1、第八章 疱疹病毒科(Herpesviridae)一、概述二、疱疹病毒的基因组结构三、主要参考文献一、概 述疱疹病毒是一群较大的有囊膜的双链DNA病毒。最早发现的疱疹病毒有人的单纯疱疹病毒、水痘带状疱疹病毒以及猴的B病毒和动物的伪狂犬病病毒等。人类的上述两种病毒,均以皮肤和粘膜的疱疹性病变为特证。但后来发现,本科病毒的致病性已远远超出了皮肤和粘膜的范围。五十年代以来,由于病毒学研究技术的提高,相继发现了许多新的疱疹病毒。到目前为止,几乎所有家畜和家禽都有各自的疱疹病毒,但是一种畜禽可能感染几种(型)疱疹病毒,一种疱疹病毒也可能感染几种动物。至今发现的疱疹病毒已有八十余种,分布相当广泛,除家畜外,
2、牡蛎、鱼类、蛙类、鸟类和多种野兽也发生疱疹病毒感染。本科病毒主要侵害外胚层来源的组织,包括皮肤、粘膜和神经组织。初次感染后，往往以潜伏形式长期存在于动物体内,可达多年甚至终生。当遇到适宜条件时,病毒重新激活,致发临床症状明显的复发性感染。近几年来,人们发现某些疱疹病毒可能是哺乳动物和禽类等肿瘤的病原因子,其中马立克氏病病毒是已经确认的首例,医学上也开始注意到某些疱疹病毒与人类癌症的关系。由于疱疹病毒的广泛致病性及其在潜伏感染和致癌方面的作用,这类病毒已引起病毒学者的普遍重视。疱疹病毒科显然含有多个属或群,但因找不到适当的区分方法,目前还没有取得一致的分类意见。Melnick等(1964)曾依据
3、疱疹病毒的感染性质,分为A和B两个亚群。凡在体外培养时,容易从细胞内释放到营养液中的病毒为A群,其中主要的有单纯疱疹病毒、伪狂犬病病毒、牛传染性鼻气管炎病毒、马鼻肺炎病毒、马交媾疹病毒和鸡传染性喉气管炎病毒等。相反,病毒同细胞紧密结合,很难释放到营养液中的为B群,又名细胞结合性病毒,主要有水痘带状疱疹病毒、各种动物和禽类的细胞巨化病毒(Cytomegalovirus)、恶性卡他热病毒、犬疱疹病毒、EB病毒、鸡马立克氏病病毒和蛙疱疹病毒等。Roizman等(1973)建议按病毒的宿主进行分类,也有提议按G+C含量百分比高低进行分类的,但均没有受到普遍采纳。现将较重要疱疹病毒的DNA特性及其原发感
4、染宿主列于表8-1。表8-1疱疹病毒DNA性状及其原发感染宿主病毒习惯名称G+C(%)分子量(106) 原发感染宿主单纯疱疹病毒1型 (人疱疹病毒1型)1726人单纯疱疹病毒2型 (人疱疹病毒2型)1728人水痘带状疱疹病毒(人疱疹病毒3型)1705(人疱疹病毒4型)1718(人疱疹病毒5型)1716人(马疱疹病毒1型)1716马 (马疱疹病毒2型)1717(马疱疹病毒3型)1725(牛疱疹病毒1型)1731(牛疱疹病毒2型)1723牛(牛疱疹病毒3型)伪狂犬病病毒(猪疱疹病毒1型)1731猪猪包涵体鼻肺病毒(猪疱疹病毒2型)(犬疱疹病毒1型)1692(猫疱疹病毒1型)1705(鼠疱疹病毒1型
5、)1718小鼠大鼠细胞巨化病毒(大鼠疱疹病毒2型)豚鼠细胞巨化病毒(豚鼠疱疹病毒1型)1716(兔疱疹病毒1型)鸡传染性喉气管炎病毒(鸡疱疹病毒1型)1704(鸡疱疹病毒2型)1705鸡(火鸡疱疹病毒1型)1706(鸭疱疹病毒1型)鸽疱疹病毒(鸽疱疹病毒1型)国际病毒分类委员会(ICTV)在1995年报告中,将疱疹病毒科分为甲(Alpha)、乙(Beta)和丙(Gamma)三个亚科。各亚科的主要生物学特性见表8-2。表8-2疱疹病毒各亚科的主要特性特 征乙丙DNA分子量8510611010613010615010680106110106在细胞培养上病毒较慢(24h)不同的增殖速度和传播致细胞病
6、变作用作用慢,细胞先涨大不同播并杀死易感细胞宿主范围宽、窄差别较大较窄感染特征引起细胞巨化,常在侵犯淋巴细胞和淋巴腺体和肾细胞内潜伏样细胞,并在其中潜伏据ICTV 1995年第六次报告,甲亚科包括单纯疱疹属(Simplevirus)和水痘病毒属(Varicellovirus)。单纯疱疹病毒属以人疱疹病毒1型(单纯疱疹病毒1型)为代表种,并包括人疱疹病毒2型(单纯疱疹病毒2型)、牛疱疹病毒2型(牛乳头炎病毒)和疱疹病毒B(猕猴疱疹病毒1型)。水痘病毒属以人疱疹病毒3型(水痘带状疱疹病毒)为代表种,牛疱疹病毒1型(牛传染性鼻气管炎病毒)、马疱疹病毒1型(马流产病毒)、马疱疹病毒4型(马鼻肺炎病毒)
