轮状病毒结构蛋白的研究进展

汪雨婷 云巾宴 马 瑞 蔡锦顺

(延边大学农学院动物医学系，延吉 133000)

轮状病毒(Rotavirus,RV)属于呼肠孤病毒科(Reoviridae)，轮状病毒属(Rotavirus)的成员，是引起婴幼儿和多种幼龄动物非细菌性腹泻的主要病原之一，多数新生犊牛腹泻与轮状病毒感染有关。自1969年Mebus等，首次用电镜从Nebraska新生牛犊腹泻粪便中检测到轮状病毒NCDV株 (Nebraska Calf DiarrheaVirus)，并证明其为新生牛犊腹泻的病原以来，世界各地均有不同RV感染牛的报道。1975年，国际病毒分类委员会正式将此病毒命名为轮状病毒(Rotavirus，RV)，并且确定内布拉斯加犊牛腹泻毒株为其标准毒株（NCDV）。

1 病毒特征

轮状病毒完整的病毒粒子呈二十面体对称，并且表面光滑，无囊膜包被。病毒颗粒在粪便和细胞培养中以两种大小不同的形式存在:一种是含有完整外壳的实心光滑型颗粒，约70～75nm；另一种是不含外壳仅含有内壳的粗糙型颗粒，约50～60nm，并且只有实心颗粒具有传染性。病毒含有外衣壳蛋白、内衣壳蛋白、核心蛋白三种蛋白；病毒基因组11个不连续的双股RNA片段组成，每段含一个开放读码框架。病毒粒子中含有RNA依赖的RNA聚合酶以及其它与RNA转录加帽有关的酶类；病毒在感染细胞胞浆内复制增殖；并且在混合感染时基因组能够发生基因重排；病毒体外培养需要经过胰蛋白酶处理，胰蛋白酶通过裂解外衣壳蛋白VP4而增强病毒的感染性；病毒粒子通过内质网出芽形成，在出芽过程中形成一个临时囊膜结构；成熟病毒粒子通过感染的细胞溶解释放出来。病毒的11个双股 RNA节段，除最小的一段RNA编码两个非结构蛋白NSP5和NSP6外，其余每段RNA片段均编码一个蛋白；即编码6种结构蛋白(VP1～VP4，VP6，VP7)和6种非结构蛋白(NSP1～NSP6)。

2 轮状病毒蛋白组成特点及分型特点

轮状病毒核心蛋白VP1、VP2、VP3和内衣壳蛋白VP6分别由第1、2、3和第6节段RNA编码。外衣壳蛋白VP4是由第4节段RNA编码，而VP7外衣壳蛋白其基因编码因毒株不同而有很大差异，可以由第7、8或第9节段RNA编码。目前一般认为VP1是病毒依赖 RNA的 RNA聚合酶 (RNA-dependent RNA polymerase)；VP2的主要功能是装配病毒粒子；VP3具有鸟苷酸转移酶(guanylytrans-ferase)活性，是mRNA成熟所必须的。VP4、VP6和VP7三个结构蛋白是与RV抗原性有关的主要结构蛋白，这三种结构蛋白抗原分别被称为即群抗原、中和抗原和血凝素抗原。VP6为群和亚群的特异性抗原，根据VP6抗原性的不同，目前将RV分为A-G七个群。然而，A组RV在流行病学和疫苗研制方面最为重要，并且A群轮状病毒是婴幼儿和幼龄动物腹泻的主要病原，在世界范围内也广泛流行。中和抗原VP7决定病毒的G血清型，目前已确定14个G血清型(G1、G2、G3、G4因最常见而被用于制备疫苗)和22个G基因型。VP4是病毒的血凝素抗原且决定病毒的P血清型，目前已确定l4个P血清型和32个P基因型。所有的轮状病毒并不是都有血凝素抗原，而是VP4和VP7都是是病毒的主要识别因子，均为病毒独立的中和靶位,介导血清型特异性。

3 小结

轮状病毒是导致婴幼儿和幼龄动物腹泻的主要病原，在世界范围内已引起广泛关注。据调查显示全世界每年约有592000名5岁以下儿童死于轮状病毒腹泻。VP4、VP6、VP7作为RV的主要结构蛋白，并作为RV的主要抗原，不管是在疫苗研制方面还是血清分型与RV分群方面都具有非常重要的意义。VP4、VP6与VP7三个结构蛋白是机体产生针对RV具有中和作用的主要结构蛋白，其三者可以模拟组装病毒粒子并具有感染性，从而刺激机体产生抗体。有研究显示结构蛋白VP4和VP7两者的作用相互影响、相互限制，VP4主要影响VP7的抗原性，而VP7主要影响VP4在病毒体上对宿主细胞的吸附特性，从而影响病毒的感染和致病作用。另外VP4、VP7在结构上的紧密相连,不仅可以稳定VP4、VP7的空间结构和构成病毒框架，而且可以增强它们的免疫原性。总之对轮状病毒VP4、VP6和VP7的研究不仅可以使我们对轮状病毒的感染机制和致病机理有进一步的了解，而且对未来轮状病毒的治疗和预防都具有一定的潜在作用。