高致病性猪繁殖与呼吸综合症病毒结构蛋白与功能
冷超粮 中国农业科学院
高致病性猪繁殖与呼吸综合症病毒（PRRSV）的GP5 蛋白 由 ORF5 编码的一种糖基化蛋白。它是病毒基因组上变异最大的结构蛋白之一。畜牧人才研究表明，GP5 蛋白能够诱导产生中和抗体，被认为是机体的主要保护性抗原。表达 GP5 蛋白的基因工程疫苗免疫猪后能够诱导产生抗 PRRSV 的中和抗体，在随后的 PRRSV 强毒攻击中，这些中和抗体能够提供部分保护。此外，免疫小鼠制备的部分抗 GP5 蛋白的单克隆抗体也具有中和活性。GP5 蛋白有 3 个半胱氨酸残基，突变其中任何一个都能够完全阻止病毒的组装。在天然病毒粒子中，GP5 和 M 蛋白通过二硫键形成异源二聚体，参与病毒的感染与复制。M 蛋白 由 ORF6 编码的 III 型膜蛋白。它是一种非糖基化的蛋白，在 PRRSV 及其它动脉炎病毒中高度保守。研究证实，在成熟的动脉炎病毒粒子中，M 蛋白和 GP5 蛋白都以异源二聚体的形式存在，在病毒复制和组装过程中发挥着核心作用。
有研究报道牛分枝杆菌重组表达 PRRSV M 蛋白免疫小鼠能够诱导产生中和抗体，表明 M 蛋白上可能存在中和表位。此外，GP5 和 M 蛋白重组腺病毒共表达能够诱导较高水平的中和抗体及较强的淋巴细胞增殖反应，推测 M 蛋白的存在能够增强抗 GP5 蛋白的免疫反应。N 蛋白 由 ORF7 编码的一种非糖基化的核衣壳蛋白，具有丝氨酸磷酸酶活性。核衣壳蛋白的磷酸化是尼多病毒目病毒的一个普遍特点，在病毒感染过程中发挥着重要的生物学功能。N 蛋白在病毒感染的猪和小鼠体内都具有高度的免疫原性。研究表明，在 PRRSV 感染早期，机体主要产生抗 N 蛋白的抗体。这种抗体最早可在感染后一周检测到，并且其下降速度要低于针对 GP5 蛋白和M 蛋白的抗体。因此 N 蛋白适合作为检测 PRRSV 的特异性抗体以及诊断 PRRS 疾病的理想抗原。在成熟的病毒粒子上，N 蛋白以同源二聚体的形式存在。研究表明，北美洲型的 N 蛋白包含 3 个高度保守的半胱氨酸残基，其中位于 23 位的半胱氨酸残基参与形成了分子内二硫键，在病毒感染过程中发挥着核心作用。此外，N 蛋白的核内定位与病毒毒力、病毒调控宿主基因表达等致病机理相关的问题也有密切关系。
ORF2、ORF3 和 ORF4 分别编码病毒的 3 个 N-糖基化的次要结构蛋白 GP2、GP3 和 GP4。它们通过二硫键形成异源三聚体。完全嵌入 ORF2a 的 ORF2b 基因，编码病毒的一种非糖基化的次要结构蛋白 E。GP2 蛋白 属于 I 型膜蛋白，它在 N 端有信号肽序列，C 端有结合细胞膜的锚定区域研究表明，GP2 蛋白的 N-端聚糖在病毒组装过程中不是必需的部分。
GP3 蛋白 一个高度糖基化的 III 型膜蛋白，包含Ｎ端结构域和 7 个潜在的 N-聚糖。研究表明，GP3 蛋白具有较强的抗原性。在感染 PRRSV 的猪体内，虽然针对 GP3 蛋白的抗体水平较低，但在清除病毒感染中也发挥着一定作用，推测它可能与 GP5 和 M 蛋白一起参与了病毒中和反应。
GP4 蛋白 属于 I 型膜蛋白，它在 N 端也有信号肽序列，C 端有细胞膜的锚定区域。GP4 蛋白也是高度糖基化的蛋白。研究表明，GP4 蛋白包含不保守的中和表位，能够诱导机体产生中和抗体。E 蛋白 一种非糖基化的次要结构蛋白，具有高度的疏水性。E 蛋白具有潜在的 N-酰基化位点和 II 型酪蛋白酶活性磷酸化位点。最近研究表明，N-酰基化位点虽然对病毒的感染不是必需的，但是能促进病毒的复制。
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