动物医学进展,021 ,42(3)=83-86
Progress in Veterinary Medicine
猪伪狂犬病病毒基因结构及功能研究进展
韩超逸，汤德元*，曾智勇，黄涛，王彬，郭倩妤，廖少山，张森，杨志刚，晏仁潭
(贵州大学动物科学学院，贵州贵阳550025)
摘要：猪伪狂犬病毒(Pudorabies virus,PRV )为疱疹病毒科DNA 病毒，可引起仔猪高热、神经症状
手指灵活度训练和母猪繁殖障碍。PRV 由于其传播途径多样、危害大的特点，给我国猪业养殖带造成了巨大损失。PRV 的 基因是其发挥生物学功能的基础，自2011年以来我国PRV 不断出现变异，国外进口疫苗已不能起到很好的
保护作用，这对PRV 的防控形成了不小的挑战。论文对PRV 的基因结构及主要基因功能进行了归纳总
结，为PRV 新疫苗及药物的研发提供理论参考。
关键词：猪伪狂犬病病毒；基因结构；基因功能
中图分类号:S852.659.1
猪伪狂犬病(Porcine pudorabies , PR)是由猪
伪狂犬病病毒(Pudorabies virus , PRV)引起的一 种猪的急性传染病。PRV 属于疱疹病毒科，a 疱疹 病毒亚科，猪疱疹病毒属，为线性DNA 病毒。PRV 可引起仔猪呕吐、高热及神经症状，病死率较高，母
猪出现繁殖障碍，成年猪出现高热症状耐过后通常 呈隐性感染[1].因为PR 传播速度快、危害大，OIE
将其列为必须报告的疫病。PRV 具有潜伏感染的 特点，病毒经口鼻呼吸道感染宿主后，可潜伏于外周 神经系统中，此时不产生新的病毒粒子，当外界条件
变化引起动物应激时，PRV 会被激活导致宿主向外 排毒，感染猪群甚至造成PR 的暴发2。潜伏感染 这一特点是PRV 难以净化的主要原因。
1病毒结构
PRV 病毒呈圆形或椭圆形，从内到外由双链 DNA 、20面体核衣壳、被膜、脂质双层膜形成的囊膜
构成。20面体核衣壳由162个壳粒组成，其中150
个六邻体，12个五邻体，衣壳直径约为110 nm — 150
nm . 被膜位于囊膜和衣壳之间由 双层蛋白 质构成，
且内外组分蛋白不同。囊膜位于病毒粒子最外层,
由11种糖蛋白和4种非糖蛋白组成，囊膜在PRV 感染宿主细胞过程中发挥着重要作用。位于胞浆内
被囊膜包裹的成熟病毒粒子直径为150 nm — 180雅思模拟考试
nm，囊膜表面有长约8 nm 〜10 nm 呈放射状排列的
纤突[1].
