? ? ? ? 今天介紹的是狂犬病毒的親戚——水皰性口炎病毒(Vesiculovirus)

簡介

? ? ??? 水皰性口炎病毒，全稱水皰性口炎印第安納州病毒（VSIV或VSV）是彈狀病毒科的一種病毒。 與著名的狂犬病毒屬于同一家族。 VSIV可以感染昆蟲，牛，馬和豬。對于飼養(yǎng)牛的世界某些地區(qū)的農(nóng)民來說，它尤其重要。這是因為其臨床表現(xiàn)與非常重要的口蹄疫病毒相同。

? ? ? ?該病毒是人畜共患病毒，并在受感染的人類中導(dǎo)致流感樣疾病。

? ? ? ?它也是一種常見的實驗室病毒，用于研究彈狀病毒的特性以及研究病毒的進(jìn)化。

特征

? ? ? ?印第安納水皰性口炎病毒是彈狀病毒科的水皰性口炎病毒屬的原型成員。VSIV是蟲媒病毒，其復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中。天然VSIV感染包括兩個步驟，哺乳動物宿主的細(xì)胞溶解感染和昆蟲傳播。在昆蟲中，感染是非溶細(xì)胞性的持久性疾病。一種已證實的病毒載體是沙蠅（Lutzomyia shannoni）。VSIV的基因組位于單反義RNA分子上，其長度為11,161個核苷酸，編碼五種主要蛋白質(zhì)：G蛋白（G），大蛋白（L），磷蛋白（P），基質(zhì)蛋白（M）和核蛋白（N）：VSIV-G蛋白（也稱為VSV-G）可以使病毒進(jìn)入。它介導(dǎo)病毒對宿主細(xì)胞上存在的LDL受體（LDLR）或LDLR家族成員的附著。結(jié)合后，VSIV-LDLR復(fù)合物被快速內(nèi)吞。然后它介導(dǎo)病毒包膜與內(nèi)體膜的融合。VSIV通過部分包被網(wǎng)格蛋白的囊泡進(jìn)入細(xì)胞；含病毒的囊泡比常規(guī)囊泡含有更多的網(wǎng)格蛋白和網(wǎng)格蛋白銜接子。含病毒的囊泡募集肌動蛋白機(jī)制的組成部分進(jìn)行相互作用，從而誘導(dǎo)自身吸收。VSIV-G的路徑與大多數(shù)囊泡不同，因為在15°C的孵育中，G蛋白從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到質(zhì)膜的轉(zhuǎn)運被中斷。在這種條件下，分子在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和低密度的亞細(xì)胞小泡部分（稱為富含脂質(zhì)的小泡部分）中積累。富含脂質(zhì)的囊泡部分中的物質(zhì)在向質(zhì)膜（PM）的運輸過程中似乎是ER后的中間體。感染后，VSIV-G基因被表達(dá)，通常作為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）中N聯(lián)糖基化的模型進(jìn)行研究。它被翻譯成糖蛋白原，其中Glc3-Man9-GlcNac2寡糖通過含多元醇的蛋白質(zhì)添加到VSIV-G上的NXS基序中。糖隨著蛋白質(zhì)行進(jìn)到高爾基體中而逐漸除去，并且對糖苷內(nèi)切酶H.當(dāng)在極化的上皮細(xì)胞中合成時，包膜糖蛋白VSV-G靶向基底外側(cè)質(zhì)膜。VSV-G還是慢病毒載體表達(dá)系統(tǒng)的常用包膜蛋白，用于將遺傳物質(zhì)引入體外系統(tǒng)或動物模型，這主要是由于其極寬的細(xì)胞嗜性。

? ? ???VSIV-L蛋白編碼區(qū)占基因組的一半，并與磷蛋白結(jié)合以催化mRNA的翻譯與RNA復(fù)制。

? ? ? ?VSIV-M蛋白由一個長831個核苷酸的mRNA編碼，可翻譯為229個氨基酸。預(yù)測的M蛋白序列不包含任何長的疏水性或非極性域，可能會促進(jìn)膜結(jié)合。 該蛋白質(zhì)富含堿性氨基酸，并含有高度堿性的氨基末端結(jié)構(gòu)域。M蛋白引起VSV的許多細(xì)胞病變效應(yīng)，包括抑制宿主基因表達(dá)和誘導(dǎo)細(xì)胞變圓。已經(jīng)表明，在沒有其他病毒成分的情況下，M蛋白也誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。據(jù)認(rèn)為，凋亡途徑的激活導(dǎo)致宿主基因表達(dá)的抑制和M蛋白的細(xì)胞變圓。

? ? ? ?VSV-N蛋白是啟動基因組合成所必需的。

水皰性口炎

臨床體征和診斷

? ? ? ?動物的主要體征是口腔疾病，在口腔中以粘膜囊泡和潰瘍的形式出現(xiàn)，但在乳房和冠狀動脈帶周圍也出現(xiàn)。動物可能會出現(xiàn)全身性癥狀，例如厭食，嗜睡和發(fā)熱（發(fā)燒）。疾病通常會在兩周內(nèi)消退，動物通常會完全康復(fù)。

? ? ? 人類感染水皰性口炎病毒的病例已有發(fā)現(xiàn)。這些病例大多數(shù)發(fā)生在實驗室工作人員，獸醫(yī)和牲畜飼養(yǎng)員中。在大多數(shù)情況下，VSV感染會導(dǎo)致短短的3~5天疾病，其特征是發(fā)燒，頭痛，肌痛，虛弱以及偶爾出現(xiàn)口腔水皰性病變。

