染的严重程度。

此外,PEDV的RNA酶Endo U及nsp1是抑制Ⅰ型和Ⅲ型干扰素反应的关键毒力因子,将其进行突变能引发更强的Ⅰ型和Ⅲ型干扰素反应,干扰素的上调能迅速清除猪上皮组织细胞中的病毒,并降低仔猪的死亡率[74-75],更为重要的是该突变体能保留病毒的免疫原性,这些均可以设计为PEDV减毒活疫苗的良好靶标,为开发猪肠道冠状病毒减毒活疫苗提供一种方法。

Ⅲ型干扰素由于发现的时间较晚,目前关于其开发应用仍未得到广泛普及。然而,近些年的研究逐步挖掘出Ⅲ型干扰素抗病毒分子机制及作用位点,且因其毒副作用低的特点,已被创新性用于猪肠道病毒性疾病的治疗与预防当中,这为后续开发可行、有效和安全的Ⅲ型干扰素产品提供了基础。

3 问题与展望

干扰素对于机体防御病毒感染的重要性不言而喻,然而干扰素通常也会导致趋化因子的过度表达,从而引起较为严重的炎症反应。最大化开发干扰素抗病毒作用且缓解炎症的反应是目前干扰素相关药物研发关注的热点问题。Ⅲ型干扰素是近年来被鉴定出的新型抗病毒细胞因子,其定位于前线防御控制上皮组织屏障的感染,并最大限度地减少破坏性炎症反应。因此,深入认识Ⅲ型干扰素的独特特征及应用优势,可为更具针对性的治疗干预提供可能性。

猪作为最重要的家畜之一,在农业中发挥着不可或缺的作用。猪与人类有着相似的遗传、生理和解剖特征,被视为异种器官移植器官捐献者的重要候选者。猪肉是中国居民最主要的肉食品,养猪业关乎国计民生,在国民经济中占据举足轻重的地位。随着病毒性疫病的频发,生猪疫病防控力度加大,特别是一些人兽共患病毒,如果不能及时清除,不仅会导致种猪场损失,而且对人类健康造成极大威胁。目前,虽然有预防措施和疫苗接种,但由于缺乏针对性的药物,加上Ⅰ型干扰素存在副作用,猪场仍经常发生群体感染事件。因此,充分利用Ⅲ型干扰素的优势,深入开发其应用潜力与价值,可有效缓解猪病毒性疾病的传播与危害。

Ⅲ型干扰素目前已成为干扰素抗病毒研究的热门问题,猪易感病毒可诱导Ⅲ型干扰素的表达已逐步被揭示,且验证出Ⅲ型干扰素能够有效抑制多种猪易感病毒在猪源细胞中的感染。然而这些研究目前还停留在细胞及分子水平,距离Ⅲ型干扰素作为安全性药物治疗猪病毒性疾病尚需临床数据的佐证。造成Ⅲ型干扰素开发进展缓慢的原因有很多,包括Ⅲ型干扰素被发现的时间较晚、Ⅲ型干扰素与Ⅰ型抗病毒分子机制类似,以及Ⅲ型干扰素不易在体外表达纯化等。目前,相关研究已逐步解析出Ⅲ型干扰素低毒副作用的分子机制,开展了Ⅲ型干扰素临床试验,揭示了Ⅲ型干扰素更高效的抗PEDV及PRV等病毒感染作用,并借助杆状病毒表达系统体外纯化出Ⅲ型干扰素。上述研究刷新了人们对Ⅲ型干扰素的认识,突出了Ⅲ型干扰素的优势,降低了Ⅲ干扰素应用的门槛,推进了Ⅲ型干扰素作为安全性药物治疗猪病毒性疾病的研发。