7、和猪疱疹病毒1型(伪狂犬病病毒)为其暂定种。 甲亚科还有许多未分属的病毒:鸭疱疹病毒1型(鸭瘟病毒),蛛猴疱疹病毒,牛疱疹病毒5型(牛脑炎疱疹病毒),犬疱疹病毒1型,山羊疱疹病毒1型,猕猴疱疹病毒2、6、7和9型,鹿疱疹病毒1、2型,马疱疹病毒3型(马交媾疹病毒),马疱疹病毒6型(驴疱疹病毒1型),马疱疹病毒8型(驴疱疹病毒3型),猫疱疹病毒1型(猫鼻气管炎病毒),鸡疱疹病毒1型(鸡传染性喉气管炎病毒),巨足类疱疹病毒1型(袋鼠疱疹病毒),狨疱疹病毒1型。 乙亚科包括细胞巨化病毒属(Cytomegalovirus)、鼠巨化病毒属(Muromegalovirus)和蔷薇疹病毒属(Roseolov
8、irus)。细胞巨化病毒属以疱疹病毒5型(人细胞巨化病毒)为代表种。鼠巨化病毒属以小鼠细胞巨化病毒1型为代表种。蔷薇疹病毒属以人疱疹病毒6型为代表种。乙亚科还有许多未分属的病毒:夜猴疱疹病毒1、3型,狨细胞巨化病毒,豚鼠细胞巨化病毒,卷尾猴疱疹病毒1、2型,猕猴疱疹病毒3、4、5和8型(相应为SA6病毒、SA15病毒、非洲绿猴细胞巨化病毒、恒河猴细胞巨化病毒),仓鼠疱疹病毒,马疱疹病毒2型(马细胞巨化病毒),马疱疹病毒5型,马疱疹病毒7型(驴疱疹病毒2型),鼠疱疹病毒2型(大鼠细胞巨化病毒),欧洲和美洲地松鼠细胞巨化病毒,猪疱疹病毒2型(猪细胞巨化病毒,包涵体鼻炎病毒)等。丙亚科包括淋巴潜隐病
9、毒属(Lymphocryptovirus)和细长病毒属(Rhadinovirus)。淋巴潜隐病毒属以人疱疹病毒4型(EB病毒)为代表种,并包括狒狒疱疹病毒,非洲绿猴HHV4样病毒,恒河猴HHV4样病毒,黑猩猩疱疹病毒1、2和3型。细长病毒属以蛛猴疱疹病毒2型为代表种。丙亚科也有许多尚未分属的病毒:恶性卡它热病毒,牛疱疹病毒4型,豚鼠疱疹病毒1型,松鼠猴疱疹病毒,白尾灰兔疱疹病毒,土拨鼠疱疹病毒1型,火鸡疱疹病毒1型,鼠疱疹病毒4型(小鼠疱疹病毒68株)等。此外,鸡疱疹病毒2型(马立克氏病病毒1型),鸡疱疹病毒3型(马立克氏病病毒2型),鹤疱疹病毒,野兔疱疹病毒,鼠疱疹病毒3、5、6和7型以及两
10、栖类和鱼类等的许多疱疹病毒尚未归入某个亚科。本章基本上按照这一分类和命名原则,但适当照顾我国习惯的分类和命名方法,例如将马鼻肺炎病毒和马流产病毒仍按一个病毒种对待,鸡马立克氏病病毒和火鸡疱疹病毒仍按血清型1、2、3分类等等。1.形态结构 疱疹病毒系球形带囊膜的较大病毒,直径为120200nm。主要由核芯、衣壳和囊膜三部分组成。核芯由双股DNA与蛋白质缠绕而成,观察超簿切片标本时,核芯常为均匀一致的圆形电子致密区,但有时也能看到花纹样结构。此点在人类单纯疱疹病毒和马鼻肺炎病毒等尤为常见。核芯直径介于3070nm之间。病毒衣壳为立体对称的正二十面体,外观呈六角形。衣壳可能由三层组成,中层和内层是无
11、特定形态的蛋白质薄膜。外层衣壳的形态结构是疱疹病毒科的重要特征,它由162个互相连接呈放射状排列且有中空轴孔的壳粒构成。所有疱疹病毒科成员都如此。壳粒的分布排列是规律的:一个二十面体的病毒衣壳,共有12个顶,每个顶上有一个五邻粒(这种壳粒为五角形棱柱,被5个六邻壳粒围绕),总共12个五邻壳粒;每个棱上有3个六邻壳粒(这种壳粒为六角形棱柱,被6个六邻壳粒围绕),30条棱总共有90个六邻壳粒;在每个等边三角形面上有3个六邻壳粒,20个面共有60个六邻壳粒。这样,一个衣壳上的壳粒总数即为12+90+60=162个,其中五邻壳粒12个、六邻壳粒150个。壳粒的大小约为12595nm,主要成分为多肽(见
12、图8-1)。 核芯加上衣壳,称为核衣壳或裸露的病毒粒子,其直径约为85110nm(图8-2)。在超薄切片的细胞核内,常能观察到大量呈结晶状排列的核衣壳。没有核芯的衣壳称为空衣壳(见图2-15),也是比较常见的,由于没有DNA核芯,所以不具有感染性。 位于病毒粒子最外层的包围物称为囊膜,它至少由两层以上的结构组成,质地柔软,厚薄不匀称。在包埋和染色等处理过程中,很容易歪扭和变形,致使负染样品中病毒粒子的外形和直径常不一致。一个囊膜内通常只含一个衣壳,但偶然也能看到含两个以上衣壳的(图8-3)。这种带囊膜的完整病毒粒子,直径通常介于130220nm之间。很多疱疹病毒的囊膜表面附有纤突,但对其构造和
