近日，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院劉斐教授團隊在豬腸道冠狀病毒（SeCoV）受體利用及跨種傳播機制研究中取得重要進展。相關(guān)成果分別發(fā)表在《Science China Life Sciences》和《PLOS Pathogens》上，論文題為 “Receptor affinity-selective differential dynamics of membrane fusion initiation govern deltacoronavirus cross-species transmission”以及 “Resolving the APN controversy in PEDV infection: Comparative kinetic characterization through single-virus tracking”。

豬腸道冠狀病毒（SeCoV）對全球養(yǎng)豬業(yè)造成了巨大經(jīng)濟損失，其中部分病毒如豬德爾塔冠狀病毒（PDCoV）更具有跨種感染、潛在人畜共患的風(fēng)險。病毒是否能成功侵入宿主細(xì)胞、突破物種屏障，核心在于其是否能夠高效識別并結(jié)合受體。此前研究已明確，氨肽酶N（APN）是豬傳染性胃腸炎病毒（TGEV）和PDCoV的重要受體，且PDCoV能夠利用包括人源APN在內(nèi)的多種APN同源物實現(xiàn)跨種傳播，2021年，《Nature》雜志報道在海地三名兒童血漿樣本中分離出PDCoV毒株，引發(fā)了人們對其潛在人畜共患風(fēng)險的高度關(guān)注，但在人群中尚未出現(xiàn)大規(guī)模暴發(fā)。此外，APN在豬流行性腹瀉病毒（PEDV）感染中的確切角色仍存在爭議。

劉斐教授團隊長期聚焦SeCoV受體介導(dǎo)的入侵及其跨種傳播機制，采用先進的單病毒示蹤技術(shù)，在活細(xì)胞中實時記錄病毒入侵過程，突破傳統(tǒng)平均水平靜態(tài)觀測的局限，揭示了病毒粒子在受體介導(dǎo)下侵入宿主細(xì)胞的時空動態(tài)特征。

在豬德爾塔冠狀病毒（PDCoV）的研究中，劉斐教授團隊聯(lián)合江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院李彬研究員團隊，并在中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所印遇龍院士的指導(dǎo)下，首次可視化展示了PDCoV通過豬源APN（pAPN）與人源APN（hAPN）介導(dǎo)的入侵過程。團隊發(fā)現(xiàn)，PDCoV在與pAPN和hAPN結(jié)合時幾乎同時起步，但pAPN介導(dǎo)的內(nèi)化速度明顯快于hAPN，使得PDCoV可更高效進入細(xì)胞；而hAPN則更易誘導(dǎo)快速且高頻率的內(nèi)體融合，有助于病毒逃避宿主免疫系統(tǒng)。進一步研究發(fā)現(xiàn)，受體親和力的差異是影響兩種融合途徑切換的關(guān)鍵因素。通過構(gòu)建多種hAPN突變體，團隊驗證了PDCoV受體結(jié)合區(qū)（RBD）對APN同源物的結(jié)合親和力可靈活調(diào)控病毒在不同入侵路徑中的動力學(xué)行為，從而增強跨種傳播的適應(yīng)能力。

此外，為澄清PEDV在利用pAPN入侵過程中的爭議，劉斐教授團隊系統(tǒng)對比分析了PEDV、TGEV、PDCoV及SADS-CoV利用pAPN的特點。結(jié)果表明，pAPN雖可結(jié)合PEDV，但親和力較弱，僅能在易感細(xì)胞中通過提升內(nèi)化效率促進感染發(fā)生。量化分析進一步揭示，pAPN介導(dǎo)PEDV入侵時，其動力學(xué)過程與TGEV類似，但整體效率相對較低，這主要歸因于病毒與受體結(jié)合啟動階段的差異。

《Science China Life Sciences》論文的第一作者為南京農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院博士研究生安達，通訊作者包括南京農(nóng)業(yè)大學(xué)劉斐教授、江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院李彬研究員、中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所印遇龍院士，以及南京農(nóng)業(yè)大學(xué)單衍可助理研究員?！?/span>PLOS Pathogens》論文的第一作者為南京農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院博士研究生安達、李燕、裴義，以及副教授馬永豪，通訊作者為南京農(nóng)業(yè)大學(xué)劉斐教授和單衍可助理研究員。

本研究得到了國家自然科學(xué)基金面上項目、國家重點研發(fā)計劃、江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金和中央高校基本業(yè)務(wù)費等項目的大力支持。