Nature：这种曾被美国作为生物武器的致命病毒，仍在不断爆发，CRISPR技术成功找到解药

委内瑞拉马脑炎病毒（VEEV），是一种由蚊子传播的病毒，能够感染所有马科动物，包括马、驴、斑马等等。感染后的马科动物可能突然死亡或出现进行性中枢神经系统疾病。

人类同样也可以被这种病毒感染，携带该病毒的蚊子叮咬人类后，病毒会进入人体并驻留在神经元中，一周之后开始出现头痛、肌肉疼痛、疲劳，呕吐、恶心、腹泻、喉咙痛和发烧等症状。在最严重的情况下，该病毒会越过血脑屏障，引起脑炎，最多可能会导致四分之一的患者死亡，尤其是免疫系统较弱的人以及儿童和老年人。

该病毒于1938年被分离出来，此后每隔几年，该病毒都会通过蚊子，从动物跳转到人类，造成成千上万的感染和许多死亡。墨西哥、哥伦比亚、委内瑞拉，以及美国等国家均出现过疫情。随着气候变化的进行和人类的扩张，该病毒很可能会扩大范围并威胁到包括美国在内的美洲国家。但目前对于该病毒，人类依然束手无策，尚无有效治疗药物和预防疫苗。

值得一提的是，在冷战期间，美国和前苏联均对委内瑞拉马脑炎病毒进行了生物武器化研究，曾参与该研究的前苏联生物武器专家Ken Alibek博士在《生化危机：世界上最大的秘密生物武器计划中令人毛骨悚然的真实故事》一书中做了详细记载。

2020年11月18日，华盛顿大学医学院 Michael Diamond 团队在 Nature 杂志发表了题为： LDLRAD3 is a receptor for Venezuelan equine encephalitis virus 的最新研究论文。

该研究通过CRISPR全基因组筛选，成功发现并证实LDLRAD3蛋白是委内瑞拉马脑炎病毒（VEEV）进入动物和人类细胞的受体。

研究团队进一步证实，LDLRAD3（D1）-Fc融合蛋白作为诱饵，可以有效结合委内瑞拉马脑炎病毒（VEEV），阻止病毒感染，并通过免疫系统清除，为预防可能出现的委内瑞拉马脑炎病毒（VEEV）爆发，提供了有效的策略。

由于委内瑞拉马脑炎病毒（VEEV）具有很高的危险性，甚至曾被用作生物武器，因此研究团队并不打算直接使用委内瑞拉马脑炎病毒（VEEV）进行实验研究。

为了安全起见，研究团队找到了Sindbis病毒，该病毒与委内瑞拉马脑炎病毒（VEEV）有起源关系，且感染后只会引起轻度发烧。研究团队用VEEV病毒的部分基因替换Sindbis病毒，构建了杂交病毒——Sindbis-VEEV，该杂交病毒像真正的委内瑞拉马脑炎病毒（VEEV）一样感染细胞，但不会引起严重疾病。

接下来，研究团队使用了由张锋开发的基于CRISPR基因编辑的CRISPR筛选技术，通过删除小鼠神经元细胞中的基因，发现只有LDLRAD3基因被删除后，Sindbis-VEEV病毒就无法感染。而重新恢复LDLRAD3基因后，神经元细胞又可以被Sindbis-VEEV病毒感染了。

此外，将LDLRAD3基因转入原本不能被Sindbis-VEEV病毒感染的细胞后，病毒就可以感染这些细胞了。

对于人类细胞，实验结果相同，匹兹堡大学的William Klimstra博士使用真正的委内瑞拉马脑炎病毒（VEEV）进行验证，同样证实了这些发现。

这些实验结果发现并证实了LDLRAD3蛋白是委内瑞拉马脑炎病毒（VEEV）进入细胞的受体，因此，阻断委内瑞拉马脑炎病毒（VEEV）与LDLRAD3蛋白的结合，就能够阻止该病毒的感染。

由于LDLRAD3天然存在于人类细胞中，不能删除，因此，研究团队计划通过构建LDLRAD3诱饵，诱导病毒与之结合，从而无法感染细胞，被免疫系统清除。

遗传学研究表明，LDLRAD3的结构域1（D1）对支持委内瑞拉马脑炎病毒（VEEV）感染是必要且足够的，并且抗LDLRAD3抗体和LDLRAD3（D1）-Fc融合蛋白均可在细胞培养中阻断委内瑞拉马脑炎病毒（VEEV）感染。

为了测试该融合蛋白诱饵在活体动物中的效果，研究团队通过两种不同方式给小鼠注射真正的委内瑞拉马脑炎病毒（VEEV），一种方式是模拟蚊子叮咬，将病毒注射到皮下，一种是直接注射到大脑。

实验结果表明，给予安慰剂治疗的小鼠，感染病毒后一周内全部死亡，而接受LDLRAD3（D1）-Fc融合蛋白诱饵的小鼠，绝大部分存活，即使是直接注射病毒到大脑的10只小鼠，接受融合蛋白诱饵治疗后，也只有2只死亡。

这些结果表明，融合蛋白诱饵是一种预防人类感染委内瑞拉马脑炎病毒（VEEV）和治疗相关疾病的有效策略。而且，这种基于人类蛋白而非病毒蛋白的抗病毒药物，不太会导致病毒产生抗药性。因此，在疫情爆发时，可以使用这种应对策略，以防止病毒传播和进一步扩散。

原始出处：

Hongming Ma, Arthur S Kim, Natasha M Kafai, et al.LDLRAD3 is a receptor for Venezuelan equine encephalitis virus.Nature. 2020 Nov 18. doi: 10.1038/s41586-020-2915-3.