非洲豬瘟病毒的研究進展概述

楊大賀 白銀玉 方耀輝 盧富山*

（1河南普愛飼料股份有限公司，河南周口 466000；2中國科學院武漢病毒研究所，湖北武漢 430000）

1 非洲豬瘟病毒基因組研究進展

非洲豬瘟病毒（African swine fever virus,ASFV）是一種形態大型、結構復雜的雙鏈DNA病毒，屬于非洲豬瘟病毒科非洲豬瘟病毒屬。該病毒的不同毒株基因組長度介于170～193 kb之間，是一種線性雙股DNA分子，具有151～190個開放閱讀框（Open reading frame,ORF）[1]。病毒的基因組是由左側可變區（40 kb）、中央保守區（125 kb）、右側可變區（20 kb）及37個核苷酸組成的共價閉合發夾環等組成[2]。

目前，全球已經發現至少24種非洲豬瘟病毒的基因型，并已經在烏干達、波蘭、法國等分離得到了不同毒力的毒株[3]。非洲豬瘟病毒基因Ⅰ型毒株在20世紀50～90年代的西班牙、葡萄牙等國家流行傳播，但最新的研究表明其首次入侵中國，并可以引起豬的慢性感染發病[4]。而非洲豬瘟病毒基因Ⅱ型毒株是主要流行于歐洲國家的與格魯吉亞疫情同源株。在病毒基因組中，P54和P72蛋白的編碼基因結構保守，可以作為PCR診斷鑒定和系統發育樹的構建[5]。在數據庫中的所有ASFV基因組中找到127對等位基因，以這些基因為基礎對武漢地區的2株病毒序列進行系統發育分析，發現其與2018年在東北發生疫情的非洲豬瘟病毒序列親緣關系較近[6]。因此，通過等位基因尋找非洲豬瘟病毒的特異性遺傳標記位點，將有助于臨床診斷及疫苗候選靶點的篩選。

2 非洲豬瘟病毒的結構生物學

非洲豬瘟病毒粒子是正二十面體的對稱結構，被單一脂雙層組成大的囊膜包裹，病毒的直徑介于175～215 nm，在電鏡下呈六邊形，有50多個結構蛋白[7]。該病毒成熟后，可分為5個部分（由外至內）：囊膜、衣殼、雙層內膜、核衣殼和基因組[8]。

近年來，隨著冷凍電鏡技術的發展和應用，非洲豬瘟病毒粒子的晶體結構得到了深度解析。我國科研團隊率先在我國分離出非洲豬瘟病毒流行株，并且解析了病毒4.1埃的三維結構。冷凍電鏡揭示病毒粒子由17 280個蛋白組成，包括1個主要結構蛋白（p72）和4個次要衣殼蛋白（M1249L、p17、p49、H240R）。其中，p72位于外層衣殼，由4個蛋白亞基ER1-ER4組成，可能會成為未來疫苗研發的靶點[9]。高福團隊通過解析ASFV的DNA合成關鍵酶dUTP焦磷酸酶（E165R）的相關晶體結構，包括apo-E165R和E165R-dUMP復合體，有望為研發靶向E165R的抗病毒藥物提供理論基礎[10]。近期，多個病毒關鍵蛋白的結構被解析，如p15、p72等，這些蛋白的解析為疫苗研發提供了重要的理論支撐[11-13]。

3 非洲豬瘟病毒的感染致病機制

非洲豬瘟病毒根據毒力的不同，可分為高致病性毒力、中等毒力、低毒力和無癥狀感染毒株。病毒感染后能夠由受體介導的內吞作用進入單核巨噬細胞，通過溶酶體系統進行轉運，之后在宿主細胞質中完成病毒復制、轉錄和翻譯過程。病毒復制周期的完成需要以下幾個步驟：附著、內化、基因組增殖、病毒組裝與釋放等過程[14]。盡管已經提出了受體介導的巨胞飲和網格蛋白介導的內吞方式入侵宿主細胞，但是病毒如何借助受體進入細胞仍不清楚。通過特異性抑制劑處理巨噬細胞后，ASFV的入侵和p32的表達均受到影響，證明了病毒的感染路徑[15]。

近期，中國農業科學院哈爾濱獸醫研究所非洲豬瘟病毒研究團隊取得了一系列重要科研進展，為新型非洲豬瘟疫苗的研發提供了重要理論依據。在病毒致病力研究方面，非洲豬瘟多基因家族蛋白pMGF505-7R能夠影響非洲豬瘟病毒的致病力，主要是通過抑制白細胞介素（1L-1β）和Ⅰ型干擾素的產生進而影響病毒致病力。通過敲除MGF505-7R基因，構建的重組病毒能夠誘導更高水平的IL-1β和IFN-β的產生，這表明pMGF505-7R能夠抑制IL-1β和I型干擾素的產生。動物試驗結果表明，通過構建缺失MGF505-7R基因的重組非洲豬瘟病毒，發現缺失型病毒對仔豬的致病力降低，感染豬只的血清中IL-1β和IFN-β的蛋白水平升高，而組織器官的病毒載量顯著降低[16]。而Li等[17]研究表明，ASFV MGF505-7R通過抑制JAK1和JAK2介導的信號通路來調控病毒毒力。MGF360-12L蛋白能夠顯著抑制IFN-β和NF-κB的轉錄和啟動子活性[18]。這些研究成果揭開了非洲豬瘟病毒免疫逃逸的面紗，為非洲豬瘟病毒的致病機制研究和疫苗的研發提供了理論基礎。

