非洲猪瘟病毒的研究进展概述

杨大贺 白银玉 方耀辉 卢富山*

（1河南普爱饲料股份有限公司，河南周口 466000；2中国科学院武汉病毒研究所，湖北武汉 430000）

1 非洲猪瘟病毒基因组研究进展

非洲猪瘟病毒（African swine fever virus,ASFV）是一种形态大型、结构复杂的双链DNA病毒，属于非洲猪瘟病毒科非洲猪瘟病毒属。该病毒的不同毒株基因组长度介于170～193 kb之间，是一种线性双股DNA分子，具有151～190个开放阅读框（Open reading frame,ORF）[1]。病毒的基因组是由左侧可变区（40 kb）、中央保守区（125 kb）、右侧可变区（20 kb）及37个核苷酸组成的共价闭合发夹环等组成[2]。

目前，全球已经发现至少24种非洲猪瘟病毒的基因型，并已经在乌干达、波兰、法国等分离得到了不同毒力的毒株[3]。非洲猪瘟病毒基因Ⅰ型毒株在20世纪50～90年代的西班牙、葡萄牙等国家流行传播，但最新的研究表明其首次入侵中国，并可以引起猪的慢性感染发病[4]。而非洲猪瘟病毒基因Ⅱ型毒株是主要流行于欧洲国家的与格鲁吉亚疫情同源株。在病毒基因组中，P54和P72蛋白的编码基因结构保守，可以作为PCR诊断鉴定和系统发育树的构建[5]。在数据库中的所有ASFV基因组中找到127对等位基因，以这些基因为基础对武汉地区的2株病毒序列进行系统发育分析，发现其与2018年在东北发生疫情的非洲猪瘟病毒序列亲缘关系较近[6]。因此，通过等位基因寻找非洲猪瘟病毒的特异性遗传标记位点，将有助于临床诊断及疫苗候选靶点的筛选。

2 非洲猪瘟病毒的结构生物学

非洲猪瘟病毒粒子是正二十面体的对称结构，被单一脂双层组成大的囊膜包裹，病毒的直径介于175～215 nm，在电镜下呈六边形，有50多个结构蛋白[7]。该病毒成熟后，可分为5个部分（由外至内）：囊膜、衣壳、双层内膜、核衣壳和基因组[8]。

近年来，随着冷冻电镜技术的发展和应用，非洲猪瘟病毒粒子的晶体结构得到了深度解析。我国科研团队率先在我国分离出非洲猪瘟病毒流行株，并且解析了病毒4.1埃的三维结构。冷冻电镜揭示病毒粒子由17 280个蛋白组成，包括1个主要结构蛋白（p72）和4个次要衣壳蛋白（M1249L、p17、p49、H240R）。其中，p72位于外层衣壳，由4个蛋白亚基ER1-ER4组成，可能会成为未来疫苗研发的靶点[9]。高福团队通过解析ASFV的DNA合成关键酶dUTP焦磷酸酶（E165R）的相关晶体结构，包括apo-E165R和E165R-dUMP复合体，有望为研发靶向E165R的抗病毒药物提供理论基础[10]。近期，多个病毒关键蛋白的结构被解析，如p15、p72等，这些蛋白的解析为疫苗研发提供了重要的理论支撑[11-13]。

3 非洲猪瘟病毒的感染致病机制

非洲猪瘟病毒根据毒力的不同，可分为高致病性毒力、中等毒力、低毒力和无症状感染毒株。病毒感染后能够由受体介导的内吞作用进入单核巨噬细胞，通过溶酶体系统进行转运，之后在宿主细胞质中完成病毒复制、转录和翻译过程。病毒复制周期的完成需要以下几个步骤：附着、内化、基因组增殖、病毒组装与释放等过程[14]。尽管已经提出了受体介导的巨胞饮和网格蛋白介导的内吞方式入侵宿主细胞，但是病毒如何借助受体进入细胞仍不清楚。通过特异性抑制剂处理巨噬细胞后，ASFV的入侵和p32的表达均受到影响，证明了病毒的感染路径[15]。

近期，中国农业科学院哈尔滨兽医研究所非洲猪瘟病毒研究团队取得了一系列重要科研进展，为新型非洲猪瘟疫苗的研发提供了重要理论依据。在病毒致病力研究方面，非洲猪瘟多基因家族蛋白pMGF505-7R能够影响非洲猪瘟病毒的致病力，主要是通过抑制白细胞介素（1L-1β）和Ⅰ型干扰素的产生进而影响病毒致病力。通过敲除MGF505-7R基因，构建的重组病毒能够诱导更高水平的IL-1β和IFN-β的产生，这表明pMGF505-7R能够抑制IL-1β和I型干扰素的产生。动物试验结果表明，通过构建缺失MGF505-7R基因的重组非洲猪瘟病毒，发现缺失型病毒对仔猪的致病力降低，感染猪只的血清中IL-1β和IFN-β的蛋白水平升高，而组织器官的病毒载量显著降低[16]。而Li等[17]研究表明，ASFV MGF505-7R通过抑制JAK1和JAK2介导的信号通路来调控病毒毒力。MGF360-12L蛋白能够显著抑制IFN-β和NF-κB的转录和启动子活性[18]。这些研究成果揭开了非洲猪瘟病毒免疫逃逸的面纱，为非洲猪瘟病毒的致病机制研究和疫苗的研发提供了理论基础。

