人類博卡病毒的研究進展

全　瑤，張素紅(綜述)，黃　婷(審校)

(南京市高淳人民醫院兒科，南京 211300)

?

人類博卡病毒的研究進展

全瑤※，張素紅(綜述)，黃婷(審校)

(南京市高淳人民醫院兒科，南京 211300)

摘要：人類博卡病毒(HBoV)屬于細小病毒科細小病毒亞科的博卡病毒屬，是迄今發現的繼細小病毒B19之后能感染人的第二類細小病毒。現已發現的HBoV可分為HBoV-1、HBoV-2、HBoV-3和HBoV-4四型。研究顯示，HBoV在不同類型的標本中均有檢出，檢出率差異較大，且較多合并其他病原體的檢出。現有的研究結果表明，HBoV不僅可能是呼吸道疾病的致病原，也有可能是胃腸道疾病的致病原。

關鍵詞:人類博卡病毒；生物學性狀；致病性；檢測方法

2005年8月，瑞典科學家Allander等[1]對兒童急性上呼吸道感染樣本進行大規模篩查時，發現一種與已知的細小病毒類似的新病毒，因其與牛和犬博卡病毒同源性很高，故將其命名為人類博卡病毒(human Bocavirus，HBoV)。2009年1月Kapoor等[2]從非脊髓灰質炎感染急性弛緩性麻痹患兒糞便中發現HBoV2，其后HBoV3[3]和HBoV4[4]也相繼被發現。在分類學上，認為HBoV屬于細小病毒科細小病毒亞科的博卡病毒屬，HBoV是迄今發現的繼細小病毒B19之后能感染人的第二類細小病毒。根據HBoV的全基因組測序和序列分析結果，HBoV可分為HBoV1、HBoV2、HBoV3和HBoV4四型。目前尚未確定4種HBoV代表不同的病毒株，還是一種病毒株的不同基因型。現有的研究結果表明，HBoV不但是呼吸道疾病的致病原，也有可能是引起小兒急性胃腸炎的致病原[5]。現對HBoV的生物學性狀、流行特征、疾病相關性、檢測方法等方面予以綜述。

1HBoV的分子生物學特征

HBoV基因組為單鏈線性DNA，全長約為5.6 kb，形態與其他細小病毒十分相似，是一類無包膜的小顆粒病毒，電鏡下顆粒直徑為20～25 nm[6]。4型HBoV基因組結構基本一致，從5′～3′有3個開放讀碼區，其中2個開放讀碼區分別編碼非結構蛋白NS1、NP1，另1個開放讀碼區編碼兩種病毒衣殼蛋白VP1和VP2。VP1與VP2具有典型的基因重疊區，此外，VP1還具有非重疊區即VP1獨特區(VP1u)[7]。5′端left-end hairpin(LEH)及3′端right-end hairpin(REH)具有回紋序列，形成莖環、發卡樣復雜二級結構[8-11]。

細小病毒NS1基因最早被轉錄、翻譯，經證實其在病毒復制過程中起到超激活的作用[12-15]；非結構蛋白NP1與病毒復制有關，并且在逃避宿主固有免疫中發揮重要作用[15]。HBoV VP1有磷脂酶A2樣活性，對病毒感染人體起著重要作用，能幫助病毒從細胞質進入細胞核內進行基因的復制與轉錄[16-17]。VP1、VP2基因比較保守，VP1、VP2蛋白具有良好的抗原性，因此常用于HBoV的血清學檢測[18]。有研究通過原核表達HBoV1 VP1u和VP2蛋白，利用免疫斑點技術對哮喘患兒血清進行HBoV1 IgG及IgM檢測，結果顯示相較于VP1u，VP2有更強的免疫活性，證明VP2是HBoV血清學檢測的理想抗原[19]。所以目前較多的研究針對VP2結構蛋白制作單克隆抗體，建立快速病毒檢測方法，從而能方便用于臨床工作中。

2HBoV的流行特征

2.1流行概況自Allander等[1]第一次發現HBoV后，世界各地均有HBoV的檢出，表明HBoV感染呈全球性分布。由于標本的采集對象、方法、季節、保存方法、實驗技術、引物的設計及方法的敏感性及特異性不同，HBoV DNA檢出率差別較大。雖然HBoV DNA在呼吸道標本、糞便標本、血清標本、尿液、腦脊液等中均有檢出，但目前HBoV DNA的檢測主要針對呼吸道及胃腸道標本。研究顯示，在有呼吸道癥狀患者的呼吸道標本中HBoV DNA檢出率為0.8%～19%[5-6]，在胃腸道疾病患者糞便標本中HBoV DNA檢出率為0.8%～9.1%[2-5]。

