任衛(wèi)科 池晶晶 李秀麗 鄢明華 張莉
摘要:偽狂犬?。╬seudorabies, PR)是由偽狂犬病毒(pseudorabies virus, PRV)引起的一種急性傳染病,是影響?zhàn)B豬業(yè)發(fā)展的重要疾病之一。2011年以后我國(guó)免疫豬群中爆發(fā)PR,研究發(fā)現(xiàn)目前流行的PRV與早期毒株相比已經(jīng)出現(xiàn)了變異。本文將對(duì)PRV主要的毒力基因gE、gB、gC、gD和TK基因最新研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。
關(guān)鍵詞:偽狂犬病毒;基因;現(xiàn)狀
中圖分類號(hào):S858.28 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):2096-3637(2017)07-0012-02
偽狂犬?。╬seudorabies, PR)是由偽狂犬病病毒(pseudorabies virus, PRV)引起的一種急性傳染病,可以引起多種家畜及野生動(dòng)物的一種以發(fā)熱、奇癢、呼吸和神經(jīng)系統(tǒng)障礙為主的高致死性疾病。該病在豬上主要表現(xiàn)為母豬流產(chǎn),產(chǎn)死胎、木乃伊胎;仔豬腹瀉及出現(xiàn)神經(jīng)癥狀,兩周齡內(nèi)仔豬高發(fā)病率及高死亡率,育肥豬發(fā)病后更多的表現(xiàn)為呼吸道癥狀及延緩出欄時(shí)間。PR上個(gè)世紀(jì)50年代傳入我國(guó)后,已遍布大部分省市,曾經(jīng)給養(yǎng)豬業(yè)造成慘重?fù)p失。自從PR基因缺失疫苗(Bartha-K61)引入并廣泛應(yīng)用后,該病在國(guó)內(nèi)國(guó)基本上得到控制。然而2011年之后,我國(guó)華東、華中、華北以及東北地區(qū)的疫苗免疫豬群中相繼出現(xiàn)PR疫情,流行呈猛增趨勢(shì)[1]。國(guó)內(nèi)一些科研院所隨即對(duì)新流行的PRV進(jìn)行了一些研究,本文將PRV的研究進(jìn)展進(jìn)行了詳細(xì)綜述。
1 PRV基因組結(jié)構(gòu)及分型
PRV屬于皰疹病毒科,為雙股DNA病毒,基因組大小約143 kb,分子量87-92×l03 kDa,G+C含量高達(dá)74%。PRV基因組分為兩部分:長(zhǎng)獨(dú)特區(qū)UL和短獨(dú)特區(qū)US。由于US區(qū)段和UL的方向有兩種(一致或相反),因而導(dǎo)致有兩種異構(gòu)體。
Herrmann等(1984)通過(guò)BamHI-RFLP分析方法,將PRV分為4個(gè)基因型,I型和II型在全世界廣泛存在,III型和IV型分別分布于丹麥和泰國(guó)。葉超等(2015)利用BamHI-RFLP分型方法對(duì)我國(guó)目前流行的PRV毒株進(jìn)行分型,發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)流行毒株主要為II型,而國(guó)外以I型為主[2]。在已知的動(dòng)物病毒中,PRV基因組相對(duì)保守和穩(wěn)定,但并不是一成不變的。Sara等對(duì)比利時(shí)的PRV的分型情況研究發(fā)現(xiàn),1973至1976年的基因型主要為I型,1988至1989年的分離株的基因型為II型。
2 PR主要毒力基因
在對(duì)PRV基因組的研究中,有些學(xué)者對(duì)分離毒株部分基因的同源性進(jìn)行了分析,研究發(fā)現(xiàn)我國(guó)目前流行的PRV的毒力和抗原性基因與早期毒株相比已出現(xiàn)變異,主要研究進(jìn)展如下。
2.1 gE基因
gE是至今發(fā)現(xiàn)的所有PRV野毒株都表達(dá)的一種糖蛋白,是PRV主要的毒力基因,能夠介導(dǎo)病毒在細(xì)胞間的擴(kuò)散,并有助于PRV向中樞神經(jīng)系統(tǒng)擴(kuò)散,它也是PR基因缺失疫苗的標(biāo)志基因,通過(guò)檢測(cè)gE基因的有無(wú)可區(qū)分疫苗株和野毒株的感染。
