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最简单的慢病毒——马传染性贫血病毒(EIAV)

2021-05-14 13:03 作者:制御秘书长杜鹃  | 我要投稿

       今天介绍的病毒是马的杀手——马传染性贫血病毒(Equine Infectious Anemia Virus/EIAV)。

马传染性贫血病毒(Equine infectious anemia virus)

简介

讨厌的马蝇
慢病毒

       马传染性贫血病毒,是唯一通过吸血昆虫传播的慢病毒。 该病毒(EIAV)在美洲,欧洲部分地区,中东和远东,俄罗斯和南非流行。 该病毒是一种慢病毒,类似于艾滋病毒(HIV),它可以通过血液,母乳和分泌物传播。 

讨厌的马蝇,却是马术冠军

       马传染性贫血病毒传播主要是通过昆虫叮咬,例如马蝇和鹿蝇(斑虻)。该病毒可在媒介昆虫中存活长达4个小时。污染的外科手术设备和回收的针头和注射器以及针头可以传播疾病。 母马可以通过胎盘将疾病传播到小马驹。 当被感染的马患病时,传播该疾病的风险最大,因为当时该病毒的血液水平最高。

病毒学特征

马传染性贫血病毒(Equine infectious anemia virus)

        马传染性贫血病毒是一种拥有包膜的球形病毒,直径为80-100nm,成熟的衣壳包含1572个衣壳蛋白。

慢病毒基因组

        马传染性贫血病毒是慢病毒中基因结构最简单的,它只有6个基因:GAG、POL、ENV、S2、TAT、REV。没有那个慢病毒比马传染性贫血病毒更简单的了,就算是最小的慢病毒—杰姆布拉纳病毒(Jembrana Disease Virus),其前病毒长度虽然是最小的——7732bp,但是它具有7个基因。

       病毒内部包含长度为7986bp的线性二聚体正义RNA基因组,带有5'帽和3'poly-A尾巴。 整合后的前病毒长度为8229bp,在5'和3'末端有两个321bp的长末端重复序列(LTR)。LTR包含U3,R和U5区域。 在5'末端还有一个引物结合位点(PBS),在3'末端还有一个聚嘌呤元件(PPT)。

       整合的前病毒利用5'LTR中的启动子元件驱动转录。 这产生了未剪接的全长mRNA,该mRNA可用作基因组RNA,可包装到病毒体中或用作GAG和GAG-POL(-1核糖体移码)蛋白翻译的模板。未完全剪接的mRNA编码被切割为包膜蛋白ENV以及辅助蛋白S2,完全剪接的mRNA编码REV和TAT辅助蛋白。REV将未剪接和未完全剪接的RNA押出被感染细胞的核。

