汉坦病毒糖蛋白的结构及功能研究进展

汉坦病毒感染人类可导致肾综合征出血热和汉坦病毒肺综合征,其包膜糖蛋白(GP)是重要的结构蛋白,本文就汉坦病毒糖蛋白的结构和功能的研究进展作一综述。     

汉坦病毒受体

汉坦病毒感染可引起两种严重威胁人类生命的传染性疾病:肾综合征出血热(HFRS)和肺综合征出血热(HPS)[1,2],这两种疾病都与急性血小板减少和血管渗透性变化有关[3].因此,弄清汉坦病毒与宿主细胞的相互作用及其机制,对控制汉坦病毒性疾病显得尤为重要.整合素对维持血管壁的渗透性和完整性具有重要作用.一种整合素可以在不同的细胞上表达,同一种细胞也可以表达多种不同的整合素,并且不同类型整合素的作用也各有不同.在汉坦病毒与内皮细胞相互作用研究中,细胞整合素受体起到了关键性的作用,致病性汉坦病毒通过细胞膜上β3整合素感染细胞,而非致病性汉坦病毒通过细胞膜上β1整合素感染细胞[4,5].这些都为汉坦病毒的受体和发病机制研究奠定了一定的基础.本文拟对该研究近况作一综述,为汉坦病毒致病机制的深入研究提供参考.     

反转录病毒MSCV介导汉坦病毒核蛋白基因在NIH3T3细胞中整合和表达

汉坦病毒是引起肾综合征出血热(HFRS)和汉坦病毒型肺炎综合征(HPS)的主要病原体.由S基因编码的核蛋白(NP)主要与机体的细胞免疫有关,并调节病毒的复制及诱导细胞程序性死亡.构建了汉坦病毒Z10株核蛋白cDNA与含有pac基因的反转录病毒鼠干细胞病毒(MSCV)重组体MSCV-FlagNP,通过磷酸钙转录法导入产病毒的包装细胞系BOSC23中,产生完整的重组MSCV-FlagNP病毒.然后以重组病毒感染NIH 3T3细胞,利用Puromycin的选择特性(pac基因)对感染细胞进行连续压力筛选,获得了转核蛋白抗性细胞.利用Southern blot和PCR方法分别对核蛋白基因在抗性细胞染色体整合情况及其完整性进行了鉴定.并且用Western blot在抗性细胞中可检测到核蛋白的表达.进一步以Flag单克隆抗体介导的免疫荧光染色联合共聚焦激光扫描荧光显微镜,分析了内源性Flag融合核蛋白在抗性细胞内分布,发现核蛋白主要分布于胞浆及胞核周围区,并且部分核蛋白可聚集形成胞浆包涵体.转核蛋白基因细胞模型的建立,对进一步研究汉坦病毒核蛋白功能以及病毒复制机制有重要意义.     

汉坦病毒感染细胞整合素受体信号转导相关差异表达基因筛选

通过基因芯片技术观察汉坦病毒感染细胞后整合素受体信号转导相关基因的差异表达,以探讨汉坦病毒进入细胞的分子机制。用汉滩病毒76—118株感染原代人胚肺成纤维细胞,同时设立正常对照细胞,于感染后第6h、24h和96h同时抽提感染组与正常对照组细胞总RNA,利用荧光标记dUTP逆转录制备cDNA探针,与人类受体及信号转导类表达谱芯片杂交,并对Cy3、Cy5荧光信号做扫描分析。结果显示有37项基因出现差异表达,其中31项基因在感染后6h出现差异表达,13项下调、18项上调;但在感染后24h和96h分别只有5项和4项基因出现表达差异;而且整合素信号转导通路中的重要基因如一些蛋白激酶相关基因在感染6h表达增强,丝化增强子1在感染6h和96h表达下调,微管相关蛋白1A在感染6h表达上调、感染24h和96h表达下调。这些进一步说明汉坦病毒感染细胞与整合素有关。     

汉坦病毒汉滩型特殊新亚型的发现

应用RT－PCR扩增了皖南山区分离株AH09的M和S片段全基因,克隆于T载体,纯化后测定序列。结果AH09株M片段的全基因序列共3625个核苷酸,编码1135个氨基酸;S片段的全基因序列共1724个核苷酸,编码430个氨基酸。M和S片段全基因核苷酸和氨基酸与汉坦病毒各型株的代表株和HTN型毒株的同源性比较表明,AH09株分枝与HTN型接近,与其它各型病毒则相距较远,故确定为HTN型毒株,但AH09株与HTN型毒株的M和S片段全基因序列有差异,其差异分别高达23．6％和20．4％,经种系发生分析,AH09株是迄今为止所发现的HTN型病毒中差异最大的新基因亚型病毒株,AH09株病毒M片段的氨基酸与HTN型相差13．5％至14．8％,而S片段仅相差7％－8．1％,说明AH09毒株的变异主要发生在M片段。而ORF和3‘端的NCR区核苷酸序列分析比较说明,病毒的变异更主要集中在该片段的3‘端的NCR区。     

