埃博拉病毒是世界上最致命的病原体之一。如今，在一项新的研究中，来自美国国家卫生研究院（NIH）、布罗德研究所、麻省理工学院和斯坦福大学等研究机构的研究人员报告了埃博拉病毒在感染过程中如何改变宿主免疫反应以有利于自己的新细节。他们鉴定出这种病毒抑制的抗病毒防御基因，以及这种病毒激活的其他基因，以便潜在地促进它在宿主细胞中复制。相关研究结果于2020年11月6日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“Single-Cell Profiling of Ebola Virus Disease In Vivo Reveals Viral and Host Dynamics”。
这些研究人员描述了他们如何从感染埃博拉病毒的处于不同疾病阶段的恒河猴身上采集了大约10万个免疫细胞，并逐个细胞地研究了这些细胞中的基因表达和蛋白活性。他们通过使用一种名为Seq-Well的便携式低成本单细胞RNA测序技术开展这项研究，也是有史以来首次对感染BSL-4级病原体的单细胞进行测序。他们对这种技术进行了调整，以便让它可以在马里兰州德特里克堡的NIH综合研究机构的BSL-4隔离设施中使用。
这些发现有可能帮助科学家们找到更精确的方法：将靶向免疫系统作为治疗病毒感染的策略。用皮质类固醇等药物来抑制过度活跃的免疫系统正在成为治疗包括COVID-19在内的某些感染的方法，但这些药物往往会直接抑制免疫系统。
论文共同第一作者、布罗德研究所的Aaron Lin说，“我认为用更有针对性的方法处理免疫系统是开发新疗法需要关注的方向。对病毒感染进行单细胞研究和其他类型的分析，可以弄清楚人们应当靶向免疫系统的哪个分支。”
埃博拉病毒的影响
为了了解埃博拉病毒对免疫系统的影响，这些研究人员测量了受感染和未受感染的多种免疫细胞基因组中的基因和蛋白活性，并监测了疾病过程中的变化。埃博拉病毒诱导的许多变化都与单核细胞有关，单核细胞是一种吞噬受感染细胞的免疫细胞，在对抗埃博拉病毒方面非常重要。
这些研究人员发现，在感染的头几天内，常规单核细胞的亚群被不寻常的不成熟单核细胞所取代，后者不太能够将抗原呈递给免疫系统，而抗原呈递是刺激有效免疫反应的关键步骤。这种病毒几乎下调了这些细胞中所有参与“II类”抗原呈递的基因，而II类抗原呈递通常有助于激活辅助性T细胞并促进抗体产生。
这些研究人员还分析了病毒遗传物质数量较多的细胞，这些细胞很可能在其生命周期的后期阶段携带着病毒。他们发现，随着这种病毒在这些细胞中的复制，它抑制了这些细胞产生干扰素的能力，其中干扰素是一种引发抗病毒免疫反应的信号分子。这种病毒还增强了一些宿主基因的活性，他们认为这些宿主基因被这种病毒用来在细胞中复制。
论文共同第一作者、布罗德研究所的Dylan Kotliar说，“以前对埃博拉病毒在培养皿中细胞的研究已经产生了这种病毒如何影响免疫系统的线索，但是随着时间的推移，获得关于自然感染在整个基因组水平上和更高分辨率的细胞水平上的更多数据，我们可以更完整地了解在感染期间免疫系统会是什么样子。”