病毒复制过程

1.病毒通过SU糖蛋白(gp90)附着于宿主受体,随后与趋化因子共受体相互作用。TM糖蛋白(gp45)介导与细胞膜的融合。

2.病毒通过膜融合入侵。

3.正义RNA基因组通过逆转录酶复制成为dsDNA分子中。

4.病毒dsDNA通过核孔进入,通过病毒整合酶,将前病毒共价随机地整合到细胞基因组中。

5.Pol II转录前病毒可产生病毒剪接和未剪接的RNA。

6.剪接的病毒RNA的翻译产生tat,rev和nef蛋白。

7.Rev介导未完全剪接的RNA的核输出。

8.未剪接的病毒RNA的翻译产生Env,Gag和Gag-Pol多蛋白。

9.病毒体在宿主细胞膜上的组装和病毒RNA基因组的包装。

10.通过细胞膜发芽并释放病毒体。

11.通过病毒蛋白酶和病毒粒子的成熟对前体多蛋白进行蛋白水解处理。

12.潜在复制:作为前病毒整合在宿主染色体中的复制。

发病阶段

       急性:急性形式是疾病在全力下突然发作。 症状包括高烧,贫血(由于红细胞破裂),无力,小腹和小腿肿胀,脉搏微弱和心律不齐。 这匹马可能突然死亡。

        亚急性:疾病进展较慢,病情较轻。 症状包括反复发烧,体重减轻,脾脏肿大(直肠检查时感觉),贫血以及下胸部,腹壁,**鞘,**和腿肿胀。

        慢性:马容易疲劳,不适合工作。 这匹马可能会反复发烧和贫血,甚至可能在最初发作后数年复发为亚急性或急性形式。

         一匹马看起来也可能没有任何症状,但EIA抗体仍呈阳性。 这样的马仍然可以传染这种疾病。 根据大多数兽医,被诊断为EIA阳性的马通常没有任何疾病迹象。

        EIA可能会导致怀孕母马流产。 如果病毒进入血液时会复发,这可能在怀孕期间的任何时间发生。 大多数受感染的母马都会流产,但是有些会生出健康的小马驹。虽然母马感染EIAV,但是驹不一定被感染。

         研究表明,有些品种具有EIA耐受性。

        巴西最近对活马的研究表明,在潘塔纳尔湿地,约有30%的驯养牲畜和约5.5%的野马受到EIA的慢性感染。

预防

        自1983年以来,已经有一种疫苗在中国开发并在中国广泛使用,称为“中国减毒活EIAV疫苗”。美国正在开发另一种减毒活病毒疫苗。

        重复使用注射器和针头是疾病传播的危险因素。在美国,所有测试呈阳性的马必须由测试实验室报告给联邦当局。与感染HIV的人一样,EIA阳性的马终生感染EIAV。马匹的选择包括将马匹送到公认的研究机构,给马匹贴上商标并在其后半生与其他马匹保持至少200码的距离,并对马匹进行安乐死。 现有的隔离设施很少,这通常导致对马实施安乐死的选择。佛罗里达马营养,开发和安全研究所(又名F.R.I.E.N.D.S.)是最大的此类检疫设施之一,位于佛罗里达州南部。马业和兽医业强烈建议,即使被感染的马没有表现出任何临床体征,他们所构成的风险也足以成为实施此类严格规定的理由。 该疾病对马业的确切影响尚不清楚。

诊断

Coggins测试表

         Coggins测试(琼脂免疫扩散)是Leroy Coggins博士在1970年代开发的一种针对马传染性贫血的灵敏诊断测试。

        目前,由于发病率低,美国没有根除计划。但是,许多州要求州际旅行的Coggins检验为负。此外,大多数的马术表演和赛事都需要对Coggins进行阴性测试。在允许进口马匹进入该国之前,大多数国家/地区要求测试结果阴性。

        马主在使用设施的服务之前,应核实繁殖场和寄宿设施中的所有马匹均具有阴性的Coggins测试。Coggins测试应该每年进行一次。 如果出行增加,建议每6个月进行一次测试。

慢病毒载体

EIAV based lentiviral vector

        慢病毒可以将外源基因或外源的shRNA有效地整合到宿主染色体上,从而达到持久性表达目的序列的效果。在感染能力方面可有效地感染神经元细胞、肝细胞、心肌细胞、肿瘤细胞、内皮细胞、干细胞等多种类型的细胞,从而达到良好的的基因治疗效果。对于一些较难转染的细胞, 如原代细胞、干细胞、不分化的细胞等,使用慢病毒,能大大提高目的基因或目的shRNA的转导效率,且目的基因或目的shRNA整合到宿主细胞基因组的几率大大增加,能够比较方便快捷地实现目的基因或目的shRNA的长期、稳定表达。

        所以,在体外实验及体内实验的研究中,慢病毒己经成为表达外源基因或外源shRNA的常用载体形式之一, 并且正在获得越来越广泛的应用。

        但是,由于HIV基因间的同源重组会生成具有病毒野性的HIV,因此,这极大的限制了慢病毒载体用于人类的基因治疗。幸运的是,马传染性贫血病毒不会感染人,且不会在人体内复制,因此,这为慢病毒载体用于人类的基因治疗带来了福音。

        杜鹃:这还得感谢以HIV为首的慢病毒,我还能怎么说呢,总不能昧着良心吧。

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