雞心包積液綜合征病原學(xué)研究進展*

苗艷，朱慶賀，蘭世捷，金振華，張蕾，張紅，田秋豐，張國華，尹珺伊，孟維珊，張鵬宇，吳憲

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)分院，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

1 病毒分類和粒子結(jié)構(gòu)

雞心包積液綜合征（hydropericardium syndrome，HPS）病原為禽腺病毒血清4型（Fowl adenovirus serotype-4，F(xiàn)AdV-4）。FAdV-4屬于腺病毒科、腺病毒屬成員。根據(jù)群特異性抗原的不同將腺病毒分為三個群（FAdV-I、FAdV-II和FAdV-III），根據(jù)交叉中和實驗和限制性內(nèi)切酶活性分析，將腺病毒分為5個種（A～E）和12個血清型（1～7、8a、 8b、9～11），分別為FAdV-A1、FAdV-B5、FAdV-C4、FAdV-C10、FAdV-D2、FAdV-D3、FAdV-D9、FAdV-D11、FAdV-E6、FAdV-E7、FAdV-E8a、FAdV-E8b。FAdV-4為C種成員，是一種無囊膜、線性、雙鏈DNA病毒，基因組長度大約在43～46 kb之間，編碼10種主要結(jié)構(gòu)蛋白和11種非結(jié)構(gòu)蛋白。病毒粒子呈正二十面體對稱，直徑在80～90 nm之間。病毒的核衣殼主要由暴露在表面的三種結(jié)構(gòu)蛋白構(gòu)成，分別為六鄰體蛋白、纖維蛋白和五鄰體基質(zhì)蛋白，六鄰體蛋白構(gòu)成衣殼的主要結(jié)構(gòu)部分，衣殼共有240個三聚六鄰體蛋白和12個五聚五鄰體基質(zhì)蛋白， 三聚纖維蛋白分別從衣殼的12個頂點的五鄰體基質(zhì)蛋白上突出，具有一種球形的桿狀結(jié)構(gòu)。非結(jié)構(gòu)蛋白（nonstructural protein，NSP)主要包括 11種蛋白，分別是E1A、E1B、DBP [E2A]、ADP [E3]、E4、52/55 K、pIVaII、pol、EP、33 K和100 K。

2 理化特性

FAdV-4作為一種無囊膜的DNA病毒，對一些脂溶劑和外界環(huán)境具有較強的抵抗力，干燥環(huán)境中室溫可存活7 d，-20 ℃環(huán)境則可長期保持病毒活性。pH耐受性在3 ～ 10之間，60 ℃ 1 h、80℃ 10 min、100 ℃ 5 min，或用5%的氯仿、10%的乙醚、0.1%的甲醛處理可使病毒失活。

3 編碼的主要蛋白

3.1 六鄰體蛋白

腺病毒的二十面體衣殼主要由六鄰體蛋白組成。六鄰體蛋白有四種類型，分別為H1、H2、H3和H4。H1型六鄰體蛋白有60個，它們與12個頂端的五鄰體基質(zhì)蛋白有關(guān)。H2型六鄰體蛋白在二重軸上，H3在三重軸上，剩下的是H4型。不同血清型腺病毒的六鄰體蛋白大小不同，最大的六鄰體蛋白大小為967個氨基酸。每個六鄰體蛋白有九個高變區(qū)，它們位于分子的頂部，這些區(qū)域代表六鄰體蛋白的型特異性抗原，進入機體后能夠刺激機體產(chǎn)生中和抗體，可用于確定FAdVs的血清型，其中至少有一個區(qū)域在病毒中和活性中發(fā)揮重要作用。六鄰體蛋白還對病毒的早期復(fù)制起促進作用，其高變區(qū)可與MARCO SR-A6結(jié)合從而促進FAdV侵入細胞。

3.2 纖維蛋白

纖維多肽約由582個氨基酸組成，并從其N末端以非共價方式與五鄰體基質(zhì)蛋白相結(jié)合。Fiber蛋白有三個區(qū)域，包括尾部、軸區(qū)和頭結(jié)區(qū)。纖維蛋白最早參與病毒與宿主細胞或組織相互作用。病毒與宿主細胞結(jié)合的能力是感染過程的一個關(guān)鍵特征，影響著病毒的致病性。纖維蛋白頭結(jié)區(qū)的可變序列決定腺病毒病毒血凝特性，這些特性被用來將腺病毒從A到F的分類。禽腺病毒有不同的五鄰體基質(zhì)蛋白結(jié)構(gòu)，與兩種纖維蛋白有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，兩種纖維蛋白有不同的受體，因此認(rèn)為兩種纖維蛋白對病毒與細胞相互作用都是必要的。研究還發(fā)現(xiàn)，纖維蛋白中存在影響毒力、細胞表面結(jié)合受體和組織趨向性受體的表位。因此，纖維蛋白的主要作用是通過與細胞受體的相互作用將病毒衣殼附著到宿主細胞表面。

3.3 五鄰體基質(zhì)蛋白

五鄰體基質(zhì)蛋白單體約由471個氨基酸組成。同五聚五鄰體基質(zhì)蛋白和三聚纖維蛋白的共價復(fù)合物形成五鄰體的衣殼體。五鄰體基質(zhì)蛋白位于二十面體衣殼頂端位置，當(dāng)它與鄰近的衣殼、周圍的六鄰體蛋白及其它相關(guān)蛋白質(zhì)相互作用時，對衣殼的穩(wěn)定性維持起關(guān)鍵作用。此外，五鄰體基質(zhì)蛋白對熱、胰蛋白酶、pH和離子強度的變化都很敏感。在病毒粒子侵入細胞的過程中，五鄰體基質(zhì)蛋白對一些其它蛋白質(zhì)的結(jié)合有重要作用，五鄰體基質(zhì)蛋白在病毒侵入細胞后期的作用尚不清楚，但已發(fā)現(xiàn)五鄰體基質(zhì)蛋白會與細胞成分相互作用，并在感染動物血清中檢測到抗五鄰體基質(zhì)蛋白的中和抗體。