彭金美等(2013)對(duì)黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、河南等省分離到的PRV毒株的gE基因進(jìn)行了測(cè)序并與NCBI中登錄的相應(yīng)序列進(jìn)行比對(duì),其同源性雖仍在97%以上,但這些分離株均在一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的遺傳分支中。安同慶等從黑龍江、吉林、遼寧、江蘇、河南發(fā)病豬場(chǎng)分離到的16株豬PRV,對(duì)其gE基因進(jìn)行測(cè)序,并于NCBI中發(fā)布的早期PRV基因序列進(jìn)行對(duì)比,同樣發(fā)現(xiàn)這15個(gè)毒株位于相對(duì)獨(dú)立的遺傳分支中,對(duì)其氨基酸序列的分析結(jié)果顯示15個(gè)分離株在48和492-495位氨基酸上均增加了一個(gè)天冬氨酸(Asp)。余秋穎(2014)等對(duì)從河南分離的4株P(guān)RV的gE基因進(jìn)行氨基酸序列的遺傳進(jìn)化分析顯示,分離的這4株P(guān)RV為一個(gè)單獨(dú)的小亞群,與國(guó)內(nèi)代表株HB/HD株、Ea株處于同一較大分支上,親緣關(guān)系最近,與馬來(lái)西亞PPRV株、韓國(guó)Yangsan株又處于同一大分支上,形成1個(gè)亞洲毒株進(jìn)化群,而歐洲分離株與南美洲分離株處于另外一個(gè)大分支上,形成1個(gè)歐美毒株進(jìn)化群。對(duì)這4株分離株P(guān)RV的gE基因核苷酸及其推導(dǎo)的氨基酸序列與參考毒株(OOV72株、89V87株、Becker株、Kaplan株、NIA-3株、NS347株)比對(duì)分析顯示:4株P(guān)RV分離株gE基因核苷酸序列第6位、161位、1342位、1534 位由G變?yōu)锳,54位由G變?yōu)镈,228位由C變?yōu)锳,448位由V變?yōu)镮,512位由G變?yōu)镾,1472位與1473 位之間插入CGA,1539位由G變?yōu)锳。相應(yīng)氨基酸序列47位與48位之間插入1個(gè)D,138位與139位之間插入GAC,493位與494位之間插入1個(gè)D。
2.2 gB基因
gB蛋白是PRV囊膜的主要成分之一,是該病毒的一種主要糖蛋白和免疫原蛋白。gB蛋白形成一個(gè)由二硫鍵連接的同源二聚體復(fù)合物,能誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生依賴補(bǔ)體和不依賴補(bǔ)體的兩種中和抗體。gB基因在皰疹病毒成員中屬最保守的糖蛋白基因,在不同的皰疹病毒之間,gB蛋白的功能可以相互取代,且對(duì)于病毒的感染必不可少。
張青占等從江蘇分離的JS-2012株的gB基因測(cè)序結(jié)果分析顯示,其gB基因在207-208位發(fā)生GA特征性替換為CG,285-286位發(fā)生了GT特征性替換為CG[20]。279-281位有連續(xù)3個(gè)堿基(CGG)插入。215-217位發(fā)生了不同于Bartha株的3個(gè)堿基的替換。此外,與Bartha株相比,223和225-233位存在不連續(xù)的1 + 8個(gè)堿基的缺失,這些大段堿基缺失可能會(huì)導(dǎo)致其抗原性變化[3]。
2.3 gC基因