13、排列情况以及功能等,尚待深入研究。Figure 1 Herpesvirus morphology. (Top left) Reconstruction of a Human herpesvirus 1 (HHV-1) capsid generated from cryo-EM images. (Bottom left) Cartoon of one of the twenty icosahedral faces. Penton subunits are shown in black, hexon subunits in white and the pattern of triplexes an
14、d their connections with adjacent capsomers, in gray (Zhou, Chiu, Haskell, Spears, Jakana, Rixon and Scott, 1996). (Center) Schematic representation of a virion with diameters in nm. (G) genome, (C) capsid, (T) tegument, (E) envelope. (Right) Cryo-EM image of an HHV-1 virion. (Courtesy of Dr. Frazer
15、 Rixon and Dr. Wah Chiu.)图8-1马鼻肺炎病毒磷钨酸负染标本照片(横杠=100nm)箭头所示为呈三角形整齐排列的壳粒。自杨盛华图8-2牛乳头炎病毒超薄切片照片(横杠=200nm)自杨盛华图8-3MD病毒感染组织超薄切片照片在MD大囊膜病毒颗粒内可见到双核衣壳颗粒(箭头)。自李成 在囊膜和衣壳之间还有一个称为皮层的内膜。超薄切片中的皮层为无定形物质,但在负染标本中常呈纤维样。不同疱疹病毒的皮层厚度不同,甚至在同一细胞内增殖的病毒粒子的皮层厚度也不一致。某些疱疹病毒,例如马立克氏病病毒的皮层有时很厚,使病毒粒子的直径增大至250260nm。总之,所有疱疹病毒科成员的基本形态
16、相同。这种特征的形态结构,是鉴定疱疹病毒的重要依据之一。当今,对某些疱疹病毒性疾病,在结合临床症状和流行病学的基础上,能够通过电镜的病毒形态学检查,迅速作出正确诊断。2.化学组成 病毒分子量大于1 000106Da,疱疹病毒的DNA呈双股线状,分子量相当大,为85150MDa,其中带状疱疹病毒DNA最小,为85MDa,而细胞巨化病毒DNA最大,为150MDa。大多数疱疹病毒的鸟嘌呤和胞嘧啶(G+C)含量较高,两者之和常在3575%之间,其中含量高的如牛鼻气管炎病毒和伪狂犬病病毒,达72%,但也有含量低的,如犬疱疹病毒,只含33%。成熟病毒约含33种多肽,分子量为15275KDa。在感染细胞中可
17、检出至少20种病毒结构蛋白,分子量在12222KDa之间。大约一半的蛋白质是表面囊膜糖蛋白,主要病毒囊膜糖蛋白引起中和抗体。在囊膜上可能存在一个Fc受体。囊膜除蛋白质外,还含有几乎与糖蛋白一样多的糖类及部分脂质。 近年来的实验研究发现,某些疱疹病毒株之间在化学组成上有相当密切的关系。根据疱疹病毒在化学组成和形态结构方面存在的共性,一些研究者认为,疱疹病毒的所有成员,可能均由同一“祖先”演化而来。 近年来对疱疹病毒基因组及结构蛋白等方面的研究取得了飞速发展,对基因结构的研究表明,它由末端重复序列(TR)和内部重复序列(IR)所组成。重复序列的数量和长度，在不同的疱疹病毒有较大的差异。比较疱疹病毒
18、基因组的结构，发现有以下特点:异构体结构:多数疱疹病毒的基因组由两个互相连接的长节段(L)和短节段(S)DNA所组成,而且有的疱疹病毒的S、L节段可颠倒排列,如HSV,从而可形成4种异构体:P(原型),Is(S节段颠倒),Il(L节段颠倒)和Isl(S和L节段均颠倒);基因组内部串联重复序列:各种疱疹病毒基因组,除在大范围的结构上有差异外,在内部的序列结构上也有差异,特别是串联重复序列结构有很大的不同。这些内部重复序列G+C含量很高,有些还是在编码区,有些是细胞病毒DNA的同源位点;基因组末端结构:HSV基因组的末端有直接重复序列,称为“a”区,DNA序列分析表明,HSV1的“a”区为400b