汉坦病毒疫苗研制进展

本文从脑组织灭活疫苗、培养细胞单双价灭活疫苗、基因重组疫苗、DNA疫苗、减毒活疫苗、佐剂、灭活方法、免疫策略等方面概述了汉坦病毒疫苗研制近况。     

汉坦病毒感染诱导乳鼠脑神经细胞表达热休克蛋白70

生后2－3天的昆明乳鼠,每只腹腔接种0.05mL100个半数致死量的陈株汉坦病毒,于接种后不同时间点处死动物,取其脑组织常规固定,石蜡包埋制备5μm连续组织片,用免疫组化法检测组织中的病毒抗原及热休克蛋白70的表达,用共聚焦显微镜观察二者之间的关系。结果发现,感染了病毒的组织能够稳定地检测到热休克蛋白70的表达,而病毒阴性的组织则检测不到热休克蛋白70的表达,且二者有共定位关系,其分布与组织病变一致。这与在病毒感染的VeroE6细胸及EHF病人尸检组织中得到的结果一致,说明病毒感染可诱导热休克蛋白70的表达,后者可能具有保护组织避免或减轻损伤的作用。     

汉坦病毒空气传播感染的实验室和野外采样研究

本项研究是通过动物实验和现场采样研究汉坦病毒气溶胶传播感染。用感染的黑线姬鼠排泄物自然形成的病毒气溶胶进行实验。黑红姬鼠感染后第5天放入离乳小鼠和乳小鼠,暴露10d,检测不到抗体,感染后第7天,放 乳小鼠和乳小鼠,暴露10d,可以检测出抗体;黑线姬鼠在暴露15d时,可以检测出抗体,可见黑线姬鼠感染后,第4天可能是它向体外排毒的一个时间标志,且形成的病毒气溶胶具有感染性。对现场采集的空气样品和收集的打谷者佩戴的口罩样品的研究发现,在稻田堆放的稻捆根部和鼠栖息的草窝的空气中每350L空气中和打谷场脱粒机附近每96L空气中,含有至少一个具有生物活性的汉坦病毒粒子,结合流行病学调查结果,可以判定,汉坦病毒经空气传播吸入感染可能是秋冬季节肾综合征出血热发病的主要传播途径。     

汉坦病毒HTN261株S基因片段的核苷酸序列测定及分析

黑龙江省是肾综合征因热（HFRS）的重疫区。近年来HFRS年的发病人数曾超过万人。流行病学和血清学研究表明黑龙江省HFRS疫区主要是姬鼠型,但目前尚缺乏病毒的分子生物学资料。我们对从疫区捕获的宿主动物－黑线姬鼠肺中分离的汉坦病毒HTN261株的S基因片段的全基因序列进测定和初步分析。结果如下,HTN261株的S基因片段的全序列长为1697nt。只有一个主要的编码N蛋白的ORF,起始位置为第37nt,终止于1326nt,编码的蛋白长为429aa。没有发现存在ORF2。HTN261株的S基因片段核苷酸序列与HGTN型中的病毒株的同源性很高,而与汉坦病毒其他型的同源民生较差,从种系发生树分析来看,HNT261株归结于汉坦病毒的HTN型。在HTN型之内,HTN261株和HTN76－118株在一个分枝内,就其核苷酸和蛋白的同源性说,HT N261株和HTN76－118株的同源性分别是89％（全S基因）和98％（蛋白）。而与中国境内发现的其他汉坦病毒株Z10,HU,Chen4,NC167等基因和蛋白的同源性相对较差,汉坦病毒除具有其宿主的依赖性外,还具有其地理的簇集性。HTN261株和HTN76－118株之间S基因和N蛋白序列的变异性的差异分别为11％和2％,表明HTN261株和HTN76－118株还有不同,可能是不同的亚型。不过,尚有待于进一步研究证明。     

汉坦病毒基因组G1区部分酶切位点的研究

用分型RT-PCR方法对34份武汉地区肾综合征出血热患者外周血标本扩增,扩增的目的片段为汉坦病毒M片段G1基因部分序列,应用Hinc Ⅱ和Sac I两种限制性内切酶消化扩增产物,可将汉坦病毒区分为HTN 型和SEO型,结果与分型PCR有很高的一致性,并可迅速筛查在 Hinc Ⅱ和Sac I酶切位点有基因变异的变异株.