非洲豬瘟病毒的感染性顆粒結構得到解析，但是大多數病毒結構蛋白的定位及功能有待被揭示。研究首次發現非洲豬瘟病毒的結構蛋白pH240R能夠影響病毒粒子的組裝，從而降低子代病毒粒子的感染能力[19]。在細胞凋亡或焦亡方面，科研人員發現了非洲豬瘟病毒的pE199L基因與細胞凋亡相關，揭示了其通過線粒體凋亡途徑誘導細胞的死亡[20]；病毒編碼的一種半胱氨酸蛋白酶pS273R能夠結合細胞焦亡的執行蛋白（Gasdermin D,GSDMD），并切割其G107-A108位點，阻礙細胞焦亡的發生，幫助病毒完成宿主細胞內的復制過程，表明該蛋白在炎癥反應和病毒復制中具有重要的作用[21]。因此，對病毒入侵、增殖等過程的研究，將有助于深入解析病毒的感染致病機制。

4 非洲豬瘟疫苗的研究進展

雖然目前仍沒有能在生產中使用的非洲豬瘟疫苗，但是，科研方面已經有了一定的突破[22,23]。病毒DNA結合蛋白作為病毒毒力調節、復制轉錄的重要因子，使其成為疫苗研究的有效靶點。pA104R蛋白是在不同毒株中高度保守的，系統發育樹顯示其與變形菌和陸生菌的DNA結合蛋白類似[24]。使用ASFV重組蛋白或者表達的病毒蛋白作為免疫原，免疫效果不佳，甚至產生降低了免疫反應[25]。通過篩選一些藥物的抗病毒效果，從中發現了一些效果不錯的候選藥物，如丙戊酸、芫花素、楊梅黃酮、甘油月桂酸酯等[26-29]。有研究發現，ASFV拮抗干擾素產生的基因與病毒的致病力密切相關，因此缺失該基因是研發ASFV疫苗的重要策略之一[30]。

在非洲豬瘟的免疫逃逸方面，研究發現非洲豬瘟病毒編碼的pI215L蛋白能夠抑制Ⅰ型干擾素的產生，通過招募與該蛋白相互作用的E3泛素連接酶RNF138，并促進RNF138降解RNF128，進而抑制RNF128對TBK1的K63位泛素化修飾，最終抑制IFN-β的產生[31]。病毒免疫抑制蛋白ASFV MGF505-11R可以負調控cGAS-STING介導的信號通路，進而抑制I型干擾素的產生，其中C端（1-360aa）結構域是主要的免疫抑制功能區[32]。在減毒毒株方面，Chen等[33]使用我國第一株非洲豬瘟病毒分離株為材料，使用同源重組構建缺失型病毒，篩選出一株缺失7個基因的病毒（HLJ/18-7GD），可以對非洲豬瘟病毒強毒的致死性攻擊提供有效的免疫保護。非洲豬瘟病毒缺失左可變區域的毒株（ASFV-G-ΔI177L）仍然能夠在穩定細胞系中增殖，并且保持著初代時的免疫原性，使其可能成為商業化推廣的減毒疫苗[34,35]。ASFV-G-ΔA137R缺失株缺失A137R基因后，接種低劑量仍能夠保持豬只健康，病毒未發生增殖，并且針對原始毒力的毒株感染時引起較強的特異性抗體保護反應。這些減毒株疫苗的研發，將為大規模商業化生產疫苗提供重要的理論基礎。

5 展望

自2018年非洲豬瘟疫情在我國遼寧首次報道后，我國已撲殺生豬超過300萬頭，對我國生豬養殖業及肉類市場供給造成了嚴重影響。盡管，目前通過一系列防控措施后，非洲豬瘟的影響減小了，但是仍要做好長期防控非洲豬瘟的準備。尤其是，近期發現基因I型非洲豬瘟病毒入侵我國，使得我國防控非洲豬瘟形勢更加嚴峻。盡管非洲豬瘟病毒I型對豬的致死率較低，但其傳播能力強，并可以引起豬只的一些慢性感染。由于病毒感染進程緩慢，臨床表現多樣化，也將為非洲豬瘟的早期診斷帶來新挑戰。

因此，針對復雜嚴峻的非洲豬瘟防控形勢，我國應采取更加有效的措施進行預防和管控。主要建議如下：一是加大科研研發投入，重點攻克非洲豬瘟疫苗研發、非洲豬瘟感染致病機制等關鍵科學問題；二是建立非洲豬瘟防控監控網絡，對全國非洲豬瘟發生點進行信息互通，及時處置，精準撲殺消毒；三是加強監管生豬運輸，區域阻斷，嚴厲打擊感染非洲豬瘟豬只的轉運及流入市場；四是加強感染非洲豬瘟豬只的無害化處理監管，指導大型企業建立病死豬無害化處理裝置，建立公共無害化處理點；五是規范飼養管理流程，精準營養和治療，提高豬只免疫力和抗病能力；六是加強抗病育種研發，科研機構和企業聯合培育出抗病能力強的種豬，打造我國種豬“芯片”。

6 小結

綜上所述，防控非洲豬瘟是保障我國生豬行業健康發展的重要基點，只有政府、科研機構、企業、個人多方面協同配合努力，才能將非洲豬瘟控制在合理范圍，確保我國生豬產業健康發展。