19、p,而HSV2则为250bp。不同HSV1毒株“a”区大小的变异与内部短串联重复序列的数目有关,HSV1和HSV2的“a”很少有同源性。CMV基因组仅含有一短的30bp的直接重复序列；VZV DNA的L节段末端有一88bp的颠倒重复序列,S节段末端有一长的颠倒重复序列,为7 319bp；在EBV DNA的末端也是不均一的,有多至5个550bp序列的差异,随机分布在其线性DNA的两个外侧末端。几乎所有疱疹病毒DNA 的一个末端都含有一组 28bp 的保守序列:CCCCGGGGGG-GTGTTTTTGATGGGGGGG。动物疱疹病毒各亚科代表种的基因组结构如图8-4。猪伪狂犬病病毒(PRV)细胞巨
20、化病毒(CMV)鸡马立克氏病病毒(MDV)图8-4 动物疱疹病毒各亚科代表种的基因组结构简图注:PRV DNA:150kb；CMV DNA:240kb；MDV DNA:180kb；空白小方块指串联重复序列区段(两侧为末端重复序列TR；其中间为内重复序列IR)；UL和US指长或短节段的独特序列部分。 目前,单纯疱疹病毒(HSV)、水痘带状疱疹病毒(VZV)、EB病毒、猪伪狂犬病毒(PRV)等的基因组DNA序列分析已完成或接近完成,绝大多数基因被鉴定并定位,基因产物的组成和功能也已阐明。在疱疹病毒的结构蛋白中,糖蛋白的研究最为重要,这是由于它涉及病毒的识别、吸附、侵入宿主细胞并导致感染、病理过程和
21、免疫原性以及亚单位疫苗的研制等。在疱疹病毒中,HSV的糖蛋白研究比较深入和细致。在HSV感染的细胞中有6种糖蛋白:gB、gC、gD、gE、gG和gH。HSV中的5个糖蛋白gB、gC、gD、gE、gG在HSV1和HSV2中是相对应的,但在HSV2中尚未发现gH1。由疱疹病毒基因组DNA序列推测出来的糖蛋白氨基酸组成现已阐明, 不同疱疹病毒的相应糖蛋白的氨基酸组成有很高的同源性。某些疱疹病毒糖蛋白的组成及同源性见表8-3表8-3 不同种(型)疱疹病毒的相应糖蛋白 HSV1HSV2CMVMDVgB2 gBgBgB gC1(gp)ggC gD1gp50gD gE1gpggEgG2-gG gH1gpgH
22、gH gI1gpgp63gI(US7) gL1?gL gK1?gK注: HVT为火鸡疱疹病毒 纯化的各种糖蛋白可以分别地产生相应的中和抗体,人们试图在不同疱疹病毒中，应用引起中和抗体能力最强的糖蛋白制备亚单位疫苗，以预防病毒感染。在不稳定的条件下连续进行病毒传代时,经常导致缺损病毒的出现。在单纯疱疹病毒、伪狂犬病病毒和马鼻肺炎病毒的研究过程中,都发现过这种现象。从感染细胞中能提出多种具有扩散性质的抗原。某些疱疹病毒之间具有交叉反应性。Sabin等最早报道了单纯疱疹病毒、伪狂犬病病毒和猴B 疱疹病毒在血清学反应上的相互关系,但反应不强,只有一条共同沉淀线。据报道,在单纯疱疹病毒的两个亚型和牛溃疡
23、性乳头炎病毒之间,无论用中和、补体结合和免疫扩散试验等方法检查, 都能发现很强的交叉反应。通过免疫荧光试验,发现在单纯疱疹病毒、牛传染性鼻气管炎病毒和马鼻肺炎病毒之间具有交叉反应。Nakajima(1990) 发现抗伪狂犬病病毒单克隆抗体能与马立克氏病病毒(MDV)相关病毒感染细胞发生反应。类似上述的报道还有不少, 各种疱疹病毒间抗原成分间的关系,尚待深入研究。3. 增殖 病毒与易感细胞接触时,病毒外膜糖蛋白(主要是gB)引起与宿主细胞胞浆膜融合,使核衣壳直接进入胞浆。完整的病毒也可通过吞饮作用进入胞浆,再经上述融合作用, 使核衣壳进入胞浆。在胞浆内,核衣壳移至核孔,释放出衣壳蛋白,DNA蛋白
24、质复合物进入核孔内,DNA在此环化。病毒DNA在细胞核内转录,而其mRNA转移至细胞浆进行转译。病毒DNA在细胞核内复制。单位长度DNA从核苷酸连结体中被切开,并缠绕在先合成的、未成熟衣壳内,后者在获得结合到衣壳上的蛋白质或通过结合到衣壳上的蛋白质加工过程,成为成熟的衣壳。衣壳经核内膜出芽时被包被,获得了感染细胞的能力。病毒聚集在核周的空间和内质网池。病毒粒子在以胞浆膜为界的结构中,通过已被修饰的内质网,运送到细胞表面,并释放到细胞外。DNA复制涉及复杂的复制型中间体的存在,包括“头尾”相连的连接体和线 环形式。连接体DNA经切割包装成核衣壳。后者无感染性,且不稳定,只在被有包膜后才有感染性。
