傳染性皮下及造血組織壞死病毒致病性研究進展*

閆冬春 陳博堃

(1. 魯東大學農(nóng)學院 煙臺 264025；2. 魯東大學生命科學學院 煙臺 264025)

傳染性皮下及造血組織壞死病毒(Infectious hypodermal and haematopoietic necrosis virus, IHHNV)也稱細角濱對蝦濃核病毒(Penaeus stylirostris densovirus,PstDNV)(Saksmerprome et al, 2011)、十足類濃核病毒(Decapod penstyldensovirus 1, PstDV1) (Fajardo et al,2015)，是已知對蝦病毒中最小的病毒，病毒粒子大小為22 nm，是無囊膜二十面體，線性單鏈DNA，長度約為3.9 kb，包含3個開放閱讀框 (Lightner, 2011)。IHHNV隸屬于細小病毒科(Parvoviridae)、短濃核癥病毒屬(Brevidensovirus) (Lightner, 2011)，細小病毒科最新的分類體系又將其劃歸無脊椎對蝦濃核病毒屬(Penstyldensovirus) (Cotmore et al, 2014)。IHHNV在世界范圍內(nèi)廣泛流行，引起的疾病為傳染性皮下及造血組織壞死病，給對蝦養(yǎng)殖業(yè)造成巨大損失，被世界動物衛(wèi)生組織(OIE)列為須向其申報的甲殼類重要疾病(Rai et al, 2012)。

1 IHHNV的流行地區(qū)及危害

IHHNV于1981年在美國夏威夷地區(qū)的細角濱對蝦(Litopenaeus stylirostris)中首次報道，至今已在世界范圍內(nèi)傳播開來，如墨西哥、澳大利亞、中國、新加坡、馬來西亞、印度尼西亞、泰國、印度、菲律賓、巴西、阿根廷、委內(nèi)瑞拉、韓國等多個國家均有報道(Saksmerprome et al, 2010; Kim et al, 2011; Rai et al,2012)。核酸序列分析表明，亞洲IHHNV分離株之間有較大差異，而美洲分離株之間差異較小。美洲分離株與菲律賓分離株序列相似率極高，如夏威夷分離株與菲律賓分離株序列相似率達 99.8%，推測美洲IHHNV可能是通過早期菲律賓斑節(jié)對蝦(Penaeus monodon)進口途徑傳播的(Tang et al, 2002、2003a)。

IHHNV在我國已形成了一定的流行趨勢，目前仍是嚴重危害我國水產(chǎn)養(yǎng)殖的重要病毒。Yang等(2007)在中國沿海的對蝦和蟹類樣品中檢測到 IHHNV，證實自2001年起中國已有 IHHNV的流行。童桂香等(2013)的調(diào)查結(jié)果顯示，IHHNV在廣西凡納濱對蝦(Litopenaeus vannamei)主要養(yǎng)殖地區(qū)均有不同程度的流行(IHHNV 陽性 20%～60%)；朱凝瑜等(2015)檢測了來源于廣東、海南等省份的凡納濱對蝦蝦苗，發(fā)現(xiàn)IHHNV陽性率達52.21%；范東東等(2015)調(diào)查了IHHNV在羅氏沼蝦(Macrobrachium rosenbergii)中的感染和流行情況，顯示我國華東和華南地區(qū)的羅氏沼蝦IHHNV陽性率高達90%；袁顏顏等(2015)用OIE推薦的4對引物在中國的凡納濱對蝦、斑節(jié)對蝦、中國明對蝦(Fenneropenaeus chinensis)和寬溝對蝦(P. latisulcatus)中均檢測到IHHNV；胡文娟等(2015)對上海地區(qū)部分淡水養(yǎng)殖凡納濱對蝦IHHNV的感染情況進行了跟蹤、檢測，顯示IHHNV感染率達38.5%。

