2013-7-12首發於本人在科學網的博客,迄今已有8,713 次閱讀。
一、狂犬病毒的分類地位、病毒結構和進化來源
狂犬病毒屬於彈狀病毒科狂犬病毒屬,含有單股非節段性負鏈RNA。病毒的形狀像子彈,長度為200nm,寬度為75nm。病毒含有以下五種結構蛋白:轉錄酶(L)、糖蛋白(C)、核蛋白(N)、磷蛋白(P)和基質蛋白(M)。L、N和P蛋白以非共價鍵結合到病毒顆粒RNA,產生的核糖核蛋白(RNP)複合物在病毒顆粒中形成一種螺旋捲曲的核殼體(nucleocapsid)結構。最近,已經有技術可以了解RNP的晶體結構。核殼體將RNA隔離,並將其與細胞環境屏蔽。該RNP複合體被脂蛋白包膜包繞,後者由M蛋白組成,由三聚體G蛋白構成的表面突起延伸到病毒外部。
與其他RNA病毒一樣,有些人認為狂犬病毒以「準種(quasispecies,由一系列相關基因組構成的異質性群體)」的狀態存在。系統進化分析提示陸生哺乳動物中的狂犬病毒最初都來源於蝙蝠。狂犬病毒從舊世界到新世界(美洲)的轉移可能發生在美洲殖民地化的時代,當時該病毒已經存在於蝙蝠,隨後才出現在犬等食肉哺乳動物,但是相關證據並不完全。
二、狂犬病毒G蛋白的結構和功能:決定病毒毒力並誘導免疫反應
狂犬病毒的G蛋白是一種三聚體,大約67kD,是誘導生成病毒中和抗體(virus-neutralizingantibodies,VNA)的主要抗原,並且可以誘導機體產生對狂犬病毒致命感染的免疫。G蛋白同時含有毒力決定簇。G基因是第一種被克隆和測序的狂犬病毒基因。從核苷酸序列中可以推導出,它編碼含524個胺基酸的多肽,其中包括由19個胺基酸構成的信號序列。在位點333的精氨酸對病毒毒力具有重要作用,它與神經侵襲力和跨突觸傳播能力相關,能使病毒在神經系統中擴散的速度更快。
儘管G基因對病毒毒力和減毒具有重要作用,狂犬病毒的致病性是由多個基因決定的。例如,P蛋白會干擾宿主幹擾素的產生。應用反向遺傳系統可以對狂犬病毒的毒力決定因素進行更詳細的分析。減毒作用可以被認為是毒力的鏡像,並包括附加要素,如對受感染的神經細胞凋亡過程的抑制。G和M蛋白主要負責阻斷致病病毒在感染後對細胞凋亡的抑制,這實際上是對宿主的一種保護機制。減毒的病毒株的G和M蛋白有變異,使其能促進細胞凋亡的發生。狂犬病毒基因組RNA與核蛋白緊密結合在一起,可以從所產生的先天免疫應答中獲得保護。曾採用不同方法比較純化的天然G蛋白和G蛋白的較小片斷的免疫活性(G蛋白的這些小片斷可以是自然產生的,也可以是通過化學裂解G蛋白而產生的),以確定免疫接種後VNA(病毒中和抗體)產生的結構基礎。儘管對VNA的明確作用仍有爭議,但有充足的證據表明,對人類和動物而言,VNA確實對預防病毒感染有重要作用。
在細胞免疫應答方面,T輔助細胞對抗體誘導是必需的,而免疫接種可誘導產生直接針對核蛋白(N)的溶細胞性T細胞,此類T細胞可能在該病毒進人中樞神經系統(CNS)之前摧毀(殺死)受感染的非神經細胞。有趣的是,溶細胞性T細胞應答在病毒的自然感染中可能會受到抑制。
對狂犬病毒變異株序列的常規分析結果表明,引起臨床表現為狂躁型和麻痺型狂犬病的病毒之間在基因序列上並無區別。
參考文獻:Charles E. Rupprecht & StanleyA. Plotkin:
Rabies vaccines, in: Vaccines, Elsevier, 2012.
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