傳染性造血器官壞死病毒研究進展

茆安婷 ， 尹玉偉 ， 代 靜 ， 郭曦堯 ， 李 東 ， 李月紅

(吉林農(nóng)業(yè)大學動物科技學院 ， 吉林 長春 130118)

傳染性造血器官壞死病毒研究進展

茆安婷 ， 尹玉偉 ， 代 靜 ， 郭曦堯 ， 李 東 ， 李月紅

(吉林農(nóng)業(yè)大學動物科技學院 ， 吉林 長春 130118)

傳染性造血器官壞死病毒(Infectioushaematopoieticnecrosisvirus，IHNV)，彈狀病毒科，諾拉彈狀病毒屬[1]作為傳染性造血器官壞死病(Infectious heamatopoietic necrosis，IHN)的病原體，是一種線性單鏈RNA病毒，最早在20世紀50年代在北美西部華盛頓及俄勒岡州于紅大馬哈魚(Oncorhynchus nerka)孵卵期的魚苗身上首次被發(fā)現(xiàn)[2]，并迅速蔓延到歐洲和亞洲，在全世界鮭鱒魚類中流行[3]。該病毒具有高度的傳染性，在水溫為10 ℃～12 ℃時，死亡率為50%～80%，最高可達100%[4]。世界動物衛(wèi)生組織(OIE)已將其列為必須申報的動物疫病，我國將其列為二類疫病[5]。美國生物信息中心(the National Center for Biotechnology Information, NCBI)已經(jīng)錄入了4個IHNV的全基因組序列，檢索號依次為X89213[6-7]、L40883[8]、GQ413939/HM461966[9]和JX649101，均為來自不同區(qū)域具有不同生物學特征的IHNV毒株。國外對IHNV的生物學特性研究、致病機理[10-11]及疫苗研究[12-14]已深入開展，為病毒流行區(qū)域的IHN提供有力的數(shù)據(jù)支撐[15]。

1 IHNV的生物學特性

IHN病毒含有1條線性反義單鏈的RNA，具有二十面體立體對稱核衣殼結(jié)構(gòu)，彈狀病毒科，有囊膜，大小約120～300 nm×60～100 nm，體軸孔直徑20 nm，核心直徑60 nm。脂蛋白包膜厚度15 nm,其表面有纖細的刺突(Wolf，1988)。不耐酸和熱，對氯仿、甘油和乙醚較敏感。4 ℃環(huán)境下在脾臟、卵巢以及腦勻漿中可以短期保存，感染能力可維持數(shù)周時間。細胞培養(yǎng)可采用胖頭鱥細胞系(FHM)、虹鱒魚性腺細胞(RTG-2)、大鱗大馬哈魚性腺細胞(CHSE-214)、鯉魚上皮瘤細胞(EPC)等，其中FHM和EPC較為敏感，最適培養(yǎng)溫度15 ℃～20 ℃。細胞病變時核染色質(zhì)趨向邊緣、顆粒狀，核膜肥厚，核變大，有時出現(xiàn)雙核現(xiàn)象，細胞變圓脫落，空斑邊緣處細胞互相牽連，堆積呈葡萄狀，然后崩解[16]。

2 結(jié)構(gòu)蛋白特征

IHNV的基因組RNA中含有11 131個堿基，3′端的前導區(qū)由60個不被翻譯的堿基組成，之后依次為核衣殼蛋白(N)、磷酸蛋白(P)、基質(zhì)蛋白(M)、表面糖蛋白(G)、獨特的非病毒結(jié)構(gòu)蛋白(NV)、聚合酶(L)，最后為101個堿基組成的尾隨序列(Winton等，2002)。其中N蛋白是IHNV最主要的結(jié)構(gòu)蛋白，負責保護RNA免受核酸酶降解，為轉(zhuǎn)錄和復制提供完整的模板。G蛋白是一種單一的I型跨膜糖蛋白，決定病毒的毒力。L蛋白是傳染性造血器官壞死病毒最大的結(jié)構(gòu)蛋白，具有多種酶活性，最主要的功能是斜帶RNA聚合酶。M蛋白在宿主細胞中抑制基因的轉(zhuǎn)錄，繼而誘導宿主細胞程序性死亡。將IHNV根據(jù)基因型分類，依據(jù)病毒糖蛋白基因的第303個核苷酸發(fā)育系統(tǒng)可以分為U基因型、M基因型和L基因型三類[17]。相對于U基因型與L基因型，M基因型的毒株具有更高的多樣性[18]。雖然在蛋白質(zhì)表達方面具有極大差異，但IHNV只有一個血清型，毒株之間具有很高的核苷酸相似性(沈佳麗等，1998)。

