《Biosafety and Health》：SEC11A identified as a critical host factor for HMPV through virus-induced alternative splicing
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本研究揭示了人偏肺病毒（HMPV）通过调控宿主基因可变剪接（AS）促进感染的新机制。研究人员利用RNA-Seq技术发现HMPV感染可诱导宿主SEC11A基因发生特异性外显子跳跃（SE），并通过构建基因敲除细胞模型证实SEC11A缺失显著抑制HMPV复制。该研究为宿主导向的抗病毒治疗提供了新靶点。
冬春之交，呼吸道传染病频发，除了流感病毒、呼吸道合胞病毒（RSV）等常见病原体，人偏肺病毒（Human metapneumovirus, HMPV）也是一种重要的呼吸道感染病原。自2001年被发现以来，HMPV已在全球流行数十年，是导致婴幼儿、老年人急性呼吸道感染（ARI）和严重下呼吸道感染（ALRI）的重要病原，每年造成数以万计的住院和死亡病例。尤其在新冠疫情防控措施调整后，全球多个地区HMPV感染出现明显反弹，其流行病学负担和临床危害再度引起广泛关注。目前，尚无针对HMPV的特异性抗病毒药物或单克隆抗体获批上市，深入解析HMPV与宿主相互作用的分子机制，是开发新型干预策略的关键。
在真核细胞中，基因转录后的前体mRNA会经历可变剪接（Alternative Splicing, AS），使得一个基因能够产生多种转录本，从而扩展蛋白质组的多样性和功能复杂性。病毒在感染过程中常常会干扰或劫持宿主细胞的剪接机制，以改变宿主基因表达模式，进而促进自身复制或逃逸免疫应答。此前已有研究表明，如登革病毒（DENV）、甲型流感病毒（IAV）等可调控宿主AS，但HMPV是否以及如何通过调控宿主AS影响感染进程，尚不明确。
为此，中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所国家传染病智能追踪预警重点实验室的研究团队在《Biosafety and Health》发表论文，系统研究了HMPV感染人支气管上皮细胞BEAS-2B后宿主基因表达和可变剪接的全景变化，并鉴定出SEC11A基因是支持HMPV复制的关键宿主因子。
在技术方法上，研究人员首先建立HMPV A2b毒株感染BEAS-2B细胞的模型，利用RNA测序（RNA-Seq）分析感染后2天与3天的转录组变化，识别差异表达基因（DEGs）和可变剪接事件；通过rMATS软件识别五种主要AS类型（SE、RI、A5SS、A3SS、MXE），并计算PSI（Percent Spliced In）值；使用RT-PCR和凝胶电泳验证关键基因的剪接变化；利用CRISPR/Cas9技术构建FASTKD1、SEC11A、PCGF6等基因的敲除细胞系；通过RT-qPCR、Western blot、免疫荧光等多种技术评估基因敲除对HMPV复制的影响；并在多种呼吸道病毒（IAV、RSV、HAdV-7、HPIV3、HRV-A81）感染模型中验证SEC11A剪接变化的特异性。
研究结果部分如下：
3.1. 感染模型选择与差异基因表达分析
在MOI为0.05的条件下，LLC-MK2细胞中HMPV复制水平高于BEAS-2B细胞，因此选用BEAS-2B作为宿主应答研究模型。RNA-Seq结果显示，感染后2天和3天分别检测到689和2077个DEGs，其中506个基因在两组共同差异表达。KEGG和GO分析显示这些基因显著富集于细胞因子-细胞因子受体相互作用、JAK-STAT信号通路、病毒感染相关通路以及免疫调节等功能。
3.2. HMPV感染调控宿主mRNA可变剪接
感染3天后，宿主细胞中发生3727个显著AS事件，其中外显子跳跃（SE）占比最高（64.0%）。GO分析显示，ΔPSI≥0.6的差异剪接基因主要参与蛋白酶体复合物、转录调控复合物等生物过程。多个剪接因子（如HNRNPA1、SRSF1等）表达下调，提示HMPV可能通过干扰宿主剪接机制全局调控基因表达。
3.3. 靶基因筛选与多克隆敲除细胞系构建
研究人员验证了FASTKD1、SEC11A、PCGF6等基因在感染中发生SE事件，并成功构建相应敲除细胞系。Western blot和qPCR证实SEC11A、FASTKD1、PCGF6在蛋白和mRNA水平均被有效敲低。
3.4. 宿主靶基因对HMPV复制的影响
在SEC11A敲除细胞中，HMPV N基因拷贝数、病毒滴度及F蛋白表达均显著降低，而FASTKD1或PCGF6敲除对病毒复制无显著影响，表明SEC11A是HMPV复制所必需的宿主因子。
3.5. SEC11A在HMPV-宿主相互作用中的特异性
在其他呼吸道病毒（IAV、RSV、HAdV-7、HPIV3、HRV-A81）感染模型中，SEC11A剪接模式未发生明显改变，说明该剪接事件是HMPV特异性的调控现象。
综上所述，本研究首次在全基因组范围揭示HMPV感染引起宿主基因可变剪接的重编程，并鉴定出SEC11A基因是支持HMPV复制的关键宿主因子。SEC11A编码信号肽酶复合体（SPC）的催化亚基SPC18，参与内质网中分泌蛋白和膜蛋白的成熟过程。该研究不仅深化了对HMPV致病机制的理解，也为开发以宿主SEC11A为靶点的抗病毒策略提供了理论依据。由于SEC11A剪接调控具有HMPV特异性，针对该通路的干预有望实现病毒选择性抑制，具有重要的转化医学价值。