2.2年齡分布HBoV可以感染不同年齡組人群，年齡分布從新生兒至60歲以上，其中易患人群為低年齡階段兒童,尤其是6個月至2歲的嬰幼兒。考慮6個月以下的嬰兒的感染率較低的原因，可能與母傳保護性抗體尚未消失有關；之后隨著機體自身免疫的逐漸形成，HBoV的感染率呈下降趨勢。

2.3季節分布HBoV感染高峰的出現沒有時間差異性，許多研究均顯示HBoV感染沒有明顯的季節性分布[20-22]。美國Kesebir等[20]報道，HBoV檢出高峰出現時間為1～3月和 10～12月。法國報道的流行高峰主要集中在3～4月份[21]。日本東京地區，HBoV陽性標本大部分集中在1～5月，高峰出現在4～5月[22]。我國已有的研究結果也顯示，HBoV感染沒有明顯的季節分布[23]。

2.4血清流行病學Kahnd等[24]采用酶聯免疫吸附試驗(enzyme-linked immuno sorbent assay，ELISA)方法，報道人群HBoV1 IgG陽性率為72.7%，2個月以下的嬰兒和5歲以上的兒童HBoV1 IgG陽性率均>85%。成人血清HBoV1 IgG陽性率高的原因考慮可能是由于機體被HBoV1感染過后產生了保護免疫。年齡<6個月的嬰兒也有較高的陽性率，有學者認為是母體抗體通過胎盤傳遞至嬰幼兒的緣故[25]。相較于HBoV1，HBoV2～4感染率及刺激B細胞克隆選擇性活化度較低。Kantola等[26]通過構建重組病毒樣顆粒的酶免疫分析法檢測HBoV2～4抗體，成人血清流行率分別為34%、15%和2%。HBoV1～4型之間具有較高的氨基酸同源性，研究發現HBoV1～4主要抗原VP2蛋白之間存在血清學交叉反應，這也可能是導致HBoV1血清陽性率高的原因。在去除HBoV2～4抗體的影響的情況下，成人HBoV1抗體陽性率從96%降至59%。

3HBoV的疾病相關性

HBoV DNA在不同類型的標本中均有檢出，其中HBoV1和HBoV2 DNA的檢出率最高。呼吸道標本HBoV1 DNA檢出率較高，HBoV2 DNA主要在消化道標本中檢出。在此主要總結HBoV感染與呼吸道疾病、胃腸道疾病以及腦炎的疾病相關性。

3.1HBoV與呼吸道疾病目前HBoV研究與呼吸道疾病的研究基本采用聚合酶鏈反應(polymerase chain reaction,PCR)或實時熒光定量PCR檢測。主要感染對象為2歲以下嬰幼兒，臨床表現常以發熱、咳嗽、流涕、喘息、呼吸困難等癥狀，肺炎、支氣管炎、鼻炎、咽喉炎、哮喘的發生率也相當高。急性呼吸道感染患者呼吸道標本中主要檢出的基因型為HBoV1，文獻報道HBoV1與重癥肺疾病及兒童喘息密切相關[21]。

HBoV DNA陽性的呼吸道標本常檢出伴有其他病原體的混合感染，常見的共感染病原體為鼻病毒、流感病毒及呼吸道合胞病毒，而且由于尚未建立成熟的體外培養體系及敏感的動物模型，所以有學者對HBoV的呼吸道致病性提出了質疑[20-21]。2012年Huang等[27]通過擴增HBoV1末端回紋序列，構建了HBoV的全基因組，并轉染HEK293細胞，檢測出有子病毒的產生，同時感染原代支氣管上皮細胞后發現產生了細胞病變效應。HBoV1的感染性克隆的成功構建，證明HBOV1可以引起呼吸系統病變。綜合目前的一系列的研究結果，目前考慮HBoV1與呼吸道感染有相關性。同時有研究報道無呼吸道癥狀患者幾乎無HBoV DNA檢出，同時實時熒光定量PCR檢測顯示HBoV在感染人體后，可以在呼吸道以低載量狀態長期存在，一系列的研究證實呼吸道癥狀僅與病毒的高載量在統計學上呈相關性[28-29]，所以關于HBoV的呼吸道致病機制尚待進一步明確。

