杯状病毒（Calicivirus）

物种名：杯状病毒

拉丁学名：Calicivirus

分类学地位：正核糖核酸病毒界Orthornavirae；小超病毒门Pisuviricota；

南套病毒纲Pisoniviricetes；皮科纳病毒目Picornavirales；

杯状病毒科Caliciviridae

杯状病毒是一个病毒名称，分为11个属，杯状病毒科包含多个属，其中主要感染人类的为诺如病毒属（Norovirus）和札如病毒属（Sapovirus），二者合称为人类杯状病毒（Human Calicivirus, HuCV）。HuCV是全球食源性疾病和急性肠胃炎暴发的主要原因，常在学校、医院、养老院、餐馆和邮轮等半封闭环境中引起大规模疫情。

1.1生物学特性

1.1.1培养特征

杯状病毒在常规细胞培养中难以生长，这主要是因为它们需要特定的宿主因子和细胞内环境才能进行有效的复制。由于培养困难，对杯状病毒的研究通常依赖于动物模型、组织培养和先进的分子生物学技术。对于杯状病毒的组织培养通常需要使用特定的细胞系或原代细胞，并提供适宜的培养条件。例如，猫肾细胞（如F81、CRFK等）是常用的培养猫杯状病毒的细胞系。在适宜的培养条件下，猫杯状病毒可以在这些细胞上进行复制并产生明显的细胞病变效应（CPE），如细胞皱缩、变圆、间隙增大等。通过观察CPE的出现和病毒的滴定度变化，可以评估病毒的复制能力和感染性^{[1, 2]}。

1.1.2形态学特征

杯状病毒是一大类无包膜、正股RNA病毒，形态上呈二十面体对称，直径约为27-40 nm，无包膜。其表面具有独特的杯状凹陷结构，这也是其名称的由来。在电子显微镜下，病毒粒子的轮廓呈现出模糊的星形或圆形外观（图1）。

图1 诺如病毒的衣壳结构^[3]

图中A为杯状病毒电镜照片，B为杯状病毒衣壳的X射线晶体结构，C为杯状病毒粒子结构（图1）。X射线晶体学研究已解析出诺如病毒的衣壳结构，为理解杯状病毒的颗粒组织提供了结构依据^[3]；杯状病毒非结构蛋白在复制及宿主细胞调控中的潜在功能也已有综述总结^[4]。

1.1.3生化特征

杯状病毒的基因组为单股正链RNA，其编码的非结构蛋白在病毒复制中发挥关键作用^[4]。这种RNA既作为病毒的遗传物质，也作为病毒复制和翻译的模板。基因组编码一个大的多聚蛋白，这个多聚蛋白随后被病毒和宿主细胞的蛋白酶切割成多个非结构蛋白和结构蛋白。这些蛋白在病毒的生命周期中发挥关键作用，包括病毒基因组的复制、病毒粒子的组装和释放等。

1.1.4分子生物学特征

（1）基因组杯状病毒的基因组为单股正链RNA，其复制依赖病毒编码的RNA聚合酶^[5]。此RNA既作为病毒的遗传物质，也作为模板进行病毒蛋白的翻译和病毒基因组的复制。此外，杯状病毒的基因型易变异，这意味着病毒在复制过程中可能会产生突变，导致新的病毒株的出现。这种基因变异可能会影响病毒的致病性和传播能力，使病毒能够逃避宿主的免疫应答，从而造成持续的感染。

（2）多聚蛋白其基因组编码一个大的多聚蛋白，该多聚蛋白经加工后产生的非结构蛋白在病毒基因组复制及宿主细胞调控中发挥多种潜在功能^[4]。这些蛋白在杯状病毒的生命周期和致病过程中发挥关键作用。非结构蛋白主要参与病毒基因组的复制和转录过程，而结构蛋白则构成病毒的衣壳，保护病毒基因组，并参与病毒粒子的组装和释放。特别是衣壳蛋白，它是杯状病毒唯一的结构蛋白，对于病毒的感染性和致病性至关重要。

