全溝硬蜱攜帶的森林腦炎病毒研究進(jìn)展

武琳 木蘭 桂崢 于晶峰

全溝硬蜱(ixodes persulcatus)屬于蛛形綱、寄螨目、蜱總科、硬蜱科，在我國東北、內(nèi)蒙古、新疆、寧夏等地多有分布。全溝硬蜱是野生小型哺乳動物及鳥類的重要寄生蜱，是我國森林腦炎的主要生物傳播媒介。人經(jīng)攜帶病毒的蜱叮咬后，森腦病毒可隨之侵入人體，且可以在全溝硬蜱的體內(nèi)繁殖，因此，蜱既是森腦病毒的傳播媒介，也是其儲存宿主。森林腦炎主要分布于我國的東北森林，且受森林分布的驅(qū)動，不過在新疆自治區(qū)和云南省也有發(fā)現(xiàn)。中國東北（黑龍江、吉林省、內(nèi)陸東北部和內(nèi)蒙古自治區(qū)）被認(rèn)為是森林腦炎最重要和典型的流行地區(qū)，疫區(qū)內(nèi)存在三個自然疫源地，分別是大興安嶺疫源地，小興安嶺疫源地及長白山疫源地，近年我國的森林腦炎發(fā)病率呈顯著上升趨勢[1]。

1 全溝硬蜱

1.1 生活史及其攜帶病原體 全溝硬蜱的生活史分為卵、幼蜱、若蜱和成蜱4期。在自然環(huán)境的條件下，全溝硬蜱完成一代生活史約需3年，通常在4月中、下旬開始活動，5月達(dá)密度高峰，6月后少見，7月末基本消失。全溝硬蜱多棲息在森林、草原、荒漠等草木茂盛處，幼蜱、若蜱及成蜱在白天均可見其活動，不過蜱的活動范圍較小，一般為數(shù)十米。全溝硬蜱在生活史各期(卵除外)均需要吸血，完成一代生活史至少需要一個以上宿主。全溝硬蜱的宿主范圍廣，包括家養(yǎng)或野生的有蹄類動物、人、犬及其他小型哺乳動物。在我國新疆、內(nèi)蒙古、東北3省、河北省北部等地區(qū)均為優(yōu)勢蜱種[2]。目前，已在采集的全溝硬蜱體內(nèi)檢出伯氏疏螺旋體、森林腦炎病毒、斑點熱群立克次體、粒細(xì)胞埃立克體等多種病原體，而在蜱傳疾病中最常見的是由伯氏疏螺旋體引起的萊姆病和TBEV引起的森林腦炎[3]。

1.2 生物學(xué)特性 在長期的進(jìn)化過程中，蜱蟲的唾液腺、中腸及血淋巴等器官中富含多種調(diào)節(jié)免疫功能的蛋白質(zhì)及各種生物因子，這些分子可以調(diào)節(jié)宿主的止血、炎癥及免疫反應(yīng)[3]。蜱的唾液因子的表達(dá)經(jīng)歷了重要的動態(tài)的時間調(diào)節(jié)，在攝食過程中不同的因子被表達(dá)和分泌，蜱蟲唾液中蛋白酶的存在使得蜱蟲能夠積極地降解宿主蛋白質(zhì)。金屬蛋白酶被認(rèn)為是蜱蟲的血液喂養(yǎng)和其他生理功能所必需的，蜱主要使用復(fù)合蛋白酶樣金屬蛋白酶，直接降解纖維蛋白原和細(xì)胞外間質(zhì)蛋白，金屬蛋白酶的上調(diào)增強(qiáng)了蜱唾液的抗凝血作用，是蜱蟲攝食過程中操縱宿主防御和支持蜱嗜血細(xì)胞所需的功能性成分[4]。

2 森林腦炎病毒

2.1 分型及流行分布 TBEV是一種具有高度人畜共患病潛力的病原體，通常分為三種主要亞型：歐洲亞型(TBEV-Eu)、西伯利亞亞型(TBEV-Sib)和遠(yuǎn)東亞型(TBEV-FE)。歐洲亞型主要分布于歐洲大陸，且主要集中在瑞典，丹麥，德國等歐洲國家，蓖籽硬蜱為其主要傳播媒介；遠(yuǎn)東亞型主要分布于俄羅斯的東部，中國的東北，蒙古國北部等亞洲國家；西伯利亞亞型主要分布于西伯利亞地區(qū)，全溝硬蜱為后兩者的主要傳播媒介。其中，遠(yuǎn)東亞型臨床癥狀相對較重，病死率達(dá)20%～40%[6]。

