豬巨細胞病毒致病機理及主要蛋白研究進展

龍沖沖

（貴州省遵義市動物疫病預(yù)防控制中心，貴州遵義 563000）

豬巨細胞病毒致病機理及主要蛋白研究進展

龍沖沖

（貴州省遵義市動物疫病預(yù)防控制中心，貴州遵義 563000）

巨細胞病毒是一種可感染人類和豬的病原體。目前巨細胞病毒病在世界各地均有發(fā)生，我國也有多個地區(qū)存在該病的感染情況。該病在成年豬多呈隱性感染，但對仔豬可引起致命的全身感染，妊娠豬可經(jīng)胎盤感染胎兒，且目前尚無特效治療藥物和方法。本文主要對其致病機理及主要蛋白研究進展進行了綜述，以期為豬巨細胞病毒病的深入研究提供參考。

豬巨細胞病毒；致病機理；蛋白組學；研究進展

巨細胞病毒（Cytomegalo Virus,CMV）在分類學上屬于皰疹病毒科β皰疹病毒亞科巨細胞病毒屬，為雙鏈DNA病毒。它可感染人、豬等多種哺乳動物,其中感染豬的稱豬巨細胞病毒（Porcine Cytomegalovirus, PCMV），是繼偽狂犬病毒之后發(fā)現(xiàn)的第2個豬皰疹病毒[1]。

該病毒為英國學者Done 1955年首次發(fā)現(xiàn)，臨床上患豬主要以鼻炎為特征，并在感染的鼻黏液腺巨噬細胞可見大量嗜堿性包涵體，因而也被稱為包涵體鼻炎[2]。臨床上PCMV多呈隱性感染，當宿主免疫力下降或并發(fā)其他病原體感染時，即可引起該病的發(fā)生并將病毒大量排出體外。

目前該病廣泛發(fā)生于世界各地，我國多地也先后報道了該病發(fā)生，特別是常規(guī)飼養(yǎng)條件下，該病與其他病原混合感染不容忽視，給養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展造成了巨大經(jīng)濟損失[3-4]。該病多呈隱性感染，但對無移行抗體的仔豬可引起致命的全身感染，妊娠豬可經(jīng)胎盤感染胎兒，且目前尚無特效治療藥物和方法。因此，及早診斷和接種疫苗是有效進行防控的重要措施?；诖?，本文綜述了近年來豬巨細胞病毒病致病機理及主要蛋白研究進展，以期為疾病的診斷和有效防治提供理論參考。

1 病原學

PCMV基因組為線狀雙鏈DNA，在形態(tài)上屬于典型的皰疹病毒，病毒顆粒直徑為150～200 nm，核衣殼為正十二面體，衣殼外有囊膜，核衣殼與囊膜之間包圍著一層電子致密區(qū)域[3]。據(jù)GeneBank公布數(shù)據(jù)，PCMV基因組全長為128 367 bp。PCMV對氯仿、乙醚等親脂性溶劑敏感，-80℃下可保存一年以上；在-70℃和37℃反復(fù)凍融三次或37℃放置4小時病毒滴度不降低；在37℃24小時或50℃30分鐘，可使其完全失活[5]。PCMV感染具有高度的宿主特異性，僅限于豬，尚未見感染其他動物的報道。

2 致病機理

巨細胞病毒為弱致病因子，初期感染中多數(shù)呈隱性感染，病毒潛伏在宿主體內(nèi)，終生帶毒，不易察覺。由于巨細胞病毒結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前對其發(fā)病機理及免疫機制研究不多。巨細胞病毒的增殖過程與其他皰疹病毒相似，其基因的轉(zhuǎn)錄表達也是一個相互調(diào)節(jié)、有序進行的過程，病毒在細胞中生長較為緩慢，病毒可持續(xù)1周以上進行蛋白合成、復(fù)制和裝配。