3.4 100K

100K是禽腺病毒的一種重要非結(jié)構(gòu)蛋白。在宿主細胞內(nèi)病毒復(fù)制過程中，該蛋白在病毒蛋白的運輸中起重要作用。腺病毒B亞群和C亞群的100K蛋白已被鑒定為一種伴侶蛋白，它有助于六鄰體的三聚化和核定位。研究人員將六鄰體蛋白單獨在昆蟲細胞中表達或在存在100K蛋白的情況下共同表達，結(jié)果顯示，當(dāng)六鄰體單獨表達時，在包涵體的細胞質(zhì)中檢測到六鄰體蛋白；但當(dāng)六鄰體和100K蛋白共表達時，六鄰體蛋白則以可溶性三聚體形式表達。有證據(jù)表明，100K蛋白在昆蟲細胞中起著六鄰體折疊、自組裝和核導(dǎo)入的作用，因此，該蛋白可能是六鄰體的支架蛋白。

4 編碼的其它蛋白

腺病毒編碼的蛋白除上述幾種主要蛋白外，還包括一些次要蛋白，包括pIIIa、pV、pVI、pVII、pVIII蛋白等。pIIIa蛋白位于五鄰體基質(zhì)蛋白下，環(huán)繞于其周圍，參與病毒的組裝和成熟。pV蛋白也在病毒進入細胞核中發(fā)揮重要作用。pVI蛋白位于六鄰體蛋白的三聚體空腔內(nèi)，與病毒的DNA相結(jié)合。pVI為腺病毒蛋白酶的輔助因子，并能夠調(diào)控腺病毒組裝過程中六鄰體進入細胞核，在病毒侵入細胞后，參與破壞內(nèi)吞小體。pVII蛋白能夠釋放多種信號，調(diào)控病毒向細胞核及核仁中運輸。pVIII蛋白在每個病毒粒子中有120個拷貝，不對稱的分布在衣殼內(nèi)表面的頂點，和靠近病毒衣殼的三重對稱軸。pIIIa、pVI和pVIII蛋白三種蛋白在病毒成熟過程中被蛋白酶切割所形成，起著穩(wěn)定病毒粒子衣殼的作用。

5 致病機理

由FAdV-4引起的HPS有一個異常的侵襲性臨床過程，持續(xù)7～15 d。不同的肉雞品系對FAdV-4具有相似的敏感性。通過卵黃囊途徑接種FAdV-4的雞胚會發(fā)育不良、出血和胚胎死亡。通過給肉雞皮下注射經(jīng)FAdV-4感染后的肝臟制成的勻漿可以對HPS進行復(fù)制，但這并不代表現(xiàn)場條件下HPS的傳播模式。FAdV-4對肉雞具有較高的致病性，在雞群之間和雞場之間進行傳播。HPS主要通過糞-口途徑進行傳播，還可以通過垂直傳播感染肉雞。間接血凝試驗結(jié)果顯示，烏鴉和鴿子的血清標(biāo)本HPS陽性率較高，這表明自由生活的鳥類可能是HPS病原的攜帶者。野生鳥類可能在自然條件下成為疾病傳播的特定宿主，但需要進一步確認(rèn)。宿主免疫是抵御病原體感染的最強大的防御機制之一，細胞因子在病原體的消除中起著重要作用。然而，過量的炎癥細胞因子的分泌可能是FAdV-4發(fā)病的原因之一。一種以上血清型病毒的混合感染也可能是導(dǎo)致FAdV-4延長排放的一個原因。牛玉娟等的研究表明，F(xiàn)AdV-4感染主要引起以核內(nèi)包涵體形成為特征的肝細胞變性壞死，并誘發(fā)肝細胞凋亡和自噬，但不直接感染心肌細胞，不能直接誘導(dǎo)心肌細胞發(fā)生凋亡，心包積液的形成主要由于血漿滲出。六鄰體蛋白和纖突蛋白Fiber-2與FAdV-4的致病性密切相關(guān)，為高致病性FAdV-4的重要毒力因子。研究顯示，將高致病性FAdV-4毒株中的這兩種蛋白替換后病毒的致病性明顯下降，這兩種蛋白在FAdV-4致病過程中的分子機理有待進一步研究。

6 小結(jié)

HPS一直是影響世界各地養(yǎng)禽業(yè)發(fā)展的重要疾病，自2015年在我國暴發(fā)以來，已給我國養(yǎng)禽業(yè)造成嚴(yán)重經(jīng)濟損失。HPS病原FAdV-4具有一定的遺傳差異，且基因組中的一些基因在發(fā)生著變化。腺病毒基因組編碼多種蛋白，目前對三種主要結(jié)構(gòu)蛋白及其功能的研究相對較多，但對其它病毒的研究還較少，還需進一步對其它結(jié)構(gòu)蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白在病毒感染細胞過程中的作用和相關(guān)機制進行研究，為進一步研究FAdV-4的致病機制及開發(fā)有效疫苗提供理論依據(jù)。