結構蛋白VP4、VP6和VP7對牛輪狀病毒的致病作用

馮春花 郭東光 陳明艷

摘要：牛輪狀病毒是引發犢牛嚴重腹瀉的重要病原體，其結構蛋白VP4、VP6與VP7三者的相互作用對病毒的組裝與感染發揮著至關重要的作用。在病毒感染過程中，VP4可以影響VP7的抗原性，而VP7通過反向調節VP4又可以影響病毒體對宿主細胞的特異性吸附作用，此外，三者在結構上的特異性分布，不僅可以構成病毒框架和穩定VP4、VP7的空間結構，而且可以增強它們的免疫原性。所以，對結構蛋白VP4、VP6和VP7在結構上和生物學特性上的認識，對于今后在治療和預防輪狀病毒性疾病具有非常重要的生物學意義。

關鍵詞：牛；輪狀病毒；結構蛋白VP4；結構蛋白VP6；結構蛋白VP7

中圖分類號：S858. 23

文獻標識碼：B

文章編號：2095-9737（2018）06-0015-01

1 流行特點

牛輪狀病毒（BRV）屬于呼腸孤病毒科，輪狀病毒屬的成員，是引起人和多種幼齡動物非細菌性腹瀉的重要病原之一，多數新生犢牛腹瀉與輪狀病毒感染有關，給全球養牛業帶來巨大的經濟損失[1]。自1969年首次從Nebraska新生牛犢腹瀉糞便中分離到牛輪狀病毒NCDV株以來，世界各地均有不同RV感染牛的報道[2]。

2 輪狀病毒結構特征

BRV病毒為雙股RNA病毒，其基因組共包含11個不連續的基因片段，且每段含一個ORF，除NSP5和NSP6兩個非結構蛋白由基因組最小的一段RNA編碼外，其余每段均編碼一個蛋白，即6種結構蛋白（ VP1—VP4，VP6，VP7）和6種非結構蛋白（ NSP1—NSP6）[3]。因VP4、VP6和VP7三種結構蛋白的免疫原性與輪狀病毒的抗原特性有重要關系，目前已成為很多學者研究開發預防牛輪狀病毒疫苗的重要靶標蛋白。

2.1

VP4結構蛋白功能及特征

VP4是由BRV第4基因片段編碼，由776個AA組成，分子量為88 kDa的病毒多肽。研究顯示，VP4是一種外殼釘狀粒樣的黏附蛋白，是宿主細胞受體結合的重要蛋白，其作用包括血凝素作用，決定病毒毒力，是病毒感染過程中的重要性保護性抗原之一。此外，VP4在細胞吸附和穿透中具有非常重要的功能，在感染宿主細胞過程中，胰酶可以激活病毒粒子，并且被裂解為兩種亞單位蛋白，一種是帶氨基末端的VP8，另一種是帶羧基末端的VP5，其中VP8是病毒的血凝素抗原和重要的中和抗原蛋白[4]。另一方面，因VP4裂解增強了病毒的感染力，促使病毒更容易穿人宿主細胞，因此VP4的胰酶裂解位點在BRV復制中非常重要[5]。另外，VP4作為BRV的一種中和抗原，在自然感染時能夠刺激機體產生少量中和抗體。

2.2

VP7結構蛋白功能及特征

結構蛋白VP7與VP4 -同構成BRV的外衣殼，根據不同毒株間的差異，VP7結構蛋白可由7、8或9基因組節段所編碼。VP7是構成病毒衣殼的最外層，并且此層非常光滑，也是BRV最主要的外衣殼蛋白和中和抗原，能被細胞毒性T淋巴細胞所識別，在臨床上對于BRV的保護性免疫至關重要[6]。

由于Ca2+對輪狀病毒的外形及外殼蛋白的穩定和病毒的成熟非常重要，而VP7是發揮和Ca2+結合的主要結構蛋白蛋白，完整的BRV病毒顆粒傾向形成三層顆粒（TLP），在沒有Ca2+離子存在的情況下，成熟的病毒顆粒將失去VP4和VP7兩個結構蛋白而形成具有轉錄活性的雙層顆粒（DLP）[7]。此外，VP7可以與VP4相互作用而影響VP4與宿主細胞受體的結合效率，從而對輪狀病毒的復制效率產生重要影響[8]。

2.3

VP6結構蛋白功能及特征

結構蛋白VP4除與VP7作用外，還可以和VP6相互作用，這對于維持病毒內外殼之間的精密吻合尤為重要。BRV內衣殼蛋白僅有VP6 -種，由基因組第6基因片段所編碼，是基因組核心蛋白，約占病毒蛋白總量的1/2，其生物學功能是作為一個物理受體在病毒基因組包裝和進入宿主細胞的過程中發揮著重要作用[9]。研究顯示，VP6是BRV的重要群抗原和亞群抗原，為同一血清群中任意種屬動物所具有的共同抗原。此外，VP6作為實驗室診斷和檢測的重要抗原還具有很強的抗原性和免疫原性，也是介導BRV黏膜免疫反應的特異性抗原，可刺激機體產生分泌型IgA[10]。同時，VP6作為在病毒復制過程中轉錄酶和復制酶的必須亞基，能激活轉錄酶促進病毒mRNA的合成，同時對病毒復制酶的活性也具有重要調節作用[11-12]。

3 小結

輪狀病毒現已成為致嬰幼兒和幼齡動物腹瀉的重要病原體，給人類健康和養殖業帶來了巨大的經濟損失，據統計全世界每年約有上百萬嬰幼兒死于輪狀病毒感染，嚴重威脅著嬰幼兒健康和生活質量。

VP4、VP6和VP7作為BRV的重要結構蛋白和主要抗原性蛋白，在輪狀病毒的疫苗研制和治療方面均具有重要的指導意義。所以，對輪狀病毒VP4、VP6和VP7結構蛋白的認識不僅可以進一步解釋其感染宿主的重要機制，而且對未來牛輪狀病毒的治療和預防也具有重要的指導作用。

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