治療與控制

? ?? ? ?沒有具體的治療方法，但是某些動物可能需要支持液或抗生素來抵御繼發(fā)感染。

? ? ? ? 控制依靠生物安全規(guī)程，隔離，隔離和消毒來確保病毒性疾病不會進(jìn)入某個國家或畜群。

醫(yī)學(xué)應(yīng)用

溶瘤病毒

? ? ????在健康的人類細(xì)胞中，病毒可能無法繁殖，這可能是由于干擾素反應(yīng)陽性所致，從而使細(xì)胞能夠充分應(yīng)對病毒感染。對于干擾素反應(yīng)陰性的癌細(xì)胞，在病毒的面前猶如待宰的羔羊。這種特性使VSIV優(yōu)先生長并裂解致癌細(xì)胞。

? ? ? ??最近，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在其M蛋白中具有突變的減毒VSIV具有溶瘤特性。正在進(jìn)行的研究表明，VSIV可以在癌癥實驗室模型中減少黑色素瘤，肺癌，結(jié)腸癌和某些腦腫瘤的腫瘤大小與擴(kuò)散。

HIV疫苗

? ? ? ? VSIV被改造以攻擊被HIV感染的T細(xì)胞。改造后的病毒稱為“特洛伊木馬”病毒

基因工程疫苗

? ? ? ?重組VSIV已作為埃博拉病毒疫苗進(jìn)行了1期試驗。表達(dá)埃博拉病毒糖蛋白的重組VSIV已在非洲進(jìn)行了3期試驗，作為埃博拉病毒的疫苗。事實證明該疫苗可有效預(yù)防埃博拉出血熱。（rVSV-ZEBOV基因工程疫苗）

? ? ? ?科學(xué)家還創(chuàng)建了具有復(fù)制能力的rVSV，用于表達(dá)拉沙病毒和馬爾堡病毒的表面糖蛋白。

其他應(yīng)用

? ? ? ? VSIV-G蛋白在生物醫(yī)學(xué)研究中被廣泛用于假型逆轉(zhuǎn)錄病毒和慢病毒載體，賦予了利用目的基因轉(zhuǎn)導(dǎo)多種哺乳動物細(xì)胞類型的能力。

? ? ? ? VSIV-G蛋白也已用于內(nèi)膜系統(tǒng)運輸?shù)募?xì)胞學(xué)研究。免疫電子顯微鏡顯示，VSIV-G蛋白從順式轉(zhuǎn)移到反式高爾基體，而沒有在小泡在它們之間轉(zhuǎn)運，從而支持了高爾基轉(zhuǎn)運的內(nèi)部成熟模型。

? ? ????VSV通常用于對病毒基因組復(fù)制和轉(zhuǎn)錄進(jìn)行定量和計算研究。此類研究有助于更好地了解先天免疫反應(yīng)存在與否的情況下的病毒行為。

反義RNA病毒的RNA聚合酶

? ??? ??RNA依賴的RNA聚合酶(RdRp)在整個病毒中高度保守，甚至與端粒酶有關(guān)，盡管其原因在2009年仍是一個持續(xù)的問題這種相似性導(dǎo)致人們猜測病毒RdRps是人類端粒酶的祖先。

? ? ? ?RdRp最著名的例子是脊髓灰質(zhì)炎病毒。病毒基因組由RNA組成，RNA通過受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞。從那里，RNA能夠立即作為互補(bǔ)RNA合成的模板。然后，互補(bǔ)鏈本身就可以作為新病毒基因組生產(chǎn)的模板，這些新病毒基因組被進(jìn)一步打包并從細(xì)胞中釋放出來，準(zhǔn)備感染更多的宿主細(xì)胞。這種復(fù)制方法的優(yōu)點是復(fù)制快速、容易。缺點是沒有校對功能，錯誤率很高。

? ? ? ? 多數(shù)RdRps與膜緊密相關(guān)，因此很難進(jìn)行研究。常用的RdRps有脊髓灰質(zhì)炎病毒3D(pol)蛋白、丙肝病毒NS5B蛋白，以及水皰性口炎病毒L蛋白。

? ? ? ? 反義RNA病毒RNA聚合酶的模型研究主要以水皰性口炎病毒的L蛋白為主。該RNA聚合酶與正義RNA病毒、逆轉(zhuǎn)錄病毒、擬逆轉(zhuǎn)錄病毒以及端粒酶共同擁有“右手”結(jié)構(gòu)，證明正義RNA病毒、反義RNA病毒、逆轉(zhuǎn)錄病毒與擬逆轉(zhuǎn)錄病毒擁有共同祖先。

? ? ? ? 當(dāng)病毒入侵宿主細(xì)胞時，病毒RNA聚合酶迅速進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄出病毒所需的mRNA。在細(xì)胞質(zhì)中，mRNA由聚合酶結(jié)巴而被加帽化和多聚腺苷化。

? ? ? ? 當(dāng)有足夠的核蛋白來包住新合成的基因組(反義RNA)與反基因組(正義RNA)時，轉(zhuǎn)錄停止，復(fù)制開始。病毒的基因組(反義RNA)與反基因組(正義RNA)的比率約為10：1，這是因為，Trailer序列是一個比Leader序列更強(qiáng)的復(fù)制啟動子。

? ? ? ?由于將Leader序列與Trailer序列之間的病毒基因組替換成目的基因后，目的基因產(chǎn)物可以迅速表達(dá)。因此，可以利用病毒RNA聚合酶制作minigenome系統(tǒng)。

附帶一提

? ? ? ? 在彈狀病毒科的病毒中，只有狂犬病毒在G與L之間的區(qū)段有一個ψ區(qū)間，ψ區(qū)間是一個偽基因區(qū)，功能不詳，而其他的彈狀病毒沒有ψ區(qū)間。只有葉脈曲張病毒(Varicosavirus)是彈狀病毒中唯一的圓柱狀病毒，其他的彈狀病毒均為子彈狀。