3 發(fā)病特征

尸檢時肝和脾通常顯蒼白，腹腔存有血樣液體，消化道中缺少食物，胃內(nèi)充滿乳白色液體，腸內(nèi)充盈黃色液體；成魚在后腸和脂肪組織中可見瘀斑狀出血。

病魚的特征性壞死多發(fā)生于前腎、脾中，在骨胳肌上也可能出現(xiàn)病灶性出血；腸黏膜下層嗜酸性粒細胞浸潤是嚴重壞死的標志；病灶樣壞死存在于肝和胰腺組織。血液中嗜中性粒細胞數(shù)量減少，血紅蛋白和血細胞容量比值下降。垂死魚由腎竇充血，最終因腎臟衰竭而導致死亡[19]。

4 不同毒力的IHNV對機體的影響

病毒的傳播關(guān)鍵取決于感染宿主的能力，同一病毒不同毒力的菌株可能會存在競爭優(yōu)勢。當然，各種其他參數(shù)也有助于病毒傳播的能力，如復制、脫落和感染持續(xù)時間，這些都是由病毒和宿主等因素造成的[20]。不同毒力的IHNV對宿主侵染力存在差異，通過大量中外文獻資料可以發(fā)現(xiàn)，對虹鱒魚分別用強毒IHNV(HV)和弱毒IHNV(LV)侵染，HV對機體的侵染更強，同時隨著機體感染病毒的時間越長感染率就越高。根據(jù)機體健康的差異，病毒感染機體與機體注射病毒劑量比較，發(fā)現(xiàn)最明顯的毒力差異感染機體劑量是在中間范圍，因為在極高或極低劑量感染飽和為100%或0%[21-22]。在IHNV流行前對養(yǎng)殖場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，養(yǎng)殖場水的病毒滴度低于0.07 PFU/mL，而IHNV流行早期階段對養(yǎng)殖場中水的病毒滴度測量值為50 PFU/mL，可以看出IHNV在養(yǎng)殖場中流行前后濃度并不是很高，這表明感染和流行的發(fā)生可能與基因型即毒力有關(guān)，與機體的健康差異關(guān)系不大；但當試驗魚的數(shù)量較大，即使在低劑量測試時，也會出現(xiàn)小的誤差，即生物種群數(shù)量的傳染性差異。此外，當魚體暴露在同一濃度，一小時、幾天或幾星期時，雖然感染時間增加但感染能力并沒有提高[23]。將兩種不同基因型的病毒即毒力不同的菌株HV和LV，以同一病毒濃度滴度同時感染機體時，在相同的暴露時間內(nèi)對機體內(nèi)病毒進行檢測，發(fā)現(xiàn)機體內(nèi)病毒基因HV始終高于LV，并且隨著機體暴露病毒的時間越長HV在機體內(nèi)所占比例越大。這有可能是因為魚群較長的暴露于病毒從而導致病毒對魚群更多的感染，導致病毒復制動力增強，HV可能與LV在機體內(nèi)存在競爭關(guān)系[21-24]。通過IHNV對機體半數(shù)致死量(LD50)研究表明，不同毒力的IHNV感染過程與感染劑量和暴露時間有關(guān)，即同一毒力的病毒感染率隨著感染劑量和機體暴露時間成正比，不同毒力的病毒感染率隨著感染劑量和機體暴露時間成正比，同時還與毒力強弱有關(guān)，感染率高于死亡率。此外，隨著劑量的增加，會出現(xiàn)感染率的增加與死亡率相對較小的增加[25-28]。當感染劑量從低到高增加時，感染率百分比也會隨之升高，但當劑量達到一定值時，感染百分比達到100%，再增加劑量，感染百分比不會增加，但死亡率隨之增加，表明暴露劑量可以影響到死亡率。通過不同毒力IHNV感染機體計算的LD50和感染率比較，發(fā)現(xiàn)盡管在機體感染率HV和LV之間毒力差異顯著，但計算LD50并沒有顯著地差異，這是由于50%死亡率并不是由不同病毒的基因決定的，意味著病毒基因型的差異很難影響LD50的差異即死亡率[28-30]。這種規(guī)律是由于存在毒力動力學量化差異。數(shù)據(jù)可能存在小范圍誤差，誤差產(chǎn)生的原因可能是一批魚類感染病毒的過程中，病毒會脫落到水中，可能導致多輪感染；剩余大量的魚存在潛在感染；不斷接觸病毒會迫使受感染的魚類轉(zhuǎn)移，使得感染導致死亡的發(fā)病率較高；非隔離處理和隔離處理可能會導致死亡率不同；在孵化場魚類高密度的情況下增加了受感染的魚和健康魚之間的接觸概率等[31-33]。雖然IHNV的傳染性的確與毒力有關(guān)，卻不是惟一驅(qū)動因子，但可以說明毒力不同的IHNV對魚的感染性存在差異，為IHNV防治提供對比和參考。