文献标识码：A 文章编号=007-5038(2021)03-0083-04
2病毒基因结构及其功能
2.1基因结构
PRV 基因组为线状双链DNA ，大小约为150 kb ,G + C 含量为74%，具有长独特区(unique long region , UL)11 0 kb 、短独特区(unique short, region ,
US ) 10 kb,US 区两端分别插入了大小为15 kb 的
末端重复序列(terminal repeats , TRS)与内部重复 序列(internal repeats ,IRS) [3].因为 UL 区与 US
区方向可以相同或相反，所以PRV 有两种异构体, 并且两种异构体都具有感染力。PRV 基因组复制
起始位点，一个位于UL 区域称为OriL，另一个称 为OriS，在IRS 区重复存在；PRV 基因组含73个基 因，67个开放阅读框，可编码70〜100种蛋白质，主
要包括衣壳蛋白、囊膜糖蛋白以及各种酶，但其中一
半是PRV 复制的非必需蛋白，因此PRV 可以作为 外源基因的载体4。近年来我国各地区都分离出了 变异的PRV 毒株,YE 等将我国分离出的PRV 毒 株基因序列与欧美毒株序列进行对比，发现两者之
间存在明显差异，故对PRV 进行了基因分型，我国
PRV 属于基因n 型，欧美PRV 属于基因I 型，对比
欧美基因I 型，基因n 型prv 的US 1基因出现了
很大的突变，UL 36、UL 49.5、UL 51基因突变率超过
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了 10%，导致了我国PRV 毒株与欧美PRV 毒株出
现了生物学功能差别，进口疫苗已经不能起到很好 的保护作用[5].根据PRV 基因功能的不同可将基
收稿日期=020-04-22
基金项目：国家自然科学基金项目(31860716)
作者简介：韩超逸(1998—)，女(白族)，云南宾川人，硕士研究生，主要从事动物传染病分子生物学研究。*通讯作者
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因分为结构基因、毒力基因和调节基因；根据PRV 侵入宿主细胞转录先后顺序可以将其基因组分为立即早期基因、早期基因和晚期基因。
2.2主要基因及其功能
2.2.1TK基因TK基因位于UL23区，基因全长963bp，共编码321个氨基酸，是PRV复制的非必需基因。TK基因是PRV毒力基因之一,TK基因编码的胸苷激酶是PRV在静息细胞中复制所必需的。缺失TK
基因的病毒在神经组织中潜伏感染能力减弱，但并不影响病毒免疫原性，因此TK基因 可作为基因缺失疫苗的靶点基因。我国分离出的PRV变异毒株TK基因相对于gC、gE较为保守，与国外毒株同源性可达99.5%~100%，属同一分支［67。因为TK基因的保守性较好，所以TK基因 的生物学功能在不同的PRV毒株中具有代表性，可为抗PRV药物的研发提供参考。
2.2.2gE基因gE基因位于US区，基因全长1740bp，编码577个氨基酸，是PRV复制的非必需基因。gE基因是PRV的毒力基因之一,gE蛋白可以促进PRV与细胞融合，介导病毒在细胞间的扩散，缺失gE基因的PRV只能感染第一级三叉神经和调控鼻黏膜的交感神经，而不能扩散感染第二级神经节和交感神经元［］，近年来我国部分地区分离出的PRV变异株gE基因氨基酸疏水残基和亲水残基发生了突变，这可能会影响PRV与细胞的融合⑷，gE蛋白不具有免疫原性，缺失gE基因会降低病毒的毒力但不影响PRV免疫原性，因此gE基因可成为基因缺失疫苗的研发靶点，目前临床应用的PRV疫苗基本都缺失gE基因，可以通过检测gE特异性抗体区分野毒感染和疫苗免疫。
2.2.3gB基因gB基因位于UL区，基因全长2800bp，编码913个氨基酸，是PRV复制的必需基因，gB蛋白是一个复合蛋白由gBa.gBb.gBc组成，是囊膜的组成成分。gB蛋白参与病毒与细胞膜的融合，也可诱导体液免疫应答。gB蛋白与三类融合蛋白类似，具有三聚体折叠，二聚体融合环，a-螺旋结构蛋白以胆固醇依赖方式通过融合环与细胞膜结合［0］。gB具有良好的免疫原性，周莎莎等将JS-2012与Bart.ha-k61的gB基因交换，显著的改变了两个毒株的免疫原性［11］，因为gB良好的免疫原性在临
