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第二节 肠道病毒的结构与理化特征
一、肠道病毒的形态结构和基因结构
肠道病毒属于小核糖核酸病毒科、肠病毒属,病毒体积小,呈球形,病毒衣壳为对称的二十面体,病毒基因组为单股正链RNA,基因组长约7. 4kb。基因组仅含1个开放读码框(open reading frame,ORF),两端为保守的非编码区(untranslated region,UTR),5′端UTR共价结合1个小分子蛋白,与病毒RNA合成和基因组装配有关;3′端有poly(A)尾,加强了病毒的感染性。基因组的5′末端至3′末端依次排列着5′UTR,编码区P1、P2、P3,3′UTR及多聚腺苷酸尾。P1编码主要的结构蛋白,终产物为VP1~VP4。病毒颗粒裸露无包膜和突起,主要包括4个病毒外壳蛋白(VP1、VP2、VP3和VP4)和7个非结构蛋白(2A、2B、2C、3A、3B、3C和3D),4种结构蛋白中,VP4包埋在病毒粒子外壳的内侧与病毒核心紧密连接,VP1~VP3暴露在病毒颗粒表面,因而抗原决定簇基本上位于VP1~VP3上。VP1是主要分布于病毒颗粒表面的衣壳蛋白,是中和抗原位点的主要组成部分,该区段的核苷酸序列与肠道病毒血清型相关。
EV71的病毒颗粒为二十面立体对称的球形结构,无包膜和突起,直径24~30nm,采用磷钨酸盐染色在电镜下观察到的EV71原型株BrCr病毒直径为27nm。病毒核酸为单股正链RNA,是由约7408个核苷酸组成,病毒的单链RNA具有侵染性。病毒基因两端为保守的非编码区,在肠道病毒中同源性非常高,中间为基因组中仅有的1个开放阅读框(ORF),编码含2193个氨基酸的多聚蛋白(polyprotein),在其两侧分别为746个核苷酸的5′-非编码区(UTRs)和83个核苷酸的3′-非编码区。病毒基因组在3′-非编码区的末端含有一个长度可变的多聚腺苷酸尾巴(poly-A),其长度与其他小RNA病毒有所差异,如果去除3′-末端的poly-A尾,病毒基因组将出现断裂,感染性就会消失;病毒5′-末端共价结合1个小分子量的蛋白(VPg),VPg蛋白通过其酪氨酸残基的羟基基团与RNA5′-末端的pUpU形成磷酸二酯键与基因组RNA结合,相对3′-末端的poly-A尾而言,VPg蛋白的缺失对病毒的感染活性没有明显影响。病毒粒子的衣壳由60个亚单位构成,后者又是由4种衣壳蛋白(VP1~VP4)拼装成的五聚体样结构。4种结构蛋白中,除VP4包埋在病毒粒子外壳的内侧与病毒核心紧密连接以外,其他3种结构蛋白均暴露在病毒颗粒的表面。因而抗原决定簇基本上位于VP1~VP3上。
CA16为20面立体对称球形颗粒,直径为23~30nm,无包膜和突起,由核酸和蛋白质组成。其核酸是单股正链RNA,全长约为7410个核苷酸,基因组含1个开放读码框架(ORF),编码1个多聚前体蛋白,经蛋白酶切水解为P1、P2和P3 3个前体蛋白,P1编码病毒的结构蛋白VP1、VP2、VP3和VP4,组成病毒衣壳,VP1区长891bp,编码297个氨基酸残基,是病毒主要的中和抗原决定簇所在的部位;P2、P3区编码非结构蛋白。RNA两侧为5′-和3′-非编码区(UTRs),分别含有多肽翻译和RNA合成的起始信号,在3′-非编码区的末端带有一个长度可变的多聚腺苷酸尾巴(poly-A)。
二、理化特征
肠道病毒适合在湿热的环境下生存与传播,该病毒耐酸、不耐热,对乙醚、去氯胆酸盐等不敏感,75%酒精和5%来苏亦不能将其灭活,但对紫外线及干燥敏感,因此应经常暴晒衣被。各种氧化剂(高锰酸钾、漂白粉等)、甲醛、碘酒都能灭活病毒。病毒在50℃可被迅速灭活,但1mol浓度二价阳离子环境可提高病毒对热灭活的抵抗力,肠道病毒适合在湿、热的环境下生存与传播,病毒在4℃可存活1年,在-20℃可长期保存,环境生存能力与环境有关,有机物可保护病毒,可在粪便和污水中长期存活。
(丁剑波 许文君)