狂犬病的研究现状
畜牧兽医杂志 第28卷 第1期 2009年39
综
述
狂犬病的研究现状
周亿金, 李文平
(湖南农业大学动物医学院湖南长沙410128)
摘 要:本文从狂犬病病毒、狂犬病的发病机体及狂犬病的免疫学三方面对狂犬病的研究现状作出综述, 希望能为以后狂犬病的研究提供文献依据。关键词:狂犬病; 狂犬病病毒; 机体; 免疫学
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中图分类号:S852. 655 文献标识码:A :2) 0120039203
Presen ing 3
Hunan Agricultural U niversity, Changsha, 410128, China )
Abstract:This su mmarizes the p resent situati on of Rabies research in rabies virus, rabies morbidity organis m and rabies
i m munol ogy . It will be able t o p r ovide reference for Rabies further research .
Key words:Rabies; Rabies virus; organis m; I m munol ogy
狂犬病(Rabies ) 又称恐水症(Hydr ophobia ) , 为狂犬病病毒(Rabies virus, RV ) 引起的一种人畜共患的中枢神经系统急性传染病。狂犬病病毒在野生动物(狼、狐狸、鼬鼠、蝙蝠等) 及家养动物(狗、猫、牛等) 与人之间构成狂犬病的传播环节。人主要被病兽或带毒动物咬伤后感染。一旦受染, 如不及时采取有效防治措施, 可导致严重的中枢神经系统急性传染病, 病死率高, 在亚非拉发展中国家, 每年有数万人死于狂犬病。
中可以转录出第6个mRNA 。1. 2 病毒的蛋白质结构
完整的RV 粒子由病毒的核衣壳及包膜两部分构成, 核衣壳由RNA 与核蛋白、磷蛋白和转录酶大蛋白3种蛋白组成, 而包膜由基质蛋白和糖蛋白组成。核蛋白全长450个氨基酸, 是构成成熟病毒粒子核衣壳螺旋对称结构的主要成分。
核蛋白是一个磷酸蛋白, C 端的Ser389为磷酸化位点, 磷酸化的蛋白通过促进磷蛋白与核衣壳的结合来实现对病毒的转录与复制的调控。核蛋白与基因组RNA 紧密结合, 形成组织结构严紧的核糖核蛋白(RNP ) 复合物, 不但能保护病毒RNA 免遭核酸酶破坏, 而且能诱导机体产生持久的体液免疫, 核蛋白中有3个抗原位点能诱导机体产生细胞免疫。磷蛋白有292个氨基酸, 它与转录酶大蛋白结合, 构成完整的病毒RNA 聚合酶复合体, 磷蛋白还与核蛋白相互作用, 实现对病毒的转录、复制的多功能调节。基质蛋白由202个氨基酸残基构成, 该蛋白在病毒的装配及细胞表面的芽生过程中起作用, 其PpxY (PPPY ) 基序是负责晚期出芽的结构域(L -Domains ) 。此外, 基质蛋白对RNA 转录与复制的平衡调节或许代表了不分节段单股负链RNA 病毒的共生机制。糖蛋白是一种跨膜蛋白, 全长524个氨基酸, 构成病毒表面的突起, 是RV 与细胞受体结合的配体。不同毒株的糖蛋白基化位点数目和位置完全不同, 但319位糖基化位点存在于已知的所有RV 中。
1 狂犬病病毒(Rabies virus )
1. 1 病毒的基因组结构
RV 属于单股负链病毒(Mononegavruses ) 目、弹状
病毒(Rhabdoviridea ) 科、狂犬病毒(Lyssa ) 属。病毒基因组由11928~11932个核苷酸组成, 由3’端和5’端依次排列着N, P,M, G 和L 5个RV 的结构基因, 其长度分别为1424、991、805、1675、6475个核苷酸分别编码核蛋白(N ) 、磷蛋白(Por NS ) 、基质蛋白(M ) 、糖蛋白(G ) 和转录酶大蛋白(L ) 。在N 基因的3端有一段有一个58个核苷酸的先导序列, 在N -P 、P -M 、M -G 、G -L 基因之间分别还有2、5、5、423个核苷酸的居间序列, 其中G -L 之间的居间序列为伪基因Ψ, 在某些类型的病毒
