? ? ? ?今天介紹的是環(huán)曲病毒(Torovirus)。

簡介

? ? ? 環(huán)曲病毒(Torovirus)是尼多病毒(Nidovirus)中冠狀病毒家族的一種病毒。它們主要感染脊椎動物，尤其是牛，豬和馬。與該屬有關的疾病包括腸胃炎，常見于哺乳動物。環(huán)曲病毒是環(huán)曲病毒的唯一屬，僅包含一個亞類，即雷尼托病毒(Renitovirus)。

? ? ? 第一種環(huán)曲病毒的發(fā)現(xiàn)可以追溯到1970年代。 在患有嚴重腹瀉的一匹馬的直腸樣本中意外發(fā)現(xiàn)了馬環(huán)曲病毒（EToV）。 后來在1979年在布雷達（Breda）的一家奶牛場進行調(diào)查時發(fā)現(xiàn)了“布雷達”牛環(huán)曲病毒。 他們有幾只小牛患有嚴重的腹瀉長達數(shù)月之久。1984年，用電子顯微鏡（EM）技術在患有腸胃炎的人類患者中檢測到了環(huán)曲病毒樣顆粒。

病毒學特征

病毒結構

? ? ? ? 環(huán)曲病毒（ToV）是單鏈正義RNA病毒，其帶有帶有基質(zhì)蛋白的包膜，通常與牛甚至人類的腸道感染相關。 這些病毒似乎在全球范圍內(nèi)發(fā)生，歐洲，美洲，新西蘭和南非等大洲的國家都報告了ToV的發(fā)生。環(huán)曲病毒顆粒通常具有螺旋和對稱的核衣殼，其被盤繞成空心圓柱形。 直徑約為23 nm，平均長度為104 nm，其中每個轉彎周期的間隔為4.5 nm。ToV是多形的，大小范圍從100nm到150nm，棍狀產(chǎn)物從衣殼延伸。在環(huán)曲病毒中也發(fā)現(xiàn)了呈環(huán)形對稱，呈環(huán)形的核衣殼。在各種種類的環(huán)曲病毒中，僅馬環(huán)曲病毒（EToV）可以在細胞培養(yǎng)基中生長，因此對EToV的研究最為廣泛。 牛環(huán)曲病毒（BToV）腸道細胞的免疫熒光研究和形態(tài)學信息顯示，EToV和BToV之間存在相似之處。

? ? ? ? 環(huán)曲病毒與冠狀病毒具有一些共同特征：它們都是圓形的，形狀多變，被膜包裹的病毒，直徑為120至140nm。

基因組

? ? ? ? 環(huán)曲病毒是具有單鏈正義RNA的病毒，總長度約為25-30kb，它們具有復雜的復制機制，包括使用亞基因組mRNA，核糖體移碼和聚合酶停頓。 環(huán)曲病毒的基因組長度約為28.5 kb，主要由一個基因復制酶基因（20.2 kb）組成。 該基因包含兩個開放閱讀框，ORF1a和ORF1b，它們編碼蛋白質(zhì)pp1a和pp1b。 PToV（豬環(huán)曲病毒）的第一個基因組序列于2014年在中國上海完成。發(fā)現(xiàn)豬環(huán)曲病毒的基因組長度為28301bp，與牛環(huán)曲病毒基因組具有79％的序列同一性。

生活周期

? ? ? ?牛，豬和馬是環(huán)曲病毒的天然宿主，據(jù)認為是通過糞-口途徑感染的。環(huán)曲病毒基因組編碼各種結構蛋白，例如刺突（S），膜蛋白（M），血凝素酯酶（HE）和核衣殼（N），這為它們提供了感染和完成其生命周期所必需的結構特征。BEV物種中的前三個蛋白質(zhì)編碼區(qū)被刪除，這使它們能夠在細胞培養(yǎng)物中生長，而其他物種不能在細胞培養(yǎng)物中生長。環(huán)曲病毒基因組的最初三分之二具有兩個開放閱讀框ORF1a和ORF1b。ORFb1包含一個域，該域編碼病毒轉錄和翻譯所必需的酶，例如RNA依賴性RNA聚合酶（RdRp）和解旋酶（Hel）。

? ? ? ? 環(huán)曲病毒的生命周期涉及受感染宿主細胞內(nèi)的復制。 這些病毒主要發(fā)芽進入細胞質(zhì)中高爾基池的腔中。EToV可以在高爾基體的各個部分以及細胞外區(qū)域看到。這些病毒在細胞外區(qū)域的核衣殼具有特征性的環(huán)形，而這些核衣殼在出芽到宿主細胞之前是棒狀的，這表明在病毒的成熟階段發(fā)生了一些形態(tài)變化。 此外，還發(fā)現(xiàn)BToV和EToV的核衣殼積聚在被感染細胞的細胞核中。

