杯状病毒科(病毒学知识）

hantavirus

同义名：嵌杯样病毒科，杯样病毒科是巴尔的摩分类法第四纲病毒，它们具有正股不分节RNA，它门不具有套膜且蛋白壳体为正20面体，十分难培养，故没有许多的研究，Caliciviridae的名字是源自于拉丁文calyx意思为杯状，常见的病源体为诺瓦克病毒（Norwalk virus），杯状病毒科主要是借由粪口传染，但也可以借由飞沫传染，杯状病毒主要造成肠胃炎及呕吐及腹泻。
    杯状病毒曾被列为小RNA病毒科的一个属——杯状病毒属，1981年国际病毒分类委员会考虑到该属成员与其它大多数小RNA病毒有较大的不同，将其单独提升为科。杯状病毒 无囊膜，直径30～38nm,核衣壳上整齐地排列着32个暗色中空的杯状结构(科名即 由此而来)，衣壳仅由1种结构蛋白组成。这些特点明显不同于体积较小，表面光滑，由3种结构蛋白组成衣壳的小RNA病毒。但二者在形态结构和基因结构等方面也有许多相似之处，主要表现为都无囊膜，核衣壳呈二十面体对称，基因组均为单股正链RNA ，5’末端结合有VPg蛋白等。此外，杯状病毒的基因组中也发现了类似于小RNA病毒的2C蛋 白、3C蛋白和3DRNA依赖性RNA聚合酶等蛋白的基因。 杯状病毒科下仅有杯状病毒属(Calicivirus)1个属，其肯定成员有猪水疱疹病毒(VESV)、猫杯状病毒(FCV)、圣米吉尔海狮病毒(SMSV)、犬杯状病毒(Caninecaliciv irus,CaCV)、兔出血症病毒(RHDV)、人 戊型肝炎病毒(HEV)和人杯状病毒(Humancalicivirus,HuCV)。此 外，在多种动物如牛、貂、猪、海象、海豚、狗、兔、鸡、爬行动物 、两栖动物和昆虫中还发现了多种具有典型杯状病毒形态的病毒粒子，但大多未被全面鉴定，只能把它 们作为杯状病毒科的可能成员。
    人杯状病毒是人类流行性急性胃肠炎的病原之一，其中以诺沃克病毒(Norwalkvirus,NV) 发现 得最早，研究得也比较清楚。近年来又发现了许多与诺沃克病毒相关病毒，如雪山因子(Sno wmountainagent)、夏威夷病毒(Hawaiivirus)、多伦多病毒(Torontovirus)、沙原 病毒(DesertShieldvirus)、陶顿病毒(Tautonvirus)和南安普顿病毒(Southamptonviru s)等，这些病毒虽然的基 因序列上具有一定差别，但免疫沉淀试验显示，它们具有相同的抗原位点。戊型肝炎病毒(H umanhepatitisEvirus,HEV)更是人类的重要病原，引起人的急性肝炎。
1.形态
     典型的杯状病毒呈球形或近球形，直径30～38nm，无囊膜，核衣壳呈二十面体对 称，由32个杯状结构按T=3的对称方式整齐地镶嵌在衣壳上。但RH DV、NV、HEV的衣壳上的这种杯状结构并不典型。病毒在胞浆内合成和成熟，有时呈晶格状排列。
2.理化特性 杯状病毒的分子量大约为15×１０^６,S２０w=170～187。氯化铯中 的浮密度为133～139g/cm３，甘油酒石酸钾中的浮密度为129g/cm３。对乙醚、氯仿和温和性去垢剂不敏感。3～5的pH可将其灭活。高浓度的Mg2+能够加快热对杯状病毒的灭活。胰酶作用可灭活某些杯状病毒，而对另一些病毒则加速其复制。有一些杯状病毒易被冻融所灭活。