3.2HBoV與胃腸道疾病HBoV1 DNA在呼吸道標本檢出較多，而HBoV2～4 DNA主要在腹瀉患兒的糞便標本中檢出。相對于HBoV3及HBoV4，HBoV2在腹瀉患兒的糞便標本中檢出率和遺傳差異相對較高。患者的主要表現為惡心、嘔吐、腹瀉等急性胃腸病的典型癥狀，部分患兒可伴有呼吸道癥狀。雖然目前的研究結果提示HBoV與兒童腹瀉病的關系密切[30-31]。然而尚有大量的病例對照研究結果并不完全支持這一結論，因為在健康兒童糞便標本中也有HBoV DNA的檢出，兩者間HBoV DNA的檢出率比較差異無統計學意義，而且胃腸炎患者的胃腸道標本中常檢出輪狀病毒、杯狀病毒、星狀病毒等共感染，所以HBoV到底是胃腸道疾病的致病原還是腸道的“過路者”尚不能得出結論[32]。

3.3HBoV與腦炎的相關性2012年Mitui等[33]在4例腦炎患兒的腦脊液中檢測出HBoV DNA，基因分型顯示2例為HBoV1、2例為HBoV2，未檢測出其他病毒混合感染，并且其中1例HBoV2感染患兒出現了病毒血癥。2013年Yu等[34]同樣在67例腦炎患兒的腦脊液中用PCR方法檢測出10例HBoV DNA陽性，其中9例為HBoV1、1例為HBoV2。所以HBoV是否可以引起病毒性腦炎值得進一步研究。如果能引起腦炎，HBoV又是如何透過血腦屏障進入腦脊液或者是怎樣損害血腦屏障的問題值得下一步的探索。

4HBoV的檢測方法

關于HBoV感染診斷目前仍無統一標準。因為針對HBoV的體外培養系統和動物模型尚不成熟，所以主要采用PCR擴增臨床樣本的HBoV基因組進行檢測。ELISA、免疫印跡、免疫熒光檢測的建立可進一步用于血清中HBoV IgG和IgM抗體的檢測[19，35-36]。電鏡技術也可運用于病毒的檢測，然而因電鏡標本制作比較繁瑣，且價格昂貴，所以其在HBoV感染的檢測應用中受到局限，目前主要用于病毒的形態結構觀察。

4.1分子診斷HBoV的分子診斷主要采用PCR擴增方法。針對HBoV的不同基因，如NS1、NP1或VP1、VP2，設計特異性的引物，檢測患者呼吸道、血清、糞便及尿液等臨床樣本中的HBoV基因組。目前PCR擴增方法主要為常規巢式PCR和實時熒光定量PCR兩種[37]。實時熒光定量PCR有檢測敏感性高、特異性好，通過熒光信號檢測可以直接對產物進行定量檢測，且操作簡單安全，不易產生污染等優點。雖然巢式PCR費時費力易出現假陽性，但巢式PCR在檢測成本上有明顯優勢，而且研究顯示巢式的敏感性與實時熒光定量PCR比較差異無統計學意義。

4.2血清學診斷雖然PCR是一項針對HBoV核酸的快速、敏感的檢測技術，但實時熒光定量PCR檢測顯示標本中HBoV病毒載量較低，且有研究發現HBoV在感染人體后，可以在呼吸道以低載量狀態長期潛伏[38]，表明PCR檢測并不能明確HBoV的急性感染。血清學檢測方法可以彌補PCR檢測技術的不足，成為另一種重要的HBoV檢測的方法。Kantola等[26]提出了HBoV急性期感染的血清學診斷標準：含以下標志中至少兩項：HBoV IgM抗體產生；HBoV IgG抗體效價4倍增高或轉換；HBoV IgG低活性；病毒血癥。血清學檢測針對HBoV的特異性抗體的產生、變化過程及規律，是一項可靠的急性期血清學檢測方法[39]，從而為疾病的防治提供既往感染規律、人群易感性等血清流行病學依據。

5小結

HBoV是新發現的一種單鏈DNA病毒，目前國內外在HBoV的分子生物學及流行病學方面的研究已取得一定的成就。HBoV1的感染性克隆的成功構建表明HBoV1可以引起呼吸系統病變，然而HBoV的胃腸道致病性尚未明確。為了解HBoV的致病性及致病機制，除了感染性克隆的構建，篩選易操作的敏感細胞系，建立動物模型等基礎性工作仍需要進一步開展，從而有助于呼吸道及胃腸道疾病的預防及治療。

參考文獻

[1]Allander T,Tammi MT,Eriksson M,etal.Cloning of a human parvovirus by molecular screening of respiratory tract samples[J].Proc Natl Acad Sci U S A,2005,102(36):12891-12896.

