呼肠孤病毒(Reoviruses)

物种名:呼肠孤病毒

拉丁学名:Reoviruses

分类学地位:正核糖病毒界Orthornavirae;双链RNA病毒门Duplornaviricota;

呼肠孤病毒纲Resentoviricetes;呼肠孤病毒目Reovirales;

呼肠孤病毒科Reoviridae;呼肠孤病毒属Reovirus

呼肠孤病毒(Reoviruses)是一类无包膜的双链RNA病毒,属于呼肠孤病毒科,其名称源自呼吸道(respiratory)、肠道(enteric)和孤儿(orphan)的组合,20世纪50年代早期,从人的呼吸道和胃肠道分离出该病毒,发现该病毒的基因组为双股RNA并分节段。呼肠孤病毒广泛存在于自然界,可感染哺乳动物、鸟类等,通常为隐性感染,但部分血清型可导致婴幼儿腹泻、呼吸道症状或神经系统疾病。

1.1生物学特性

1.1.1培养特征

呼肠孤病毒可在猴肾细胞、鸡肾细胞等中被培养,在原代鸡肾细胞或鸡肾细胞系(CK)中培养时,细胞会出现圆缩、颗粒增多、聚集,最终脱落,由于病毒在胞浆内复制会形成包涵体,在电镜下可见晶格状排列的病毒颗粒。部分毒株可能诱导细胞融合,形成多核巨细胞。

1.1.2形态学特征

呼肠孤病毒粒子无囊膜,近似球形,直径为80 nm,分为外、中、内3层衣壳。每层均呈20面体对称,内衣壳结构稳定,在电镜下,具有12个棘状突起,分别从20面体对称的12个顶上延伸出来。病毒基因组为线性双股RNA,可分10-12个节段。病毒在胞浆内复制,在感染细胞的胞浆内看到病毒粒子呈类结晶状排列[1]

图1 呼肠孤病毒内部的结构图(A)[2]、在透射电子显微镜下的形态特征(B)[3]

1.1.3生化特征

呼肠孤病毒对热和一般消毒剂的抵抗力都很强,有的病毒株经56℃ 2小时或70℃ 30分钟也不会被灭活。在37℃的条件下,能存活数天,-20℃或-70℃能保存数月或1年仍不失去感染性。其在2%来苏、3%甲醛、1%酚溶液以及1%过氧化物等常用的消毒剂中,在室温条件下至少存活1小时;但在70%酒精中,室温条件下1小时则被灭活。呼肠孤病毒对乙醚、氯仿、去氧胆酸钠等都有抵抗[4]

1.2分布、传播与致病性

1.2.1分布与传播

呼肠孤病毒分布广泛,在荷兰、日本、意大利、匈牙利等国家都曾被报道过;同时在我国山东、河南、广西、福建等地也曾报道过[5]。呼肠孤病毒是在饲养鸡、鸭、鹅等家禽的过程中常见的一类传染性病毒,除此之外还可感染包括人、猫、犬、猴、水貂、小鼠与蝙蝠在内的多种哺乳动物。它在任何季节均可流行,特别是在低温高湿和气温突变的环境下,其传播途径广泛,在家禽中可通过水平传播和种蛋垂直传播[6];在人类中可通过粪口传播、呼吸道的飞沫传播以及通过母婴的胎盘传播方式;在不同物种之间也可进行传播。

1.2.2致病性

人类呼肠孤病毒感染十分普遍,呈现普通感冒,亦有脑炎、肝炎、脑膜炎、脑脊髓膜炎以及致死性肺炎。另外,发现急性非细菌性胃肠炎可能与呼肠孤病毒有关。

呼肠孤病毒通过与靶细胞表面的受体结合来引发感染,感染后,其从接种部位播散到靶器官,包括心脏、肝脏、脾脏和中枢神经系统。呼肠孤病毒具有结合紧密连接蛋白连接粘附分子-A的能力。一些血清型3(T3)呼肠孤病毒也与细胞表面唾液酸(SA)结合,SA结合病毒通过粘附强化机制启动感染,该机制从σ1附着蛋白与SA的低亲和力结合开始,然后与连接黏附分子-A(JAM-A)高亲和力结合。非SA结合病毒直接结合JAM-A或其他未识别的受体,具体取决于细胞类型。与细胞稳定结合后,呼肠孤病毒以β1整合素依赖性方式内吞,在内吞途径中,宿主组织蛋白酶处理病毒外层蛋白以产生感染性亚病毒粒子颗粒。δ和Φ片段介导病毒核心从内吞囊泡转运到细胞质中。一旦进入细胞质,病毒核心就会变得转录活跃,而后进行转录、翻译、复制、组装、裂解等一系列步骤,最后从宿主细胞中释放出来[7]

