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人腺病毒为疫情常见的呼吸道病原体之一。近年来,腺病毒导致的呼吸道感染在我国呈高发态势,而且极易引起暴发疫情。在我国部队和地方多次发现腺病毒感染暴发流行,这严重影响了我国军民健康。研究表明腺病毒感染引起的肺炎如果不进行及时治疗,在免疫缺陷病人中的死亡率可以高达50%。而且,腺病毒在非免疫缺陷患者中的检出率也有上升趋势。我国并没有将腺病毒列入呼吸道病原监测名单,国内外也没有治疗腺病毒的特效药。在美国已有的腺病毒疫苗主要针对4型、7型,并不具有广谱性。作为重组型腺病毒,55型腺病毒具有较强的增殖能力,且其感染造成患者具有严重病情的比例更高。目前,55型腺病毒呈现明显地域性,在我国已呈全国性传播。但目前的研究对55型腺病毒的感染及造成重症化的机制仍不清楚。因此,为了进一步了解55型腺病毒感染引起重症化的机制,对腺病毒与宿主互作进行深入研究,从而为治疗腺病毒感染药物开发提供潜在宿主靶标,提升应对腺病毒感染有效治疗的能力。本研究以引起某训练基地暴发疫情的55型腺病毒为研究对象,基于腺病毒易感的人A549细胞系构建病毒宿主互作模型。采用多个感染时间点进行病毒-宿主互作的动态转录组分析,利用Hi-C（High-through chromosome conformation capture）技术进行三维空间构象分析,捕获55型腺病毒与宿主细胞互作的三维空间数据。综合转录组和Hi-C的多组学数据,采用RNA干扰验证55型腺病毒与宿主细胞的潜在互作位点。研究发现,55型腺病毒在感染A549细胞24h后腺病毒开始转录表达,72h到96h腺病毒的转录表达量呈指数增长。通过差异因表达模式聚类分析,发现病毒感染引起的宿主细胞差异基因主要聚集在6-24h,48-72h和96h三个时间段,与腺病毒在宿主细胞中的转录表达的时间点相一致。显著差异基因分析结果显示,从6h到96h的6个时间点的显著差异基因数分别为464,740,401,673,511,808。在此基础上,GO功能注释的10类功能基因以及10条KEGG通路富集联合分析发现,与腺病毒感染相关的宿主基因以细胞生长正向调节相关基因为主,同时也包括了促进细胞凋亡相关基因及抗病毒感染相关基因。结合基因功能注释确定了8个感染相关的重要宿主基因,分别为ARHGEF7、MAPK10、STK4、ABL2、GREB1、TANK、TRIM2和TRIM24。基于三维空间构象捕获技术进一步获得宿主染色质构象变化,发现腺病毒感染可以使宿主细胞基因组的A/B区室分布发生变化。其中15号染色体的A/B区室发生明显转换,尤其是在感染后期（72h和96h）。而且腺病毒基因组在A/B区室分布结果显示,整个感染过程中腺病毒的基因组优先分布于转录激活的A区室。结合转录组数据发现位于15号染色体的宿主基因TJP1和FANCI在病毒感染后表达显著上调。结合多组学数据,对这10个基因（ARHGEF7、MAPK10、STK4、ABL2、GREB1、TANK、TRIM2、TRIM24、TJP1和FANCI）与腺病毒基因组进行交互数据捕获发现,24h时,优先捕获到基因ARHGEF7、GREB1、ABL2、TJP1、TRIM2和TRIM24与病毒互作。在48h-96h这三个时间点均检测到10个基因与病毒基因组的不同程度互作。基于转录组学和三维基因组学数据结合筛选出的潜在与病毒感染相关的宿主基因。通过RNA干扰技术,降低宿主基因的表达,检测10个目标基因表达下调后腺病毒感染细胞的相对载量变化。结果显示,参与DNA修复机制的基因FANCI、激发细胞促凋亡机制的基因STK4、引起宿主泛素化抗病毒机制的基因TRIM24和参与调控宿主炎症反应的基因MAPK10表达下调时,腺病毒的载量显著升高。此外,腺病毒感染使促进细胞增殖的ABL2基因在沉默后表达量升高,同时这也显著提升了腺病毒在细胞中的载量。结合多组学数据发现,在感染过程中,腺病毒的10个基因,分别为E1A、E1B、L4 33K 14.6 k Da protein、L4 p VIII 25 k Da protein、L2 protein V precursor、L2 p X 5.2k Da protein、p IX、L4 100 k Da hexon protein、E3 12.2 k Da protein和L1优先在互作过程发生变化;此外,首次发现从腺病毒转录开始的时间点24h到96h之间腺病毒与宿主细胞线粒体DNA存在互作。在互作过程中的线粒体基因主要为能量传递相关的基因ND1、ND5、ATP6、CO1和CYB。综上所述,本研究利用多组学技术对疫情样本中分离得到的具有致病性的55型腺病毒与宿主细胞互作进行分析,从病毒与宿主细胞双向揭示二者互作过程中潜在相关基因。结合RNA干扰技术,证实宿主细胞的基因ABL2、TRIM24、FANCI、STK4和MAPK10与腺病毒感染有关。其中,基因ABL2通过促进细胞增殖帮助腺病毒在细胞中复制,而基因TRIM24、FANCI分别参与泛素化机制和DNA修复机制来抵抗病毒感染,同时基因STK4、MAPK10通过激发促凋亡机制及诱导炎症反应来抑制腺病毒转录和感染。这些基因靶点为进一步理解55型腺病毒引起的重症化的深入研究奠定了基础,为腺病毒感染的临床治疗及疫苗研发提供了重要理论依据。