具有不同组织血型抗原的不同组织血的人类志愿者对诺如病毒的易感性

诺如病毒是单链正链 RNA 病毒，可引起人类急性胃肠炎。 诺沃克病毒 (NV) 的原型是在 1968 年俄亥俄州诺沃克的一所小学爆发的大规模急性肠胃炎中发现的。 从那时起，许多菌株已根据首次分离的位置进行描述和命名。 在遗传学上，诺如病毒属于杯状病毒科 (CV) 的四个属之一。 系统发育分析表明，诺如病毒属分为五个基因组，每个基因组又可进一步划分为基因簇；至少已鉴定出 30 个诺如病毒基因簇。

诺如病毒已被认为是急性胃肠炎非细菌流行的最重要原因，影响发展中国家和发达国家所有年龄段的人。 此类疫情通常具有很高的发病率，发生在儿童保育中心、学校、餐馆、夏令营、医院、疗养院、船舶（民用和军用）以及部署的军队中。 这些病毒具有高度传染性，能够在环境中存活很长时间。 它们通过接触环境表面和人与人之间的传播而传播。 诺如病毒通常会导致中度至重度腹泻，这种疾病通常会使年轻人和老年人丧失行动能力，甚至可能致命。 最重要的公共卫生问题是诺如病毒可引起大规模的水源性和食源性暴发，导致该病毒被归类为 B 类病原体。

诺如病毒也与几次军事爆发有关。 在 1991 年海湾战争中从美军中分离出的“沙漠盾牌病毒”(DSV) 随后被鉴定为诺如病毒。 同样，最近报道的影响驻阿富汗英军的急性肠胃炎“神秘”袭击也是由诺如病毒引起的。 诺如病毒相关胃肠炎的大规模爆发在美国海军舰艇上很常见，类似于游轮航线上发生的情况。 1998-1999年对5艘美国海军战舰的急性肠胃炎监测显示，所有舰艇在太平洋和印度洋部署期间，港口访问后均出现诺瓦克病毒急性肠胃炎大爆发。 由于疫情传播速度快，在疫情高峰期，舰上很多部门和单位都无法正常工作。

诺如病毒之所以难以研究，是因为：1) 它们在遗传和抗原方面高度多样化，具有不同遗传特性的多种毒株在同一群落中共同传播，使得诊断和疾病控制极其困难； 2) 病毒不能在细胞培养中培养，并且 3) 不存在用于研究诺如病毒的小动物模型。 1990 年，本申请的一位共同研究者对原型诺沃克病毒 (NV) 进行了分子克隆，这使得诺如病毒和其他属的研究取得了快速进展；然而，关于诺如病毒感染、发病机制、免疫学和宿主范围的许多问题仍然未知。

诺如病毒受体的发现为评估诺如病毒的发病机制和流行病学提供了新的机会。 在 1990 年代克隆诺如病毒之前，许多研究人员最初提出了涉及诺如病毒感染的宿主遗传因素，因为大约 20-30% 没有诺如病毒抗体的个体在受到 NV 攻击后从未被感染，并且在暴发中，个体保持健康的人聚集在与患病家庭同样暴露于诺如病毒的家庭中。 此外，预先存在的抗 NV 抗体不能防止 NV 感染，而具有高水平抗 NV 抗体的个体比没有抗体的个体更容易感染 NV。 这些观察结果表明，除了免疫反应外，还必须有另一个因素控制诺如病毒感染的宿主特异性。

我们最近发现诺如病毒将人类组织血型抗原识别为受体。 使用来自代表不同基因簇的不同诺如病毒的重组衣壳蛋白，我们已经确定了诺如病毒与人类组织血型抗原的四种结合模式，这些抗原由宿主 Lewis、分泌者和 ABO 血型定义。 这一发现为制定控制疾病的策略提供了一种新方法。 具体来说，如果诺如病毒依赖肠上皮细胞表面的组织血型抗原作为受体，那么可以开发一种抑制病毒与受体相互作用的化合物作为诺如病毒的抗病毒药物。 这一发现为该方案提供了基础，该方案旨在确认特定诺如病毒易感性和特定组织血型抗原存在之间的关系，并建立一个模型来评估未来的干预措施（药物和疫苗）。