2.2 分子結(jié)構(gòu) TBEV 為單股正鏈RNA，長約11 kb，分子量為4×106 U。在RNA的3′端非編碼區(qū)核苷酸的變化及其長短在病毒的毒力變化和變異中起著較為重要的作用[7]。病毒粒子直徑約為50 nm，核衣殼由單個正鏈RNA和衣殼蛋白C組成。基因組包含一個編碼3 414個氨基酸(AA)的多蛋白的開放閱讀框架(ORF)，通過細(xì)胞和病毒蛋白酶將其轉(zhuǎn)錄后加工成三種結(jié)構(gòu)蛋白(C，M和E)和七 種 非 結(jié) 構(gòu) 蛋 白(NS1，NS2A，NS2B，NS3，NS4A，NS4B和NS5)[8]。

2.3 影響TBEV毒力的因素

2.3.1 非結(jié)構(gòu)蛋白 非結(jié)構(gòu)蛋白具有多種酶的功能，并且在調(diào)節(jié)固有免疫反應(yīng)中發(fā)揮作用。NS5蛋白是黃病毒中最大的(900aa，103 kDa)，也是最保守的，它包含兩個結(jié)構(gòu)域，一個C-末端依賴RNA的RNA聚合酶(RdRp)結(jié)構(gòu)域和一個N-末端甲基轉(zhuǎn)移酶核心，這使得NS5能夠表現(xiàn)出RNA基因組50端帽子結(jié)構(gòu)甲基化所需的甲基轉(zhuǎn)移酶活性。在感染周期中，NS3和NS5(RdRp)蛋白形成聚合酶復(fù)合物，可能通過NS1和NS2A蛋白與膜結(jié)合。NS3蛋白與NS2B蛋白結(jié)合，為新合成的病毒多蛋白的切割提供病毒特異性絲氨酸蛋白酶活性[7]。

2.3.2 結(jié)構(gòu)蛋白E蛋白 E蛋白(496aa，50 kDa)是病毒顆粒的主要表面蛋白，能刺激機(jī)體產(chǎn)生中和抗體，決定著病毒的毒力與細(xì)胞嗜性[9]。這種蛋白與未知的細(xì)胞受體相互作用，并介導(dǎo)病毒- 細(xì)胞膜融合。在哺乳動物宿主中，E蛋白也誘導(dǎo)產(chǎn)生參與保護(hù)性免疫反應(yīng)的病毒中和抗體，其外部可訪問區(qū)由三個不同的結(jié)構(gòu)域(DI，DII和DIII)組成，它們是中和抗體的主要靶標(biāo)[8]。其中結(jié)構(gòu)域DIII是一個免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域，被認(rèn)為與宿主細(xì)胞上的細(xì)胞受體相互作用。在病毒成熟期間，E蛋白的這三個結(jié)構(gòu)域之間的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致了該蛋白的成熟[10]。

E蛋白在病毒進(jìn)入和膜融合中的基本作用可以表明它是一個重要的抗病毒靶點[11]。通過改變E蛋白可以實現(xiàn)TBEV毒力的改變，如增加位于E蛋白表面的糖胺聚糖結(jié)合親和力, 糖胺酸結(jié)合親和力的增加似乎是神經(jīng)侵襲性衰減的主要機(jī)制。糖基化缺失影響E蛋白在分泌過程中的構(gòu)象，減少分泌病毒的感染性和TBEV對小鼠的致病性的影響[12]。

3 全溝硬蜱與森林腦炎病毒

蜱媒傳染病與蜱的季節(jié)消長活動相關(guān)，氣象因素如月平均溫度、相對濕度、風(fēng)速等影響蜱蟲的活動，從而導(dǎo)致蜱媒傳染疾病跟隨其變化而變化[13]。不同的自然生態(tài)條件，則決定了林區(qū)蜱種的不同分布[14]。TBE自然疫源地的形成、發(fā)展和穩(wěn)定性取決于溫度、空氣和土壤相對濕度、硬蜱及免疫宿主和病毒的流行程度等多種生態(tài)因素的一致性，宿主種類豐富，多重傳播環(huán)境，以及TBEV對不同宿主的適應(yīng)性，有利于寄生系統(tǒng)的長期穩(wěn)定。

在過去的10年中，我們對于病媒- 宿主- 病原體相互作用的認(rèn)識緩慢增長，這種相互作用始于病原體在血液中侵入病媒并附著在蜱的中腸，隨后穿過蜱的唾液腺，并在蜱蟲進(jìn)食的過程中通過傳播到新的哺乳動物宿主而完成其生命周期。劉雙軍等人[15]通過肌注模擬蜱蟲叮咬小鼠，得出結(jié)論，TBEV會在局部增殖隨后進(jìn)入血液循環(huán)，產(chǎn)生病毒血癥，最后侵襲神經(jīng)細(xì)胞導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)功能紊亂。隨著氣溫升高，蜱蟲生活條件改善，其棲息地的擴(kuò)張與TBE的發(fā)病率同步增長，全溝硬蜱與森林腦炎的流行密不可分，因此更深入了解全溝硬蜱與TBEV的關(guān)系，對今后蜱傳疾病的防治有著重要意義。