gC蛋白是PRV的一種主要糖蛋白但并不是病毒感染所必需的,能誘導(dǎo)細(xì)胞免疫應(yīng)答且為病毒的主要中和抗原之一。gC是PRV基因序列中變異相對(duì)活躍的基因。在不同的免疫壓力下分離到的毒株,gC基因(大約671 bp區(qū)域)出現(xiàn)多種形式的突變。Antonio等對(duì)NCBI上公布的gC基因序列進(jìn)行遺傳進(jìn)化樹(shù)分析,將PRV分為5個(gè)主要的基因型。葉超(2015)研究表明,中國(guó)分離毒株相對(duì)于國(guó)外分離株在gC蛋白第63-69為連續(xù)插入AAAATPA 7個(gè)氨基酸,且該插入突變可以作為鑒定國(guó)內(nèi)外PRV的分子特征。范克偉等(2016)研究發(fā)現(xiàn)近年來(lái)PRV分離株gC基因有許多相同的氨基酸替換特征,最有特征性的是氨基酸52-61位、63-69位和186-194位的替換或插入,這可能會(huì)導(dǎo)致PRV分離株的抗原性同Bartha-K61株發(fā)生一定的變化。
2.4 gD基因
gD蛋白為PRV的主要中和抗原,其ORF編碼402個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì),具有糖蛋白固有的特征。gD能識(shí)別脊髓灰質(zhì)炎受體家族,介導(dǎo)病毒與靶細(xì)胞的穩(wěn)定結(jié)合,參與病毒感染的穿入過(guò)程。
張亮等(2012)將分離到的PRV北京株與NCBI上公布的其他PRV gD基因的序列進(jìn)行比較,相似性在97%~99%之間,但北京株與國(guó)內(nèi)外分離株Ea株、MinA株、FA株、FZ株、Kaplan株等分處于兩個(gè)不同的系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)分支[4]。張新平等(2014)對(duì)福建分離株LY株gD基因的測(cè)序結(jié)果與FA株、FZ株、Kaplan株等進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)LY株的9、10、221位點(diǎn)對(duì)應(yīng)的氨基酸存在差異。
2.5 TK基因
TK基因即UL23基因,屬于病毒的早期基因,其編碼產(chǎn)物胸苷激酶是胸腺嘧啶合成補(bǔ)救途徑中所必需的酶,能夠?qū)TP上磷酸轉(zhuǎn)移到脫氧胸苷的5羥基上,從而生成脫氧胸苷5單磷酸和ADP。TK基因是PRV增殖的非必需基因,是對(duì)PRV毒力影響最大,一旦滅活則毒力喪失或者明顯降低,也是病毒化學(xué)治療和基因缺失致弱疫苗的主要靶基因,缺失TK基因的PRV在神經(jīng)元中的復(fù)制能力極弱[7]。
張士強(qiáng)等(2012)的研究中將PRV SL株TK基因與其他α皰疹病毒的TK基因的核苷酸序列進(jìn)行了相似性比較,發(fā)現(xiàn)PRV TK基因與其他α皰疹病毒的TK基因相似性并不是很高[25]。但是,N末端的3個(gè)高度保守的序列(DGXXGXGK、EPMXXW、DRHPXA)是9個(gè)皰疹病毒TK都具有的,推測(cè)這些保守序列很有可能是ATP等的結(jié)合結(jié)構(gòu)域,或者PRV TK蛋白酶的活性中心。進(jìn)一步繪制的PRV TK基因與其他α皰疹病毒的TK基因的進(jìn)化樹(shù)發(fā)現(xiàn)該毒株的TK基因與PRV韓國(guó)分離株Yangsan的TK基因親緣關(guān)系要比與國(guó)內(nèi)分離株鄂A株的更近[5]。
3 結(jié)語(yǔ)
PR是危害世界養(yǎng)豬業(yè)的重要疾病之一,在我國(guó)顯的尤為重要,特別是在2011以后出現(xiàn)的流行PRV變異株,已經(jīng)給我國(guó)的養(yǎng)豬業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。然而令人欣喜的是獸醫(yī)科研工作者已經(jīng)在PRV的毒力基因研究方面取得了一些進(jìn)展,為今后PRV流行株的診斷、鑒定及下一步防控奠定了一定基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
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