NV 与组织血型抗原的糖部分相互作用的特异性通过分泌者的人乳特异性阻断结合、分泌者人血型抗原 (HBGA) 特异性单克隆抗体、合成寡糖缀合物显示含有分泌抗原，并通过用 a1,2 岩藻糖苷酶处理组织。 NV 还与分化的 CaCo2 细胞结合，分化的 CaCo2 细胞表达人类组织血型抗原。 用 a1,2 连接的岩藻糖基转移酶 cDNA 转染中国仓鼠卵巢 (CHO) 细胞，允许附着 NV 病毒样颗粒 (VLP)。 在 37oC 孵育细胞后，结合的 rNV VLPs 被内化。

为了进一步研究分泌者状态与诺沃克病毒 (NV) 易感性之间的关联，我们与埃默里大学医学院的 Christine Moe 博士合作开展了一项志愿者挑战研究。 本研究使用原型 NV，这是第一个用于人类挑战研究的诺如病毒株。 对来自 77 名 NV 攻击志愿者的唾液样本进行了分泌状态和 NV 结合测试。 77 名志愿者中有 55 名 (71%) 是分泌者。 在 55 个分泌者中，34 个（62%）在攻击和来自 41 个（75%）结合 NV 重组 VLP 的唾液后感染了 NV。 来自 22 名非分泌者志愿者的唾液样本中没有一个与 NV 病毒样颗粒 (VLP) 结合，并且在 NV 攻击后没有一个被感染；强烈表明对 NV 的易感性至少部分取决于宿主结合诺如病毒株的能力。

最近，我们进行了一项研究，以确定其他诺如病毒株是否具有相似的宿主特异性模式，并根据对 14 种诺如病毒的检查将结合模式扩展到 7 种。 根据它们与 HBGA 的三个主要表位（A/B、H 和 Lewis）的相互作用，这 7 种模式被分为两组：A/B 结合基团和 Lewis 结合基团。 A/B 结合组中的菌株识别 A 和/或 B 和 H 抗原，但不识别 Lewis 抗原，而 Lewis 结合组中的菌株仅与 Lewis 和/或 H 抗原反应。 这种分类还产生了诺如病毒/HBGA 相互作用的模型，其中受体结合界面内最多有两个结合位点参与 NV/HBGA 相互作用。 A、B 和 H 侧链负责 A/B 结合菌株的结合，而 Lewis 表位负责 Lewis 结合菌株。 系统发育分析表明，具有相同或密切相关的结合模式的菌株倾向于聚类，但两个结合组中的菌株都可以在基因组 I 和 II 中找到。 我们的研究结果表明，诺如病毒具有广泛的宿主范围，人类 HBGA 在诺如病毒进化中起着重要作用。

由于人类诺如病毒不能在体外培养或感染动物，因此有必要进行人类志愿者挑战研究来研究感染的病理生物学。 该研究将进一步推进诺如病毒具有狭窄宿主范围的概念，这是诺如病毒的发病机制和免疫学的基础。 此外，我们最近发现了十多种化合物，它们可以特异性阻断诺如病毒与其受体的结合。 人类挑战研究还应建立一个模型，可用于评估这些新化合物阻断病毒复制的能力（抗病毒药物）。 此外，我们的研究将重新评估获得性免疫是否是诺如病毒感染的独立因素，这可能会提供可能对疫苗开发有用的宿主免疫的更多信息。 最后，该研究将允许通过收集研究对象排出的腹泻粪便来储存诺如病毒攻击株。 如上所述，额外标本的储存对于未来的临床试验至关重要，因为病毒不能在体外培养，必须从感染病毒的人身上分离出来。

一项特定的挑战研究将仅使用一种挑战菌株，并且在人体临床试验中使用的任何挑战菌株在对受试者给药之前都将获得单独的 IND 和 FDA 批准。