多瘤病毒(Polyomavirus)
物种名:人类多瘤病毒
拉丁学名:Polyomavirus
分类学地位:病毒界Viruses;科萨特病毒门Cossaviricota;
乳多空病毒纲Papovaviricetes;SE多瘤病毒目Sepolyvirales
多瘤病毒科Polyomaviridae;多瘤病毒属Polyoma Virus
多瘤病毒(Polyomavirus)最常见的为JC多瘤病毒和BK多瘤病毒,这两种病毒对人类易感,可通过受污染的水或食物传染给人类,感染会使肾移植受者患上肾病,使免疫缺陷个体患上渐进性多灶性白质脑病,还可能导致结肠癌。
1.1生物学特性
1.1.1培养特征
多瘤病毒(BKPyV)为专性细胞内寄生,需使用原代人肾近端小管上皮细胞(RPTE)或其hTERT永生化细胞系(RPTE-hTERT)在37℃、肾上皮细胞生长培养基(REGM/REBM)中培养,以感染复数为1(MOI=1)接种后,48小时可检测到病毒早期蛋白大T抗原表达,晚期蛋白VP1/VP2/VP3表达与原代细胞相似,细胞可支持病毒的急性裂解性感染[1]。
1.1.2形态学特征
多瘤病毒是一种无包膜病毒,直径约为42 nm,具有圆形dsDNA基因组,被二十面体衣壳包围(图1)。病毒衣壳由72个病毒蛋白1(VP1)五聚体组成,每个都与单个病毒蛋白2(VP2)或病毒蛋白3(VP3)结合[2]。

图1 多瘤病毒在扫描电镜下照片[3]
1.1.3生化特征
多瘤病毒在环境中稳定,在组织悬液中可存活2个月以上。耐受冻融、乙醚、0.5%福尔马林等。
1.1.4分子生物学特征
已证明所有多瘤病毒有着大致相同的基因结构,包括早期编码区、晚期编码区和大约400 bp的非编码区。早期编码区转录子编码大T抗原和小T抗原及用以调节病毒复制、控制病毒转录及诱导宿主细胞分裂和转化的非结构蛋白。晚期编码区基因转录子编码病毒衣壳蛋白VP1、VP2和VP3,其中VP1是主要的衣壳蛋白,构成约80%的衣壳,是唯一暴露在病毒表面的蛋白;非编码区为病毒复制和转录的调控区[2]。
1.2分布、传播与致病性
1.2.1分布与传播
JC多瘤病毒和BK多瘤病毒可存在于生活污水中,可能通过呼吸道或消化道传播,感染后病毒通常保持沉默,JC多瘤病毒主要潜伏于神经细胞中,BK多瘤病毒主要潜伏于肾小管和尿道上皮细胞中。
1.2.2致病性
多瘤病毒(BK、JC多瘤病毒等)通过识别并结合宿主细胞表面受体侵入细胞,病毒基因组进入细胞核后依次完成早期基因转录、基因组复制与晚期基因转录,最终在细胞核内组装成子代病毒颗粒并释放;健康人群感染后多呈无症状潜伏状态,当机体免疫功能受损(如实体器官移植受者、免疫抑制治疗人群)时,病毒可被激活并引发严重疾病,其中JC多瘤病毒可导致渐进性多灶性白质脑病,BK多瘤病毒可引发出血性膀胱炎及BK多瘤病毒相关肾病[4]。渐进性多灶性白质脑病由JC多瘤病毒引起,主要影响中枢神经系统,导致神经系统退行性病变。BK多瘤病毒则与肾移植受者的肾病和出血性膀胱炎相关,可引起急性肾小管上皮细胞坏死[5]。JC多瘤病毒可以感染扁桃体细胞,并且可在扁桃体组织中检测到该病毒,人们推测该病毒经呼吸道和口腔传播。
1.3检测方法
- 传统方法:肾活检的组织学评估是诊断多瘤病毒相关肾病的金标准。电镜技术可以用于诊断多瘤病毒相关肾病,细胞内的多瘤病毒表现为直径40 nm的病颗粒,组装于亚晶体阵列或所谓的“棍和球”或“意大利式面条和肉丸”结构中。
- 实时荧光定量PCR:麻粉莲[6]等根据HPyV7保守性高的编码衣壳蛋白VP1的序列设计了实时荧光定量PCR引物和Taq-Man探针,建立了实时荧光定量PCR检测人多瘤病毒方法,检测灵敏度可达10 拷贝/L,检测线性范围为101-1010 拷贝/μL。
表1 人多瘤病毒7实时荧光定量PCR引物序列
| 名称 | 序列(5′→3′) | |
| 上游引物 | AGAAGGTCCAGGCAATACTGATG | |
| 下游引物 | TCTGCAACCCACAGCTCTACTG | |
| 探针 | FAM-AGCCTCCAAGCCCTCAGAAAGCAAGTAAA-TAMRA | |
1.4典型案例
多瘤病毒可在海水、未经处理的废水、净化后的污水以及软体动物等各类环境样本中被检测到。Abreu等人针对巴西东北部帕拉州销售的牡蛎,开展了多瘤病毒污染情况的调查:他们将217只牡蛎按组混合处理,制成22个检测样本组,最终在18.2%(4/22)的样本组中检出了多瘤病毒。牡蛎生活在海水中,会通过滤食富集水体里的微生物,从牡蛎中检测到多瘤病毒,说明该病毒在当地人群中传播流行,因此需要完善污水收集与基础卫生设施,避免多瘤病毒污染水源和食物。
1.5防治对策
重视水环境安全以及日常生活中的饮用水卫生,水源和食物都应煮熟后再食用,避免多瘤病毒污染水或食物而通过食用进入人体导致感染。目前西多福韦、拓扑替康、来氟米特等抗病毒药物都可用于治疗人多瘤病毒感染的相关疾病。
参考文献
[1] Zhao L, Imperiale MJ. Establishing Renal Proximal Tubule Epithelial-Derived Cell Lines Expressing Human Telomerase Reverse Transcriptase for Studying BK Polyomavirus. Microbiology Resource Announcements, 2019, 8: e01129-19.
[2] Velázquez-Márquez N, Paredes-Juárez GA, Vallejo-Ruiz V et al. Pathogens Associated with the Development of Cancer in Humans. Springer, 2024.
[3] Public Health Image Library (PHIL). https://phil.cdc.gov/Details.aspx?pid=5629.
[4] 范晓楠, 王於尘, 苗芸. 实体器官移植后多瘤病毒致病机制及诊疗策略. 实用器官移植电子杂志, 2024, 12: 271-275.
[5] 季曙明, 吴迪, 文吉秋 等. 肾移植后多瘤病毒相关性肾病. 中国组织工程研究, 2012, 16: 7411-7416.
[6] 麻粉莲, 郑文芝, 魏田力 等. 人多瘤病毒7 TaqMan探针实时定量PCR检测方法的建立. 生物技术通讯, 2015, 26: 245-248.
[7] Abreu IN, Cortinhas JM, Santos MB et al. Detection of Human polyomavirus 2 (HPyV2) in oyster samples in northern Brazil. Virology Journal, 2022, 17: 85.
.png)
