传染性造血器官坏死病毒研究进展

茆安婷 ， 尹玉伟 ， 代 静 ， 郭曦尧 ， 李 东 ， 李月红

(吉林农业大学动物科技学院 ， 吉林 长春 130118)

传染性造血器官坏死病毒研究进展

茆安婷 ， 尹玉伟 ， 代 静 ， 郭曦尧 ， 李 东 ， 李月红

(吉林农业大学动物科技学院 ， 吉林 长春 130118)

传染性造血器官坏死病毒(Infectioushaematopoieticnecrosisvirus，IHNV)，弹状病毒科，诺拉弹状病毒属[1]作为传染性造血器官坏死病(Infectious heamatopoietic necrosis，IHN)的病原体，是一种线性单链RNA病毒，最早在20世纪50年代在北美西部华盛顿及俄勒冈州于红大马哈鱼(Oncorhynchus nerka)孵卵期的鱼苗身上首次被发现[2]，并迅速蔓延到欧洲和亚洲，在全世界鲑鳟鱼类中流行[3]。该病毒具有高度的传染性，在水温为10 ℃～12 ℃时，死亡率为50%～80%，最高可达100%[4]。世界动物卫生组织(OIE)已将其列为必须申报的动物疫病，我国将其列为二类疫病[5]。美国生物信息中心(the National Center for Biotechnology Information, NCBI)已经录入了4个IHNV的全基因组序列，检索号依次为X89213[6-7]、L40883[8]、GQ413939/HM461966[9]和JX649101，均为来自不同区域具有不同生物学特征的IHNV毒株。国外对IHNV的生物学特性研究、致病机理[10-11]及疫苗研究[12-14]已深入开展，为病毒流行区域的IHN提供有力的数据支撑[15]。

1 IHNV的生物学特性

IHN病毒含有1条线性反义单链的RNA，具有二十面体立体对称核衣壳结构，弹状病毒科，有囊膜，大小约120～300 nm×60～100 nm，体轴孔直径20 nm，核心直径60 nm。脂蛋白包膜厚度15 nm,其表面有纤细的刺突(Wolf，1988)。不耐酸和热，对氯仿、甘油和乙醚较敏感。4 ℃环境下在脾脏、卵巢以及脑匀浆中可以短期保存，感染能力可维持数周时间。细胞培养可采用胖头鱥细胞系(FHM)、虹鳟鱼性腺细胞(RTG-2)、大鳞大马哈鱼性腺细胞(CHSE-214)、鲤鱼上皮瘤细胞(EPC)等，其中FHM和EPC较为敏感，最适培养温度15 ℃～20 ℃。细胞病变时核染色质趋向边缘、颗粒状，核膜肥厚，核变大，有时出现双核现象，细胞变圆脱落，空斑边缘处细胞互相牵连，堆积呈葡萄状，然后崩解[16]。

2 结构蛋白特征

IHNV的基因组RNA中含有11 131个碱基，3′端的前导区由60个不被翻译的碱基组成，之后依次为核衣壳蛋白(N)、磷酸蛋白(P)、基质蛋白(M)、表面糖蛋白(G)、独特的非病毒结构蛋白(NV)、聚合酶(L)，最后为101个碱基组成的尾随序列(Winton等，2002)。其中N蛋白是IHNV最主要的结构蛋白，负责保护RNA免受核酸酶降解，为转录和复制提供完整的模板。G蛋白是一种单一的I型跨膜糖蛋白，决定病毒的毒力。L蛋白是传染性造血器官坏死病毒最大的结构蛋白，具有多种酶活性，最主要的功能是斜带RNA聚合酶。M蛋白在宿主细胞中抑制基因的转录，继而诱导宿主细胞程序性死亡。将IHNV根据基因型分类，依据病毒糖蛋白基因的第303个核苷酸发育系统可以分为U基因型、M基因型和L基因型三类[17]。相对于U基因型与L基因型，M基因型的毒株具有更高的多样性[18]。虽然在蛋白质表达方面具有极大差异，但IHNV只有一个血清型，毒株之间具有很高的核苷酸相似性(沈佳丽等，1998)。

