2022年爆发的猴痘疫情已扩张至全球123个国度和地区，截止至2024年9月，推行室说明的感染病例累计已超10.9万例，导致236东谈主物化。宇宙卫生组织在2022年和2024年两度就猴痘疫情发布最高等别预警，晓喻其组成“海外关心的突发大众卫滋事件” （public health emergency of international concern, PHEIC）。导致本次疫情的猴痘病毒属于痘病毒科正痘病毒属，同属还有天花病毒、牛痘病毒等。猴痘病毒有多种自然宿主，既可东谈主际传播也可握政生动物中或在东谈主和野生动物间发生跨物种传播，因此愈加难以灭亡。

东谈主类感染猴痘病毒的主要症状包括淋投合肿大、发烧和全身脓疱，严重者可导致物化。现在尚无针对猴痘的殊效药物。2022年9月，我国重庆确诊中国大陆首例境外输入猴痘病例，为止2024年7月底，我国（含港、澳、台地区）已论说确诊病例2567例。于今，我国主要流行的猴痘病毒属于毒性相对较弱的clade IIb分支下的B.1和C.1毒株，这亦然全球限制内传播较广、感染数目较多的两个代表性毒株。近期非洲地区爆发的clade Ib分支毒株呈现更强、更万般的传染性，且感染病程更长、病症更重。本职责商讨的是clade IIb分支毒株。

猴痘病毒冷冻电镜像片

猴痘病毒是一种直径可达350 nm的巨型囊膜病毒。它领有近200 kbp的双链DNA基因组，编码了180余种卵白质，相较于其他病毒而言组分组成极其复杂且体型浩瀚。加之其高致病性及传染性特征，于今尚无完满、着实猴痘病毒粒子的冷冻电镜像片或结构公开。

2024年10月22日，清华大学人命学院李赛课题组与中国疾病退守适度中心病毒病退守适度所济急本领中心谭文杰团队在《细胞 · 发现》期刊协作发表了题为“猴痘熟谙病毒粒子的分子构造”（Molecular Architecture of Monkeypox Mature Virus）的商讨职责。该职责揭示了灭活猴痘病毒熟谙病毒粒子极度内核上栅栏卵白与孔谈复合物的原位结构与拼装模式，并初度报谈了2022-2023年流行的两个代表性猴痘病毒毒株中存在极度拼装模式的风物。

商讨团队在中国疾病退守适度中心BSL-3推行室内分别培养猴痘病毒并充分灭活。灭活样品经多轮考据并说明齐全失去感染性后，被密封运送至清华大学BSL-2推行室进行推行。为了在保留着实病毒刻画的同期克服成像衬度、样品品貌等方面的挑战，商讨团队优化退换了病毒粒子的提纯决议，得回高纯度、高品貌、高分散性、无感染性但又保留了完满病毒花样的猴痘病毒粒子样品。团队最初对中国大陆首个输入性病例的猴痘病毒毒株（clade IIb B.1）进行了冷冻电子断层成像（cryo-ET），发现大部分病毒粒子呈“圆饼”状，其长轴和短轴长度约为310 nm和270 nm。病毒的基因组被包裹在一个完满的、形似红细胞的两面凹内核中，内核壁由外层的栅栏状卵白和下方的内壁卵白组成；在内核的两侧各有一个含广宽卵白的侧体，侧体和内核系数被包裹在一层囊膜内，囊膜名义覆有密集的病毒刺突卵白（图1）。

图4：极度花样猴痘病毒粒子的电子断层图像与内核壁折叠模式

通过子断层平均（sub-tomogram averaging）顺次，团队阐明了这些成例花样病毒粒子内核上栅栏卵白的原位结构（图2，i）。该结构在合座上与Alphafold2预测的A10三聚体拟合精良，但局部体现出一定的各别性。最初，其顶部横截面处可见每个A10单体亚基侧面均存在一未知的敷裕密度与相邻亚基相连。其次其中心横截面处未呈现出预测的衔接密度。前东谈主商讨已发现该衔接密度在痘苗病毒（VACV）的栅栏卵白中着实存在。连结猴痘病毒与痘苗病毒的序列比拟，测度该结构各别可能与猴痘病毒在两亚基互相作用界面上捎带的氨基酸突变导致的电荷变化干系。

通过分析栅栏卵白的拼装划定，商讨团队发现它们可天真地排布成单位间距约为9 nm的蜂巢状结构（图2，ii）。在内核上，团队也发现了花朵状的孔谈复合体（图2，iii）。这些孔谈复合物由六个栅栏卵白围绕一个孔谈复合物组成，并局部打扰临近栅栏卵白的蜂巢状陈设模式。这些看似就地漫衍的花朵状孔谈复合物可能与病毒早期转录阶段的物资相差干系。

图2：猴痘病毒内核名义栅栏卵白与孔谈复合体的结构和拼装模式

基于阐明得回的卵白结构和漫衍，团队将一颗代表性猴痘熟谙病毒粒子进行重构，得回病毒分子构造模子（图3）。该模子在分子层面展示了着实猴痘熟谙病毒粒子的结构和拼装划定。

图3：代表性猴痘病毒熟谙病毒粒子的分子构造模子

可是，以上所示的成例花样猴痘病毒仅占据全部病毒粒子约60%的比例，其余近40%病毒粒子则与以往报谈的正痘病毒花样不同，其内核壁折叠成扁平囊状、卷曲层状或造成多个寥寂的小核，病毒里面的内核构造并不似红细胞一样闭合且双面凹下。

图4：极度花样猴痘病毒粒子的电子断层图像与内核壁折叠模式

为了判断极度花样病毒是否正常存在，商讨团队又对C.1毒株进行了通常的不雅测。这一毒株分别自中国大陆首例原土传播病例，其出现晚于B.1毒株，自2023年中慢慢成为主要流行毒株之一。商讨团队发现，尽管C.1毒株也存在访佛的极度花样颗粒，其出现率却显耀低于B.1毒株（图5）。这标明该毒株的内核拼装告捷率显耀进步，一定经过上反应出伴跟着2022-2023年的流行传播，clade IIb猴痘病毒可能发生了适宜性进化并慢慢造成了愈加高效的内核拼装机制。

图5：C.1毒株中极度花样猴痘病毒粒子出现率显耀低于B.1毒株

瞻望

本商讨通过揭示着实猴痘病毒的分子构造，发现2022年于今主要流行的两个代表性毒株存在不同比例的极度花样病毒粒子，提醒猴痘病毒在内核拼装方面可能发生了适宜性进化。可是其他猴痘病毒分支与毒株，非常是2024年8月爆发的clade Ib分支毒株是否存在访佛特征，这些异形病毒颗粒的造成机制，及这些毒株的花样是否和致病性存在关联等问题还有待进一步探索。此外，本商讨主要揭示了猴痘病毒内核名义的分子构造，但更多结构细节，如内核中基因组何如拼装、囊膜名义刺突卵白的结构和漫衍划定，猴痘主要抗原与受体、中庸抗体的连结机制等是下一步的商讨要点。（开首：清华大学人命学院）