[2]Kapoor A,Slikas E,Simmonds P,etal.A newly identified bocavirus species in human stool[J].J Infect Dis,2009,199(2):196-200.

[3]Arthur JL,Higgins GD,Davidson GP,etal.A novel bocavirus associated with acute gastroenteritis in Australian children[J].PLoS Pathog,2009,5(4):e1000391.

[4]Kapoor A,Simmonds P,Slikas E,etal.Human bocaviruses are highly diverse,dispersed,recombination prone,and prevalent in enteric infections[J].J Infect Dis,2010,201(11):1633-1643.

[5]Jartti T,Hedman K,Jartti L,etal.Human bocavirus-the first 5 years[J].Rev Med Virol,2012,22(1):46-64.

[6]Brieu N,Gay B,Segondy M,etal.Electron microscopy observation of human bocavirus (HBoV) in nasopharyngeal samples from HBoV-infected children[J].J Clin Microbiol,2007,45(10):3419-3420.

[7]Chen AY,Cheng F,Lou S,etal.Characterization of the gene expression profile of human bocavirus[J].Virology,2010,403(2):145-154.

[8]Sun Y,Chen AY,Cheng F,etal.Molecular characterization of infectious clones of the minute virus of canines reveals unique features of bocaviruses[J].J Virol,2009,83(8):3956-3967.

[9]Chen KC,Shull BC,Moses EA,etal.Complete nucleotide sequence and genome organization of bovine parvovirus[J].J Virol,1986,60(3):1085-1097.

[10]Schildgen O,Qiu J,S?derlund-Venermo M.Genomic features of the human bocaviruses[J].Future Virol,2012,7(1):31-39.

[11]楊晚竹，黃燦平，段招軍.豬博卡病毒環狀附加體的發現與鑒定[J].病毒學報，2012，28(4):418-423.

[12]Hsu TC,Wu WJ,Chen MC,etal.Human parvovirus B19 non-structural protein (NS1) induces apoptosis through mitochondria cell death pathway in COS-7 cells[J].Scand J Infect Dis,2004,36(8):570-577.

[13]Nakashima A,Morita E,Saito S,etal.Human Parvovirus B19 nonstructural protein transactivates the p21/WAF1 through Sp1[J].Virology,2004,329(2):493-504.

[14]Morita E,Nakashima A,Asao H,etal.Human parvovirus B19 nonstructural protein (NS1) induces cell cycle arrest at G(1) phase[J].J Virol,2003,77(5):2915-2921.

[15]Li Q,Zhang Z,Zheng Z,etal.Identification and characterization of complex dual nuclear localization signals in human bocavirus NP1:identification and characterization of complex dual nuclear localization signals in human bocavirus NP1[J].J Gen Virol,2013,94(Pt 6):1335-1342.

[16]Qu XW,Liu WP,Qi ZY,etal.Phospholipase A2-like activity of human bocavirus VP1 unique region[J].Biochem Biophys Res Commun,2008,365(1):158-163.

[17]Arnott A,Vong S,Sek M,etal.Genetic variability of human metapneumovirus amongst an all ages population in Cambodia between 2007 and 2009[J].Infect Genet Evol,2013,15:43-52.

[18]Shirkoohi R,Endo R,Ishiguro N,etal.Antibodies against structural and nonstructural proteins of human bocavirus in human sera[J].Clin Vaccine Immunol,2010,17(1):190-193.

[19]Kantola K,Hedman L,Allander T,etal.Serodiagnosis of human bocavirus infection[J].Clin Infect Dis,2008,46(4):540-546.

[20]Kesebir D,Vazquez M,Weibel C,etal.Human bocavirus infection in young children in the United States:molecular epidemiological profile and clinical characteristics of a newly emerging respiratory virus[J].J Infect Dis,2006,194(9):1276-1282.

[21]Jacques J,Moret H,Renois F,etal.Human Bocavirus quantitative DNA detection in French children hospitalized for acute bronchiolitis[J].J Clin Virol,2008,43(2):142-147.

[22]Ma X,Endo R,Ishiguro N,etal.Detection of human bocavirus in Japanese children with lower respiratory tract infections[J].J Clin Microbiol,2006,44(3):1132-1134.