5 IHN的防治

目前在對IHN的防治上較成熟的措施主要有兩個方面，一是抗病育種，即通過選擇或培養(yǎng)對IHNV敏感度小的鮭魚品種，或通過基因工程技術(shù)培育不敏感的二倍體或多倍體鮭魚品種；研究發(fā)現(xiàn)多倍體魚可有效降低感染IHNV后的死亡率，同時抗體滴度也顯著高于普通二倍體。而三倍體魚由于對IHNV的防御主要發(fā)生在細胞水平上，所以即可減少感染，同時也可將病毒細胞內(nèi)化[34]。二是通過對健康魚體進行早期的免疫接種，使機體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生特異性免疫反應，從而達到預防病毒感染的作用。目前已研制出來三類疫苗，滅活苗、減毒疫苗和重組疫苗。重組疫苗又包括DNA疫苗、N、G蛋白亞單位疫苗和合成肽疫苗。其中DNA疫苗目前是最成熟的疫苗，Andersonetal首次報道了IHNV DNA 疫苗的應用，通過使用含有IHNV G蛋白基因的質(zhì)粒免疫虹鱒魚可以誘導虹鱒魚產(chǎn)生針對IHNV 的保護性免疫[35]。近年來Alonsoetal研發(fā)了一種自殺型DNA 疫苗，由于自殺型DNA 疫苗使無DNA 疫苗殘留的魚體接種成為現(xiàn)實。因此隨著疫苗技術(shù)不斷完善，抗IHNV的DNA疫苗可能通過投喂的方式對魚體進行免疫。IHNV 的DNA 疫苗CMV 啟動子操縱IHNV G 蛋白基因的表達，已在加拿大被批準商品化[36]。

6 展望

目前對IHN主要以預防為主，隨著對IHNV的深入了解，科技水平的提高，已經(jīng)在某種程度上預防及控制住了該病的流行，但仍未完全避免該病的發(fā)生，IHN一旦大范圍的暴發(fā)，對養(yǎng)殖業(yè)將造成巨大的經(jīng)濟損失，所以做好預防工作十分必要。然而目前并沒有特效的防治藥物，通過查閱大量的中外文文獻和報道，文章對IHNV的生物學特性、發(fā)病機理、不同毒力的IHNV對魚的感染性分析和疫苗的研發(fā)等方面進行了概述，發(fā)現(xiàn)IHNV毒力不同感染率不同，因此對IHN未來的防治藥物研發(fā)可以從毒力影響機制的差異性進行，但要考慮機體耐藥性的產(chǎn)生。隨著藥物的更新?lián)Q代在治療其他疾病的過程中耐藥性普遍存在，而耐藥性的產(chǎn)生對治療疾病形成巨大的阻礙，同時隨著人們生活水平的提高對自身健康重視度也隨之提高，動物機體的藥物殘留會直接或間接的影響到人們的身體健康。長期攝入含有藥物動物的動物制品會導致超級病毒出現(xiàn)，對人們的健康及國家的經(jīng)濟都會造成影響。對此，我國傳統(tǒng)中藥對病毒具有抑制及治療作用，同時對受感染機體毒副作用小，因此結(jié)合IHNV生物學特征、發(fā)病機理、不同毒力對機體的感染差異可為日后IHNV的防治措施及藥物的研發(fā)提供新的思路及參考。

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S941.414

A

0529-6005(2017)10-0079-03

2017-05-03

國家自然科學基金(30972191)

茆安婷(1992-)，女，碩士生，研究方向為動物微生物與魚病防治，E-mail:569711008@qq.com

李月紅，E-mail: liyhong@sina.com