科學通報 | 中國科學院武漢病毒研究所李峰團隊綜述病毒蛋白冠研究進展

近日，中國科學院武漢病毒研究所李峰課題組在《科學通報》發表了題為“病毒蛋白冠研究進展”的綜述文章，以病毒與生物流體中蛋白質組分相互作用形成“病毒蛋白冠”的獨特視角，從病毒蛋白冠的形成與動態演變、研究方法、組成及其生物學效應三個方面系統總結了病毒蛋白冠的研究進展，以期為深化認識病毒-宿主相互作用、發展新的抗病毒策略以及設計病毒基功能納米材料提供新思路。

病毒寄生于宿主體內經歷復雜的病毒-宿主相互作用。長期以來，病毒-宿主相互作用多聚焦于病毒與宿主細胞之間的相互作用。事實上，病毒在宿主體內的生命活動始終伴隨著病毒粒子在體液環境中的復雜遷移。本文首先從病毒學角度，介紹了病毒與體液環境中典型蛋白組分的相互作用及其生物學效應，闡述體液環境中多種宿主因子在病毒體內活動中發揮重要作用。因此，病毒與體液環境的相互作用是認識病毒-宿主相互作用的重要組成部分，同時可為開發新的抗病毒策略提供思路。

近年來，病毒性疾病的頻繁爆發和嚴重危害加速了病毒學研究與各學科領域的交叉融合。蛋白冠通常是指納米材料進入體內后，其表面吸附大量蛋白分子所形成的結構，對納米材料的活體行為和生物學效應具有重要影響。病毒作為天然的納米結構，在生物流體中也會形成蛋白冠，賦予病毒粒子新的表面特性，繼而影響病毒粒子生物學行為，包括病毒感染性、免疫應答和致病機制等。另一方面，病毒及其衍生的納米顆粒作為一種新興的生物納米平臺，具有結構精確、生物兼容性好、可編程功能化修飾等優勢，在生物醫學領域展現出廣泛的應用前景。研究表明，病毒蛋白冠具有調控病毒基納米顆粒生物學效應的作用，包括靶向性、免疫原性和生物分布等。鑒于此，病毒蛋白冠研究可為理解病毒體內行為、理性設計病毒基功能納米材料提供重要依據。

本文全面總結了病毒蛋白冠的形成與動態演變、研究方法、組成及其生物學效應。如圖1，病毒蛋白冠的研究主要包括：（1）體外模擬蛋白冠在生物流體中的形成；（2）從復雜生物流體中分離病毒蛋白冠；（3）病毒蛋白冠的表征與質譜鑒定；（4）生物信息學分析與功能驗證。病毒蛋白冠研究的各個環節顯著影響其分析結果，未來亟需建立標準化操作與分析流程。基于現有報道，本文梳理了不同病毒或病毒樣顆粒在生物流體中形成的蛋白冠組成特征及其生物學效應，可為后續病毒蛋白冠調控機制及其生物醫學應用研究提供理論基礎：（1）病毒蛋白冠的組成較為復雜，與病毒類型、表面性質及所處生物流體環境相關；（2）病毒蛋白冠的功能效應很可能由病毒表面富集的多種因子共同介導,而非單一因子所致；（3）病毒粒子不同表面修飾導致特異性蛋白冠組分的形成，病毒蛋白冠的操縱可以調控病毒粒子生物學效應。

圖1. 病毒蛋白冠的制備與分析流程示意圖，主要包括：（i）病毒粒子與生物流體共孵育形成病毒蛋白冠；（ii）從生物流體中分離病毒-蛋白冠復合物（主要采用蔗糖密度梯度離心方法）；（iii）質譜鑒定蛋白冠的組成；（iv）蛋白冠的生物信息學分析。

病毒與宿主體液環境的相互作用是一個具有雙重效應的過程。一方面，該過程作為病毒生命周期的重要階段，病毒可以借助生物流體中的多種宿主因子實現其傳播與感染；另一方面，宿主通過動態調節生物流體環境，識別、結合或啟動免疫應答以抵御病毒感染。“病毒蛋白冠”這一交叉概念為研究病毒與生物流體相互作用提供了新的視角和研究思路，將有助于豐富和深化病毒-宿主相互作用的系統認識，為開發新型抗病毒策略和設計病毒基生物功能材料提供理論指導。本文最后還探討了病毒蛋白冠研究當前面臨的挑戰。

中國科學院武漢病毒研究所李峰研究員和周娟副研究員為本文通訊作者，在讀碩士研究生楊雙寧為本文第一作者，深圳理工大學張先恩研究員為論文寫作、構思提供了幫助。該工作得到了國家重點研發計劃(2022YFC2303500)、國家自然科學基金(22293033)、湖北省青年科技人才培養專項(2025DJA088)和中國科學院青年創新促進會(2023352)資助。

文章信息

楊雙寧，張先恩，周娟，等.病毒蛋白冠研究進展. 科學通報, 2026.

https://doi.org/10.1360/CSB-2025-5712

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