25、包膜化起始于内核膜,在此,病毒糖蛋白插入膜内,成熟的、具有感染力的病毒从感染细胞通过内质网缓慢释放,部分留存在细胞内。成熟病毒粒子从胞浆内的释放过程见图8-5。图8-5 在胞浆内正从内质网膜“出芽”的病毒粒子(箭头),通过内质网膜获得囊膜(横杠=150nm)自畜禽病毒图谱 疱疹病毒在单层细胞培养上的隐蔽期为36小时,病毒对数生长期可达17小时, 每个细胞可产生104105病毒粒子,但其中仅100个具有感染性,病毒粒子从感染细胞缓慢释放。在组织培养上大约有25%的病毒DNA和蛋白质包装入病毒粒子,在细胞核内可形成嗜碱性包涵体。近年来的研究表明,疱疹病毒的基因可整合于细胞的基因组内,成为细胞DNA
26、的一部分,长远地复制下去,形成长期潜伏感染状态。在这期间,病毒基因组的表达受到抑制,对细胞的生命活动几乎没有影响。这在某些细胞巨化病毒表现尤为明显。Thomas以单纯疱疹病毒微量接种HeLa细胞,在液面厚度为1mm时,经1小时约50%、 2小时约80%的病毒吸附于细胞表面;再经2小时后,约50%病毒侵入细胞内部。隐蔽期的长短与感染细胞的种类和病毒接种量有关。单纯疱疹病毒的隐蔽期一般约56小时,伪狂犬病病毒和牛鼻气管炎病毒较短,约3小时。隐蔽期之后,细胞内的病毒数量急剧增加。通过检测表明, 从接种时起到细胞内达到最高病毒浓度的时间,随病毒种类而有所不同:伪狂犬病病毒较快,约需10小时； 而单纯疱
27、疹病毒则需1520小时。两者的产毒量也相差甚大:在伪狂犬病病毒, 一个感染细胞的产毒量约为820个蚀斑形成单位(PFU),而单纯疱疹病毒只有200300个PFU。在疱疹病毒的增殖过程中,细胞核内首先出现供病毒DNA合成的嗜碱性团块,各病毒成分在这里装配成病毒粒子,然后释放。原来被嗜碱性团块占据的部位, 随即转化为嗜酸性的核内包涵体。检测结果表明,嗜酸性包涵体内既无可见的病毒粒子, 也没有特异的病毒抗原成分,很可能是因病毒增殖造成核质局部损伤后残留的“瘢痕”。形成这种边缘整齐和周边淡染的Cowdry A型核内包涵体,是疱疹病毒的特性之一。这种包涵体无论在动物体内或体外细胞培养物内都能形成。疱疹病
28、毒,尤其是多种动物各自特有的细胞巨化病毒,具有明显的细胞融合特性。 在单层细胞培养物内增殖时,能产生较一般细胞体积大几倍到几十倍的多核巨细胞, 故名细胞巨化病毒。疱疹病毒在易感的单层细胞培养物内开始增殖时,首先出现局灶性细胞肿胀和圆缩,随后由中心部开始细胞脱落,逐渐蔓延扩展到整个细胞单层。各种疱疹病毒都能在组织培养细胞内增殖,但感染范围随病毒种类而异。伪狂犬病病毒、马鼻肺炎病毒、牛鼻气管炎病毒和单纯疱疹病毒都能感染多种细胞。 绝大多数细胞巨化病毒只能感染原宿主来源的细胞。牛溃疡性乳头炎病毒、恶性卡他热病毒、 犬疱疹病毒、猫鼻气管炎病毒、鸡传染性喉气管炎病毒、马立克氏病病毒和EB 病毒等的细胞感
29、染范围较窄。大部分疱疹病毒能在细胞培养液内产生具有感染力的游离病毒;但少数病毒,如细胞巨化病毒、水痘带状疱疹病毒、马立克 二、伪狂犬病病毒(Pseudorabies virus) 同义名:猪疱疹病毒1型,传染性延髓麻痹病病毒 , 奇痒症病毒 , 奥叶兹基氏病毒(Aujezky disease virus) 伪狂犬病病毒(PRV)引起多种家畜和野生动物以发热、奇痒(猪除外)及脑脊髓炎为主要症状的一种疾病。该病是最早为人们认识的动物传染病之一,早在1902年, 匈牙利学者Aujeszky首先作了报道。随后于1910年,Schniedhoffer 氏证明本病是由病毒引起的。1935年,Shope发现
30、了猪在传播本病上的重要作用。在Aujeszky报道以前,由于本病的临床症状同狂犬病有类似之处,当时曾误认为是狂犬病。也正是由于两者有类似症状, 后来才起用了“伪狂犬病”这一病名。但在一些文献中,至今仍有以最早发现本病的学者命名Aujeszky氏病。近年来在分类学上又称本病毒为猪疱疹病毒1型, 将后来发现的猪包涵体鼻炎病毒称为猪疱疹病毒2型。本病发生于整个欧洲,特别是保加利亚、捷克、斯洛伐克、丹麦、法国、匈牙利、意大利、波兰、葡萄牙、荷兰、罗马尼亚和前南斯拉夫,对牛、猪饲养业带来很大损失。英国也有发生,但不象上述国家那样严重。美国中、西部的一些州和南美一些地区一直不断地有本病发生的报道。此外,亚