1.3检测方法

(1)传统方法:首先,将牛抗凝血样本处理后接种至BHK-21细胞,盲传3至5代,通过显微镜观察是否出现皱缩、聚集、脱落等特征性细胞病变(CPE)。若出现CPE,离心收集细胞上清并于-80℃冻存。随后,将病毒液超速离心纯化并经磷钨酸负染,在透射电镜下观察病毒粒子形态,确认是否存在直径70-80 nm、呈二十面体对称的典型病毒粒子。最后,提取病毒的双链RNA,利用S1核糖核酸酶去除宿主RNA的干扰,再进行琼脂糖凝胶电泳分析,通过其独有的10个节段特征性电泳带型,完成对该病毒的初步鉴定[8]

(2)酶联免疫吸附试验(ELISA):已被应用于Ⅱ型草鱼呼肠孤病毒(GCRV-Ⅱ)的抗体检测。孔维光等以重组VP4蛋白为包被抗原(2 μg/mL),建立ELISA方法筛选特异性B细胞克隆,成功获得三株重组单克隆抗体(1D5、1F9、1H1),抗体效价均达1:128000,具有良好的特异性和灵敏度[9]

(3)分子生物学方法:刘湘等基于鸭新型呼肠孤病毒(NDRV)的基因保守序列设计特异性引物和TaqMan探针,建立了实时荧光定量RT-PCR检测方法。PCR反应程序为:50℃反转录15 min,95℃预变性15 min,随后40个循环(94℃变性15 s,55℃退火延伸45 s)。该方法最低检出量为1.77 copies/μL,线性范围达10个数量级,且与小鹅瘟病毒、鸭圆环病毒、禽流感病毒(H5/H7/H9)、番鸭呼肠孤病毒、鸭甲肝病毒(I型/Ⅲ型)、鸭瘟病毒等无交叉反应,特异性良好,批内变异系数不足1.1%,批间变异系数不足1.7%,重复性优良[10]

表1 实时荧光定量RT-PCR引物信息

名称 序列(5´→3´)
F 5′-CATTCTATTGGGCAGCGGCAG-3′
R 5′-GTCAATGGCAGGGGTCGTT-3′

1.4典型案例

在1960年代末和1980年代中期之间,几项研究表明废水中经常出现呼肠孤病毒,同时有人在细胞培养中使用抗体免疫荧光,能够检测到每升未经处理的废水中高达21000的呼肠孤病毒。最新的调查证实,在美国、荷兰和台湾的原始污水和处理过的污水中也经常出现呼肠孤病毒[11]

1.5防治对策

呼肠孤病毒对家禽的危害甚大,养殖户要提高防控意识,加强生物安全管理,降低禽呼肠孤病毒感染率,对于感染呼肠孤病毒的家禽,应及早进行治疗。同时在日常生活中我们应该养成良好的个人卫生习惯,如经常洗手、饮用清洁、安全的水以及做好环境卫生等等来预防病毒的感染。目前尚无特效抗病毒药物用于治疗呼肠孤病毒感染,治疗主要以对症支持为主,包括补充液体、维持电解质平衡、缓解症状等[6]

参考文献

[1] 胡桂学, 盖新娜, 刘文华 等. 兽医微生物学. 北京: 中国农业大学出版社, 2018.

[2] Metcalf P, Cyrklaff M, Adrian M. The three-dimensional structure of reovirus obtained by cryo-electron microscopy. The EMBO Journal, 1991, 10: 3129-3136.

[3] Public Health Image Library (PHIL). https://phil.cdc.gov/Details.aspx?pid=10210.

[4] 黄祯祥. 中国医学百科全书(病毒学). 上海: 上海科学技术出版社, 1992.

[5] 刘媛, 陈云娇, 王学理. 禽呼肠孤病毒基因组结构和功能及其基因工程疫苗的研究进展. 中国生物制品学杂志, 2022, 35: 1017-1021.

[6] 申海彪, 何欣云, 徐兰芳 等. 禽呼肠孤病毒病的综合防控. 国外畜牧学(猪与禽), 2024, 44: 99-101.

[7] Michael RE, Marcelle DZ, Karl WB. Reovirus: Friend and Foe (Review). Current Clinical Microbiology Reports, 2019, 6: 132-138.

[8] 李占鸿, 肖雷, 李卓然 等. 云南牛血液标本中哺乳动物正呼肠孤病毒(YNSZ/V207/2017)的分离鉴定. 中国人兽共患病学报, 2022, 38: 1-9.

[9] 孔维光, 袁新婕, 丁广义 等.Ⅱ型草鱼呼肠孤病毒VP4兔源单克隆抗体的制备和鉴定. 渔业研究, 2025, 47: 609-619.

[10] 刘湘, 曾小辉, 蔡广娣 等.实时荧光定量TaqMan RT-PCR检测鸭新型呼肠孤病毒方法的建立及初步应用. 养禽与禽病防治, 2023, 12-17.

[11] Walter QB, Charles PG. Rethinking the significance of reovirus in water and wastewater. Food and Environmental Virology, 2016, 8: 161-173.

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