IHHNV主要感染來源于外胚層和中胚層的組織，如前后腸的內(nèi)外上皮、神經(jīng)節(jié)、神經(jīng)索、造血器官、淋巴器官、觸角腺、性腺和肌肉等，感染組織中常出現(xiàn)典型的細胞核內(nèi)Cowry A型包涵體(Rai et al,2012)。最初發(fā)現(xiàn)時，IHHNV可造成細角濱對蝦仔蝦、稚蝦高達90%的死亡率, 但后來鮮有IHHNV引起細角濱對蝦高死亡率的報道。IHHNV感染凡納濱對蝦和斑節(jié)對蝦后不會造成對蝦大量死亡，但可致幼蝦生長緩慢、畸形，規(guī)格參差不齊，稱為慢性矮小殘缺綜合癥(Runt-deformity syndrome, RDS)，RDS可致對蝦50%的經(jīng)濟損失(Lightner, 2011)。近年來，對蝦生長緩慢給我國對蝦養(yǎng)殖生產(chǎn)帶來了巨大的影響。

2 IHHNV的宿主和攜帶者

白斑綜合征病毒(White spot syndrome virus,WSSV)是另一種廣受關注的對蝦病毒，IHHNV宿主范圍的研究與WSSV相比還不夠深入?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)80多種甲殼動物可感染W(wǎng)SSV，而目前報道的可感染或攜帶 IHHNV的動物僅 20余種(Vega-Heredia et al,2012)。絕大多數(shù)對蝦均可感染IHHNV，如凡納濱對蝦、細角濱對蝦、西方濱對蝦(L. occidentalis)、斑節(jié)對蝦、短溝對蝦(P. semisulcatus)、加州美對蝦(Farfantepenaeus californiensis)、南方濱對蝦(L. schmitti)、日本囊對蝦(Marsupenaeus japonicus)、寬溝對蝦、中國明對蝦等均可自然感染IHHNV；白濱對蝦(L. setiferus)、褐美對蝦(F. aztecus)、桃紅美對蝦(F. duorarum)可人工感染IHHNV(Rai et al, 2012; 袁顏顏等, 2015)。除對蝦外，野生的阿根廷蝦(Artemesia longinaris)、淡水的羅氏沼蝦(Escobedo-Bonilla et al, 2014; Hsieh et al,2006; Hazreen Nita et al, 2012; 范東東等, 2015)也可自然感染IHHNV。蟹類也是IHHNV的宿主，如Yang等(2007)、Cavalli等(2013)、Macías-Rodríguez等(2014)分別在絨螯近方蟹(Hemigrapsus penicillatus)、顆粒新厚蟹(Neohelice granulate)、美青蟹(Callinectes arcuatus)樣品中檢測到 IHHNV陽性。Wei等(2017)在紫貽貝(Mytilus edulis)的鰓、肌肉、性腺中檢測到IHHNV陽性，進一步調(diào)查發(fā)現(xiàn)中國沿海的紫貽貝IHHNV陽性率達80%以上，紫貽貝作為一種重要的IHHNV攜帶者具有較高的傳播IHHNV的風險。

3 IHHNV的致病類型

IHHNV是首個核酸序列地理變異較多的海洋無脊椎動物細小病毒，如坦桑尼亞和馬達加斯加斑節(jié)對蝦中的IHHNV序列與夏威夷IHHNV分離株分別具有8.2%和14.1的較大序列差異(Tang et al, 2003a)。Shen等(2015)根據(jù)GenBank上的24條IHHNV全基因序列將IHHNV 分為5種基因型，其中感染型包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型，非感染型包括A型和B型。Ⅰ型分布于澳大利亞斑節(jié)對蝦中(GQ475529.1)，Ⅱ型主要分布于美國和東南亞(AY102034.1, JN616415.1, AY362547.1等)，Ⅲ型主要分布于東亞(AY355308.1, EF633688.1,KF214742.1, JX258653.1等)。非感染型IHHNV發(fā)現(xiàn)于斑節(jié)對蝦中，其中 A型分布于馬達加斯加和澳大利亞，B型分布于坦桑尼亞和莫桑比克。