PCMV先期在鼻腔黏膜定植，然后在鼻黏膜腺、副淚腺中復(fù)制，之后可迅速擴散到脾、肺等組織器官，并經(jīng)鼻腔向外排毒。在肺部復(fù)制增殖時，可損傷肺巨噬細胞，使肺部的免疫功能喪失，從而造成免疫抑制。PCMV感染胚胎和新生仔豬時，侵入網(wǎng)狀內(nèi)皮組織細胞如毛細血管內(nèi)皮和淋巴樣組織的竇狀隙等，引起全身性的損傷；懷孕母豬感染PCMV后，病毒首先在胎兒腦膜、腹膜巨細胞和骨膜細胞內(nèi)復(fù)制，妊娠早期可致胎盤短時間內(nèi)死亡；妊娠中期和晚期，病毒約在2周左右開始在胎兒中復(fù)制，一個月左右時開始排毒，并被母體所吸收。保育豬和生長豬感染時，病毒主要侵入到上皮部位，尤其是鼻黏膜腺、淚腺、腎小管等，但附睪、食道黏膜和肝細胞很少見病毒的侵染[6]。

PCMV能夠?qū)λ拗鞯姆烙鶛C制和免疫功能產(chǎn)生抑制，特別是抑制T細胞的功能作用，從而對感染的后果發(fā)生影響。隨著PCMV基因組學和蛋白組學的深入研究，PCMV的致病機理將會進一步得到揭示，從而為治療和免疫預(yù)防提供新的途徑[7]。

3 病毒主要蛋白

近年來，隨著分子生物學技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對PCMV的DNA聚合酶、糖蛋白B(gB)和主要核衣殼蛋白(MCP)的研究已經(jīng)有了很大的進展。充分認識PCMV主要蛋白結(jié)構(gòu)和功能，可對了解其致病機理及下步基因工程疫苗開發(fā)提供參考。

3.1 主要衣殼蛋白 （MCP）

MCP蛋白是由MCP基因編碼的PCMV主要衣殼蛋白，共由1341個氨基酸組成，預(yù)測蛋白分子量為151456Da，在皰疹病毒中保守性較強，對病毒的裝配、成熟和穩(wěn)定過程中發(fā)揮重要作用[8-9]。

Rupasinghe等[10]將PCMV感染豬后收集血清，與細菌表達的MCP蛋白作用，結(jié)果顯示豬血清不與細菌表達的MCP蛋白反應(yīng)，說明MCP蛋白與PCMV感染后的體液免疫應(yīng)答無關(guān)。

史小紅等[11]首次對我國分離的一株P(guān)CMV的MCP基因進行擴增并測序，結(jié)果發(fā)現(xiàn)MCP基因全長為4017 bp，編碼1 338個氨基酸，說明不同毒株之間MCP基因也存在差別。

3.2 囊膜蛋白 （gB）

囊膜蛋白（gB）是由gB基因所編碼的一種跨膜蛋白，在皰疹病毒中，屬最保守的糖蛋白之一。gB蛋白是PCMV復(fù)制的必需糖蛋白和重要免疫原，不但可誘導豬體產(chǎn)生中和抗體、具有免疫保護作用，同時在PCMV侵染宿主細胞的黏附、融合、穿入以及在細胞間的轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮重要作用[12]。

gB蛋白由860個氨基酸組成，包含11個半胱氨酸殘基，其中10個非常保守。gB蛋白包含15個N-端糖基化位點，其N-端(7～19 AA)包含一個疏水翼，可能構(gòu)成信號肽序列，C-端706～726 AA和730～747 AA兩個殘基片段可能構(gòu)成跨膜錨序列[13]。

Frederik Widen等人曾將PCMV與其他皰疹病毒的gB基因序列進行比對，PCMV與HHV-6和HHV-7同源性最高，分別為43.4%和432.6%；同時，對PCMV英國株、德國株、西班牙株、日本株和瑞典株gB基因進行序列比對發(fā)現(xiàn)，存在3.4%的種內(nèi)變異，通過進化樹分析表明，PCMV毒株可分為2個基因群，PCMV gB英國株、德國株為1個群；日本株、瑞士株和西班牙株為另1個群[13]。

