豬繁殖與呼吸綜合征病毒病原學研究進展

于忠良，溫書香，安利民

(1.漯河市外埠入漯畜產(chǎn)品查驗中心，河南 漯河 462000；2.漯河市動物疫病預防控制中心，河南 漯河 462000)

1 豬繁殖與呼吸綜合征病毒分類和結(jié)構(gòu)

豬繁殖與呼吸綜合征病毒（PRRSV）隸屬套式病毒目，動脈炎病毒科，動脈炎病毒屬。在電子顯微鏡下，豬繁殖與呼吸綜合征病毒呈橢圓形或者類似球型。病毒粒子的直徑在48到83nm，核衣殼的直徑在25到30nm，囊膜表面有纖突。PRRSV病毒的遺傳物質(zhì)為單鏈RNA。

2 豬繁殖與呼吸綜合征病毒的理化性質(zhì)

1992 年Benfield等人報道稱豬繁殖與呼吸綜合征病毒在氯化銫中的密度在1.13到1.19g/cm3。PRRSV病毒對熱源比較敏感，在高溫條件下可以迅速死亡。在低溫條件下，較長時間也可以滅活。如在37℃或者56℃不超過1h均可以滅活。PRRSV能夠在血清中維持活力，在-70℃的條件下仍然保持感染性，在4℃ 的條件下至少存活1個月。PRRSV在潮濕的環(huán)境中活性和感染力都比較強，而在干燥的環(huán)境中活性非常低，容易失活。PRRSV是有囊莫病毒，根據(jù)相似相容原理，該病毒對有機溶劑比較敏感。

3 豬繁殖與呼吸綜合征病毒的基因組結(jié)構(gòu)

豬繁殖與呼吸綜合征病毒的全基因組序列已經(jīng)全部測完，根據(jù)不同地區(qū)分離到的PRRSV病毒核酸的序列差異，Allende等人在1999年將豬繁殖與呼吸綜合征病毒分為2個基因型，即歐洲型和美洲型。1995年，我國養(yǎng)豬場爆發(fā)流行豬繁殖與呼吸綜合征病，經(jīng)過測序發(fā)現(xiàn)我國流行株是美洲型。2007童光志等人報道，在2006年我國爆發(fā)流行的豬繁殖與呼吸綜合征病病毒仍然是美洲型。PRRSV基因組病毒與其它動脈炎病毒科的病毒類似?；蚪M包含10個開放閱讀框，而很有意思的是每個開放閱讀框與下一個閱讀框都有部分重疊?；蚪M的5’端和3’端都有非編碼區(qū)域，分離到的毒株類型不同，非編碼區(qū)域的長度也有所差異。其中美洲型的PRRSV病毒5’端非編碼區(qū)域要比歐洲型的短。此外，5’端的非編碼區(qū)域要比3’端的區(qū)域更保守些。

4 豬繁殖與呼吸綜合征病毒基因組的復制與轉(zhuǎn)錄

豬繁殖與呼吸綜合征病毒的基因組具有雙重功能，即病毒的復制和轉(zhuǎn)錄功能。和其他動脈炎病毒的復制過程相似，PRRSV病毒的復制是從相關復制酶的表達開始的。也即是遺傳物質(zhì)RNA直接表達ORF1a和ORF1b。表達出來的ORF1a和ORF1b在酶的作用下水解成14個非結(jié)構(gòu)蛋白，這14個非結(jié)構(gòu)蛋白在宿主細胞的核糖體、酶和生物大分子的幫助下組合產(chǎn)生一種具有RNA聚合酶的活性分子，RNA聚合酶以病毒核酸為模板，根據(jù)堿基互補配對原則先合成負鏈RNA，負鏈RNA再從復制體中解離出來，以這個復制出的負鏈RNA為模板復制出一條與病毒基因組一樣的基因組。該病毒基因組與后來合成的病毒蛋白一起組成具有一定活性和感染性的新的病毒顆粒。

5PRRSV非結(jié)構(gòu)蛋白和她們的功能

ORF1編碼有2個蛋白ppla和pplb，ppla在酶的作用下可以裂解成10個非結(jié)構(gòu)蛋白，這些被裂解成的非結(jié)構(gòu)蛋白在病毒的復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯過程中起到非常重要的作用。2012年Beura等人報道稱這些非結(jié)構(gòu)蛋白在病毒的免疫調(diào)控中也起到重要的作用。NSP1蛋白屬于一種多功能的非結(jié)構(gòu)蛋白，它除了有自我切割的活性之外，還參與到病毒的復制中。NSP1蛋白有2個功能區(qū)：NSP1a和NSP1b。2010年Patel等人證實NSP1a和NSP1b這兩個功能區(qū)有抑制干擾素和腫瘤壞死因子的產(chǎn)生的功能。PRRSV表達的最大的非結(jié)構(gòu)蛋白是NSP2蛋白，NSP2蛋白分為3個區(qū)。目前為止該蛋白的功能尚不是很清楚，但是有一點可以證實，就是NSP2蛋白與NSP3蛋白在病毒形成雙層膜結(jié)構(gòu)中起到很大的作用。盡管NSP2蛋白的潛在功能很多，但是在一項對NSP2核酸序列分析的報告中發(fā)現(xiàn)，NSP2核酸序列的變異系數(shù)最大。NSP2蛋白在美洲型和非洲型的同源性不到40%。在分離得到的不同的毒株之間比對發(fā)現(xiàn)，NSP2蛋白功能未知區(qū)域經(jīng)常發(fā)生片段的突變、缺失和插入。

6PRRSV編碼的結(jié)構(gòu)蛋白

目前來講，已知的PRRSV結(jié)構(gòu)蛋白有8個，它們分別為GP2，GP2a，GP3，GP4，GP5，GP5a，M蛋白和N蛋白，其中囊膜蛋白主要是指被糖基化的GP2，GP3，GP4和GP5，非糖基化囊膜蛋白主要是沒有被糖基化的蛋白，如GP2a，GP5a和M蛋白。GP5蛋白是由ORF5編碼而成，GP5蛋白的分子量約為25ku。在成熟病毒顆粒的表面GP5可以與M蛋白形成異源二聚體，而這種異源二聚體是子代病毒粒子形成所必需的物質(zhì)。有研究表明GP5還有誘導細胞凋亡的功能。N蛋白又稱為核衣殼蛋白，是由ORF7編碼的蛋白，分子量在14～15ku。N蛋白在所有的蛋白中表達量最高，N蛋白主要用于PRRSV病毒感染的檢測。M蛋白是由ORF6編碼的一種基質(zhì)蛋白，序列比對結(jié)果表明，M蛋白在2個基因型毒株之間最為保守，有研究發(fā)現(xiàn)M蛋白在病毒的感染，病毒的裝配和出芽中起到至關重要的作用。GP4蛋白是由ORF4編碼而成的，該蛋白的分子量在31～35ku之間。GP4蛋白是N端糖基化的一種囊膜蛋白，在序列中有4個糖基化位點。有研究表明，GP4蛋白有2種存在形式：第一種是存在于感染病毒的細胞內(nèi)，第二種是糖基化后存在于病毒顆粒中。GP3蛋白是由ORF3編碼成的，分子量在45～50ku之間，鈣蛋白是高度糖基化的一種結(jié)構(gòu)蛋白，2010年Das,P.B等人研究發(fā)現(xiàn)GP3蛋白在病毒的感染、激發(fā)機體產(chǎn)生免疫和維持蛋白構(gòu)象上有非常重要的作用。