狂犬病病毒分子流行病学研究进展
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经济动物学报 2004,8(3):178～180
JournalofEconomicAnimal
狂犬病病毒分子流行病学研究进展Ξ赵云蛟,钱爱东ΞΞ,李公美,姚纪元
(吉林农业大学动物科学技术学院,长春130118)
摘 要:介绍了狂犬病病毒的流行特点、基因型和检测方法,综述了狂犬病病毒核蛋白和糖蛋白基因的研究进展,并简要概述了我国学者对狂犬病病毒N基因和G基因的序列分析比较结果,表明我国狂犬病病毒的街毒存在着地域差异。关键词:狂犬病病毒;分子流行病学;基因分析中图分类号:S852165
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5 文献标识码:A 文章编号:100727448(2004)0320178203
AdvancesintheResearchoftheMolecularEpidemiologyofRabiesZHAOYun2jiao,QIANAi2dong,LIGong2mei,YAOJi2yuan(CollegeofAnimalScienceandTechnology,JilinAgriculturalUniversity,Changchun130118,China)Abstract:TheresultofsequenceanalysisoftherabiesvirusNandGgene,whichwasexpoundedinthisarticle,showedpatternsofgeographicdistributionofwildstrainsofrabiesvirusvariantcirculatinginChina.Thereforetheseresultscanserveasamethodforthebetterunderstandingofthemolecularepi2demiologyofrabiesinChina.Keywords:rabiesvirus;molecularepidemiology;sequenceanalysis
狂犬病是一种人兽共患的烈性传染病,流行于世界80多个国家和地区,亚洲是狂犬病持续高发地区[1]。狂犬病病毒主要侵害中枢神经系统,导致急性、进行性、几乎不可逆性的致死性脑脊髓炎,危害严重。几乎所有的温血动物对狂犬病病毒都很敏感,犬是中等易感动物,99%的人患狂犬病与犬狂犬病有关,很多野生动物都带有狂犬病病毒。1 狂犬病病毒分子流行病学狂犬病病毒(RabiesVirus,RV)属于弹状病毒科(Rhabdoviridae)狂犬病病毒属(Lyssavirus),本属病毒除狂犬病病毒外,还包括狂犬病相关病毒,如拉各斯蝙蝠病毒(Lagos-batvirus)、莫科拉病毒(Mokolavirus)、杜梅海格病毒(Duvenhagevirus)、欧洲蝙蝠狂犬病病毒1型(EBL1)和2型(EBL2),未分类的从苏丹的常型曼蚊中分离出来的Obodhi2ang病毒原型株和从尼日利亚的库蚊中分离出来的Kotonkan病毒原型株也属于狂犬相关病毒。在遗传学研究上,把狂犬病病毒分为6个基因型,分别为狂犬病病毒、拉各斯蝙蝠病毒、莫科拉病毒、杜梅海格病毒、欧洲蝙蝠狂犬病病毒1型和2型。狂犬病病毒的分子流行病学研究主要是应用RT-PCR的方法测定狂犬病病毒的基因序列,对实验室毒株和街毒毒株从分子水平进行基因序列的分析和比较,研究病毒抗原基因位点的变异,从而可以确定毒株的来源和亲缘关系以及病毒毒力的变化。由于狂犬病病毒的宿主动物很多,野生带毒动物可以使病毒进行地域之间的迁移,所以进行不同地域和不同宿主的狂犬病病毒的分子流
ΞΞΞ通讯作者基金项目:国家自然科学基金资助项目
(30070542)
作者简介:赵云蛟(19702),女,在读博士,主要从事分子病毒学的研究。收稿日期:2004206225行病学研究,可以找到病毒的传播路线和历史变迁的证据。对不同地域不同宿主的狂犬病病毒进行分子流行病学的研究,可以为选择适宜本种属动物的疫苗和适应本地动物的疫苗提供理论依据,也为狂犬病病毒基因疫苗的研制奠定一定的理论基础,这些在控制狂犬病上有重要的意义。2 核蛋白基因的研究狂犬病病毒的基因组是由11600～12000个核苷酸组成的不分节段的负链单股RNA,基因组内含有5个基因,从3′端到5′端依次为50cd/m2的先导序列、N、NS、M、G和L蛋白的基因。N蛋白基因相对恒定,点突变较少,而且与病毒的型别有关,可以作为群变异的指标[2]。有学者比较了9株6个血清型的狂犬病毒NP氨基酸和核苷酸序列,发现在这9株病毒中Mokol病毒与其他病毒之间差异最大,尤其是与PV株相比,其氨基酸序列同源性仅为77%,但磷酸化位点398位丝氨酸在所有毒株中是一致的[3]。