31、洲和非洲的一些国家,也有本病存在。我国自1947 年首次报道猫病例以来,目前已扩大到全国十几个省市,给畜牧业发展造成巨大的经济损失。1.形态和理化学特征 伪狂犬病病毒是观察研究较多的一种疱疹病毒,它具有疱疹病毒共有的一般形态特征,同单纯疱疹病毒和B病毒的形态结构难以区分。病毒粒子呈椭圆或圆形外观, 位于细胞核内无囊膜的病毒粒子直径约110150nm,位于胞浆内带囊膜的成熟病毒粒子的直径约 150180nm。衣壳壳粒的长度约12nm,宽9nm,其空心部分的直径约4nm。在此层外衣壳下还有两层以上的蛋白质膜。囊膜表面有呈放射状排列的纤突,其长度约810nm,其数量和配置情况尚不清楚(见图8-6)。
32、囊膜虽然与感染的发生有密切关系,但实验证明, 没有囊膜的裸露核衣壳同样具有感染性,但其感染力较带囊膜的成熟病毒约低4倍。图8-6伪狂犬病病毒电镜照片(横杠=50nm) 在破碎的胞浆内,有成熟的伪狂犬病病毒粒子(箭头),病毒粒子内有各式各样的核衣壳,核衣壳外为亮晕,亮晕外为囊膜,自囊膜向外有“射出”的纤突。自畜禽病毒图谱多数疱疹病毒DNA碱基中的GG含量较高, 其中伪狂犬病病毒和猪包涵体性鼻炎病毒是疱疹病毒中G+C含量最高的,前者为73%,后者为72%, 这也可能是猪疱疹病毒的一个特点。PRV的基因组为线性双股DNA分子,分子量为87106Da(约150kb)。基因组由独特的长区段(UL)和短区
33、段(Us)及Us两侧的末端重复序列(TR)与内部重复序列(IR)所组成。Us 区段的方向可与UL区段一致,也可与其相反,从而有两种异构体。 整个病毒基因组至少包括70个基因,可以编码70100种病毒蛋白质,但成熟病毒粒子约有50种蛋白质。目前PRV 基因组中仅有部分基因被定位和测序 , 在 IR 中已被鉴定和测序的基因是立即早期基因和RSp40基因;在Us区段中已被鉴定和测序的基因是糖蛋白gX、gp50、gp63、gI基因、 蛋白激酶(PK)基因、11K和28K蛋白基因;在UL区段中已被鉴定和测序的基因有糖蛋白g、g、gH基因、病毒胸苷激酶(TK)基因、DBP(136K DNA结合蛋白质)、P
34、OL(DNA多聚酶)和MCP(主要衣壳蛋白)基因以及编码与单纯疱疹病毒型(HSV1)同源物ICP185的基因。到目前为止,在PRV中已发现7种糖蛋白,分别称为g、g、g、gp50、gp63、gX和gH,它们已被定位和测序。不能表达gX、g、g、gp63和11K 中的一种或几种蛋白质的病毒仍能在体外复制,表明这些蛋白质对PRV复制是非必需的。但编码g、gp50和gH的基因对PRV的复制是必需的。以上7种糖蛋白,除gX外,其它都是成熟病毒粒子的结构成分,gX从感染细胞中释放出来,大量存在于培养液中。 本病毒是疱疹病毒中抵抗力较强的一种。 伪狂犬病病毒在不同的液体中和物体表面至少能存活7天,在畜舍内
35、干草上的病毒,夏季活存30天,冬季达46天。病毒在pH49 之间保持稳定。保存在50%甘油盐水中的病料,在06下经154天后,感染力仅轻度下降,保存到三年仍具感染力。在磷酸缓冲液和葡萄糖盐水中10天以上仍具有感染性;在猪尿、井水、猪唾液、猪鼻冲洗液、猪舍污水中,分别于14、7、4、2和1天还有感染力。将悬浮于葡萄糖盐水中的病毒倒在水泥地板、塑料壶、胶鞋、衣服、土壤、青草、颗粒饲料、 骨肉粉料、苜蓿、麦杆、木材和猪粪等的表面后7天,致病性下降。 附着在谷物和金属表面的病毒的致病性至少可保持7天;在骨肉粉料中可存活5天,在颗粒饲料中可存活3天。在腐败条件下,病料中的病毒经11天失去感染力。对乙醚、
36、氯仿等脂溶剂，福尔马林和紫外线照射等敏感。5%石炭酸经2分钟灭活,但05%石炭酸处理32天后仍具有感染性。051%苛性钠迅速使其灭活。对热的抵抗力较强,5560经3050分钟才能灭活,80经3分钟灭活。胰蛋白酶等酶类能灭活病毒,但不损坏衣壳,其破坏作用可能涉及到整个囊膜,或仅为囊膜上与感染细胞结合的受体。病毒培养物的最适保存温度为-70以下。真空冷冻干燥的病毒培养物可保存多年。2.抗原性 迄今还没有发现抗原性不同的伪狂犬病病毒株,从世界各地分离的毒株都能呈现一致的血清学反应,但毒力则有强弱之分, 如从英国分离的伪狂犬病病毒对牛和羊的感染力甚低,据Basinger(1979)报道,过去10年中虽