因IHHNV基因型和宿主的敏感性差異，IHHNV在不同宿主及同一宿主的不同發(fā)育階段表現(xiàn)出不同的致病性。急性感染：細角濱對蝦仔蝦、稚蝦感染IHHNV后會出現(xiàn)停止游動和翻滾現(xiàn)象，隨后慢慢沉入池底，直至被健康蝦攝食，這種感染方式可在短期內(nèi)造成對蝦高達90%的死亡率。但近年來細角濱對蝦對IHHNV的抗性逐漸增強，細角濱對蝦感染IHHNV后不再出現(xiàn)大量死亡(Lightner, 2011)。羅氏沼蝦仔蝦感染 IHHNV可在短期內(nèi)造成 80%～100%的死亡率(Hsieh et al, 2006)。慢性感染：凡納濱對蝦和斑節(jié)對蝦幼蝦、羅氏沼蝦次成蝦感染IHHNV后一般不引起大面積死亡，而是出現(xiàn)慢性矮小殘缺綜合癥，病蝦生長遲緩，額劍、第6腹節(jié)和尾扇變形，觸鞭皺起，表皮粗糙，IHHNV可造成凡納濱對蝦30%～90%的生長阻滯(Rai et al, 2012)。非感染性基因插入：Tang等(2006)在東非和澳大利亞的斑節(jié)對蝦中發(fā)現(xiàn)，IHHNV有2段基因序列插入到斑節(jié)對蝦基因中，但攜帶這種IHHNV序列的對蝦粗提液卻不能通過投喂和注射的方式進一步感染斑節(jié)對蝦和凡納濱對蝦，表明IHHNV的這種基因插入形式不具有感染性。Saksmerprome等(2011)通過7對重疊引物擴增IHHNV全序列的方法，證明IHHNV基因可隨意插入到斑節(jié)對蝦基因中。Rai等(2009)采用感染型和非感染型IHHNV的特異引物進行 PCR檢測，結(jié)果證實印度的斑節(jié)對蝦中同時存在感染型IHHNV和非感染型IHHNV兩種形式。無癥狀IHHNV攜帶：羅氏沼蝦成體、紫貽貝可攜帶感染型 IHHNV但并不表現(xiàn)出顯著的臨床及病理癥狀，僅表現(xiàn)為IHHNV攜帶(范東東等, 2015; Wei et al,2017)。Coelho等(2009)研究了IHHNV對巴西本地野生種小褐美對蝦(F. subtilis)的感染性，100只小褐美對蝦投喂IHHNV病料，30 d內(nèi)有5只對蝦在PCR檢測中呈IHHNV陽性，但IHHNV陽性蝦未出現(xiàn)任何病理癥狀。

4 IHHNV對宿主不同年齡階段的致病性差異

IHHNV對宿主的致病性與宿主的年齡、大小密切相關，幼蝦更容易感染IHHNV，且IHHNV對幼蝦有更強的致病性(Rai et al, 2012)。細角濱對蝦在體重0.05～2 g時容易感染IHHNV并具有較強的致病性，其中，體重約0.08 g時對IHHNV最敏感，體重大于2 g的細角濱對蝦感染 IHHNV后的病癥明顯較輕(Bell et al, 1987)。IHHNV感染羅氏沼蝦仔蝦可致其大量死亡，感染細胞中出現(xiàn)典型的 Cowry A型和B型包涵體(Hsieh et al, 2006)；而IHHNV感染羅氏沼蝦次成蝦可致其生長緩慢(Alinejad et al, 2015)；羅氏沼蝦成體感染IHHNV后無明顯的組織病理變化，僅為 IHHNV 的攜帶者(范東東等, 2015; Hazreen Nita et al, 2012)。IHHNV感染凡納濱對蝦和斑節(jié)對蝦幼蝦引起慢性矮小殘缺綜合癥，出現(xiàn)明顯的病理癥狀(Rai et al, 2012)；而凡納濱對蝦成蝦攜帶IHHNV往往不表現(xiàn)出明顯的病理癥狀(Zhang et al, 2007)。

