口蹄疫病毒综述

    易梦杰++丁远学++马锐

    摘要：对口蹄疫进行了综述，对口蹄疫病毒基因组结构、致病毒力、免疫学进展、流行病学等方面有了更深刻的认识，为科学防控口蹄疫提供参考。

    关键词：口蹄疫；口蹄疫病毒；致病毒力

    中图分类号：S852.65 文献标识码：B 文章编号：1007-273X（2015）11-0011-02

    口蹄疫（FMD）是由口蹄疫病毒（FMDV）引起的偶蹄动物急性、热性、高度接触性传染病，是危害畜牧业最严重的传染病之一，也是造成家畜及其产品国际贸易受阻的重要疾病，被国际兽医局（OIE）和联合国粮农组织（FAO）在国际动物卫生法典中列为18种A类传染病之一，近年又被列为重大跨国动物疫病的全球消灭计划及生物武器安全公约组织重点检查对象。由于FMDV有7个血清型，每个血清型里又可分为许多亚型，不同血清型之间没有交叉保护力，同型内的亚型间也只有部分交叉保护力。因此，口蹄疫病毒的毒力基因结构和流行特点仍然是我们研究的重要工作。

    口蹄疫（Foot and mouth disease，FMD）是由口蹄疫病毒（Foot and mouth disease virus， FMDV）引起的一种人兽共患的急性、热性、高度接触性传染病[1]。该病主要侵害偶蹄兽，病畜多呈发热，四肢下端和乳房等处形成水泡和溃烂。口蹄疫呈世界性流行，危害极大，该病传播非常迅速，传播途径又十分广泛，在全球内曾经多次暴发流行，很大程度上限制了动物产品和国际贸易的流通，给人类造成了巨大的政治和经济损失。

    口蹄疫病毒属于小RNA病毒科（Picornaviridae），口蹄疫病毒（Aphthovirus）[2]。FMDV粒子由单股正链RNA和包围其外的衣壳蛋白两部分所组成，粒子表面无囊膜[3]。口蹄疫病毒有7个血清型，分别命名为O、A、C、SAT1、SAT2和SAT3及亚洲I型，其中每个型又可以进一步划分为多个亚型[4]。病毒基因组为单股正链RNA，长约8.5 kb，有7个血清型，且各型间无交叉免疫现象[5]，但各型在发病的临诊症状方面表现却没有太大不同。全球大部分地区均爆发过口蹄，全世界流行最广泛的为O型血清型，我国主要以O型、亚洲I型和A型较为常见[6]。

    1 口蹄疫病毒的发现与分布

    1514年，意大利学者H.Fracastorius最早证实了牛群中存在口蹄疫疾病。1898年，由德国细菌学家弗罗施和莱夫勒发现，口蹄疫病毒才是引起口蹄疫疾病的元凶。该病广泛分布于世界各地，目前虽有些国家消灭了本病，但仍有许多国家和地区流行。1949年后中国口蹄疫疫情曾暴发过4次，而且口蹄疫暴发的几率也会随着我国对外贸易的增加和畜牧业的发展而增加。

    2 口蹄疫病毒基因组结构

    口蹄疫病毒基因组为单股正链RNA，大小为8.5 kb，左右两端分别是5-非编码区和3-非编码区，它的结构与真核细胞mRNA很相似，都含有一个开放阅读框（ORF），其3末端有Poly（A）尾。与细胞mRNA5末端的不同之处在于它是由VPg的病毒编码的肽基因组代替了帽子结构，且与末端核苷酸以共价键相连接[7]，而VPg其实是病毒的一个蛋白[8]。病毒基因组结构中5UTR 编码1 200 nt ，在前端有一个三叶草结构，在其内还有一段其中有一段与病毒的毒力有紧密关系的结构Poly C[9]。病毒的ORF共编码6.5 kb，病毒蛋白酶将多聚蛋白切割成不同肽段，其中P1蛋白主要编码病毒的衣壳蛋白，而它最终裂解成4种结构蛋白VP4（1A）、VP2（1B）、VP3（1C）和VPl（1D），共同组成FMDV的衣壳蛋白。其中VPl蛋白大部分裸露于病毒表面，并很大程度上决定了病毒抗原性[10]。抗原位点研究证实，VPI中大约10个氨基酸残基突出于衣壳表面所组成得G-H环，是病毒与细胞受体的主要结合位点，也是与中和抗体的主要结合位点。在4种结构蛋白中，由于VP1蛋白可以诱导机体产生特异性中和抗体，并能引起机体的抗感染免疫，所以在病源的调查、流行病学研究、基因工程疫苗等的研发等方面具有很重要的研究意义[11]。