3 发病特征

尸检时肝和脾通常显苍白，腹腔存有血样液体，消化道中缺少食物，胃内充满乳白色液体，肠内充盈黄色液体；成鱼在后肠和脂肪组织中可见瘀斑状出血。

病鱼的特征性坏死多发生于前肾、脾中，在骨胳肌上也可能出现病灶性出血；肠黏膜下层嗜酸性粒细胞浸润是严重坏死的标志；病灶样坏死存在于肝和胰腺组织。血液中嗜中性粒细胞数量减少，血红蛋白和血细胞容量比值下降。垂死鱼由肾窦充血，最终因肾脏衰竭而导致死亡[19]。

4 不同毒力的IHNV对机体的影响

病毒的传播关键取决于感染宿主的能力，同一病毒不同毒力的菌株可能会存在竞争优势。当然，各种其他参数也有助于病毒传播的能力，如复制、脱落和感染持续时间，这些都是由病毒和宿主等因素造成的[20]。不同毒力的IHNV对宿主侵染力存在差异，通过大量中外文献资料可以发现，对虹鳟鱼分别用强毒IHNV(HV)和弱毒IHNV(LV)侵染，HV对机体的侵染更强，同时随着机体感染病毒的时间越长感染率就越高。根据机体健康的差异，病毒感染机体与机体注射病毒剂量比较，发现最明显的毒力差异感染机体剂量是在中间范围，因为在极高或极低剂量感染饱和为100%或0%[21-22]。在IHNV流行前对养殖场调查发现，养殖场水的病毒滴度低于0.07 PFU/mL，而IHNV流行早期阶段对养殖场中水的病毒滴度测量值为50 PFU/mL，可以看出IHNV在养殖场中流行前后浓度并不是很高，这表明感染和流行的发生可能与基因型即毒力有关，与机体的健康差异关系不大；但当试验鱼的数量较大，即使在低剂量测试时，也会出现小的误差，即生物种群数量的传染性差异。此外，当鱼体暴露在同一浓度，一小时、几天或几星期时，虽然感染时间增加但感染能力并没有提高[23]。将两种不同基因型的病毒即毒力不同的菌株HV和LV，以同一病毒浓度滴度同时感染机体时，在相同的暴露时间内对机体内病毒进行检测，发现机体内病毒基因HV始终高于LV，并且随着机体暴露病毒的时间越长HV在机体内所占比例越大。这有可能是因为鱼群较长的暴露于病毒从而导致病毒对鱼群更多的感染，导致病毒复制动力增强，HV可能与LV在机体内存在竞争关系[21-24]。通过IHNV对机体半数致死量(LD50)研究表明，不同毒力的IHNV感染过程与感染剂量和暴露时间有关，即同一毒力的病毒感染率随着感染剂量和机体暴露时间成正比，不同毒力的病毒感染率随着感染剂量和机体暴露时间成正比，同时还与毒力强弱有关，感染率高于死亡率。此外，随着剂量的增加，会出现感染率的增加与死亡率相对较小的增加[25-28]。当感染剂量从低到高增加时，感染率百分比也会随之升高，但当剂量达到一定值时，感染百分比达到100%，再增加剂量，感染百分比不会增加，但死亡率随之增加，表明暴露剂量可以影响到死亡率。通过不同毒力IHNV感染机体计算的LD50和感染率比较，发现尽管在机体感染率HV和LV之间毒力差异显著，但计算LD50并没有显著地差异，这是由于50%死亡率并不是由不同病毒的基因决定的，意味着病毒基因型的差异很难影响LD50的差异即死亡率[28-30]。这种规律是由于存在毒力动力学量化差异。数据可能存在小范围误差，误差产生的原因可能是一批鱼类感染病毒的过程中，病毒会脱落到水中，可能导致多轮感染；剩余大量的鱼存在潜在感染；不断接触病毒会迫使受感染的鱼类转移，使得感染导致死亡的发病率较高；非隔离处理和隔离处理可能会导致死亡率不同；在孵化场鱼类高密度的情况下增加了受感染的鱼和健康鱼之间的接触概率等[31-33]。虽然IHNV的传染性的确与毒力有关，却不是惟一驱动因子，但可以说明毒力不同的IHNV对鱼的感染性存在差异，为IHNV防治提供对比和参考。

