猪繁殖与呼吸综合征病毒病原学研究进展

于忠良，温书香，安利民

(1.漯河市外埠入漯畜产品查验中心，河南 漯河 462000；2.漯河市动物疫病预防控制中心，河南 漯河 462000)

1 猪繁殖与呼吸综合征病毒分类和结构

猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）隶属套式病毒目，动脉炎病毒科，动脉炎病毒属。在电子显微镜下，猪繁殖与呼吸综合征病毒呈椭圆形或者类似球型。病毒粒子的直径在48到83nm，核衣壳的直径在25到30nm，囊膜表面有纤突。PRRSV病毒的遗传物质为单链RNA。

2 猪繁殖与呼吸综合征病毒的理化性质

1992 年Benfield等人报道称猪繁殖与呼吸综合征病毒在氯化铯中的密度在1.13到1.19g/cm3。PRRSV病毒对热源比较敏感，在高温条件下可以迅速死亡。在低温条件下，较长时间也可以灭活。如在37℃或者56℃不超过1h均可以灭活。PRRSV能够在血清中维持活力，在-70℃的条件下仍然保持感染性，在4℃ 的条件下至少存活1个月。PRRSV在潮湿的环境中活性和感染力都比较强，而在干燥的环境中活性非常低，容易失活。PRRSV是有囊莫病毒，根据相似相容原理，该病毒对有机溶剂比较敏感。

3 猪繁殖与呼吸综合征病毒的基因组结构

猪繁殖与呼吸综合征病毒的全基因组序列已经全部测完，根据不同地区分离到的PRRSV病毒核酸的序列差异，Allende等人在1999年将猪繁殖与呼吸综合征病毒分为2个基因型，即欧洲型和美洲型。1995年，我国养猪场爆发流行猪繁殖与呼吸综合征病，经过测序发现我国流行株是美洲型。2007童光志等人报道，在2006年我国爆发流行的猪繁殖与呼吸综合征病病毒仍然是美洲型。PRRSV基因组病毒与其它动脉炎病毒科的病毒类似。基因组包含10个开放阅读框，而很有意思的是每个开放阅读框与下一个阅读框都有部分重叠。基因组的5’端和3’端都有非编码区域，分离到的毒株类型不同，非编码区域的长度也有所差异。其中美洲型的PRRSV病毒5’端非编码区域要比欧洲型的短。此外，5’端的非编码区域要比3’端的区域更保守些。

4 猪繁殖与呼吸综合征病毒基因组的复制与转录

猪繁殖与呼吸综合征病毒的基因组具有双重功能，即病毒的复制和转录功能。和其他动脉炎病毒的复制过程相似，PRRSV病毒的复制是从相关复制酶的表达开始的。也即是遗传物质RNA直接表达ORF1a和ORF1b。表达出来的ORF1a和ORF1b在酶的作用下水解成14个非结构蛋白，这14个非结构蛋白在宿主细胞的核糖体、酶和生物大分子的帮助下组合产生一种具有RNA聚合酶的活性分子，RNA聚合酶以病毒核酸为模板，根据碱基互补配对原则先合成负链RNA，负链RNA再从复制体中解离出来，以这个复制出的负链RNA为模板复制出一条与病毒基因组一样的基因组。该病毒基因组与后来合成的病毒蛋白一起组成具有一定活性和感染性的新的病毒颗粒。

5PRRSV非结构蛋白和她们的功能

ORF1编码有2个蛋白ppla和pplb，ppla在酶的作用下可以裂解成10个非结构蛋白，这些被裂解成的非结构蛋白在病毒的复制、转录、翻译过程中起到非常重要的作用。2012年Beura等人报道称这些非结构蛋白在病毒的免疫调控中也起到重要的作用。NSP1蛋白属于一种多功能的非结构蛋白，它除了有自我切割的活性之外，还参与到病毒的复制中。NSP1蛋白有2个功能区：NSP1a和NSP1b。2010年Patel等人证实NSP1a和NSP1b这两个功能区有抑制干扰素和肿瘤坏死因子的产生的功能。PRRSV表达的最大的非结构蛋白是NSP2蛋白，NSP2蛋白分为3个区。目前为止该蛋白的功能尚不是很清楚，但是有一点可以证实，就是NSP2蛋白与NSP3蛋白在病毒形成双层膜结构中起到很大的作用。尽管NSP2蛋白的潜在功能很多，但是在一项对NSP2核酸序列分析的报告中发现，NSP2核酸序列的变异系数最大。NSP2蛋白在美洲型和非洲型的同源性不到40%。在分离得到的不同的毒株之间比对发现，NSP2蛋白功能未知区域经常发生片段的突变、缺失和插入。

6PRRSV编码的结构蛋白

目前来讲，已知的PRRSV结构蛋白有8个，它们分别为GP2，GP2a，GP3，GP4，GP5，GP5a，M蛋白和N蛋白，其中囊膜蛋白主要是指被糖基化的GP2，GP3，GP4和GP5，非糖基化囊膜蛋白主要是没有被糖基化的蛋白，如GP2a，GP5a和M蛋白。GP5蛋白是由ORF5编码而成，GP5蛋白的分子量约为25ku。在成熟病毒颗粒的表面GP5可以与M蛋白形成异源二聚体，而这种异源二聚体是子代病毒粒子形成所必需的物质。有研究表明GP5还有诱导细胞凋亡的功能。N蛋白又称为核衣壳蛋白，是由ORF7编码的蛋白，分子量在14～15ku。N蛋白在所有的蛋白中表达量最高，N蛋白主要用于PRRSV病毒感染的检测。M蛋白是由ORF6编码的一种基质蛋白，序列比对结果表明，M蛋白在2个基因型毒株之间最为保守，有研究发现M蛋白在病毒的感染，病毒的装配和出芽中起到至关重要的作用。GP4蛋白是由ORF4编码而成的，该蛋白的分子量在31～35ku之间。GP4蛋白是N端糖基化的一种囊膜蛋白，在序列中有4个糖基化位点。有研究表明，GP4蛋白有2种存在形式：第一种是存在于感染病毒的细胞内，第二种是糖基化后存在于病毒颗粒中。GP3蛋白是由ORF3编码成的，分子量在45～50ku之间，钙蛋白是高度糖基化的一种结构蛋白，2010年Das,P.B等人研究发现GP3蛋白在病毒的感染、激发机体产生免疫和维持蛋白构象上有非常重要的作用。