猴痘病毒（monkeypox virus，MPXV）是一种人畜共患正痘病毒。2022年猴痘（Mpox）疫情暴发后，相关病例在全球多地出现。在Mpox患者中，HIV合并感染较为常见；严重病例可伴随全身性炎症、组织损伤甚至器官功能受损，免疫功能受损个体的疾病风险可能进一步增加。然而，MPXV感染如何影响宿主全身代谢，以及HIV共感染是否会进一步改变这一过程，仍缺乏系统认识。
近日，广州国家实验室/中国科学院遗传与发育生物学研究所税光厚研究员团队和首都医科大学附属北京佑安医院冯英梅教授团队合作，在Med在线发表题为Multiomics profiling of plasma reveals lipid-immune dysregulation and exosome remodeling in mpox and mpox-HIV co-infection的研究论文。该研究整合血浆脂质组、代谢组、炎症因子和外泌体蛋白组数据，并结合患者来源外泌体处理HepG2肝细胞和A549肺上皮细胞后的转录组分析，系统刻画了Mpox及Mpox-HIV共感染背景下循环代谢、炎症状态与外泌体介导细胞响应之间的联系。
研究建立了包含81名受试者的发现队列，包括Mpox-HIV共感染（MPLWH）、单纯Mpox感染（MPLWOH）、单纯HIV感染（PLWH）和健康对照四组，并在由65名受试者组成的独立验证队列中评估主要分子特征的可重复性。临床指标显示，两类Mpox感染者均呈现较明显的全身炎症和组织损伤特征，其中MPLWH组总胆固醇和高密度脂蛋白胆固醇水平更低，提示HIV共感染背景下脂质代谢异常更为突出。
脂质组分析显示，两类Mpox感染者均出现广泛的膜脂和鞘脂重塑：磷脂酰丝氨酸（PS）和磷脂酰乙醇胺（PE）升高，而磷脂酰胆碱（PC）、溶血磷脂和胆固醇酯（CE）下降；神经酰胺（Cer）、部分鞘磷脂以及GM3等糖鞘脂也发生明显变化。其中，硫脂（sulfatide，SL）在MPLWH组变化更为显著，并在独立队列中得到支持。代谢组分析进一步发现，两类Mpox感染者在嘌呤、组氨酸和色氨酸代谢等通路中表现出较一致的改变，犬尿氨酸/色氨酸（Kyn/Trp）比值在发现和验证队列中均显著升高，提示Mpox感染伴随明显的免疫代谢激活。
研究人员随后对部分患者血浆外泌体开展蛋白质组分析。MPLWOH组外泌体更多富集于胞外基质重塑、发育和脂质稳态相关过程，而MPLWH组则表现出更强的急性炎症、抗病毒应答和囊泡转运相关特征。跨组学网络分析显示，MPLWH组中SL相关蛋白网络集中于囊泡运输以及高尔基体至内质网逆向转运相关通路，将SL耗竭与囊泡转运重塑联系起来。
为评价患者循环外泌体对受体细胞的影响，研究人员分别使用四组受试者来源的混合血浆外泌体处理HepG2和A549细胞并进行RNA测序。MPLWOH来源外泌体主要诱导脂质代谢、胞外基质和组织修复相关转录程序；MPLWH来源外泌体则引起更明显的膜磷脂重塑、急性炎症及黏膜屏障应激相关反应。上述细胞转录响应与血浆和外泌体多组学呈现的功能差异相呼应，从细胞层面支持了外泌体参与Mpox相关代谢和炎症反应的可能作用。
该研究通过跨队列、多组学整合及外泌体处理细胞实验，揭示了猴痘感染伴随广泛的循环脂质和代谢物重塑，并显示HIV共感染与更突出的炎症、代谢异常及囊泡转运改变相关。研究进一步将系统性脂质紊乱与外泌体介导的细胞响应联系起来，为理解猴痘-HIV共感染中的宿主免疫代谢异常提供了新的分子框架。
遗传发育所博士研究生雍思绮、首都医科大学附属北京佑安医院张佳莹医生、广州国家实验室田鹤副研究员为论文共同第一作者；广州国家实验室/遗传发育所税光厚研究员、首都医科大学附属北京佑安医院冯英梅研究员、广州医科大学附属肿瘤医院林茜雯研究员为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、广州国家实验室重大项目、国家重点研发计划等项目支持。
MPXV感染及HIV合并感染的主要多组学特征