床中可通过gB-ET.ISA检测猪群是否获得免疫保护。马震元等建立了PRV-gB-CTEIA法，45 min内即可完成检测，且具有良好的敏感性、特异性可实现抗体剂量值的定量检测，为临床gB抗体的检测提供了更高效的手段［2］。2.2.4gI基因gI基因位于US区，基因全长1053bp，编码351个氨基酸，是PRV复制的非必需基因。gl蛋白是囊膜蛋白，可促进病毒在细胞间扩散。gl与gE通常以非共价键形式复合体存在，gl 蛋白能促进gE蛋白在内质网中的分泌，保证gE蛋白的正确糖基化［13］,DONG等将经典株gE/gI基因与变异株互换发现gE/gI基因变异可增强PRV 毒力［14］。因为gE、gI蛋白关系密切，所以临床上经常以二者的重组蛋白作为抗原研发抗体检测技术，申一兰等用昆虫杆状病毒表达系统制备了gE/gI重组蛋白纯度较高，并且具有良好的反应原性，为胶体金试纸的研发打下了基础［15］。
2.2.5gD基因gD基因位于US区，基因全长1300bp，编码402个氨基酸，是PRV复制的非必需基因。gD蛋白是囊膜蛋白，在PRV中高度保守并具有良好的免疫原性,gD基因是PRV吸附细胞所必需的，缺失gD基因的PRV无法感染细胞，与HSV相比PRV的gD蛋白只能与细胞表面受体Nect.in-1结合，并且PRV对人源和猪源的Nectin-1受体结合能力并无差异，gD蛋白与Nectin-1受体以1:1的比例结合，结合位点分别是N77、I80、M85、F129，其中F129位点有着决定性作用，若突变此位点病毒几乎不能侵入细胞［16］。病毒进入细胞是其感染机体的关键步骤，病毒只有进入细胞才能进行复制。gD基因是PRV吸附细胞的关键基因，通过了解gD蛋白与细胞表面受体结合的机制可为后续研发抗PRV药物提供参考。
2.2.6gC基因gC基因位于UL区，基因全长1437bp，编码479个氨基酸，是PRV复制的非必需基因，成熟的gC糖蛋白大小为92ku，是囊膜的组成成分。gC蛋白可与细胞表面的肝素样受体结合，介导病毒吸附细胞，但缺失gC蛋白的PRV仍对细胞有较低的感染性，此外gC蛋白具有多个抗原表位可诱导免疫应答，王一鹏对从免疫猪场发病仔猪中分离出的变异PRV进行序列分析，发现gC基因多处发生单个或连续几个碱基的置换、插入和缺失导致了gC蛋白的抗原表数目、位置、或氨基酸发生改变，国外疫苗株的抗血清对该变异毒株中和作用较差［17］，因此gC基因的变异可能是我国近年来各地出现免疫猪场PRV“返阳”的原因之一。
2.2.7E180基因E180基因分别位于IRS和TRS区，编码1460个氨基酸，蛋白质大小约为153 ku。I E180基因是PRV中唯一的立即早期基因，可独立发生转录。IE180蛋白累积后可启动病毒其他基因发生转录，PRV IE180蛋白与单纯疱疹病毒I
韩超逸等：猪伪狂犬病病毒基因结构及功能研究进展85
型(HSV-DICP4蛋白部分区域有很高的相似度，二者部分功能互补。邓辉发现IE1803'UTR端部分序列可形成G-四链体结构，抑制基因的转录,G-四链体配体小分子TmPyP4可稳定此结构，从而抑制PRV的早期增殖过程[9]。I E180基因转录位于PRV基因转录的开端，对于PRV的复制有着重要意义，因为这一特性E180基因也可成为抗PRV 药物研发的重要靶点。
222EP0基因EP0基因位于UL区，可编码1230个氨基酸，蛋白分子质量约为45ku，是PRV 复制的非必需基因。EP0基因对立即早期基因I E180有反式激活作用，可促进IE180蛋白的表达, EP0蛋白可与IE180蛋白共同作用激活TK基因及gG基因的转录，EP0蛋白定位于细胞核，并且EP0蛋白的入核由Ran蛋白、输入蛋白a1、a3、1共同调控[0]。缺失EP0基因的PRV在细胞中的复制能力会减弱，但并不影响PRV毒力[21].目前对于EP0基因的研究较少，但不可否认的是EP0基因对于PRV基因转录具有重要意义。未来,EP0基因是如何调控基因转录，以及我国各地分离出的变异PRV毒株EP0基因是否发生变异，都应该是我们积极探讨的。
22.9UL21基因UL21基因位于UL区是PRV 复制的非必需基因,pUL21是被膜蛋白，缺失UL21基因的PRV与野毒株相比增殖速率减慢，但在pUL21代偿性细胞上可恢复其增殖能力，外源性的pUL21可抑制NF k B通路，且pUL21量越高抑制效果越强[2]UL21基因也与PRV的神经浸染性有关,pUL21羧基端可与胞质动力蛋白Roadblock-互作，使用pUL21羧基端缺失的PRV攻毒小鼠后，小鼠死亡时间延长，颈上神经节中的病毒含量显著降低[23].相比国外疫苗毒株，我国近年来分离出的变异毒株UL21基因发生了突变，其pUL21表达水平升高，意味着变异毒株可能会产生更强的免疫抑制功能，以及神经浸染性[24].
