2020年4月9日，中国农业大学生物学院陈忠周教授在Vaccines杂志上在线发表了题为“The Function of the PRRSV–Host Interactions and Their Effects on Viral Replication and Propagation in Antiviral Strategies”的文章。

猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)影响着全球养猪业，每年巨大的经济损失。PRRSV的基因组是一个约15kb的包膜单链正义RNA。PRRSV主要在猪肺和淋巴器官的肺泡巨噬细胞中复制，导致母猪繁殖问题和仔猪呼吸道症状, 迄今为止，有关PRRSV如何在宿主中存活、宿主对病毒感染的免疫反应以及发病机制的研究已经有报道。PRRSV疫苗包括灭活病毒、改良活病毒、减毒活疫苗、DNA疫苗和免疫佐剂疫苗。然而，已获许可的疫苗的持久性和有效性存在某些问题。此外，这种RNA病毒的高变异性和快速进化的群体对PRRSV疫苗的设计提出了挑战，因此针对PRRSV的有效疫苗尚未成功开发, 众所周知，病毒与宿主相互作用，逃避宿主的免疫应答，然后在宿主体内复制繁殖，这是病毒生存的关键。在此，我们综述了PRRSV-宿主相互作用在病毒感染过程中的复杂网络和机制。通过研究这些宿主-病毒的相互作用和结构，开发新的PRRSV抗病毒策略，对更好地理解PRRSV免疫逃逸的分子机制至关重要。

PRRSV的复制和感染周期，包括病毒粒子的结合、内化、脱壳、翻译、组装、释放和免疫应答。细胞因子IFN-α/β首先刺激宿主对PRRSV感染的先天性和适应性免疫应答。在这个过程中，一些重要的病毒结构蛋白和非结构蛋白与宿主因子相互作用。

图1. PRRSV的复制和感染周期

PRRSV进入和感染的整个过程中，复杂的病毒-宿主相互作用网络是必不可少的。病毒结构蛋白与宿主受体相互作用介导病毒侵入。宿主和病毒非结构蛋白的相互作用会影响病毒基因组的复制和转录。病毒的入侵引起一系列免疫反应，病毒粒子通过与宿主的相互作用，从宿主的免疫系统中逃逸，有利于自身的复制。只有更好地了解PRRSV免疫逃避和调节的分子机制，才能设计出更有效的疫苗。对这些宿主-病毒相互作用的进一步研究对于开发新的PRRSV抗病毒策略至关重要。

Host

PRRSV

Function

Virus   Genotypes

References

Heparan

M/GP5

Concentrate virions on the cell surface

PRRSV-1/ PRRSV-2

[15]

pSn

M/GP5

PRRSV attachment and internalization receptor via   clathrin-mediated endocytosis

PRRSV-1

[16]

CD163   (5JFB)

GP2/GP3/

GP4/GP5

Uncoating   and genome release

PRRSV-1/   PRRSV-2

[13,17]

CD151

3′ UTR RNA

Cooperate in infection

PRRSV-2

[18]

Simian  

vimentin

N   (1P65)

Mediate   transportation of the virus in the cytosol

PRRSV-2

[19]

CD209

GP5

Essential   in PRRSV entry and infection

PRRSV-1/ PRRSV-2

[20]

MYH9

GP5

Essential   in PRRSV entry and infection

PRRSV-1/ PRRSV-2

[21,22]

IFN-β

nsp1α   (3IFU)

Suppress   IFN by degrading CBP

PRRSV-2

[23,24]

nsp1β   (3MTV)

Suppress   IFN by inhibiting both IRF-3 and NF-κB-dependent gene induction

PRRSV-2

[25]

N

Suppress IFN by inhibiting the phosphorylation   and nuclear

translocation of IRF3

PRRSV-2

[26]

nsp2

Suppress   IFN by inhibiting the activation of the IRF-3 and NF-κB signaling

PRRSV-2

[27]

nsp4   (5Y4L)