1.2分布、传播与致病性

1.2.1分布与传播

杯状病毒广泛存在于人类和多种动物中，包括猫、狗、猪等。不同种类的杯状病毒具有不同的宿主特异性。主要通过粪-口途径传播，即病毒通过污染的食物、水或接触传播给易感宿主。此外，呼吸道飞沫和直接接触也可能导致病毒的传播。诺如病毒感染暴发中常存在多种传播方式^[6]。HuNoV在外界环境存活能力强，能耐受低浓度的氯化物消毒剂，可在0-60℃下存活较长时间，易污染环境导致接触传播。接触传播是HuNoV常见的传播方式，其中以社区内接触传播最常见。HuNoV可通过污染食物和饮用水等导致传播，其替代物可在微绿蔬菜叶片表面持续存活，且存活情况受蔬菜品种影响^[7]。HuNoV还可通过污染水源，导致大范围的暴发。患者剧烈呕吐或冲马桶时，HuNoV可在空气中形成气溶胶或依附于尘埃被吸入后黏附于上呼吸道，吞入胃肠道导致感染^[6]。

1.2.2致病性

人类杯状病毒：以诺如病毒和札幌病毒为主，是引起急性胃肠炎的重要病原体。诺如病毒属于杯状病毒科诺如病毒属，是全球引起急性胃肠炎（Acute gastroenteritis, AGE）散发和暴发的主要病原体之一。全人群对人诺如病毒（Human norovirus, HuNoV）易感，主要表现为急性胃肠炎，易在封闭或半封闭环境中导致急性胃肠炎暴发。HuNoV AGE通常表现为突然发病，其感染剂量极低，仅需10-100个病毒粒子即可致病。潜伏期一般为12-48h，出现恶心、呕吐、胃痛或痉挛、水样或松散便、低烧、肌肉疼痛等。5岁以下儿童感染诺如病毒后胃肠炎症状较重，可因脱水等原因住院治疗^[8]。食源性诺如病毒暴发中存在相当比例的无症状感染者，给病例发现和防控带来困难^[9]。

动物杯状病毒：可引起多种疾病，如猫杯状病毒感染可引起猫的呼吸道和消化道疾病，包括口腔溃疡、肺炎等。不同种类的动物杯状病毒具有不同的致病性和临床表现。美国CDC和NIH将诺如病毒等人类杯状病毒列为生物安全二级（BSL-2）病原体。目前全球大多数国家（包括中国）的常规饮用水和地表水标准中，未对杯状病毒设定强制性法定限值，而是采用粪大肠菌群等细菌指示物间接评估粪便污染风险。中国《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2022）中要求总大肠菌群、耐热大肠菌群和大肠埃希氏菌均不得检出（/100 mL）。在特定领域，如瓶（桶）装饮用水（GB19298-2014）中，对肠道病毒有不得检出的要求。对于贝类产区水质或再生水，部分国家或地区正在探索或已设定诺如病毒的指导性限值。

1.3检测方法

实时荧光RT-qPCR：按GB 4789.42-2022，样品经病毒浓缩、RNA提取和逆转录后，分别使用诺如病毒GI和GII型ORF1-ORF2交界区引物/探针扩增（具体序列见表1），并设置阴性、阳性和过程控制。GI体系使用COG1F/COG1R和RING1(a)-TP，GII体系使用COG2F/COG2R和RING2-TP；结果按扩增曲线和Ct值判定。阳性产物需要分型时，再依据中国疾控中心技术指南扩增VP1区并进行Sanger测序^[6,10]。

除上述分子检测外，病毒分离与序列分析同样是杯状病毒检测的重要补充：蔡青秀等对猫杯状病毒FCV2021QD3株进行了分离鉴定与致病性研究，为毒株的获得和鉴定提供了参考^[1]；北京地区猫杯状病毒的分离鉴定及VP1基因序列分析工作，则为基于序列的检测与分型提供了依据^[2]。在结构研究方面，X射线晶体学解析了诺瓦克病毒（Norwalk virus，诺如病毒原型株）的衣壳结构，为认识杯状病毒的颗粒组成提供了结构基础^[3]；