[收稿日期] 2008207214[作者简介] 周亿金(1984-) , 男, 湖南人, 硕士研究生, 从事
临床兽医研究
[通讯作者] 李文平
40Journal of Ani m al Science and Veterinary Medicine Vol . 28 No . 1 2009
2 狂犬病的发病机体
2. 1 狂犬病病毒的受体
Laf on 研究发现乙酰胆碱受体(n AChR ) 、神经
细胞粘附分子(NCAM ) 、神经营养因子p75受体
(p75NTR ) 可能是介导狂犬病病毒感染机体时的受体。神经营养因子p75受体可能会促进狂犬病病毒在神经轴突内的逆流动, 此外细胞膜上的神经节糖苷也可能参与了狂犬病病毒侵入最新研究还显示了细胞膜动力蛋白的轻链可以与狂犬病病毒的磷酸化蛋白相互作用, 细胞膜动力蛋白是细胞微管转运系统的重要组成成分, 在体内移行, 但具体机制还不清楚2. 2 缺失, 得到糖蛋白缺失的重组病毒。Etessa m i 等把这种糖蛋白缺失性病毒接种于体外培养的神经细胞, 结果显示, 病毒感染灶只被限制在初始受感染的细胞中, 而不能扩散到周围的神经细胞。然后把该株重组毒接种到小鼠脑部, 结果显示这种有限的感染几乎检测不到任何的病理变化。Yan 等给小鼠脑内接种了不同毒株的狂犬病病毒, 包括一株表达水泡性口炎病毒的糖蛋白的重组狂犬病病毒, 让其感染小鼠的海马角神经细胞。Mazarakis 等构建了表达狂犬病病毒糖蛋白的马传染性贫血重组病毒。因此, 大量的研究表明狂犬病病毒的糖蛋白对病毒侵入、转运、跨突触传递和在细胞内的分布都起到重要作用。
磷酸化蛋白(NS ) 的143-147位氨基酸残基能强烈与细胞动力蛋白轻链(LC -8) 相互作用。Me 2batsi on 等构建了一种狂犬病病毒突变体, 该病毒在磷酸化蛋白上缺失了与LC8相互作用的氨基酸残基, 并且糖蛋白333位精氨酸也被缺失。试验证明该株病毒神经感染性显著降低。最新的研究显示狂犬病病毒的基质蛋白不仅对病毒的出芽是必须的, 而且对核蛋白的复制和mRNA 的转录都起到调节作用。2. 3 病毒与细胞调亡及功能损伤
狂犬病病毒在自然状态下感染动物的中枢神经系统, 引起的神经病理性损伤通常较温和, 而且神经细胞的死亡现象也不显著。Jacks on 等人的研究认为狂犬病病毒感染神经细胞后引起了细胞凋亡, 即而导致神经细胞功能失调, 这是狂犬病严重临床症状表现的主要原因。不同种类的神经细胞对狂犬病病毒感染后的凋亡反应也不同, 如在凋亡过程中神
经胶质细胞与脊髓神经元的物理接触可能是诱导运动神经元凋亡所必需的, 但对海马角神经元凋亡则非必需。神经元网络组织结构、炎症反应的消减和移行到中枢神经系统的T 淋巴细胞的损伤是狂犬病病毒神经侵染和转运机制的三个主要要素。研究还显示cas pase 途径对狂犬病病毒诱发的细胞凋亡是非必需的, 但B 细胞淋巴瘤细胞的过量表达会阻断狂犬病病毒引起的细胞凋亡。
狂犬病病毒感染神经细胞后造成细胞功能失调。提出狂犬病毒感染, 狂犬病病毒基, 能够抑制宿主神经细胞特异性基因的表达。Pr osniak 用衰减杂交技术发现小鼠在感染了CVS -N2c 株狂犬病病毒后受感染的神经细胞90%的基因调控受到抑制, 抑制水平大约是正常神经细胞的四倍。2. 4 病毒与机体免疫系统的相互作用
狂犬病病毒与机体免疫系统相互作用的机制很复杂, 在不同的条件下机体免疫系统的反应也不同, 或者是免疫保护, 或者是免疫病理反应。感染6d 后, 在小鼠脑部开始可以检测到狂犬病病毒的存在, 说明病毒的增殖与淋巴细胞的凋亡成正向相关关系。狂犬病病毒的磷酸化蛋白除了能够抑制干扰素诱导表达, 还可以与干扰素诱导的前髓细胞性白血病蛋白(P ML ) 相互作用, 病毒在P ML 基因敲除的细胞内可以呈现20倍的显著增殖, 说明磷酸化蛋白与P ML 蛋白相互作用可能会干扰宿主细胞的防御机制。2. 5 临床麻痹型和狂暴型狂犬病