37、然发病的猪很多,但只看到1个牛病例。 美国曾发现个别流行区毒株的毒力有所增强,这表现在对成年猪也能引起死亡, 而以往通常只能致发乳猪和幼猪死亡。有人认为,这是由于在流行过程中出现了毒力强的变种。通过血清学试验,表明这些毒力强的变种在抗原性上和早年流行的毒株相同, 但对细胞培养物的感染滴度则不同,强毒株的感染滴度明显增高。本病毒与B病毒和人的单纯疱疹病毒发生微弱的交叉反应,含有B病毒抗体的猴对本病毒具有一定的耐受性。Ludwig( 1972)发现PRV与HSV1和HSV2在DNA水平上至少有10%的同源性。AguilarSetien(1979)根据交叉中和试验发现PRV与牛疱疹病毒1型(BHV1
38、)有较近的抗原关系,Bush和Pritchett(1985)鉴定了PRV与BHV1在基因组水平上有8%的同源性。在具有抗BHV1 高效价的牛的血清中,也含有低效价的抗PRV中和抗体。Sharma等(1972)发现PRV与马立克氏病病毒呈现微弱的交叉反应,主要表现在直接荧光抗体法的检查上。Nakajima(1990)经免疫荧光试验测定,在33株抗PRV单克隆抗体中,有3株能与马立克氏病病毒(MDV)相关病毒感染的细胞反应：其中2株与MDV血清1型(MDV1)、2型(MDV2)及火鸡疱疹病毒(HVT) 感染细胞的细胞核反应；而1株与MDV2和HVT感染细胞的细胞质反应。上述与MDV相关病毒有交叉反
39、应的PRV单抗均不与其它疱疹病毒(如单纯疱疹病毒1型、2型,水痘带状疱疹病毒,EB病毒)感染的细胞发生反应。除上述病毒外,尚未发现本病毒与其它疱疹病毒存在共同抗原成份。 在病毒与宿主的相互作用中,病毒的糖蛋白起着重要作用, 它们不仅介导对靶细胞的感染,而且还是被感染的宿主免疫系统识别的主要抗原。PRV糖蛋白g是病毒的一种主要囊膜糖蛋白,能诱导产生中和抗体,糖蛋白g是由ga(110K120K)、gb(68K)、gc(55K)三种糖基化形式组成的复合物,gb、gc是ga裂解产物。在疱疹病毒中,g属于最保守的糖蛋白之一,它为HSV gB的同源物。HSV1的gB与PRV的 g 在氨基酸水平上有50%的
40、同源性,在DNA水平上有62%的同源性。该糖蛋白不仅诱导产生中和抗体,而且对病毒的复制和病毒感染过程是必需的。PRV的g糖蛋白为HSV gC的同源物,是病毒的第二种主要囊膜糖蛋白,它的主要功能是介导病毒吸附到宿主细胞上, 与病毒感染的第一步有关。PRV的gp50糖蛋白与HSV gD同源,它是中和抗体的主要靶目标,也是参与病毒复制的必需成分,它还参与吸附与穿透的病毒感染过程。PRV gH糖蛋白是第二个最保守的糖蛋白, 它与HSV在氨基酸水平上的同源性为30%,其作用类似于g糖蛋白,参与病毒的复制过程, 在病毒进入细胞和细胞融合过程中起作用。PRV的g与gp63糖蛋白构成一种复合体,影响病毒的增殖
41、,同时发现,灭活g或gp63将降低病毒对猪、小鼠和鸡的致病性。PRV gX糖蛋白是非结构糖蛋白,从感染细胞中大量分泌出来,目前其功能尚不清楚。gX-变异株在细胞中的复制能力达到正常滴度并对仔猪和小鼠表现与野生型病毒一样强的毒力,表明gX与病毒毒力无关。PRV糖蛋白的生物学和免疫学特性见表8-4。表8-4PRV糖蛋白的生物学和免疫学特性糖蛋白分子量(KDa)功能抗 原B细胞诱导保护作用g1106855参与病毒进入细胞,?+与细胞融合有关g92参与病毒吸附细胞,与gH99不清楚-gp5060参与病毒进入细胞-gp63110不清楚- 关于PRV的血凝性,Tetsu(1990)试验了细胞培养的伪狂犬病
42、病毒在4、25和37下对各种动物红细胞的血凝(HA)作用。结果,小鼠红细胞在不同温度下均发生凝集,而牛、绵羊、山羊、猪、猫、兔、豚鼠、大鼠、蒙古沙土鼠、鸡和鹅红细胞均不凝集。 小鼠红细胞的HA活性表现出品系的差异,因此用于HA试验的小鼠需要筛选。HA反应受特异性抗血清的抑制,猪血清中的HI抗体与中和抗体效价呈显著的相关性。4.病原性 伪狂犬病病毒是疱疹病毒科中感染动物范围广泛和致病性较强的一种。已有在自然条件下使猪、牛(黄牛、水牛)、羊、犬、猫、兔、鼠等多种动物,包括野生动物如水貂、北极熊、银狐和蓝狐等感染发病的报道。马属动物对本病毒具有较强的抵抗性。 除人类和灵长类以外,多种哺乳动物和很多禽