表1 诺如病毒GI/GII型实时RT-qPCR引物与探针序列（依据GB 4789.42-2022检验方法）^[10]

型别	名称	序列（5′-3’）
GI	COG1F	CGYTGGATGCGNTTYCATGA
GI	COG1R	CTTAGACGCCATCATCATTYAC
GI	RING1(a)-TP	FAM-AGATYGCGATCYCCTGTCCA-TAMRA
GII	COG2F	CARGARBCNATGTTYAGRTGGATGAG
GII	COG2R	TCGACGCCATCTTCATTCACA
GII	RING2-TP	FAM-TGGGAGGGCGATCGCAATCT-TAMRA

1.4典型案例

2010年，广州市从化区发生一起由受污染生活饮用水引起的诺如病毒胃肠炎暴发，共报告429例病例，无死亡病例。调查综合病例分布与供水系统卫生学检查锁定了水污染传播途径，随后采取停用并消毒供水设施、提供安全饮水、病例隔离和环境消毒等措施控制疫情^[11]。在无症状感染方面，基于日本食源性诺如病毒暴发实验室检测数据的研究进一步估计了无症状感染者的比例，提示仅依据病例报告可能低估实际感染规模^[9]，这也说明在饮用水相关暴发中开展实验室检测对评估真实感染水平具有重要意义。

1.5防治对策

1. 保护水源免受污染是预防杯状病毒传播的关键。这包括加强水源地的保护和管理，确保水源地周围的环境卫生和生态安全，建立有效的水质监测系统，定期对水源进行病毒和其他污染物的检测，及时发现问题并采取相应的处理措施。
2. 加强水处理和消毒过程也是防止杯状病毒通过水源传播的重要措施
3. 提高公众的卫生意识和行为习惯也是预防杯状病毒传播的重要手段
4. 保持良好的个人卫生习惯和环境卫生。建议勤洗手、不喝生水、不吃未煮熟的食物等。

参考文献

[1] 蔡青秀, 王雷, 丛雁方 等. 猫杯状病毒FCV2021QD3株的分离鉴定和致病性研究. 中国动物传染病学报, 2025, 4: 1-10.

[2] 张中华, 纪志辉, 赵晓 等. 北京地区猫杯状病毒的分离鉴定及VP1基因序列分析. 动物医学进展, 2024, 45: 29-35.

[3] Prasad BV, Hardy ME, Dokland T et al. X-ray crystallographic structure of the Norwalk virus capsid. Science, 1999, 286: 287-290. DOI: 10.1126/science.286.5438.287

[4] Smertina E, Hall RN, Urakova N et al. Calicivirus non-structural proteins: potential functions in replication and host cell manipulation. Viruses, 2021, 13: 1502.

[5] Hyde JL, MacKenzie JM. Structure and function of caliciviral RNA polymerases. Viruses, 2017, 9: 329.

[6] 中国疾病预防控制中心. 诺如病毒感染暴发调查和预防控制技术指南(2015版). 2015.

[7] Deng W, Gibson KE. Microgreen variety impacts leaf surface persistence of a human norovirus surrogate. Food and Environmental Virology, 2023, 15: 82-88.

[8] Kawada JI, Arai N, Nishimura N et al. Clinical characteristics of Norovirus gastroenteritis among hospitalized children in Japan. Microbiology and Immunology, 2012, 56: 756-759.

[9] Miura F, Matsuyama R, Nishiura H. Estimating the Asymptomatic Ratio of Norovirus Infection During Foodborne Outbreaks With Laboratory Testing in Japan. Journal of Epidemiology, 2018, 28: 382-387.

[10] 国家卫生健康委员会, 国家市场监督管理总局. 食品安全国家标准 食品中诺如病毒、札如病毒和星状病毒检验(GB 4789.42-2022). 2022.

[11] 钟嶷. 一起农村饮水污染导致胃肠炎事件引发的思考. 中国卫生检验杂志, 2012, 22: 402-403.