蓝舌病病毒分子生物学研究进展

黄大鹏

摘要 蓝舌病病毒（Bluetongue virus，BTV）属呼肠孤病毒科环状病毒属，分子总质量是1.3×10⁷库伦，为分子质量最大的RNA病毒。其基因组为10个节段的双链RNA：其中4个小片段（S7-S10）、3个中片段（M4-M6）、3个大片段（L1-L3），节段基因组分别编码3个非结构蛋白（NS1-NS3）、7个结构蛋白（VP1-VP7）。通过双链RNA基因组以RNA为模板进行体外翻译，同时依据各基因片段及所编码蛋白的相互关系，查清了各基因编码蛋白质和其分子质量及功能。

关键词 蓝舌病病毒；蓝舌病；基因结构；表达产物

中图分类号 S8 文献标识码 A 文章编号 2095—6363（2016）13—0030—02

蓝舌病病毒（Bluetongue virus，BTV）是一种虫媒病毒，又称绵羊鼻镜肿痛、绵羊卡他热病毒。该病以发热、颊黏膜和胃肠道黏膜严重的卡他性炎症为特征。病羊体温升高，口腔黏膜受溃疡损伤，局部渗出血液，口流涎，鼻流脓性分泌物，在鼻孔周围形成干痂，口腔和舌发绀，因此称为蓝舌病。

蓝舌病病毒粒子为二十面体对称，无囊膜，具有微绒毛状外层，直径70nm～80nm。总基因组19218bp，分子总质量是1.3×10⁷库伦，为分子质量最大的RNA病毒。其基因组为10个节段的双链RNA：其中4个小片段（S7-S10）、3个中片段（M4-M6）、3个大片段（L1L3），节段基因组分别编码3个非结构蛋白（NS1-NS3）、7个结构蛋白（VP1-VP7）。

1 BTV基因结构

1.1 L1基因

L1基因全长3 944bp，编码核心结构蛋白VP1。VP1蛋白是一种碱性蛋白质，含有一个RNA病毒RNA聚合酶的典型序列GDD氨基酸序列。VP1在体外的复制活性较低，在37℃的条件下，可以维持24h。VP1能够复制全部的正链RNA片段，从蓝舌病病毒最小的基因片段（822bp）到最大的基因片段（3944bp），每一个片段都是完整的双螺旋结构的双链RNA，并对RNA酶Ⅰ有抑制作用，而对RNA酶Ⅲ敏感。

1.2 L2基因

不同血清型的L2基因长度不同，约3 000bp左右，且存在较大的差异。来自不同地区的同一血清型的毒株之间也会存在较大差异。L2编码BTV的外壳蛋白VP2，VP2是血清型特异性抗原，也是病毒血凝素抗原，在感染哺乳动物细胞时起粘附进入作用，且其具有二硫键骨架结构，表达有序。通过对血清型毒株的分析发现八聚肽在维持VP2整个蛋白构象中启到保守性作用。

1.3 L3基因

L3基因全长2772bp，编码病毒颗粒的主要核心蛋白VP3，由901个氨基酸组成，蛋白序列相对保守，在自然状态下为疏水性蛋白。VP3是主要的结构蛋白，内部包绕着VP1、VP4、VP6和DsRNA基因组，Vp3自身具有光滑表面，可供VP7附着，vp3和vp7共同构成了病毒的核心，所以，VP3蛋白对于BTV的毒粒结构具有十分重要的作用。

1.4 M4基因

M4基因全长2 011bp，编码VP4蛋白，共654个氨基酸，被认为具有某些催化活性。研究人员通过高度纯化的VP4和含有VP4的重组的CLPs证明了VP4具有RNA的5的三磷酸酶活性，VP4能够通过磷酰胺共价结合GMP，并催化GTP-PPi的交换反应。

1.5 M5基因

M5基因全长1639bp，编码VP5蛋白，共526个氨基酸。VP5是构成BTV外衣壳的蛋白，也是唯一的糖基化蛋白，为型特异性抗原。VP5能够结合哺乳动物的细胞，却不能够进入，说明VP5不能够参与受体介导的内吞作用，然而VP5能够使细胞膜失去稳定性，从而使病毒的核心粒子进入到细胞质内。

1.6 M6基因

M6基因全长1770bp，在不同血清型的BTV中，其核苷酸序列高度保守，对应NSl编码非结构蛋白，共552个氨基酸。对BTV感染的细胞进行薄片分析，发现了大量具有BTV感染的重要细胞形态特征的病毒特异性微管。

1.7 S7基因

S7基因全长1156bp，编码VP7蛋白，共349个氨基酸，该基因编码蛋白在BTV內衣壳中占主要地位，具有着较强的疏水性和群特异性抗原决定位点。将病毒粒子中的VP5及VP2去掉，可发现VP7拥有渗透昆虫细胞及粘合BTV病毒颗粒作用。用杆状病毒载体共表达VP3和VP7，可以得到BTV的内衣壳粒子，共表达VP2、VP5、VP3和VP7则可以得到BTV病毒样粒子，该病毒粒子具有良好的免疫原性，能够抵御病毒的侵袭。，

1.8 S8基因

S8基因全长1123bp，编码非结构蛋白NS2，共357个氨基酸。NS2是BTV感染细胞的包涵体中的主要的成分，主要位于细胞核的附近。细胞中所表达的NS2蛋白足够形成包涵体，并可募集VP3蛋白，这表明NS2蛋白在病毒的复制和组装中起重要作用。在对BTV蛋白和核酸的相互作用进行研究时，Theron J采用的是生物化学方法，并且采用紫外线交联试验证明了NS2蛋白和核酸密切联系。

1.9 S9基因

S9基因全长1046bp，编码核心结构蛋白VP6，由328个氨基酸组成。该基因经过编码后的VP6蛋白可以诱导产生高滴度的特异性抗体，具有高度的免疫原性。VP6蛋白具有核苷三磷酸酶和解旋酶活性，能够结合RNA，在病毒的早期复制中起重要作用。通过序列缺失实验证明，VP6具有6个抗原表位，这些抗原表位是保守的并暴露于蛋白表面。

1.10 S10基因

S10基因全长822bp，序列中含有2个符合阅读框的甲硫氨酸密码子，可以编码两种非结构蛋白NS3和NS3A。NS3蛋白的氨基酸序列高度保守，其核苷酸序列的保守性也可达82%～99%。NS3和NS3A是环状病毒编码的唯一的一种膜蛋白。NS3和NS3A均具有一段较长的N末端和较短的C端的胞浆区，并通过两个跨膜区与一小段胞外区相连。NS3蛋白不存在于胞外，而是定位于感染BTV细胞上质膜上的病毒穿透或出芽的位点上。这就说明了在BTV形态发生的最后阶段中NS3和NS3A所具有的某些功能可能会对其造成一定影响。

2结论

通过研究蓝舌病病毒的基因结构，功能和表达，了解蓝舌病病毒的复制、传播及体外生长嗜性，对于研究蓝舌病分子流行病学及对蓝舌病的预防、检测和控制具有重要的理论意义和应用价值。endprint