東京大學研究生院農學生命科學研究科的久和教授等人利用小鼠冠狀病毒進行研究發現，①在冠狀病毒傳染病中，細胞毒性T細胞（CTL）和干擾素-γ（IFN-γ）在從活體內清除電腦病毒的程序中發揮着重要作用；②在免疫缺陷狀態下會出現電腦病毒基因體發生突變的抗CTL冠狀病毒；③發生突變的抗CTL冠狀病毒在特定小鼠身上呈現出高致病性等。久和教授等人以這些研究成果爲中心，總結併發布了CTL和IFN-γ在冠狀病毒傳染病中發揮的作用。
目前幾乎沒有聚焦細胞介導免疫在清除冠狀病毒傳染病的電腦病毒時所發揮的作用的綜述論文，此次發表的論文以實驗數據爲基礎，合理地解說了CTL和IFN-γ的重要性，被認爲非常寶貴。
透過小鼠模式獲得的關於CTL和IFN-γ的資訊有助於理解新冠電腦病毒傳染病（COVID-19）等其他冠狀病毒傳染病的病理，還有望爲冶癒方法（包含藥物等）及預防方法（包含疫苗等）的開發提供有用的啓發。
細胞毒性T細胞（CTL）對冠狀病毒傳染病的反應
在小鼠冠狀病毒傳染病的傳染預防中，先天免疫和後天免疫都很重要。久和教授等人利用CD4+T缺損小鼠、CD8+T細胞缺損小鼠、CD4+T/CD8+T細胞缺損小鼠及野生型C57BL/6（B6）小鼠進行研究發現，在從肝臟清除JHMV及肝炎抑制中，CD8+T細胞尤爲重要（文獻1）。另外還報告，JHMV引起的致死性腦炎可透過移植JHMV獨特性CD8+T細胞選殖來預防（文獻2），CD8+CTL被認爲在預防冠狀病毒傳染中發揮着重要作用。
免疫缺陷小鼠持續傳染小鼠冠狀病毒
在免疫系統功能減弱的寄主中，電腦病毒傳染經常會持續很久或者重症化。IFN-γ缺損B6小鼠在腹腔内接種JHMV後，會發生比野生型B8小鼠更嚴重的肝炎。野生型小鼠的電腦病毒1周後被從肝臟清除，而IFN-γ缺損小鼠雖然電腦病毒滴度減量，但沒有被清除，而是持續存在。雖然肝炎逐漸好轉，但引起了伴隨腹腔和胸腔積水的肉芽腫性漿膜炎，小鼠最終死亡（文獻3）。具有不同遺傳背景的IFN-γ缺損BALB/c小鼠在腹腔内接種JHMV後發生暴發性肝炎並死亡。由此證明，遺傳背景與傳染的嚴重程度有關（文獻4）。
IFN-γ缺損小鼠持續傳染小鼠冠狀病毒的機制
久和教授等人從傳染25天后的小鼠腹腔内分離並選殖了電腦病毒，將其命名爲25V16G。對25V16G和JHMV的體外（in vitro）增殖性進行比較發現，3個培養細胞系（DBT細胞、IC-21細胞、J774A.1細胞）的電腦病毒增殖性沒有差異。比較兩種電腦病毒的S基因的鹼基序列發現，25V16G有87個鹼基缺損、發生兩處突變。有趣的是，87個鹼基缺損包含B6小鼠中的主要CTL抗原表位，表明25V16G是一種在B6小鼠活體內難以被CTL識別的抗CTL電腦病毒，據推測，這導致IFN-γ缺損的B6小鼠持續傳染小鼠冠狀病毒（圖1）。
圖1：小鼠冠狀病毒JHM株（JHMV）及25V16G的S蛋白結構和B6小鼠的CTL抗原表位 S蛋白的分子量爲180kDa，由S1結構域和S2結構域構成。與JHMV相比，25V16G有29個胺基酸殘基（511-539）缺損和兩處突變。Castro和Perlman報告了JHMV在B6小鼠活體內的主要CTL抗原表位（510-518）和次要CTL抗原表位（598-605）（Castro, R. F. and Perlman, S. 1995. J. Virol. 69: 8127-8131）
久和教授等人在野生型和IFN-γ缺損B6小鼠的腹腔内分別接種25V16G和JHMV，比較了病理情況。傳染5天后，野生型B6小鼠肝臟的25V16G電腦病毒滴度高達JHMV的約60倍。另外，IFN-γ缺損小鼠接種25V16G後發生了暴發性肝炎，表明25V16G的致病性比JHMV高，25V16G的抗CTL性與重症化有關（文獻5）。
CTL和IFN-γ在小鼠冠狀病毒相關疾病中的作用
圖2總結了一系列的實驗結果。
圖2：一系列實驗結果的總結圖
●在野生型B6小鼠腹腔内接種JHMV後，會發生輕度急性肝炎，但在CTL、IFN-γ和其他機制的作用下，1周内電腦病毒就被從肝臟清除。
●在野生型B6小鼠腹腔内接種抗CTL電腦病毒25V16G後，與JHMV不同，1周内電腦病毒沒有被從肝臟清除。
●在IFN-γ缺損B6小鼠腹腔内接種JHMV後，發生比野生型B6小鼠更嚴重的肝炎。肝臟的電腦病毒滴度在接種5天后達到峰值，之後減量，但沒有被清除，而是持續存在。肝炎雖然逐漸好轉，但發生了亞急性肉芽腫性漿膜炎，大多數IFN-γ缺損B6小鼠均死亡。另外，從發生亞急性肉芽腫性漿膜炎的IFN-γ缺損B6小鼠活體內分離出了抗CTL電腦病毒25V16G。
●在IFN-γ缺損B6小鼠腹腔内接種抗CTL電腦病毒25V16G後，電腦病毒在肝臟快速增殖，發生暴發性肝炎，小鼠死亡。
未來展望
查清傳染病的病理發生機制是開發疫苗不可或缺的步驟，動物疾病模式有助於理解病理發生機制。研究認爲，小鼠冠狀病毒傳染病爲查清包括COVID-19在内的人類冠狀病毒傳染病的病理發生機制，尤其是電腦病毒與寄主的免疫系統之間的相輔作用提供了啓發。針對COVID-19的疫苗目前正在開發中，能誘導電腦病毒獨特性CTL的疫苗被認爲比較有希望。或許需要研究一下COVID-19是否也出現了在IFN-γ缺損B6小鼠活體內發現的抗CTL性SARS-CoV-2。另外，如果存在合適的抗電腦病毒藥物，透過在急性期給患者用藥抑制電腦病毒增殖，也許可以抑制抗CTL性SARS-CoV-2的出現，這些都值得進行研究。
文獻
文獻1: Kyuwa, S. et al. 1996. Exp. Anim. 45: 81-83.
文獻2: Yamaguchi, K. et al. 1991. J. Neuroimmunol. 32: 1-9.
文獻3: Kyuwa, S. et al. J. Virol. 72: 9286-9290.
文獻4: Kyuwa, S. et al. 2002. Virus Res. 83: 169-177.
文獻5: Kyuwa, S. et al. 2010. Viral Immunol. 23: 437-442.
論文資訊
題目：Role of cytotoxic T lymphocytes and interferon-γ in coronavirus infection: lessons from murine coronavirus infections in mice
期刊：Journal of Veterinary Medical Science
DOI：10.1292/jvms.20-0313
URL：https://www.jstage.jst.go.jp/article/jvms/advpub/0/advpub_20-0313/_article/-char/en
文：JST客觀日本編輯部