為什么幼蝦更容易感染IHHNV且IHHNV對幼蝦有更強的致病性？其機理尚不清楚。Rai等(2012)推測，IHHNV跟其他細小病毒一樣，不編碼DNA聚合酶，依靠宿主細胞進行DNA復制和增殖，因此，它們需要宿主迅速增殖的細胞來滿足自身復制的需要，幼蝦比成蝦更容易感染IHHNV可能因為其體內(nèi)有活躍的分裂細胞。Bell等(1987)推測，幼蝦更容易感染IHHNV可能因為其針對IHHNV的免疫防御系統(tǒng)尚未成熟。

5 IHHNV與WSSV的干擾作用

病毒干擾現(xiàn)象是指兩種病毒感染同一宿主時，其中一種病毒可以抑制另一種病毒增殖的現(xiàn)象，這種干擾現(xiàn)象在高等脊椎動物多有報道，在水產(chǎn)養(yǎng)殖中病毒干擾現(xiàn)象在多種魚體內(nèi)已得到證實，但在蝦、蟹等無脊椎動物中卻較為少見。IHHNV對WSSV的干擾作用是甲殼動物體內(nèi)病毒干擾的首例，目前在細角濱對蝦、凡納濱對蝦、斑節(jié)對蝦體內(nèi)均已得到證實。Tang等(2003b)首次報道了IHHNV對WSSV的干擾作用，細角濱對蝦先感染IHHNV再感染W(wǎng)SSV時存活率可達44%，而直接感染W(wǎng)SSV的細角濱對蝦全部死亡；Real-time PCR顯示存活下來的細角濱對蝦體內(nèi)含有較高水平的IHHNV (109copies/μg DNA)和較低水平的 WSSV (50～400 copies/μg DNA)，而瀕死細角濱對蝦體內(nèi)含有較高水平的WSSV (106～107copies/μg DNA)和較低水平的 IHHNV (104～106copies/μg DNA)。Bonnichon等(2006)研究發(fā)現(xiàn)，凡納濱對蝦經(jīng)投喂感染IHHNV 30～50 d后，再進行WSSV攻毒可明顯減緩 WSSV引起的對蝦死亡速度，且這種最佳減緩死亡效果對應著對蝦體內(nèi)最高水平的IHHNV拷貝數(shù)。張娜等(2016)進一步通過感染實驗證實了凡納濱對蝦體內(nèi)IHHNV對WSSV的干擾作用。Molthathong等(2013)比較了斑節(jié)對蝦預感染感染型IHHNV、非感染型IHHNV后對WSSV的干擾作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，預感染感染型IHHNV能明顯延緩斑節(jié)對蝦感染W(wǎng)SSV后的死亡速度，而非感染型 IHHNV對斑節(jié)對蝦感染W(wǎng)SSV無明顯干擾作用。

IHHNV對WSSV的干擾效果與對蝦的發(fā)育階段及病毒感染順序有關。Melena等(2006)研究了凡納濱對蝦從無節(jié)幼體到仔蝦不同發(fā)育階段投喂IHHNV對WSSV的干擾效果，發(fā)現(xiàn)在仔蝦第 22天(PL22)投喂IHHNV的凡納濱對蝦經(jīng)WSSV攻毒后存活率最高，且存活蝦體內(nèi)WSSV的含量最低，這說明IHHNV對WSSV的干擾效果在對蝦不同發(fā)育階段有差異。Yeh等(2009)測定了池塘發(fā)病凡納濱對蝦免疫相關酶和幾種免疫相關基因的表達情況，發(fā)現(xiàn)同時感染 WSSV和IHHNV的凡納濱對蝦與僅感染W(wǎng)SSV的凡納濱對蝦無顯著區(qū)別?？赡芊布{濱對蝦先感染了WSSV，后又感染了IHHNV，因WSSV是一種毒性極強的對蝦病毒，IHHNV相對處于弱勢，如果對蝦先感染了WSSV，則IHHNV對WSSV的干擾作用表現(xiàn)不明顯。