Suppress   IFN by blocking NF-κB activation

PRRSV-2

[28]

nsp11   (5EYI)

Suppress   IFN by inhibiting the activation of the IRF-3 and NF-κB

signaling,   and inhibiting the formation and nuclear translocation of ISGF3 targeting   IRF9

PRRSV-2

[29–31]

IL-1β

E

Increase   the release of IL-1β

PRRSV-2

[32]

nsp11

Inhibit   the secretion of IL-1β

PRRSV-2

[33]

IL-10

N

Up-regulate   IL-10 via NF-κB and p38 MAPK pathways in PAMs

PRRSV-2

[34]

nsp1

Up-regulate   IL-10

PRRSV-2

[35]

Gp5

Up-regulate   IL-10 through p38 MAPK and signal transducer and activator of transcription-3   (STAT3) activation

PRRSV-2

[36]

IL-17

nsp11

Induced IL-17 productiondepending   on the PI3K-p38MAPK-C/EBPβ/CREB pathways

PRRSV-2

[37]

TRIM25

N

Competitively   interact with TRIM25, thereby interfering with TRIM25-mediated RIG-I ubiquitination

PRRSV-2

[38]

TRIM22

N

Interact   with TRIM22 thereby reducing virus replication

PRRSV-2

[39]

TRIM59

nsp11

Interact   with TRIM59 thereby reducing virus replication

PRRSV-2

[40]

MiR-181

ORF4

Inhibit   PRRSV replication

PRRSV-2

[41,42]

MiR-130

5′   UTR

PRRSV-2

[43]

MiR-23

ORF3

PRRSV-2

[44]

MiR-378

ORF7

PRRSV-2

[44]

MiR-505

ORF3/ORF5

PRRSV-2

[44]

PIAS1

SLA-I(5YLX)

nsp1α

Modulate   degradation via SUMO E3 ligase activity

PRRSV-2

PRRSV-2

[45]

[45,46]

Nup62

nsp1β

Inhibit   host antiviral protein expression

PRRSV-1/   PRRSV-2

[47]

STAT3

nsp5

Promote the degradation of STAT3 and interference   with the JAK/STAT3 signaling

PRRSV-1/   PRRSV-2

[48]

pRb

nsp9

Benefit   the replication of PRRSV

PRRSV-2

[49]

NLRX1

nsp9

Restrict   PRRSV replication

PRRSV-2

[50]

ZAP

nsp9

Repress   PRRSV replication.

PRRSV-2

[51]

Fibrillarin

Nucleolin  

Poly(A)-binding

N

Function remains to be further clarified

PRRSV-2

[52]

表1. 猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)-宿主相互作用及其功能

与肽nsp9-TMP9的pSLA-1*1502（pSLA-1*1502，PDB code: 5YLX)）的复合物晶体结构提供了研究结构基础，整体结构与pSLA-1*0401 (PDB code: 3QQ3)和pSLA-3*hs0202 (PDB code: 5H94)非常相似，D口袋显示的结构信息对确定和固定结合肽起着至关重要的作用，并为设计有效的肽疫苗提供了结构基础。

图2. pSLA-1*1502的D pocket结构与nsp9-TMP9肽结合，并对解析的三种pSLA结构的肽构象进行比较

综上所述，我们综述了PRRSV-宿主相互作用网络和疫苗研究进展，通过研究PRRSV-宿主相互作用在整个过程中的作用，全面了解PRRSV复制和繁殖的机制，结合病毒蛋白结构信息，为抗病毒策略提供依据。

该文章中国农业大学生物学院陈忠周教授为论文通讯作者，博士研究生马俊为本文的第一作者。封文海教授，吴玮副教授为共同作者，博士研究生马璐璐，杨美婷也参与了本研究的工作。本研究得到了国家自然科学基金的资助（32071210），国家重点研发计划（2018YFE0113100）的资助。