[23]Cheng W,Jin Y,Duan Z.Human bocavirus in children hospitalized for acute gastroenteritis:a case-control study[J].Clinical infectious diseases,2008,47(2):161-167.

[24]Kahn JS,Kesebir D,Cotmore SF,etal.Seroepidemiology of human bocavirus defined using recombinant virus-like particles[J].J Infect Dis,2008,198(1):41-50.

[25]鄭敏巧，林峰，鄭美云，等.人博卡病毒母嬰感染的臨床前瞻性研究[J].中華實驗和臨床病毒學雜志，2007，21(4):331-333.

[26]Kantola K,Hedman L,Arthur J,etal.Seroepidemiology of human bocaviruses 1-4[J].J Infect Dis,2011,204(9):1403-1412.

[27]Huang Q,Deng X,Yan Z,etal.Establishment of a reverse genetics system for studying human bocavirus in human airway epithelia[J].PLoS Pathog,2012,8(8):e1002899.

[28]Lu X,Chittaganpitch M,Olsen SJ,etal.Real-time PCR assays for detection of bocavirus in human specimens[J].J Clin Microbiol,2006,44(9):3231-3235.

[29]Schenk T,Huck B,Forster J,etal.Human bocavirus DNA detected by quantitative real-time PCR in two children hospitalized for lower respiratory tract infection[J].Eur J Clin Microbiol Infect Dis,2007,26(2):147-149.

[30]Santos N,Peret TC,Humphrey CD,etal.Human bocavirus species 2 and 3 in Brazil[J].J Clin Virol,2010,48(2):127-130.

[31]Risku M,K?tk? M,Lappalainen S,etal.Human bocavirus types 1,2 and 3 in acute gastroenteritis of childhood[J].Acta Paediatr,2012,101(9):e405-410.

[32]Nawaz S,Allen DJ,Aladin F,etal.Human bocaviruses are not significantly associated with gastroenteritis:results of retesting archive DNA from a case control study in the UK[J].PLoS One,2012,7(7):e41346.

[33]Mitui MT,Tabib SM,Matsumoto T,etal.Detection of human bocavirus in the cerebrospinal fluid of children with encephalitis[J].Clin Infect Dis,2012,54(7):964-967.

[34]Yu JM,Chen QQ,Hao YX,etal.Identification of human bocaviruses in the cerebrospinal fluid of children hospitalized with encephalitis in China[J].J Clin Virol,2013,57(4):374-377.

[35]Lin F,Guan W,Cheng F,etal.ELISAs using human bocavirus VP2 virus-like particles for detection of antibodies against HboV[J].J Virol Methods,2008,149(1):110-117.

[36]Guido M,Zizza A,Bredl S,etal.Seroepidemiology of human bocavirus in Apulia,Italy[J].Clin Microbiol Infect,2012,18(4):E74-76.

[37]Xu ZQ,Cheng WX,Li BW,etal.Development of a real-time PCR assay for detecting and quantifying human bocavirus 2[J].J Clin Microbiol,2011,49(4):1537-1541.

[38]Kramer A,Schwebke I,Kampf G.How long do nosocomial pathogens persist on inanimate surfaces? A systematic review[J].BMC Infect Dis,2006,6:130.

[39]Zaghloul MZ.Human bocavirus (HBoV) in children with respiratory tract infection by enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) and qualitative polymerase chain reaction (PCR)[J].Virol J,201,8:239.

Progress in and Research of Human BocavirusQUANYao,ZHANGSu-hong,HUANGTing.(DepartmentofPediatrics,NanjingGaochunPeople′sHospital,Nanjing211300,China)

Abstract:Human Bocavirus(HBoV) is another parvovirus known to infect and cause illness in human besides Parvovirus B19. HBoV is classified as genus bocavirus in the family of Parvoviridae.So far,four different subtypes of HBoV(HBoV1-4) have been found.HBoV has been detected in different kinds of samples.The detection rate of HBoV infection varies widely,and is often co-detected with other pathogens.The existing results show that HBoV may not only be the pathogen of respiratory tract disease,but also the pathogen of gastrointestinal disease.

Key words:Human bocavirus; Biological characters; Pathogenicity； Detection method

收稿日期：2015-01-19修回日期：2015-04-23編輯：相丹峰

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.21.009

中圖分類號：R725.7

文獻標識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)21-3864-03