偽狂犬病毒主要毒力基因的研究進展

任衛(wèi)科 池晶晶 李秀麗 鄢明華 張莉

摘要：偽狂犬病（pseudorabies， 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出現(xiàn)了變異。本文將對PRV主要的毒力基因gE、gB、gC、gD和TK基因最新研究進展進行了綜述。

關鍵詞：偽狂犬病毒；基因；現(xiàn)狀

中圖分類號：S858.28 文獻標識碼：B 文章編號：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物的一種以發(fā)熱、奇癢、呼吸和神經系統(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，產死胎、木乃伊胎；仔豬腹瀉及出現(xiàn)神經癥狀，兩周齡內仔豬高發(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間。PR上個世紀50年代傳入我國后，已遍布大部分省市，曾經給養(yǎng)豬業(yè)造成慘重損失。自從PR基因缺失疫苗（Bartha-K61）引入并廣泛應用后，該病在國內國基本上得到控制。然而2011年之后，我國華東、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[1]。國內一些科研院所隨即對新流行的PRV進行了一些研究，本文將PRV的研究進展進行了詳細綜述。

1 PRV基因組結構及分型

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74%。PRV基因組分為兩部分：長獨特區(qū)UL和短獨特區(qū)US。由于US區(qū)段和UL的方向有兩種（一致或相反），因而導致有兩種異構體。

Herrmann等（1984）通過BamHI-RFLP分析方法，將PRV分為4個基因型，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。葉超等（2015）利用BamHI-RFLP分型方法對我國目前流行的PRV毒株進行分型，發(fā)現(xiàn)國內流行毒株主要為II型，而國外以I型為主[2]。在已知的動物病毒中，PRV基因組相對保守和穩(wěn)定，但并不是一成不變的。Sara等對比利時的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PRV基因組的研究中，有些學者對分離毒株部分基因的同源性進行了分析，研究發(fā)現(xiàn)我國目前流行的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野毒株都表達的一種糖蛋白，是PRV主要的毒力基因，能夠介導病毒在細胞間的擴散，并有助于PRV向中樞神經系統(tǒng)擴散，它也是PR基因缺失疫苗的標志基因，通過檢測gE基因的有無可區(qū)分疫苗株和野毒株的感染。

彭金美等（2013）對黑龍江、吉林、遼寧、內蒙古、河南等省分離到的PRV毒株的gE基因進行了測序并與NCBI中登錄的相應序列進行比對，其同源性雖仍在97%以上，但這些分離株均在一個相對獨立的遺傳分支中。安同慶等從黑龍江、吉林、遼寧、江蘇、河南發(fā)病豬場分離到的16株豬PRV，對其gE基因進行測序，并于NCBI中發(fā)布的早期PRV基因序列進行對比，同樣發(fā)現(xiàn)這15個毒株位于相對獨立的遺傳分支中，對其氨基酸序列的分析結果顯示15個分離株在48和492-495位氨基酸上均增加了一個天冬氨酸（Asp）。余秋穎（2014）等對從河南分離的4株PRV的gE基因進行氨基酸序列的遺傳進化分析顯示，分離的這4株PRV為一個單獨的小亞群，與國內代表株HB/HD株、Ea株處于同一較大分支上，親緣關系最近，與馬來西亞PPRV株、韓國Yangsan株又處于同一大分支上，形成1個亞洲毒株進化群，而歐洲分離株與南美洲分離株處于另外一個大分支上，形成1個歐美毒株進化群。對這4株分離株PRV的gE基因核苷酸及其推導的氨基酸序列與參考毒株（OOV72株、89V87株、Becker株、Kaplan株、NIA-3株、NS347株）比對分析顯示：4株PRV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。相應氨基酸序列47位與48位之間插入1個D，138位與139位之間插入GAC，493位與494位之間插入1個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蛋白形成一個由二硫鍵連接的同源二聚體復合物，能誘導機體產生依賴補體和不依賴補體的兩種中和抗體。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基因測序結果分析顯示，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個堿基（CGG）插入。215-217位發(fā)生了不同于Bartha株的3個堿基的替換。此外，與Bartha株相比，223和225-233位存在不連續(xù)的1 + 8個堿基的缺失，這些大段堿基缺失可能會導致其抗原性變化[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，能誘導細胞免疫應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NCBI上公布的gC基因序列進行遺傳進化樹分析，將PRV分為5個主要的基因型。葉超（2015）研究表明，中國分離毒株相對于國外分離株在gC蛋白第63-69為連續(xù)插入AAAATPA 7個氨基酸，且該插入突變可以作為鑒定國內外PRV的分子特征。范克偉等（2016）研究發(fā)現(xiàn)近年來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，這可能會導致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個氨基酸的蛋白質，具有糖蛋白固有的特征。gD能識別脊髓灰質炎受體家族，介導病毒與靶細胞的穩(wěn)定結合，參與病毒感染的穿入過程。

張亮等（2012）將分離到的PRV北京株與NCBI上公布的其他PRV gD基因的序列進行比較，相似性在97%～99%之間，但北京株與國內外分離株Ea株、MinA株、FA株、FZ株、Kaplan株等分處于兩個不同的系統(tǒng)進化樹分支[4]。張新平等（2014）對福建分離株LY株gD基因的測序結果與FA株、FZ株、Kaplan株等進行比較，發(fā)現(xiàn)LY株的9、10、221位點對應的氨基酸存在差異。

2.5 TK基因

TK基因即UL23基因，屬于病毒的早期基因，其編碼產物胸苷激酶是胸腺嘧啶合成補救途徑中所必需的酶，能夠將ATP上磷酸轉移到脫氧胸苷的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在神經元中的復制能力極弱[7]。

張士強等（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個高度保守的序列（DGXXGXGK、EPMXXW、DRHPXA）是9個皰疹病毒TK都具有的，推測這些保守序列很有可能是ATP等的結合結構域，或者PRV TK蛋白酶的活性中心。進一步繪制的PRV TK基因與其他α皰疹病毒的TK基因的進化樹發(fā)現(xiàn)該毒株的TK基因與PRV韓國分離株Yangsan的TK基因親緣關系要比與國內分離株鄂A株的更近[5]。

3 結語

PR是危害世界養(yǎng)豬業(yè)的重要疾病之一，在我國顯的尤為重要，特別是在2011以后出現(xiàn)的流行PRV變異株，已經給我國的養(yǎng)豬業(yè)造成巨大的經濟損失。然而令人欣喜的是獸醫(yī)科研工作者已經在PRV的毒力基因研究方面取得了一些進展，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。

參考文獻

[1]薛雙，馮艷，周坤，等.豬偽狂犬病在我國的流行現(xiàn)狀.中國豬業(yè)，2012，12：41-42.

[2]葉超，豬偽狂犬病毒HeN1株全基因測序與病毒遺傳變異分析[農業(yè)碩士論文].哈爾濱： 哈爾濱獸醫(yī)研究所， 2015.

[3]張青占.變異豬偽狂犬病毒的分離鑒定及生物學特性分析[農業(yè)碩士學位論文].北京：中國農業(yè)科學院， 2013.

[4]張亮，張?zhí)?，鄭杰，?豬偽狂犬病病毒北京株的分離鑒定. 中國畜牧獸醫(yī)，2012，39： 229-231.

[5]張士強，易悅，徐志文，等.豬偽狂犬病病毒SL株TK基因的克隆與生物信息學分析. 中國畜牧獸醫(yī)， 2012， 39： 26-30.