爱知病毒(Aichi virus)

物种名:爱知病毒

拉丁学名:Aichi virus

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

小南套病毒纲Pisoniviricetes; 小核糖核酸病毒目Picornavirales;

小核糖核酸病毒科Picornaviridae;科布病毒属Kobuvirus

爱知病毒(Aichi virus)为单股正链RNA病毒。当通过电子显微镜检查时,爱知病毒在形态上似乎与星状病毒相似,该病毒最初是从患有非细菌性牡蛎相关胃肠炎的个体中分离出来的。该病毒是人类胃肠炎的已知病因。

1.1生物学特性

1.1.1培养特征

爱知病毒是一种引起人类急性胃肠炎的新型小RNA病毒。在培养特征方面,该病毒最早于1989年利用BS-C-1细胞从一名与食用牡蛎相关的胃肠炎患者粪便中分离获得,病毒可在BS-C-1细胞中增殖并产生细胞病变效应;此后又从胃肠炎患者中进一步分离出多株爱知病毒[1]。

1.1.2形态学特征

爱知病毒为具有二十面体对称形态的无包膜病毒,基因组为正义单链RNA(约8280个核苷酸),末端带poly(A)链[2]

图1 爱知病毒整体结构图[3]

1.1.3生化特征

爱知病毒在环境中具有一定稳定性,在低至pH为2的酸性条件下仍表现出较高稳定性,并能在4℃条件下于蔓越莓汁及蔓越莓汁鸡尾酒(pH为3.0)中保持至少21天的感染性[4]。然而,爱知病毒对紫外线、干燥等环境因素相对敏感。

1.1.4分子生物学特征

爱知病毒为正义单链RNA病毒,属小RNA病毒科。1998年,Yamashita等测定了该病毒的完整核苷酸序列并阐明其遗传组织,据此将其确立为小RNA病毒科的一个新成员。该病毒基因组呈典型的小RNA病毒组织,即由VPg-5′NTR-leader蛋白-结构蛋白-非结构蛋白-3′NTR-poly(A)尾构成(图2)[5]。

图2 爱知病毒的单方、线性、ssRNA(+)基因组示意图[2]

1.2分布、传播与致病性

1.2.1分布与传播

爱知病毒主要通过粪-口途径传播,可经受污染的食物和水进入人体。多项研究表明,爱知病毒(尤其是A型)与人类急性胃肠炎暴发相关:在日本37起胃肠炎暴发中有12起检出了A型爱知病毒,其中多数与牡蛎消费相关,检出率最高可达81%;在从印度、尼泊尔、泰国、印度尼西亚、新加坡和越南返回的腹泻旅行者粪便中,也可检出A型爱知病毒。该病毒已在多个国家(尤其是亚洲及欧洲)的胃肠炎暴发和腹泻患者中被检出。进一步研究发现,在越南、泰国和孟加拉国对轮状病毒、腺病毒、诺如病毒、札如病毒及星状病毒检测均为阴性的急性胃肠炎患者粪便样本中,仍可检出相同基因型的爱知病毒[2]。

图3 类爱知病毒基因型的全球分布[2]

1.2.2致病性

爱知病毒感染与人类急性胃肠炎相关,在急性胃肠炎儿童中可检出该病毒,但其检出率较低(约0.5%),且常与诺如病毒、轮状病毒、肠病毒和星状病毒等混合感染;相比之下,单个爱知病毒感染所导致的疾病较轻[6]。

1.3检测方法

(1)逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)[7]:利用实时荧光定量RT-PCR,通过逆转录和PCR扩增检测病毒RNA。该方法通过逆转录和实时荧光定量PCR扩增检测病毒的RNA,具有高灵敏度和高特异性。最终优选的引物/探针靶向病毒基因组的3′-非翻译区(3′-UTR),具体序列为,该方法所用靶标及引物(探针)序列见表1。

表1 爱知病毒RT-PCR引物序列[7]

名称

序列
正向引物(AiV-F-8046+) 5′-TGCTTCGGCACGCTTAGTT-3′
反向引物(AiV-F-8151-) 5′-TGCARTACAACCAYGGCTTAGG-3′
探针(AiV-8082+) 5′-FAM-CACTCCTCCATGGTGATATAAAGACCAC-TAMRA-3′

使用AgPath-ID™ One-Step RT-PCR Reagents,总反应体积25 μL,包含5 μL病毒RNA、12.5 μL2XRT-PCR缓冲液、5 μL增强剂、1 μL正向引物(20 pmol)、1 μL反向引物(20 pmol)、0.5 μL探针(10 pmol)、0.5 μL酶混合物和3 μL无核酸水。反应程序为:50℃逆转录20分钟,95℃预热5分钟,随后进行45个循环(95℃ 15秒,55℃ 1分钟)。该方法检测下限可达10¹拷贝/μL,灵敏度高于常规RT-PCR。