3.基因组结构 杯状病毒核酸为单股、正链线性RNA(ssRNA)，长74～77kb，分子量为26～28×10^６，它既可以作为mRNA，直接翻译病毒蛋白，又可作为负股RNA的模板，进行复制。目前已完成了FCV、RHDV 、HEV、NV、SHV等几种 主要杯状病毒的基因组序列测定，病毒含有7437个(RHDV)至7696个(SHV)核苷酸，其它杯状病毒如EBHSV、SMSV等基因组的部分序列也已测定。杯状病毒基因组RNA的3’末端为poly(A)结构，5’末端无帽 结构，而与一个小分子量的蛋白(VPg)共价连接，唯HEV例外，其5’端没有VPg，而仍为帽结 构(
      基因组中包含有2～4个开放阅读框架(ORF)：FCV和NV3’端的ORF称ORF1， 长约55kb，占基因组全长的80%，编码非结构蛋白前体，中间的ORF，称ORF2，编码衣壳蛋 白 ，3’末端ORF(ORF3)很短，推测其编码一个小蛋白。分析南安普顿病毒(SHV)的核苷酸序列 ，还发现了另外一个小的ORF( ORF4)，它重叠于ORF2和ORF3之间，可编码110个氨基酸残基的蛋白质，功能不明。RHDV、EB HS V与FCV、NV略有不同，只含有两个ORF，它们的非结构蛋白和衣壳蛋白由同一个ORF(ORF1，O RF2)编码。HEV的基因组中，相当于FCVORF3的位置没有独立的ORF，但另有一个ORF，重叠 于ORF1和ORF2，也称为ORF3，它编码的蛋白截然不同于FCVORF3的基因产物，另外，HEV的O RF1中还缺乏3C样蛋白(见下)的编码区。杯状病毒粒子中还含有丰富的亚基因组mRNA ，其大小为22～24kb，它与基因组RNA具有相同的3’末端，向5’末端延伸至ORF2，与 衣壳蛋白基因相对应。尽管几种主要的杯状病毒的核苷酸序列已经清楚，但尚未将编码VPg的基因定位。
4.蛋白 杯状病毒的衣壳由180个单一结构蛋白的单体组成，单体的分子量为59～65kDa。 衣壳蛋白能够自我装配成病毒粒子。不同杯状病毒衣壳蛋白之间的同源性很高，特别是N端 和C端，并且都含有一 个大约250个氨基酸的保守区，类似的保守区也存在于小RNA病毒的VP3蛋白。在不同病毒间存在这一高度保守的氨基酸序列，说明该区域 在病毒的复制和/或装配中具有重要作用。衣壳蛋白的产生有两种方式，以亚基因组mRNA直 接翻译为主，也可由基因组RNA翻译产生 的前体蛋白经加工产生。不同杯状病毒衣壳蛋白的N端和C 端的同源性很高，而中间部分的变异较大。根据基因组的核苷酸序列推测，杯状病毒的非结构蛋白有三种，均由一个前体蛋白经蛋白酶水解产生，因为它们的 氨基酸组成分别与小RNA病毒的2C蛋白、3C蛋白、3D蛋白等有很高的同源性，故将其分别称 为2C样蛋白、3C样蛋和3D样蛋白。2C样蛋白是一种螺旋酶，与RNA复制有关；3C样蛋白具有 胱氨酸蛋白酶活性，与病毒蛋白的翻译后加工有关；3D样蛋白是一种RNA依赖的RNA聚合酶。VPg蛋白的分子量为10～15kDa，共价连接于基因组RNA的5’末端，它比小RNA病毒的 VPg分子量大，而且为杯状病毒的感染所必需。
5.分类
囊泡状病毒属（Vesivirus水泡病毒属）- 代表种：猪小囊泡疹病病毒（Swine vesicular exanthema virus）
兔类病毒属(Lagovirus) - 代表种：兔出血疾病病毒（Rabbit hemorrhagic disease virus）
诺瓦克病毒属（Norovirus; Norwalk-like viruses类诺瓦克病毒群）- 代表种：诺瓦克病毒（Norwalk virus）
扎幌病毒属（Sapovirus; Sapporo-like viruses类札幌病毒群）- 代表种：扎幌病毒（Sapporo virus）