5 IHN的防治

目前在对IHN的防治上较成熟的措施主要有两个方面，一是抗病育种，即通过选择或培养对IHNV敏感度小的鲑鱼品种，或通过基因工程技术培育不敏感的二倍体或多倍体鲑鱼品种；研究发现多倍体鱼可有效降低感染IHNV后的死亡率，同时抗体滴度也显著高于普通二倍体。而三倍体鱼由于对IHNV的防御主要发生在细胞水平上，所以即可减少感染，同时也可将病毒细胞内化[34]。二是通过对健康鱼体进行早期的免疫接种，使机体免疫系统产生特异性免疫反应，从而达到预防病毒感染的作用。目前已研制出来三类疫苗，灭活苗、减毒疫苗和重组疫苗。重组疫苗又包括DNA疫苗、N、G蛋白亚单位疫苗和合成肽疫苗。其中DNA疫苗目前是最成熟的疫苗，Andersonetal首次报道了IHNV DNA 疫苗的应用，通过使用含有IHNV G蛋白基因的质粒免疫虹鳟鱼可以诱导虹鳟鱼产生针对IHNV 的保护性免疫[35]。近年来Alonsoetal研发了一种自杀型DNA 疫苗，由于自杀型DNA 疫苗使无DNA 疫苗残留的鱼体接种成为现实。因此随着疫苗技术不断完善，抗IHNV的DNA疫苗可能通过投喂的方式对鱼体进行免疫。IHNV 的DNA 疫苗CMV 启动子操纵IHNV G 蛋白基因的表达，已在加拿大被批准商品化[36]。

6 展望

目前对IHN主要以预防为主，随着对IHNV的深入了解，科技水平的提高，已经在某种程度上预防及控制住了该病的流行，但仍未完全避免该病的发生，IHN一旦大范围的暴发，对养殖业将造成巨大的经济损失，所以做好预防工作十分必要。然而目前并没有特效的防治药物，通过查阅大量的中外文文献和报道，文章对IHNV的生物学特性、发病机理、不同毒力的IHNV对鱼的感染性分析和疫苗的研发等方面进行了概述，发现IHNV毒力不同感染率不同，因此对IHN未来的防治药物研发可以从毒力影响机制的差异性进行，但要考虑机体耐药性的产生。随着药物的更新换代在治疗其他疾病的过程中耐药性普遍存在，而耐药性的产生对治疗疾病形成巨大的阻碍，同时随着人们生活水平的提高对自身健康重视度也随之提高，动物机体的药物残留会直接或间接的影响到人们的身体健康。长期摄入含有药物动物的动物制品会导致超级病毒出现，对人们的健康及国家的经济都会造成影响。对此，我国传统中药对病毒具有抑制及治疗作用，同时对受感染机体毒副作用小，因此结合IHNV生物学特征、发病机理、不同毒力对机体的感染差异可为日后IHNV的防治措施及药物的研发提供新的思路及参考。

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S941.414

A

0529-6005(2017)10-0079-03

2017-05-03

国家自然科学基金(30972191)

茆安婷(1992-)，女，硕士生，研究方向为动物微生物与鱼病防治，E-mail:569711008@qq.com

李月红，E-mail: liyhong@sina.com