病理與診斷

? ? ? ? 在牛中，該病引起腹瀉和全身癥狀，例如發(fā)熱，嗜睡和厭食。 在小牛中，它可能會導致神經(jīng)系統(tǒng)癥狀，并在某些情況下導致死亡。 如今，臨床上有許多針對環(huán)曲病毒感染的診斷技術，例如血凝（HA），酶聯(lián)免疫吸附測定（ELISA），免疫電子顯微鏡，血凝抑制試驗（HA / HI）和核酸雜交。感染人類的大多數(shù)環(huán)曲病毒可能與BRV或BEV密切相關，并且與某些腸道疾病或感染的任何先前病史有關。 這也是分子技術被認為比血清學檢測更有前景的原因。 豬可以被感染而沒有任何肉眼可見的跡象和癥狀。

? ? ? ? 病毒感染的診斷涉及電子顯微鏡，ELISA或血凝抑制作用。

治療

? ? ? ? 可以給予支持治療以防止脫水和繼發(fā)感染。 控制依靠良好的生物安全措施，包括迅速隔離和消毒場所。 由于環(huán)曲病毒感染通常與嚴重的腹瀉有關，因此經(jīng)常導致脫水。 最常見的治療方法包括為年輕患者提供液體療法，因為這種感染在年輕人口和牛群中最為常見。 尚無此類針對弓形病毒感染控制的具體預防措施。 良好的衛(wèi)生和生物安全措施可有效預防環(huán)曲病毒感染。 此外，估計劑量為500毫升/天的患者可以服用含抗體的初乳。由于病毒的來源與牛的腸道疾病有關，因此大多數(shù)被研究的自然感染過程都是在牛中進行的。 在與牛感染有關的實驗中，結果表明該病毒通常在常規(guī)條件下自行傳播。 犢牛的最初癥狀表明在感染的前2至3天出現(xiàn)腹瀉。 多數(shù)小牛有輕度脫水，少數(shù)有輕度發(fā)燒。 然而，沒有一個病例需要任何治療干預，并且通常通過改變感染小牛的飲食來治療。的一項研究發(fā)表了一項研究，其中環(huán)曲病毒呼吸道感染主要出現(xiàn)在生命的第一個月，而在秋季的高峰期則出現(xiàn)在4至6個月的年齡。 在所有這些感染中，約25％的感染會導致猝死。 除了腹瀉，肺炎和呼吸系統(tǒng)問題等其他原因外，在某些偶然病例中也有中樞神經(jīng)系統(tǒng)相關癥狀的報道。研究還顯示，感染環(huán)曲病毒的幼小牛需要進行液體療法，因為它們的體冷在感染過程中會嚴重脫水。 但是，如果不存在任何其他感染，則成年人無需任何外部治療即可通過其免疫反應恢復。 許多研究人員還建議，消毒和加熱滅菌很容易破壞病毒，但到目前為止，尚無科學數(shù)據(jù)或此類結果的報告。

人環(huán)曲病毒

? ? ? ?1984年，在患有腸胃炎或嚴重腹瀉的人類患者中觀察到了環(huán)曲病毒樣顆粒。隨后，來自世界各地的許多案例研究開始興起。 美國，法國，荷蘭，加拿大，英國，印度和巴西的科學研究報告了類似環(huán)曲病毒的顆粒（ToVL）。據(jù)報告，ToVL的存在主要在嚴重腹瀉的兒童和成人中。人環(huán)曲病毒（HuTV）一詞通常用于描述ToVL顆粒。 由于HuTV和BoTV有很多相似之處，因此在檢測和區(qū)分這兩種菌株時遵循某些標準。 過去已經(jīng)進行了許多研究，將環(huán)曲病毒與其致病性聯(lián)系起來。在兒童以及成人中，在各種腸道疾病中都發(fā)現(xiàn)了環(huán)曲病毒。環(huán)曲病毒糞便排泄的研究得出結論，在206例檢查的病例中，約有72例（35％）病例中發(fā)現(xiàn)了環(huán)曲病毒。與輪狀病毒(Rotavirus)感染相比，環(huán)曲病毒在免疫功能更弱的人群中更為常見。 環(huán)曲病毒感染的特點是嘔吐減少和血性腹瀉增加。 免疫系統(tǒng)的抗體反應主要發(fā)生在未免疫受損的成年兒童中。除腸胃炎外，在壞死性小腸結腸炎（NEC）嬰兒中也發(fā)現(xiàn)了環(huán)曲病毒。但是，在同一項研究中，與環(huán)曲病毒陰性NEC患者相比，在環(huán)曲病毒陽性患者中疾病的嚴重程度和死亡率沒有受到太大影響。

