藍舌病病毒分子生物學研究進展

黃大鵬

摘要 藍舌病病毒（Bluetongue virus，BTV）屬呼腸孤病毒科環狀病毒屬，分子總質量是1.3×10⁷庫倫，為分子質量最大的RNA病毒。其基因組為10個節段的雙鏈RNA：其中4個小片段（S7-S10）、3個中片段（M4-M6）、3個大片段（L1-L3），節段基因組分別編碼3個非結構蛋白（NS1-NS3）、7個結構蛋白（VP1-VP7）。通過雙鏈RNA基因組以RNA為模板進行體外翻譯，同時依據各基因片段及所編碼蛋白的相互關系，查清了各基因編碼蛋白質和其分子質量及功能。

關鍵詞 藍舌病病毒；藍舌病；基因結構；表達產物

中圖分類號 S8 文獻標識碼 A 文章編號 2095—6363（2016）13—0030—02

藍舌病病毒（Bluetongue virus，BTV）是一種蟲媒病毒，又稱綿羊鼻鏡腫痛、綿羊卡他熱病毒。該病以發熱、頰黏膜和胃腸道黏膜嚴重的卡他性炎癥為特征。病羊體溫升高，口腔黏膜受潰瘍損傷，局部滲出血液，口流涎，鼻流膿性分泌物，在鼻孔周圍形成干痂，口腔和舌發紺，因此稱為藍舌病。

藍舌病病毒粒子為二十面體對稱，無囊膜，具有微絨毛狀外層，直徑70nm～80nm。總基因組19218bp，分子總質量是1.3×10⁷庫倫，為分子質量最大的RNA病毒。其基因組為10個節段的雙鏈RNA：其中4個小片段（S7-S10）、3個中片段（M4-M6）、3個大片段（L1L3），節段基因組分別編碼3個非結構蛋白（NS1-NS3）、7個結構蛋白（VP1-VP7）。

1 BTV基因結構

1.1 L1基因

L1基因全長3 944bp，編碼核心結構蛋白VP1。VP1蛋白是一種堿性蛋白質，含有一個RNA病毒RNA聚合酶的典型序列GDD氨基酸序列。VP1在體外的復制活性較低，在37℃的條件下，可以維持24h。VP1能夠復制全部的正鏈RNA片段，從藍舌病病毒最小的基因片段（822bp）到最大的基因片段（3944bp），每一個片段都是完整的雙螺旋結構的雙鏈RNA，并對RNA酶Ⅰ有抑制作用，而對RNA酶Ⅲ敏感。

1.2 L2基因

不同血清型的L2基因長度不同，約3 000bp左右，且存在較大的差異。來自不同地區的同一血清型的毒株之間也會存在較大差異。L2編碼BTV的外殼蛋白VP2，VP2是血清型特異性抗原，也是病毒血凝素抗原，在感染哺乳動物細胞時起粘附進入作用，且其具有二硫鍵骨架結構，表達有序。通過對血清型毒株的分析發現八聚肽在維持VP2整個蛋白構象中啟到保守性作用。

1.3 L3基因

L3基因全長2772bp，編碼病毒顆粒的主要核心蛋白VP3，由901個氨基酸組成，蛋白序列相對保守，在自然狀態下為疏水性蛋白。VP3是主要的結構蛋白，內部包繞著VP1、VP4、VP6和DsRNA基因組，Vp3自身具有光滑表面，可供VP7附著，vp3和vp7共同構成了病毒的核心，所以，VP3蛋白對于BTV的毒粒結構具有十分重要的作用。

1.4 M4基因

M4基因全長2 011bp，編碼VP4蛋白，共654個氨基酸，被認為具有某些催化活性。研究人員通過高度純化的VP4和含有VP4的重組的CLPs證明了VP4具有RNA的5的三磷酸酶活性，VP4能夠通過磷酰胺共價結合GMP，并催化GTP-PPi的交換反應。

1.5 M5基因

M5基因全長1639bp，編碼VP5蛋白，共526個氨基酸。VP5是構成BTV外衣殼的蛋白，也是唯一的糖基化蛋白，為型特異性抗原。VP5能夠結合哺乳動物的細胞，卻不能夠進入，說明VP5不能夠參與受體介導的內吞作用，然而VP5能夠使細胞膜失去穩定性，從而使病毒的核心粒子進入到細胞質內。

1.6 M6基因

M6基因全長1770bp，在不同血清型的BTV中，其核苷酸序列高度保守，對應NSl編碼非結構蛋白，共552個氨基酸。對BTV感染的細胞進行薄片分析，發現了大量具有BTV感染的重要細胞形態特征的病毒特異性微管。

1.7 S7基因

S7基因全長1156bp，編碼VP7蛋白，共349個氨基酸，該基因編碼蛋白在BTV內衣殼中占主要地位，具有著較強的疏水性和群特異性抗原決定位點。將病毒粒子中的VP5及VP2去掉，可發現VP7擁有滲透昆蟲細胞及粘合BTV病毒顆粒作用。用桿狀病毒載體共表達VP3和VP7，可以得到BTV的內衣殼粒子，共表達VP2、VP5、VP3和VP7則可以得到BTV病毒樣粒子，該病毒粒子具有良好的免疫原性，能夠抵御病毒的侵襲。，

1.8 S8基因

S8基因全長1123bp，編碼非結構蛋白NS2，共357個氨基酸。NS2是BTV感染細胞的包涵體中的主要的成分，主要位于細胞核的附近。細胞中所表達的NS2蛋白足夠形成包涵體，并可募集VP3蛋白，這表明NS2蛋白在病毒的復制和組裝中起重要作用。在對BTV蛋白和核酸的相互作用進行研究時，Theron J采用的是生物化學方法，并且采用紫外線交聯試驗證明了NS2蛋白和核酸密切聯系。

1.9 S9基因

S9基因全長1046bp，編碼核心結構蛋白VP6，由328個氨基酸組成。該基因經過編碼后的VP6蛋白可以誘導產生高滴度的特異性抗體，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，能夠結合RNA，在病毒的早期復制中起重要作用。通過序列缺失實驗證明，VP6具有6個抗原表位，這些抗原表位是保守的并暴露于蛋白表面。

1.10 S10基因

S10基因全長822bp，序列中含有2個符合閱讀框的甲硫氨酸密碼子，可以編碼兩種非結構蛋白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達82%～99%。NS3和NS3A是環狀病毒編碼的唯一的一種膜蛋白。NS3和NS3A均具有一段較長的N末端和較短的C端的胞漿區，并通過兩個跨膜區與一小段胞外區相連。NS3蛋白不存在于胞外，而是定位于感染BTV細胞上質膜上的病毒穿透或出芽的位點上。這就說明了在BTV形態發生的最后階段中NS3和NS3A所具有的某些功能可能會對其造成一定影響。

2結論

通過研究藍舌病病毒的基因結構，功能和表達，了解藍舌病病毒的復制、傳播及體外生長嗜性，對于研究藍舌病分子流行病學及對藍舌病的預防、檢測和控制具有重要的理論意義和應用價值。endprint