病毒是自然界中最千变万化的实体之一，不断变异并获得新的特性。这些微小的实体遵循一个简单而无情的命令:感染尽可能多的宿主生物。偶尔，病毒的基因组改变使其能够从一个物种跳到另一个物种，这一过程被称为溢出。

在发表在《mBio》杂志上的一项新研究中，Masmudur Rahman和他的亚利桑那州立大学同事们加入了国际研究人员的团队，调查了一个这样的溢出事件，即粘液瘤病毒(MYXV)从欧洲兔子跨越到伊比利亚野兔的物种。

这项研究描述了M159，一种被称为“宿主范围因子”的病毒蛋白，它是最近在黏液瘤病毒中偶然发现的基因。由此产生的被称为MYXV-Tol的杂交毒株使病毒能够扩大现有的宿主范围，跨越物种障碍，在伊比利亚野兔中造成致命的疾病。

研究人员希望更好地理解这些基因组转变，因为溢出效应事件对人类和动物健康都有深刻的影响。最近发生的这样一起事件是由一种来历不明的新型sars样病毒突变引起的，是导致全球COVID-19大流行的原因，该疾病已导致全球500多万人死亡。

了解使病毒能够进行物种跳跃的微妙变化，可能有助于更好地为新疾病的爆发做好准备，限制它们的传播，并可能让研究人员战胜为溢出事件设置舞台的病毒机制。针对病原体(包括病毒)的人类工程疗法是感染源与其宿主生物之间永无休止的军备竞赛的一部分。

除了对宿主-病原体共同进化的研究具有重要意义外，黏液瘤病毒还因其具有显著的靶向和杀死人类癌细胞的能力，而不伤害正常的健康细胞而受到研究。它是病毒治疗新领域最有希望的病毒之一，该领域使用抗癌或溶瘤病毒，包括粘液瘤病毒。

这项新的研究表明，M159蛋白不仅能使MYXV- tol跨越物种屏障并感染野兔，而且似乎还有助于该菌株在人类癌细胞中更好地复制，有可能改善MYXV作为抗癌剂的作用。

M159蛋白是痘病毒c7样宿主范围因子的成员。未来，在野兔和人类癌细胞中识别与M159相互作用的蛋白质，将使我们了解M159是否以类似或不同的信号通路为靶点。”拉赫曼说。

拉赫曼是亚利桑那州立大学免疫治疗、疫苗和病毒治疗生物设计中心的研究人员。该中心主任格兰特·麦克法登(Grant McFadden)和基础与应用微生物学生物设计中心的研究员阿尔温德·瓦尔萨尼(Arvind Varsani)也加入了他的研究。麦克法登、瓦尔萨尼和拉赫曼也是亚利桑那州立大学生命科学学院的研究人员。

专业的杀手

在研究病毒跨物种屏障能力的机制时，研究人员依赖于模式生物。粘液瘤病毒是这类研究的一个特别有吸引力的候选者，也是这类研究中研究最广泛的领域模型。这一事实是由于1950年开始在欧洲和澳大利亚用MYXV控制欧洲兔子数量的历史事件造成的。

MYXV属于痘病毒家族，是一种非常大的双链DNA病毒组合，包括许多良性成员，以及曾经导致臭名昭著的致命疾病天花的病毒。

许多种类的病毒都有溢出的潜力。例如，流感的每年暴发是候鸟作为病毒宿主将疾病传播给其他物种，包括鸭、鸡、猪和人时发生的溢出事件的结果。随着病毒从一个物种传播到另一个物种，变异的毒株获得了新的能力来帮助它们传播，并有能力躲避宿主的免疫防御。

尽管MYXV病毒的自然宿主是西尔维拉格斯兔(在美洲被称为棉尾兔)，但事实证明，暴露于这种病毒的欧洲兔子种群的死亡率为99%，而病毒对欧洲兔子宿主没有任何进一步的适应。这种高度传染性的病毒，通过跳蚤或蚊子在兔群中传播，产生一种致命的兔疾病，称为粘液瘤病。发现MYXV-Tol在野兔中引起一种非常相似的致命疾病。

从长期来看，用MYXV控制兔子的策略失败了，因为对病毒和宿主都起作用的进化选择压力导致兔子对MYXV产生抗性和减弱的病毒变异。然而，MYXV提供了一个有价值的实验室工具，用于研究传染性病原体之间鲜为人知的舞蹈和物种用来阻止它们的分子转化。

麦克法登说:“每当一种病毒从一个宿主跳到另一个宿主，我们就对大自然有了新的了解。”“就MYXV-Tol而言，我们了解到，获得一个新的病毒基因使这种新的病毒株能够接触到以前对该病毒具有耐药性的新宿主物种”。

新的病毒正在被拦截

证据表明，伊比利亚野兔至少从1990年代起就长期暴露于MYXV或类似病毒，没有导致粘液瘤病暴发。然后，一种被称为MYXV-Tol的变异病毒株突然出现了。这种新的变种显示出与以前流行的MYXV-Lau病毒高度相似，只有一个显著的基因组例外。新菌株获得了一组新基因，这些基因是通过与一种尚未确定的痘病毒重组获得的。结果产生了一种超强变种，对生活在伊比利亚半岛的野兔既具有传染性，又具有高度致命性，从2018年秋季开始，数百只野兔被杀死。

在MYXV-Tol变异中发现的基因中，有一个基因编码一种名为M159的蛋白质。这项新研究探索了这种单一蛋白质可能是MYXV-Tol物种跳跃能力的罪魁祸首。研究人员检查了兔、兔和人的实验室细胞系，这些细胞系分别暴露于带有和不带有M159蛋白的MYXV变体。

含有新蛋白的毒株对欧洲兔细胞的感染性并不强，而含有M159的毒株对欧洲兔细胞的感染性很强，而不含该蛋白的毒株对欧洲兔细胞的感染性不强，这表明M159是MYXV跨种的关键成分。

这项研究还测试了两种通常对MYXV有耐药性的人类癌细胞株，将它们暴露于m159增强版。结果是戏剧性的。人类胰腺癌和黑素瘤细胞通常对MYXV是半许可或非许可的，这意味着病毒通常在这些细胞类型中复制很差。然而，将M159蛋白插入MYXV- lau毒株后，病毒在两种癌细胞中的复制均显著增强，这表明该蛋白可用于改善MYXV，作为抗某些人类肿瘤的抗癌药物。

进一步的研究有望揭示高致病性MYXV-Tol变异，并阐明其他痘病毒扩散到包括人类在内的新动物物种的机制。