    而在口蹄疫非结构蛋白中，3C基因、L基因和2A基因这3种蛋白水解酶，也一定程度上参与了多聚蛋白的裂解并对病毒复制中病毒衣壳的组装也发挥着重要作用[12]。其中，3C蛋白酶的作用更为重要[13]。FMDV要想在宿主内产生成熟的病毒抗原，P1蛋白必须经过3C蛋白酶的裂解。

    3 口蹄疫病毒的致病力

    FMDV基因组5非编码区中，有一个长颈形结构被称为S片段，它能保护的子代RNA的顺利复制，且不会被核酸外切酶降解，这大大保证了病毒RNA的复制过程。由于FMDV基因组中无 7-methyl-G帽状结构，而是长度为450个核苷酸的核糖体内部进入位（internal ribosome entry site，IRES）。口蹄疫病毒RNA的翻译就是在被称为IRES序列的控制下在内部开始的[14]。

    经试验发现VP1中有一个特殊结构，被称为G-H loop的结构， 位于口蹄疫病毒粒子表面，且大部分与特异性细胞受体结合部位均位于该结构，决定了它是诱导机体抵抗口蹄疫病毒侵染的主要作用位点。而且有研究表明，重组VP1的FMDV结合到细胞后可以诱导细胞凋亡[15]，可见VP1的作用对口蹄疫病毒毒力的研究有着不可忽视的意义。

    FMDV聚蛋白经初步裂解可以加工成4种终产物：衣壳蛋白前体P1-2A、Lpro、复制蛋白前体P3和2BC。有研究表明，2B和2C与口蹄疫病毒能引起细胞病变有一定联系。而3C蛋白酶能够裂解聚蛋白，它可以单独发挥功能，不需要3D序列即可完成加工作用。FMDV 3C蛋白酶的关键性催化残基已经被确定[16]。FMDV的P1-2A前体被3C蛋白酶加工作用成1AB、1D和1C，这些产物能够自己组装成空衣壳颗粒。对口蹄疫病毒致病毒力的进一步研究可以有助于人们更深入探究口蹄疫病毒与宿主之间相互作用的机制。

    4 口蹄疫病毒免疫学进展

    无论是免疫接种或是感染，抵抗FMDV最有效的免疫应答特征都是产生大量亲和性特异性抗体。这种特性在根本取决于有效的刺激免疫应答和保证其成熟。根据FMDV特异性淋巴细胞的特征来看，树突状细胞（DC）很可能起着专业的抗原递呈细胞（APC）作用。最近研究表明，猪的树突状细胞，无论是由骨髓产生还是由血液单核细胞衍生的，都可以强力诱导抗口蹄疫病毒应答[17]。直接从血液中分离的树突状细胞也具有APC功能[18]，可以很明显看出，作为APC，DC比单核细胞能更有效的促进免疫应答。FMDV感染或免疫接种所产生的中和抗体都是针对位于病毒粒子表面的一些抗原位点。这些被称之为免疫优势B细胞位点能被抗原特异性B细胞所识别，从而激活并产生抗体的。针对这些细胞中某个位点产生的抗体能够导致FMDV不同群体中一定数量的氨基酸选择改变，它可以导致广谱的免疫原和抗原改变[19]。同时淋巴细胞也可以促进活化的B淋巴细胞分化并形成浆细胞，从而诱导并产生高水平的病毒特异性抗体[20]。

    5 口蹄疫流行病学

    自然感染的口蹄疫潜伏期一般较短，为2～8 d，有时可能在1～14 d，主要取决于感染量，病毒毒株以及传染方式。口蹄疫的传染源一般多为患病动物和隐形带毒的动物，水疱液中病毒含毒量较多。口蹄疫传播途径广泛，既可以直接接触传播也可以通过间接接触进行传播，空气也是一种重要的传播媒介，可引起远距离跳跃式传播且病愈动物可长期带毒。口蹄疫主要侵害偶蹄兽，其他多种动物也可被感染。家畜中牛最容易被感染；其次为猪，再次为绵羊、山羊、骆驼等。野生动物和人也可感染。口蹄疫常年可以流行，但以春季和冬季最易多发。该病传染快、流行广，常呈流行性或大流行性，并有一定周期性。具有快速传播的特点和远距离传扩的特点。潜伏期较长（20 d）或急性发作（10 h）。过去常呈单一发病，现在发展到混合型感染。临床检测可见口蹄疫常与与其他疾病混合感染，导致猪死亡率增加。

    6 小结

    动物患口蹄疫会影响使役，减少产奶量，严重者会呈急性死亡，给畜牧业生产造成重大损失。因此，世界上许多国家把口蹄疫列为最重要的动物检疫对象，中国把它列为“进境动物检疫一类传染病”，并严格执行扑杀销毁政策。为此，要做好对口蹄疫的防治，首先要彻底研究透该病毒的毒力基因结构、流行特点及趋势，才能深入做到防患于未然，确保畜牧业的健康发展。

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