目前，關于IHHNV對WSSV的干擾機制研究還較少。免疫相關酶——超氧化物歧化酶和酸性磷酸酶活性分析表明，IHHNV-WSSV共感染可以在一定程度上比單純 WSSV感染激起更高和更快的免疫應答(胡文娟等, 2015)。IHHNV和WSSV與凡納濱對蝦鰓細胞膜體外競爭結(jié)合實驗表明，IHHNV和WSSV在與對蝦細胞膜結(jié)合時存在相互競爭抑制作用，其中WSSV對IHHNV的競爭抑制作用更明顯。這一結(jié)果表明，IHHNV和WSSV可能在對蝦細胞膜上有共同的受體，對蝦同時感染這2種病毒時存在受體競爭作用(Yan et al, 2016)。目前，多篇文獻報道了IHHNV對WSSV的干擾作用，卻并無WSSV對IHHNV干擾作用的相關報道，可能因為 WSSV是一種毒力太強的病毒，如果對蝦先感染 WSSV后感染 IHHNV，在觀察到WSSV對IHHNV的干擾作用之前對蝦往往已死亡。

6 IHHNV的感染機制和致病機理

目前，針對IHHNV感染機制、致病機理的研究相對較少。侯路紅等(2015)通過融合表達 IHHNV的衣殼蛋白和增強型綠色熒光蛋白(EGFP)，在IHHNV的病毒樣顆粒表面展示EGFP蛋白，構(gòu)建了熒光病毒樣顆粒(Fluorescent virus-like particles, fVLPs)，為以后利用其熒光特性研究IHHNV入侵對蝦細胞的途徑和機制奠定了基礎。朱威霖(2016)證實，凡納濱對蝦圍食膜蛋白(Peritrophin, LvPT)與IHHNV可產(chǎn)生相互作用，有可能直接影響 IHHNV侵襲機體的過程。尹曉彤等(2015)采用病毒覆蓋蛋白結(jié)合法(VOPBA)和His Pull-Down方法篩選凡納濱對蝦鰓細胞膜IHHNV衣殼蛋白受體，發(fā)現(xiàn)凡納濱對蝦鰓細胞膜上的信號轉(zhuǎn)導與轉(zhuǎn)錄激活因子(STAT)、熱休克蛋白90 (HSP 90)、酚氧化酶原 2型、Na+/K+-ATP酶 α亞基 4種蛋白能與IHHNV衣殼蛋白產(chǎn)生相互作用，并具有多種生物學活性，可能參與IHHNV的入侵及細胞病變。

各種免疫相關酶在甲殼動物的免疫應答中發(fā)揮著重要作用，研究IHHNV感染引起的免疫相關酶及其基因的變化，可以幫助我們了解IHHNV的致病機理。由于蝦的生理狀態(tài)、養(yǎng)殖環(huán)境的差異，目前針對該內(nèi)容的研究結(jié)論并不完全一致。如胡文娟等(2015)研究了IHHNV感染對淡水養(yǎng)殖凡納濱對蝦免疫相關酶活性的影響，發(fā)現(xiàn)IHHNV感染引起肝胰腺和肌肉中超氧化物歧化酶、酸性磷酸酶的活性明顯升高，且這種較高的活性可以維持到 IHHNV感染后 35 d左右，推斷IHHNV感染對對蝦表現(xiàn)為長期低水平的免疫激活。曾地剛等(2013)和 Alinejad等(2015)的研究也表明，IHHNV感染可導致凡納濱對蝦血藍蛋白、酚氧化酶等對蝦免疫相關蛋白表達量顯著上調(diào)。而趙永貞等(2014)的研究表明，IHHNV感染可抑制酚氧化酶原激活因子(PPAF)基因的表達，因而抑制酚氧化酶原免疫系統(tǒng)的有效激活，推測這可能是IHHNV感染對蝦并在對蝦組織內(nèi)增殖的原因之一。

盡管IHHNV已報道30余年，但目前對IHHNV的研究主要集中在流行病學調(diào)查和檢測技術(shù)的研發(fā)上，對IHHNV感染機制、致病機理的研究還相對較少。闡明IHHNV的致病機理，尤其是IHHNV對不同發(fā)育階段對蝦致病性差異的分子機制，對于有效防控IHHNV具有重要意義。

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