鸡心包积液综合征病原学研究进展*

苗艳，朱庆贺，兰世捷，金振华，张蕾，张红，田秋丰，张国华，尹珺伊，孟维珊，张鹏宇，吴宪

（黑龙江省农业科学院畜牧兽医分院，黑龙江 齐齐哈尔 161000）

1 病毒分类和粒子结构

鸡心包积液综合征（hydropericardium syndrome，HPS）病原为禽腺病毒血清4型（Fowl adenovirus serotype-4，FAdV-4）。FAdV-4属于腺病毒科、腺病毒属成员。根据群特异性抗原的不同将腺病毒分为三个群（FAdV-I、FAdV-II和FAdV-III），根据交叉中和实验和限制性内切酶活性分析，将腺病毒分为5个种（A～E）和12个血清型（1～7、8a、 8b、9～11），分别为FAdV-A1、FAdV-B5、FAdV-C4、FAdV-C10、FAdV-D2、FAdV-D3、FAdV-D9、FAdV-D11、FAdV-E6、FAdV-E7、FAdV-E8a、FAdV-E8b。FAdV-4为C种成员，是一种无囊膜、线性、双链DNA病毒，基因组长度大约在43～46 kb之间，编码10种主要结构蛋白和11种非结构蛋白。病毒粒子呈正二十面体对称，直径在80～90 nm之间。病毒的核衣壳主要由暴露在表面的三种结构蛋白构成，分别为六邻体蛋白、纤维蛋白和五邻体基质蛋白，六邻体蛋白构成衣壳的主要结构部分，衣壳共有240个三聚六邻体蛋白和12个五聚五邻体基质蛋白， 三聚纤维蛋白分别从衣壳的12个顶点的五邻体基质蛋白上突出，具有一种球形的杆状结构。非结构蛋白（nonstructural protein，NSP)主要包括 11种蛋白，分别是E1A、E1B、DBP [E2A]、ADP [E3]、E4、52/55 K、pIVaII、pol、EP、33 K和100 K。

2 理化特性

FAdV-4作为一种无囊膜的DNA病毒，对一些脂溶剂和外界环境具有较强的抵抗力，干燥环境中室温可存活7 d，-20 ℃环境则可长期保持病毒活性。pH耐受性在3 ～ 10之间，60 ℃ 1 h、80℃ 10 min、100 ℃ 5 min，或用5%的氯仿、10%的乙醚、0.1%的甲醛处理可使病毒失活。

3 编码的主要蛋白

3.1 六邻体蛋白

腺病毒的二十面体衣壳主要由六邻体蛋白组成。六邻体蛋白有四种类型，分别为H1、H2、H3和H4。H1型六邻体蛋白有60个，它们与12个顶端的五邻体基质蛋白有关。H2型六邻体蛋白在二重轴上，H3在三重轴上，剩下的是H4型。不同血清型腺病毒的六邻体蛋白大小不同，最大的六邻体蛋白大小为967个氨基酸。每个六邻体蛋白有九个高变区，它们位于分子的顶部，这些区域代表六邻体蛋白的型特异性抗原，进入机体后能够刺激机体产生中和抗体，可用于确定FAdVs的血清型，其中至少有一个区域在病毒中和活性中发挥重要作用。六邻体蛋白还对病毒的早期复制起促进作用，其高变区可与MARCO SR-A6结合从而促进FAdV侵入细胞。

3.2 纤维蛋白

纤维多肽约由582个氨基酸组成，并从其N末端以非共价方式与五邻体基质蛋白相结合。Fiber蛋白有三个区域，包括尾部、轴区和头结区。纤维蛋白最早参与病毒与宿主细胞或组织相互作用。病毒与宿主细胞结合的能力是感染过程的一个关键特征，影响着病毒的致病性。纤维蛋白头结区的可变序列决定腺病毒病毒血凝特性，这些特性被用来将腺病毒从A到F的分类。禽腺病毒有不同的五邻体基质蛋白结构，与两种纤维蛋白有关。研究发现，两种纤维蛋白有不同的受体，因此认为两种纤维蛋白对病毒与细胞相互作用都是必要的。研究还发现，纤维蛋白中存在影响毒力、细胞表面结合受体和组织趋向性受体的表位。因此，纤维蛋白的主要作用是通过与细胞受体的相互作用将病毒衣壳附着到宿主细胞表面。