22.10UL41基因UL41基因是PRV复制的必需基因,UL41基因编码宿主关闭蛋白(vhs)，蛋白分子质量约为40ku,PRV与HSV-1的vhs同源性为38.4%。vhs蛋白在体内外均具有核糖核酸酶活性，可降解宿主细
胞的mRNA，抑制宿主基因表达。vhs可以切割IRES下游区域翻译起始因子eIF4H 和eIF4B，增强其核糖核酸酶活性[2526]。但在PRV 中，vhs蛋白并不是唯一能抑制宿主基因表达的病毒蛋白，缺失UL41基因的PRV仍对宿主基因表达有显著的抑制作用，同时，缺失UL41基因也会显著减弱PRV在体内外的复制能力和感染力。UL41基因编码蛋白可抑制宿主细胞基因表达，通过进一步研究vhs对哪些基因转录产生影响可为PRV对宿主细胞的作用的研究提供更多参考.
3小结
PR因为其致病力强、传播途径多样、可潜伏感染等特点，成为危害我国猪业养殖最严重的传染病病原之一。PRV基因是其发挥生物学功能的基础，基因发生变异的同时也意味着病毒生物学功能的改变，自2011年以来我国各地陆续从接种过PRV疫苗的“返阳”猪场分离出了变异PRV毒株。这表明PRV变异并不是个例而已成为一种趋势，在这种趋势下了解PRV基因结构及基因功能，才能从“已知”得“未知”，为预测PRV变异株的生物学功能提供参考。除此之外，了解PRV基因功能，有助于疫苗及药物的研发，例如TK、gE基因是病毒的毒力基因且是病毒复制非必需的，故其可以成为基因缺失疫苗的靶点基因，通过检测是否存在缺失基因相应的抗体，还可对疫苗免疫猪及野毒感染猪进行区分。gD基因.E180基因EP0基因，对于PRV感染细胞以及PRV的增殖都具有着重要作用，可成为抗PRV药物研发的靶点基因。虽然目前PRV基因定位和基因功能还没有完全被报道，但随着近年来分子生物学技术的不断进步，未来对PRV基因结构及功能的研究会不断深入，为PRV的防控提供更多的参考.
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Progress on Porcine Pudorabies Virus Gene Structure and Function
HAN Chao-yi,TANG De-yuan,ZENG Zhi-yong,HUANG Tao,WANG Bin,GUO Qian-yu,
LIAO Shao-shan,ZHANG Sen,YANG Zhi-gang,YAN Ren-tan
〈College of Animal Science, Guizhou University, Guiyang, Guizhou,5：)002：),China)
Abstract:Pudorabies virus(PRV)is a kind of DNA virus,belongs to the Herpesviridae family.PRV can cau high fever and neurological symptoms in piglets,reproductive disorders in sows.PRV has caud huge loss to our country's pig industry due to its various ways of transmission and high pat
hogenicity.The genes of PRV are the basis of its biological function.Since2011,PRV has continuously mutated in our country,and foreign imported vaccines have not been able to play a very good protective role,which pos a big challenge to the prevention and control of PRV.Here,we summarized the gene structures and main gene functions of PRV,in order to provide theoretical references for the rearch and development,of new PRV vaccines and drugs.
Key words:PRV；gene structure；gene function