致病機理

? ? ? ? 牛環(huán)曲病毒被建議主要具有兩種不同的血清型：牛環(huán)曲病毒血清型1（BoTV-1）和牛環(huán)曲病毒血清型2（BoTV-2）。BoTV的兩種血清型均具有血凝素，該血凝素與小鼠和大鼠的紅血球發(fā)生反應，但與人的紅血球不發(fā)生反應。 在36°C下90分鐘后，BoTV不會從大鼠紅細胞上洗脫下來。 牛環(huán)曲病毒的兩種血清型均具有血凝素，通常與嚙齒動物中的紅細胞發(fā)生反應。迄今為止，尚無證據(jù)表明與人紅細胞發(fā)生反應。 雖然，最近的許多研究表明，在人類中存在與許多其他腸感染，腹瀉和腸胃炎等病癥相關的環(huán)曲病毒。

? ? ? ?目前尚不清楚該病毒引起腹瀉的確切機制，但研究表明，這可能是由于小腸和絨毛隱窩以及大腸表面隱窩腸上皮細胞的感染和死亡所致。 人們還說，水樣腹瀉可能是由于結腸損傷導致大腸細胞對水的吸收減少所致。 在牛物種中，特別是在犢牛生命的初始階段（約4至6個月大），已經(jīng)廣泛研究和探究了輪狀病毒存在的致病性。一旦BoTV被動物經(jīng)口或鼻接種，它會感染絨毛的上皮細胞，然后擴展到消化系統(tǒng)的各個部分，如空腸，回腸和結腸隱窩的大腸。 最終導致腹瀉并在24-72小時內(nèi)感染。BToV的抗原也已在小腸Peyer's貼片的腸相關淋巴組織的圓頂上皮細胞和Microfold細胞中被報道。一些研究人員建議BToV僅感染吸收性腸上皮細胞。 但是，也有研究人員認為病毒復制可以在隱窩的未成熟上皮細胞中開始，并可能進一步傳播到絨毛。

歷史

? ? ? ? 第一種環(huán)曲病毒的發(fā)現(xiàn)可以追溯到1970年代。 在患有嚴重腹瀉的一匹馬的直腸樣本中意外發(fā)現(xiàn)了馬環(huán)曲病毒（EToV）。 后來在1979年在布雷達（Breda）的一家奶牛場進行調(diào)查時發(fā)現(xiàn)了布雷達病毒/牛環(huán)曲病毒。 他們有幾只小牛患有嚴重的腹瀉長達數(shù)月之久。 1984年，用電子顯微鏡（EM）技術在人類腸胃炎患者中檢測到了環(huán)曲病毒樣顆粒。 ?1972年，在瑞士伯爾尼的一匹馬中分離出一種病毒。 該病毒不會與抗已知馬病毒的抗血清反應，并顯示具有獨特的形態(tài)和亞結構。1982年，從愛荷華州布雷達的小牛中分離出了一種類似的，未分類的病毒。1984年，在人類的糞便中發(fā)現(xiàn)了類似于這些病毒的顆粒。1984年在日本仙臺市舉行的第六屆國際病毒分類學大會上，提出了一個新的病毒環(huán)曲病毒。但是，該家族目前被歸為環(huán)曲-白鳊魚病毒(Tobanivirus)家族。

分類法

? ? ? ?最近對該病毒的分子分析顯示，它與動脈病毒和冠狀病毒相似，這導致在以前的冠狀病毒家族中包括了環(huán)曲病毒和動脈病毒。目前，環(huán)曲病毒自成一派。 研究人員在對病毒進行分類學分類時觀察到了相似性，分子和遺傳相似性，病毒體尺寸，行為聯(lián)系以及其他特征相似性和差異。 在環(huán)曲病毒中，與其他成員相比，伯爾尼病毒已在分子水平上進行了廣泛研究。 ?

? ? ? ? 1992年，由于結構，復制行為和基因測序的相似性，國際病毒分類學委員會ICTV獲得了足夠的數(shù)據(jù)來考慮將環(huán)曲病毒歸為冠狀病毒。

進化

? ? ? ? ?環(huán)曲病毒，冠狀病毒和動脈炎均屬于尼多病毒，尼多病毒是一組無節(jié)段的單鏈正義RNA動物病毒。盡管它們的基因組大小，宿主范圍和復制策略存在差異，但尼多病毒不同物種之間復制酶蛋白序列同一性的相似性確保了它們的共同祖先。冠狀病毒和環(huán)曲病毒的聚合酶和解旋酶結構域的序列分析和比較揭示了兩個家族中40-45％的相同氨基酸，這為兩個家族之間進化距離較大提供了證據(jù)。