43、类都能发生人工实验感染。曾有几例实验室工作人员感染本病毒的报道。感染者呈严重的荨麻疹症状,血清中检出了特异性抗体。常用的实验动物如家兔、豚鼠、小鼠对此病毒都易感,其中以家兔最为敏感(较豚鼠敏感1 000倍左右),是常用的实验动物。 本病的潜伏期随动物种类和感染途径而异。最短36小时,最长10天,一般多为36天。主要是通过飞沫、摄食和创伤感染。病毒首先在扁桃体、咽部和嗅上皮组织内增殖,然后通过嗅神经和舌咽神经等到达脊髓,又进一步增殖后扩散到整个大脑。病毒是沿神经干传播的,此点已通过人工感染家兔得到证实。病毒的另一种传播途径，是通过被吸引到初发病变局部的白细胞的摄入或细胞表面的吸附作用,然后由白细
44、胞经血行路线将病毒带向机体各部,尤其是孕畜的胎盘组织,经初步增殖后侵入胎儿,致发流产或死产。实验表明, 病毒只能从试管内沉淀血柱的白细胞层分离获得,但不能从无白细胞的血液中分出, 所以伪狂犬病患病动物的病毒血症，是白细胞携带病毒的结果。 本病的临床症状和病程随动物的种类和年龄而异,简述如下。 (1) 猪:各种年龄的猪都易感,但随猪的年龄不同,症状和死亡率也有显著区别,但一般不呈现搔痒症状。哺乳仔猪最为敏感,发病后取急性型致死过程。15日龄以内的仔猪常表现为最急性型,病程不超过72小时,死亡率100%。这种病猪往往没有明显的神经症状,主要表现为体温突然升高(4142),不食,间有呕吐或腹泻,精神
45、高度沉郁, 常于昏睡状态下死亡。部分病猪可能兴奋不安,体表肌肉呈痉挛性收缩,吐沫流涎,张口伸舌,运动失调,步伐僵硬,两前肢张开或倒地抽搐。有时不自主地前进、后退或作转圈运动。随后出现四肢轻瘫和麻痹,侧身倒卧,颈部肌肉僵硬,四肢划动,最后在昏迷状态下死亡。 一月龄仔猪的症状明显减轻,死亡率也大为下降。随着仔猪月龄的增加,病程延长,症状减轻, 死亡率逐渐降低。可以认为,不同年龄猪的死亡率为1000%。 成年猪感染后常不呈现可见的临床症状或仅表现为轻微体温升高,一般不发生死亡。但Howarth等(1968) 曾在美国加利福尼亚州发现过较多成年猪死亡的暴发流行,并认为是由于流行过程中产生了强毒变种的缘
46、故。这种情况是很少见的。对妊娠母猪,尤其是处于妊娠初期,可于感染后20天左右发生流产;处于妊娠后期的母猪,胎儿可死于子宫内,引起死产。流产和死产的发生率可达 50%左右。另外,在近年的流行中发现了少数呈搔痒症状的病猪,这在过去是罕见的。 (2) 牛: 各种年龄的牛都易感,而且是一种急性致死性的感染过程。乳牛感染后首先泌乳量下降。特征性症状是在身体的某些部位发生奇痒,多见于鼻孔、乳房、后肢和后肢间皮肤。由于病畜强烈地舐咬奇痒部位的皮肤,致使局部脱毛、充血。当搔痒程度加剧时,病畜狂躁不安,大声吼叫,将头部猛烈地向坚硬物体磨擦,并啃咬痒部皮肤, 但并不攻击人畜。在24小时内,病变部肿胀变色,渗出混血
47、的浆液性液体。病的后期,以进行性衰弱为特征,呼吸和脉搏显著增速,痉挛加剧,意识不清,全身出汗。最后咽喉麻痹,大量流涎, 磨牙,卧地不起。病牛多在出现明显症状后3648小时死亡。犊牛病程尤短,多在24 小时内死亡。发病牛都以死亡而告终。 (3) 绵羊:病程甚急。初期体温升高(40以上),肌肉震颤。病羊常用前肢磨擦口唇和头部痒处,有时啃咬和撕裂肩后部被毛。这种症状仅持续数小时。继之病羊不食, 侧身倒卧,因咽喉部麻痹,流出带泡沫的唾液和浆液性鼻汁。病羊多于发病后24 小时内死亡。山羊也能自然感染,症状与绵羊类似,但病程较长。 (4) 马:极少感染。部分感染马仅表现轻度不安和食欲减退;有的则表现为对外
48、界刺激的反应性增高,虽微小刺激也能引起强烈反应。皮肤可能发痒。个别严重病例可在3 天内死亡。多数病马症状大都轻微,并自然康复。 (5) 犬和猫: 主要表现体表局部奇痒,疯狂地啃咬痒部和发出悲惨的叫声。 下颚和咽部麻痹,流涎。虽与狂犬病症状类似,但不攻击人畜。病势发展很快,尤其是猫, 可能在出现搔痒症状前死亡。死亡时间通常是出现症状后2436小时,死亡率100%。 眼观上,除体表局部病变外,可见脑膜充血及脑脊髓液增量。 在病猪的肾皮质层内可见到出血点。主要的组织学变化是弥漫性非化脓性脑膜炎。 大脑的灰质和白质肯定都受到病毒侵害,在大脑的神经细胞和星形细胞内能看到核内包涵体(图8-7)。 猪既是本病的原发感染宿主,又是病毒的长期贮存和排出者, 在伪狂犬病的传播上起着甚为重要的作用,此点已为大家所公认。除了在自然条件下通过吃食病死鼠的尸体使猪感染发病外,据国外很多研究者的资料证明,
