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]。

图1 杯状病毒感染细胞图^[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2）。

图2 诺如病毒的形态与基因组结构^{[3, 4]}

A：杯状病毒电镜照片，B：杯状病毒衣壳的x射线晶体结构，

C：杯状病毒粒子结构

1.1.3生化特征

杯状病毒的基因组为单股正链RNA，长度约为7.5-8.5千碱基对^[5]。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（图3）为单股正链RNA，长度约为7.5-8.5 kb，这是其分子生物学特征的重要组成部分^[6]。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，随后这个多聚蛋白被病毒自身的蛋白酶以及宿主细胞的酶切割成多个非结构蛋白和结构蛋白^[7]。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。

图3 札幌病毒基因组模式图^[8]

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。人诺如病毒（HuNoV）主要以人-人直接接触、食（水）源性污染、气溶胶等方式导致粪口途径传播，在暴发疫情中，常常存在多种传播方式^[9]。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，HuNoV污染食品所导致的急性胃肠炎占食源性疾病的12%至47%，同时还是全球食源性疾病暴发的重要原因之一^[10]。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^[7-9]。

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、65岁以上老人和患基础疾病者感染HuNoV后，胃肠炎症状较重或伴随并发症，如电解质紊乱、惊厥，甚至死亡^{[11, 12]}。

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

（1）实时荧光RT-qPCR法（Real-time RT-qPCR）：该方法是目前诊断和环境监测中最常用、最灵敏、最快速的金标准方法。操作原理为首先通过逆转录酶（RT）将样本中的病毒RNA逆转录成互补DNA（cDNA），然后以cDNA为模板，使用特异性引物和荧光探针进行实时定量PCR（qPCR）扩增。通过监测荧光信号的累积来判断样品中是否存在病毒核酸并进行定量。其引物探针示例（针对诺如病毒GI和GII型通用靶点ORF1-ORF2交界区）为引物（COG1F/COG2F， COG1R/COG2R）和探针（RING1（a）-TP/RING2-TP）。中国国标《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》（GB4789.42-2022）中详细规定了该方法的试剂、操作步骤和结果判定标准。

（2）传统RT-PCR及基因测序法：该方法主要用于病毒的基因分型和新毒株的发现，是流行病学溯源的关键技术。操作原理与RT-qPCR类似，先进行RT-PCR扩增，但扩增产物通过琼脂糖凝胶电泳进行检测。对阳性产物进行纯化和Sanger测序，将获得的基因序列（通常是衣壳蛋白VP1区）与数据库进行比对，以确定病毒的基因型。各国疾病预防控制中心（如中国CDC）发布的诺如病毒暴发调查技术指南中均包含此方法。

此外，还有近几年刚刚发展起来的LAMP、RPA、RAA等新型核酸快速检测技术^[5]。

1.4典型案例

2019年2月10日，黑龙江亚布力一度假村多名游客在度假村用餐后，陆续出现腹泻、腹痛、呕吐、发烧等疑似食物中毒症状。经哈尔滨市疾病预防控制中心检测，确定度假村部分游客发生呕吐、腹泻等症状为诺如病毒感染。经医护人员及时治疗，患者病情得到有效控制。经哈尔滨市疾病预防控制中心连夜检测，确定Club Med（亚布力地中海俱乐部）部分游客发生呕吐、腹泻等症状为诺如病毒感染。据哈尔滨市卫生健康委员会介绍，接到报告后，哈尔滨市卫生健康委员会立即启动应急预案，哈尔滨市疾病预防控制中心快速集结应急、食品安全、传染病、检验等相关科室人员，组成调查小组，第一时间赶赴现场开展调查处置工作。经调查，共有42名自述有症状游客进行了登记，其中8人分别到亚布力镇中心卫生院和亚布力林区人民医院就诊，两人诊断为急性胃肠炎，无住院患者。目前，根据患者临床表现和哈尔滨市疾病预防控制中心实验室连夜检测结果，认定患者为诺如病毒感染。经医护人员及时治疗，患者病情得到有效控制^[7]。

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] 百度百科. https://baike.baidu.com/reference/470889/533aYdO6cr3_z3kATPeCmKr1YC-WZY-l77XQVbdzzqIPmGapB5jsSIk–tgx-7liDBvKo4Esb8QS2bnzDlUdqqpMfrJwBul7wyPyAm-epuyvkJpxz4Id9sk.

[4] 百度百科. https://baike.baidu.com/reference/470889/533aYdO6cr3_z3kATPaDxa_5MHzMMNz96rTbA-RzzqIPmGapB4HrVoE85ds2_OVmBhKFp5FuZc9bleenFR8at-gRcfM0QrUggnb7VDPKzbjj_N0vyYlH.

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

[6] 孙伟尧, 宋海军, 刘春国 等. 猫杯状病毒HRB-SS株感染性cDNA克隆的构建与病毒的拯救. 中国预防兽医学报, 2023, 45: 1080-1084.

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

[11] 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.

[12] 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.