3.3 五邻体基质蛋白

五邻体基质蛋白单体约由471个氨基酸组成。同五聚五邻体基质蛋白和三聚纤维蛋白的共价复合物形成五邻体的衣壳体。五邻体基质蛋白位于二十面体衣壳顶端位置，当它与邻近的衣壳、周围的六邻体蛋白及其它相关蛋白质相互作用时，对衣壳的稳定性维持起关键作用。此外，五邻体基质蛋白对热、胰蛋白酶、pH和离子强度的变化都很敏感。在病毒粒子侵入细胞的过程中，五邻体基质蛋白对一些其它蛋白质的结合有重要作用，五邻体基质蛋白在病毒侵入细胞后期的作用尚不清楚，但已发现五邻体基质蛋白会与细胞成分相互作用，并在感染动物血清中检测到抗五邻体基质蛋白的中和抗体。

3.4 100K

100K是禽腺病毒的一种重要非结构蛋白。在宿主细胞内病毒复制过程中，该蛋白在病毒蛋白的运输中起重要作用。腺病毒B亚群和C亚群的100K蛋白已被鉴定为一种伴侣蛋白，它有助于六邻体的三聚化和核定位。研究人员将六邻体蛋白单独在昆虫细胞中表达或在存在100K蛋白的情况下共同表达，结果显示，当六邻体单独表达时，在包涵体的细胞质中检测到六邻体蛋白；但当六邻体和100K蛋白共表达时，六邻体蛋白则以可溶性三聚体形式表达。有证据表明，100K蛋白在昆虫细胞中起着六邻体折叠、自组装和核导入的作用，因此，该蛋白可能是六邻体的支架蛋白。

4 编码的其它蛋白

腺病毒编码的蛋白除上述几种主要蛋白外，还包括一些次要蛋白，包括pIIIa、pV、pVI、pVII、pVIII蛋白等。pIIIa蛋白位于五邻体基质蛋白下，环绕于其周围，参与病毒的组装和成熟。pV蛋白也在病毒进入细胞核中发挥重要作用。pVI蛋白位于六邻体蛋白的三聚体空腔内，与病毒的DNA相结合。pVI为腺病毒蛋白酶的辅助因子，并能够调控腺病毒组装过程中六邻体进入细胞核，在病毒侵入细胞后，参与破坏内吞小体。pVII蛋白能够释放多种信号，调控病毒向细胞核及核仁中运输。pVIII蛋白在每个病毒粒子中有120个拷贝，不对称的分布在衣壳内表面的顶点，和靠近病毒衣壳的三重对称轴。pIIIa、pVI和pVIII蛋白三种蛋白在病毒成熟过程中被蛋白酶切割所形成，起着稳定病毒粒子衣壳的作用。

5 致病机理

由FAdV-4引起的HPS有一个异常的侵袭性临床过程，持续7～15 d。不同的肉鸡品系对FAdV-4具有相似的敏感性。通过卵黄囊途径接种FAdV-4的鸡胚会发育不良、出血和胚胎死亡。通过给肉鸡皮下注射经FAdV-4感染后的肝脏制成的匀浆可以对HPS进行复制，但这并不代表现场条件下HPS的传播模式。FAdV-4对肉鸡具有较高的致病性，在鸡群之间和鸡场之间进行传播。HPS主要通过粪-口途径进行传播，还可以通过垂直传播感染肉鸡。间接血凝试验结果显示，乌鸦和鸽子的血清标本HPS阳性率较高，这表明自由生活的鸟类可能是HPS病原的携带者。野生鸟类可能在自然条件下成为疾病传播的特定宿主，但需要进一步确认。宿主免疫是抵御病原体感染的最强大的防御机制之一，细胞因子在病原体的消除中起着重要作用。然而，过量的炎症细胞因子的分泌可能是FAdV-4发病的原因之一。一种以上血清型病毒的混合感染也可能是导致FAdV-4延长排放的一个原因。牛玉娟等的研究表明，FAdV-4感染主要引起以核内包涵体形成为特征的肝细胞变性坏死，并诱发肝细胞凋亡和自噬，但不直接感染心肌细胞，不能直接诱导心肌细胞发生凋亡，心包积液的形成主要由于血浆渗出。六邻体蛋白和纤突蛋白Fiber-2与FAdV-4的致病性密切相关，为高致病性FAdV-4的重要毒力因子。研究显示，将高致病性FAdV-4毒株中的这两种蛋白替换后病毒的致病性明显下降，这两种蛋白在FAdV-4致病过程中的分子机理有待进一步研究。

6 小结

HPS一直是影响世界各地养禽业发展的重要疾病，自2015年在我国暴发以来，已给我国养禽业造成严重经济损失。HPS病原FAdV-4具有一定的遗传差异，且基因组中的一些基因在发生着变化。腺病毒基因组编码多种蛋白，目前对三种主要结构蛋白及其功能的研究相对较多，但对其它病毒的研究还较少，还需进一步对其它结构蛋白和非结构蛋白在病毒感染细胞过程中的作用和相关机制进行研究，为进一步研究FAdV-4的致病机制及开发有效疫苗提供理论依据。