病毒感染的分子生物學揭示了宿主-病毒共演化的精密博弈。
病毒受體與趨向性(Tropism)
受體結合決定了組織趨向性:HIV gp120 結合 CD4 + coreceptor(CCR5/CXCR4)→ T 細胞/巨噬細胞;Influenza HA 結合 sialic acid(α2,6-linked 於人類上呼吸道、α2,3-linked 於禽類下呼吸道)→ 解釋 species barrier 和 pandemic risk。SARS-CoV-2 Spike RBD 結合 ACE2(Lan et al., 2020, Nature 581:215),TMPRSS2 切割 S protein 促進融合——ACE2/TMPRSS2 的組織表達圖譜解釋了肺部、腸道、嗅覺上皮的多器官向性。
干擾素拮抗策略
幾乎所有成功的病毒都演化出 IFN 拮抗機制:Influenza NS1 結合 dsRNA 阻斷 RIG-I 活化;Ebola VP35 同樣阻斷 RIG-I;SARS-CoV-2 Nsp1 阻塞核糖體翻譯 host mRNA(包括 IFN)、ORF6 阻斷 STAT1 核轉位、Nsp3 PLpro 去除 ISG15(de-ISGylation)。延遲的 IFN response + 過度的促發炎反應是 COVID-19 重症的免疫特徵(Blanco-Melo et al., 2020, Cell 181:1036)。
病毒逃避適應性免疫
- 抗原變異:Influenza 的 antigenic drift(點突變累積→季節性流行)和 antigenic shift(基因體重配→大流行)。HIV 的 hypermutation(reverse transcriptase error rate ~10⁻⁴/nt/cycle)使 V1-V5 loops 持續變異→中和抗體逃逸。
- 潛伏(Latency):HSV 在三叉神經節建立潛伏——LAT(latency-associated transcript)為唯一轉錄物,非編碼 RNA,抑制 lytic gene 表達並抑制宿主細胞凋亡。VZV 在背根神經節、EBV 在 memory B cells、CMV 在 CD34⁺ 造血前驅細胞建立潛伏——各有不同的分子策略。
- MHC I downregulation:HIV Nef + Vpu 下調 MHC I → 逃避 CTL;但引起 NK 攻擊(missing self),而 CMV 以 UL40 上調 HLA-E → 抑制 NK。
文獻:Lan J et al. 2020. Nature 581:215-220. / Blanco-Melo D et al. 2020. Cell 181:1036-1045. / Knipe DM & Howley PM. Fields Virology, 7th ed.