(2)环介导等温扩增法(LAMP)[8]:该方法通过设计特异性引物,在恒定温度下对爱知病毒A型(AiV-A)的P2A-B区域进行核酸扩增,实现快速、高特异性和高灵敏度的检测。研究筛选出最有效的LAMP引物组(SetA),其引物序列靶向P2A-B区域。反应体系总体积为20 μL,包含1 μL模板(AiV-A质粒)、1 μL外引物(F3和B3,10 pmol)、2 μL内引物(FIP和BIP,10 pmol)、1.5 μL BstDNA聚合酶(8 unit/μL)、2 μL dNTP(10 mM)、2 μL10×缓冲液和7.5 μL无核酸水。反应程序为:95℃预变性10分钟,随后在62℃恒温反应1小时。阳性LAMP产物可通过外引物F3和B3进行常规PCR扩增(226 bp),再用限制性内切酶Hae III在37℃酶切2小时,凝胶电泳确认128 bp和98 bp的特异性条带。该方法在地下水样本中检测灵敏度与传统PCR相当,但速度快2-8小时,且在实际样本中阳性检出率更高(65%vs45%)。

1.4典型案例

这是爱知病毒的原型株发现事件,标志着该病毒作为人类病原体的确认。虽然具体感染人数在现有资料中未详细记载,但该事件引起了日本卫生部门对贝类食品安全的高度重视。经检测,受污染牡蛎中爱知病毒含量超标,证实了病毒通过受污染的水产品传播的途径。

在法国发生的一起胃肠炎爆发事件中,研究人员检测到爱知病毒与其他多种病毒(包括诺如病毒、星状病毒、肠道病毒和轮状病毒)共同存在,证实了这是一起由受污染牡蛎引起的多病毒混合感染事件。该事件凸显了贝类作为病毒载体的风险,特别是在受人类污水污染的水域中养殖的贝类。虽然具体感染人数未在资料中详细说明,但此类事件通常涉及数十至数百名消费者。检测结果显示,受污染牡蛎中的爱知病毒含量明显超标,表明常规的贝类净化处理可能不足以完全消除此类病毒风险。该事件也提示,爱知病毒在从受污染的地表水到饮用水的过程中仍可保持感染性,因此对贝类养殖区水源及饮用水处理环节中病毒污染的监测不容忽视[9]。

1.5防治对策

(1)个体防护:注意个人卫生,勤洗手、不喝生水、不吃生冷食物等。加强环境卫生整治,消除粪便污染,保护水源安全。

(2)控制疫情传播:加强监测和控制工作,及时发现和隔离病例。采取有效措施控制疫情的传播,如加强出入境检疫、开展宣传教育等。

参考文献

[1] T Yamashita, K Sakae, Y Ishihara et al. Prevalence of newly isolated, cytopathic small round virus (Aichi strain) in Japan. Journal of Clinical Microbiology, 1993, 31: 2938-2943.

[2] Rivadulla E, Romalde JL. A comprehensive review on human Aichi virus. Virologica Sinica, 2020, 35: 501-516.

[3] Ling Zhu, Xiangxi Wang, Jingshan Ren et al. Structure of human Aichi virus and implications for receptor binding. Nature Microbiology, 2016, 1: Structure1-Structure6.

[4] Sewlikar S, DSouza DH. Survival of Hepatitis a virus and Aichi virus in cranberry-based juices at refrigeration (4 °C). Food Microbiology, 2017, 62: 251-255.

[5] Yamashita T, Sakae K, Tsuzuki H et al. Note: Complete Nucleotide Sequence and Genetic Organization of Aichi Virus, a Distinct Member of the Picornaviridae Associated with Acute Gastroenteritis in Humans. Journal of Virology, 1998, 72: 8408-8412.

[6] Kaikkonen, S., Räsänen, S., Rämet, M., & Vesikari, T. (2010). Aichi virus infection in children with acute gastroenteritis in Finland. Epidemiology and infection, 138, 1166-1171.

[7] Kim MG, Yoo B, Min AY et al. Comparative analysis of reverse-transcription-polymerase chain reaction for Aichi virus detection. Food Science and Biotechnology, 2024, 33: 2807-2814.

[8] Lee JY, Kim JH, Rho JY. Development of rapid and specific detection for the human Aichi virus a using the loop-mediated isothermal amplification from water samples. Indian Journal of Microbiology, 2019, 59: 375-378.

[9] Sdiri-Loulizi K, Khachou A, Lemaire S et al. Persistence of human Aichi virus infectivity from raw surface water to drinking water. Applied and Environmental Microbiology, 2024, 91: e01189-24.

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