非洲猪瘟病毒的感染性颗粒结构得到解析，但是大多数病毒结构蛋白的定位及功能有待被揭示。研究首次发现非洲猪瘟病毒的结构蛋白pH240R能够影响病毒粒子的组装，从而降低子代病毒粒子的感染能力[19]。在细胞凋亡或焦亡方面，科研人员发现了非洲猪瘟病毒的pE199L基因与细胞凋亡相关，揭示了其通过线粒体凋亡途径诱导细胞的死亡[20]；病毒编码的一种半胱氨酸蛋白酶pS273R能够结合细胞焦亡的执行蛋白（Gasdermin D,GSDMD），并切割其G107-A108位点，阻碍细胞焦亡的发生，帮助病毒完成宿主细胞内的复制过程，表明该蛋白在炎症反应和病毒复制中具有重要的作用[21]。因此，对病毒入侵、增殖等过程的研究，将有助于深入解析病毒的感染致病机制。

4 非洲猪瘟疫苗的研究进展

虽然目前仍没有能在生产中使用的非洲猪瘟疫苗，但是，科研方面已经有了一定的突破[22,23]。病毒DNA结合蛋白作为病毒毒力调节、复制转录的重要因子，使其成为疫苗研究的有效靶点。pA104R蛋白是在不同毒株中高度保守的，系统发育树显示其与变形菌和陆生菌的DNA结合蛋白类似[24]。使用ASFV重组蛋白或者表达的病毒蛋白作为免疫原，免疫效果不佳，甚至产生降低了免疫反应[25]。通过筛选一些药物的抗病毒效果，从中发现了一些效果不错的候选药物，如丙戊酸、芫花素、杨梅黄酮、甘油月桂酸酯等[26-29]。有研究发现，ASFV拮抗干扰素产生的基因与病毒的致病力密切相关，因此缺失该基因是研发ASFV疫苗的重要策略之一[30]。

在非洲猪瘟的免疫逃逸方面，研究发现非洲猪瘟病毒编码的pI215L蛋白能够抑制Ⅰ型干扰素的产生，通过招募与该蛋白相互作用的E3泛素连接酶RNF138，并促进RNF138降解RNF128，进而抑制RNF128对TBK1的K63位泛素化修饰，最终抑制IFN-β的产生[31]。病毒免疫抑制蛋白ASFV MGF505-11R可以负调控cGAS-STING介导的信号通路，进而抑制I型干扰素的产生，其中C端（1-360aa）结构域是主要的免疫抑制功能区[32]。在减毒毒株方面，Chen等[33]使用我国第一株非洲猪瘟病毒分离株为材料，使用同源重组构建缺失型病毒，筛选出一株缺失7个基因的病毒（HLJ/18-7GD），可以对非洲猪瘟病毒强毒的致死性攻击提供有效的免疫保护。非洲猪瘟病毒缺失左可变区域的毒株（ASFV-G-ΔI177L）仍然能够在稳定细胞系中增殖，并且保持着初代时的免疫原性，使其可能成为商业化推广的减毒疫苗[34,35]。ASFV-G-ΔA137R缺失株缺失A137R基因后，接种低剂量仍能够保持猪只健康，病毒未发生增殖，并且针对原始毒力的毒株感染时引起较强的特异性抗体保护反应。这些减毒株疫苗的研发，将为大规模商业化生产疫苗提供重要的理论基础。

5 展望

自2018年非洲猪瘟疫情在我国辽宁首次报道后，我国已扑杀生猪超过300万头，对我国生猪养殖业及肉类市场供给造成了严重影响。尽管，目前通过一系列防控措施后，非洲猪瘟的影响减小了，但是仍要做好长期防控非洲猪瘟的准备。尤其是，近期发现基因I型非洲猪瘟病毒入侵我国，使得我国防控非洲猪瘟形势更加严峻。尽管非洲猪瘟病毒I型对猪的致死率较低，但其传播能力强，并可以引起猪只的一些慢性感染。由于病毒感染进程缓慢，临床表现多样化，也将为非洲猪瘟的早期诊断带来新挑战。

因此，针对复杂严峻的非洲猪瘟防控形势，我国应采取更加有效的措施进行预防和管控。主要建议如下：一是加大科研研发投入，重点攻克非洲猪瘟疫苗研发、非洲猪瘟感染致病机制等关键科学问题；二是建立非洲猪瘟防控监控网络，对全国非洲猪瘟发生点进行信息互通，及时处置，精准扑杀消毒；三是加强监管生猪运输，区域阻断，严厉打击感染非洲猪瘟猪只的转运及流入市场；四是加强感染非洲猪瘟猪只的无害化处理监管，指导大型企业建立病死猪无害化处理装置，建立公共无害化处理点；五是规范饲养管理流程，精准营养和治疗，提高猪只免疫力和抗病能力；六是加强抗病育种研发，科研机构和企业联合培育出抗病能力强的种猪，打造我国种猪“芯片”。

6 小结

综上所述，防控非洲猪瘟是保障我国生猪行业健康发展的重要基点，只有政府、科研机构、企业、个人多方面协同配合努力，才能将非洲猪瘟控制在合理范围，确保我国生猪产业健康发展。