狂暴型狂犬病的临床症状十分明显且容易鉴定, 而麻痹型狂犬病却不容易鉴别。大部分麻痹型狂犬病病人由于缺乏针对狂犬病病毒的细胞免疫, 同时脑脊髓中也缺少抗狂犬病病毒的中和抗体, 所以免疫系统不能识别被狂犬病病毒感染的神经细胞和狂犬病病毒。麻痹型狂犬病患者在发病后可以存活较长的时间, 主要因素可能是神经细胞的基因表达依赖于病毒的复制与转录, 导致该神经细胞得以存活, 但这种现象的具体机制还不清楚。2. 6 狂犬病的隐性感染
狂犬病通常被认为是100%致死的疾病, 但在某些条件下有的感染了狂犬病的动物也得以存活, 康复的动物可能会成为隐性携带病毒的载体, 它们虽然表观健康, 但唾液腺仍然可以分泌具有感染性的病毒, 这种隐性带毒的现象最早发现于吸血蝙蝠。
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Fekadu 在1975年报道了5只隐性感染狂犬病病毒
的犬, 在72个月内持续分泌病毒, 虽然这些病毒没
有导致人的感染。Echevarria 最近对西班牙蝙蝠进行了调查, 发现许多样本的脑组织RT -PCR 检测为阴性, 但咽喉拭物的RT -PCR 检测却表现为阳性, 这个实验结果提示了动物感染狂犬病恢复后, 中枢神经系统内的病毒虽然被清除, 但病毒仍然会存在于外周组织中。East 等对斑点土狼感染狂犬病病毒的研究结果表明改变了我们对狂犬病自然感染机制的认识。
单位疫苗或合成肽疫苗。3. 3 细胞凋亡
PrehaudC 等发现, 减毒的狂犬病毒ERA 株可以触发人细胞发生cas pase 依赖的细胞凋亡。进一步研究观察到, 细胞凋亡的诱生与病毒抗原的特殊分布有关, 病毒G 蛋白在细胞表面过度表达, 并且持续存在于细胞质膜上, 细胞质内包含大量的N 蛋白。早期研究发现, 犬病毒致病力与细胞凋亡以及狂犬病毒G 蛋白表达水平呈负相关, 深入研究发现, , 细胞凋亡与狂犬。RV 感染导致凋亡7种狂犬病毒株, 证实G 蛋白过度表达不仅可以增强细胞凋亡的程度, 还可以增强抗病毒免疫反应。3. 4 神经营养物质(NT ) 与狂犬病毒感染
实验表明, 某些NT 可以部分抑制原代培养的神经元细胞的病毒感染, 这可能是因为NT 和狂犬病毒竞争狂犬病毒NT 受体(P75NT R ) 所造成的结果。Castellanos 等研究发现, 2ng/mL、10ng/mL的NGF 和2ng/mL、10ng/mL的NT -3可以明显地降
3 狂犬病的免疫学研究
3. 1 细胞免疫
研究表明, 是糖蛋白和核蛋白相容性复合物型(-) 抗原限制的CD4+CD8-辅助T 淋巴细胞(Th ) , 而受主要组织相容性复合物1型(MHC -I ) 抗原限制的CD4-CD8+细胞毒T 淋巴细胞(CT L 或Tc ) 较少。上世纪90年代相继
报道, 狂犬病毒磷蛋白(NS ) , 可以有效地诱导Th 细胞和Tc 细胞, 并表现相应的免疫反应性, 从而确定了NS 蛋白可诱导机体产生细胞免疫的保护性抗原。狂犬病毒糖蛋白也有与其它蛋白(如核蛋白和微小磷蛋白) 联合使用诱生细胞免疫的作用。狂犬病毒活疫苗和B -丙内酯灭活疫苗, 与以脂泡形式出现的纯化糖蛋白一样, 均能诱生细胞所产生的免疫应答。
糖蛋白能诱生抗狂犬病毒脑内外途径致死性攻击的免疫保护性外, 狂犬病毒内部的核糖核蛋白(RNP ) 或核蛋白(N ) 在诱生保护性免疫方面也起重要作用。除体液免疫外, 细胞介导免疫(C M I ) 及白细胞介素-2(I L -2) 在狂犬病免疫保护上起更重要的作用。3. 2 体液免疫
狂犬病毒RNP 能诱导小鼠、浣熊和猴子产生抗脑外致死性强毒攻击的保护性, 且能诱导猴在接种免疫一剂人二倍体细胞培养狂犬病疫苗(HDCV ) 后, 产生效价高、持续期长的VNAb 应答, 也能诱生保护性免疫。狂犬病毒RNP 能诱生多种免疫因子, 既可作为人在接触狂犬病之前的预防用疫苗, 又可用作抗原引物。RNP 复合物中的主要蛋白-核蛋白的抗原性和免疫原性与RNP 的相似。在不同狂犬固定毒和街毒株间, 糖蛋白表现出高度的抗原变异性而核蛋白抗原比糖蛋白抗原稳定, 这已用单克隆抗体检测得到证实。故核蛋白可能更适于构建亚
低感染神经元细胞的数量, 而BDNF 降低感染的比例却无改变。
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