单纯血清型或抗原型并不能鉴定狂犬病病毒的来源和迁移,对于长潜伏期和多种方式感染的狂犬病来说,分析不明原因暴露史的病人N蛋白基因测序更显示了其优越性,Smith等[4]曾经对3名不明原因暴露史的病人进行N基因序列分析比较,证实这3名患狂犬病病人的暴露时间和地点。Smith等[5]对来自世界各国的87株狂犬病病毒进行分析,发现实验室的毒株大部分有很高的同源性,如CVS、3aG、ERA等,而野毒株差异较大,存在明显的地域性。Ssi等[6]提出,N基因核酸同源性低于80%即可将其分属于不同的基因型。我国学者曾经对广西8株狂犬病病毒野毒株进行N基因的序列分析,并与国内外的其他毒株进行N基因的序列比较,从分析的结果看,广西存在3种基因型的狂犬病病毒[7]。徐葛林等[8]对我国30年来收集的19株狂犬病病毒街毒毒株进行N基因的序列分析,结果表明,其差异范围在0～16155%,把我国的街毒毒株分为东、西两大组,说明我国RV街毒的地理分布与其N基因核酸序列差异的距离是密切相关的。它们与1992年上海从人及犬中分离的毒株完全相同,表明分离株的最初动物来源种属与基因差异无关。与安徽不同地区分离的街毒株也完全相同,而且安徽怀宁1969年与1987年不同时间分离的毒株完全相同,表明该地区的RV街毒在自然疫源宿主中相当稳定。而广西地区不同地理位置分离的街毒株差异很大,广西街毒株中差异最大的达12.76%,推测其原因可能是广西位于我国西南边境,与周边国家接壤,边民的贸易交流较多,加之广西有食狗肉的习俗,犬交易频繁,内地及境外的各种犬都有可能集中于此。根据N基因的特点———高度保守和高效表达,进行N基因序列测定,从而对狂犬病病毒进行病毒检测和基因分型。另外,对N基因的抗原性变异进行抗狂犬病病毒NP单抗检测,也可以作为狂犬病病毒的分子流行病学研究内容。Smith等[9]用抗狂犬病毒NP单抗(MAb-
RNPs)对来自不同地区的427株狂犬病毒进行分析,根据反应类型不同将其分组,这种分组与宿主动物和地理分布有关,并且这种反应类型的不同长时期保持稳定。进一步比较发现,无论是主要宿主动物还是少数其它动物分离的毒株,或将毒株经细胞或动物传代,其反应类型仍保持不变。另一个发现是,比较同一地理位置主要宿主动物分离株和其它动物分离株,如果反应类型一致,说明是同种病毒种间传播,如果反应类型不一致,说明病毒是由其它动物传播过来的。
3 糖蛋白基因的研究G蛋白能诱导机体产生中和性抗体,所以具有保护性免疫的作用,而且G蛋白与病毒的毒力有关,一直以来对G基因的研究是最多的。GP上存在3个中和抗体结合位点:GⅠ、GII和GⅢ,GP
抗原性变化经常是因为GⅡ位点上34～42位、147位、184位和198～200位氨基酸及GⅢ位点上330～334位氨基酸的改变造成。减毒和高神经毒狂犬病毒其细胞嗜性有所不同[10],若GP330位的
Eysine和333位的Arginine被取代则会明显降低GP和神经瘤细胞之间的相互作用,体外试验也证实了这一点[11]。由于糖蛋白基因在不同毒株间易发生变异,从而导致其毒力发生变化,因此,保持对毒株氨基酸序列分析也是监测各毒株特性的重要手段之一[12]。根据G基因氨基末端500个核苷酸序列再次对狂犬病毒属进行分类,基因1～4型与血清1～4型一致,基因5型和6型与EBL1和EBL2一致[3]。钱爱东等[13]对我国不同动物来源的3株狂犬病病毒野毒株GP的主要功能区进行测序分析表明,同地不同动物分离的BRV与
971第8卷 第3期 赵云蛟等:狂犬病病毒分子流行病学研究进展MRV的G基因的同源性只有81.1%。对CTN株糖蛋白的序列分析表明,CTN株和不属于同一基因型的Mokola病毒同源性最低,达到55.1%,而且膜外区与我国分离的街毒的同源性最高,高达97%,明显高于与其他毒株的同源性。说明CTN与我国街毒株的抗原关系比较接近,推导氨基酸序列同源性结果表明,CTN株与我国街毒株相距最近,而我国疫苗株和CVs株与我国街毒株都相距最远[14]。我国4株狂犬病毒糖蛋白基因序列分析和位点比较[15]也表明,广西的2株街毒株和CTN的同源性要高于aG株,将固定毒和街毒分为2支。而且在抗原性方面,疫苗株之间的同源性很高,减毒株都在333位发生了氨基酸残基的替换,而街毒以及其他保留了原有毒力的固定毒株在此位点仍为R残基,由此看来,333Arg是决定狂犬病毒毒力的一个主要位点[15]。目前对狂犬病病毒的N基因、G基因的研究表明,不同毒株之间的流行病学关系可以从基因序列上反应出来,一些毒株的全基因序列测定已经完成,相信病毒全基因组分析在分子流行病学上将更具有研究价值。
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