熊毅、劉驍?shù)确謩e將PCMV GX株、SC株gB基因與GenBank發(fā)表的其他PCMV分離株進行比較，結(jié)果基因序列同源性分別為97.8%～98.9%和97.8%～99.5%，與其他皰疹病毒科病毒同源性較低，說明gB蛋白保守性較高[14-15]。李晶等、劉驍?shù)扰c朱月華等人分別對PCMV gB抗原表位區(qū)基因和全基因進行了克隆表達，免疫原性試驗均表明，gB抗原表位區(qū)編碼的蛋白與gB蛋白具有良好的免疫原性[16-18]。有研究表明，gB蛋白是感染皰疹病毒細胞中含量最多的病毒蛋白之一，是細胞毒性T淋巴細胞的主要靶標，也是淋巴因子激活的自然殺傷細胞的識別對象[19]。鑒于gB蛋白的重要性，目前對gB基因及其所編碼的蛋白研究也越來越多，gB蛋白有望成為研制各種基因工程疫苗的重要候選抗原。

3.3 DNA聚合酶 （DPOL）

DNA聚合酶是由各皰疹病毒的早期基因一DNA聚合酶基因（DPOL）所編碼的病毒DNA聚合酶位點蛋白，在和其他因子的作用下一起參與DNA的復(fù)制和重組，并對DNA的損傷進行修復(fù)[20]。DPOL基因序列全長為3 024bp，為一個完整的閱讀框，編碼1 009個氨基酸。豬巨細胞病毒聚合酶蛋白結(jié)構(gòu)中既有α螺旋，也有β折疊和轉(zhuǎn)角以及無規(guī)則卷曲，其中以α螺旋和β折疊為主，屬于B型聚合酶[21]。對不同地區(qū)的PCMV分離株DPOL基因分析比對發(fā)現(xiàn)，不同分離株之間存在11～31個堿基的差異，這說明在高度保守的皰疹病毒中，PCMV不同株之間具有高度異質(zhì)性，這可能是由于PCMV基因組比其他皰疹病毒具有更高異質(zhì)性，這也提示在進化范疇上，PCMV是一個相對古老的病毒[22]。

RUPASINGHE等用PCR的方法對PCMV DNA聚合酶（DPOL）位點擴增，并進行系統(tǒng)進化樹分析，發(fā)現(xiàn)PCMV的同源性與人皰疹病毒6型和7型最近[23]。Goltz等[22]對德國株P(guān)CMV DNA聚合酶（DPOL）位點進行分析，測定了2個完整開放性閱讀框（ORF），與日本株、西班牙株、英國株豬巨細胞病毒的聚合酶基因比較，僅有0.4%～1%的差異，說明該DPOL基因在各皰疹病毒中均具有較好的保守性。目前，PCMV DNA聚合酶（DPOL）已廣泛用于皰疹病毒之間的種系進化關(guān)系推斷及分子生物學檢測方法的研究。

4 展望

目前，國內(nèi)外對PCMV的研究還較少，其基因組結(jié)構(gòu)尚未完全清楚。國外對該病的研究主要集中于異種器官移植時對器官移植宿主的影響。我國對于豬巨細胞病毒病的研究起步較晚，目前多集中在病原學和血清學檢測方法的建立上。隨著復(fù)雜多變的臨床疾病不斷出現(xiàn)，作為免疫抑制病的PCMV病極有可能與其他病原體混合感染，對養(yǎng)豬業(yè)造成嚴重危害。因此，深入分析PCMV的基因組結(jié)構(gòu)與功能，不僅對揭示其致病機制和免疫機制具有重要的實踐意義，還為下一步開發(fā)行之有效的基因工程疫苗奠定基礎(chǔ)。

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1673-4645(2016)11-0075-04

2016-08-21

龍沖沖（1986-），男，碩士，獸醫(yī)師，從事動物疫病防控工作，E-mail：215367654@qq.com