全沟硬蜱携带的森林脑炎病毒研究进展

武琳 木兰 桂峥 于晶峰

全沟硬蜱(ixodes persulcatus)属于蛛形纲、寄螨目、蜱总科、硬蜱科，在我国东北、内蒙古、新疆、宁夏等地多有分布。全沟硬蜱是野生小型哺乳动物及鸟类的重要寄生蜱，是我国森林脑炎的主要生物传播媒介。人经携带病毒的蜱叮咬后，森脑病毒可随之侵入人体，且可以在全沟硬蜱的体内繁殖，因此，蜱既是森脑病毒的传播媒介，也是其储存宿主。森林脑炎主要分布于我国的东北森林，且受森林分布的驱动，不过在新疆自治区和云南省也有发现。中国东北（黑龙江、吉林省、内陆东北部和内蒙古自治区）被认为是森林脑炎最重要和典型的流行地区，疫区内存在三个自然疫源地，分别是大兴安岭疫源地，小兴安岭疫源地及长白山疫源地，近年我国的森林脑炎发病率呈显著上升趋势[1]。

1 全沟硬蜱

1.1 生活史及其携带病原体 全沟硬蜱的生活史分为卵、幼蜱、若蜱和成蜱4期。在自然环境的条件下，全沟硬蜱完成一代生活史约需3年，通常在4月中、下旬开始活动，5月达密度高峰，6月后少见，7月末基本消失。全沟硬蜱多栖息在森林、草原、荒漠等草木茂盛处，幼蜱、若蜱及成蜱在白天均可见其活动，不过蜱的活动范围较小，一般为数十米。全沟硬蜱在生活史各期(卵除外)均需要吸血，完成一代生活史至少需要一个以上宿主。全沟硬蜱的宿主范围广，包括家养或野生的有蹄类动物、人、犬及其他小型哺乳动物。在我国新疆、内蒙古、东北3省、河北省北部等地区均为优势蜱种[2]。目前，已在采集的全沟硬蜱体内检出伯氏疏螺旋体、森林脑炎病毒、斑点热群立克次体、粒细胞埃立克体等多种病原体，而在蜱传疾病中最常见的是由伯氏疏螺旋体引起的莱姆病和TBEV引起的森林脑炎[3]。

1.2 生物学特性 在长期的进化过程中，蜱虫的唾液腺、中肠及血淋巴等器官中富含多种调节免疫功能的蛋白质及各种生物因子，这些分子可以调节宿主的止血、炎症及免疫反应[3]。蜱的唾液因子的表达经历了重要的动态的时间调节，在摄食过程中不同的因子被表达和分泌，蜱虫唾液中蛋白酶的存在使得蜱虫能够积极地降解宿主蛋白质。金属蛋白酶被认为是蜱虫的血液喂养和其他生理功能所必需的，蜱主要使用复合蛋白酶样金属蛋白酶，直接降解纤维蛋白原和细胞外间质蛋白，金属蛋白酶的上调增强了蜱唾液的抗凝血作用，是蜱虫摄食过程中操纵宿主防御和支持蜱嗜血细胞所需的功能性成分[4]。

2 森林脑炎病毒

2.1 分型及流行分布 TBEV是一种具有高度人畜共患病潜力的病原体，通常分为三种主要亚型：欧洲亚型(TBEV-Eu)、西伯利亚亚型(TBEV-Sib)和远东亚型(TBEV-FE)。欧洲亚型主要分布于欧洲大陆，且主要集中在瑞典，丹麦，德国等欧洲国家，蓖籽硬蜱为其主要传播媒介；远东亚型主要分布于俄罗斯的东部，中国的东北，蒙古国北部等亚洲国家；西伯利亚亚型主要分布于西伯利亚地区，全沟硬蜱为后两者的主要传播媒介。其中，远东亚型临床症状相对较重，病死率达20%～40%[6]。

2.2 分子结构 TBEV 为单股正链RNA，长约11 kb，分子量为4×106 U。在RNA的3′端非编码区核苷酸的变化及其长短在病毒的毒力变化和变异中起着较为重要的作用[7]。病毒粒子直径约为50 nm，核衣壳由单个正链RNA和衣壳蛋白C组成。基因组包含一个编码3 414个氨基酸(AA)的多蛋白的开放阅读框架(ORF)，通过细胞和病毒蛋白酶将其转录后加工成三种结构蛋白(C，M和E)和七 种 非 结 构 蛋 白(NS1，NS2A，NS2B，NS3，NS4A，NS4B和NS5)[8]。

2.3 影响TBEV毒力的因素

2.3.1 非结构蛋白 非结构蛋白具有多种酶的功能，并且在调节固有免疫反应中发挥作用。NS5蛋白是黄病毒中最大的(900aa，103 kDa)，也是最保守的，它包含两个结构域，一个C-末端依赖RNA的RNA聚合酶(RdRp)结构域和一个N-末端甲基转移酶核心，这使得NS5能够表现出RNA基因组50端帽子结构甲基化所需的甲基转移酶活性。在感染周期中，NS3和NS5(RdRp)蛋白形成聚合酶复合物，可能通过NS1和NS2A蛋白与膜结合。NS3蛋白与NS2B蛋白结合，为新合成的病毒多蛋白的切割提供病毒特异性丝氨酸蛋白酶活性[7]。

2.3.2 结构蛋白E蛋白 E蛋白(496aa，50 kDa)是病毒颗粒的主要表面蛋白，能刺激机体产生中和抗体，决定着病毒的毒力与细胞嗜性[9]。这种蛋白与未知的细胞受体相互作用，并介导病毒- 细胞膜融合。在哺乳动物宿主中，E蛋白也诱导产生参与保护性免疫反应的病毒中和抗体，其外部可访问区由三个不同的结构域(DI，DII和DIII)组成，它们是中和抗体的主要靶标[8]。其中结构域DIII是一个免疫球蛋白样结构域，被认为与宿主细胞上的细胞受体相互作用。在病毒成熟期间，E蛋白的这三个结构域之间的旋转导致了该蛋白的成熟[10]。

E蛋白在病毒进入和膜融合中的基本作用可以表明它是一个重要的抗病毒靶点[11]。通过改变E蛋白可以实现TBEV毒力的改变，如增加位于E蛋白表面的糖胺聚糖结合亲和力, 糖胺酸结合亲和力的增加似乎是神经侵袭性衰减的主要机制。糖基化缺失影响E蛋白在分泌过程中的构象，减少分泌病毒的感染性和TBEV对小鼠的致病性的影响[12]。

3 全沟硬蜱与森林脑炎病毒

蜱媒传染病与蜱的季节消长活动相关，气象因素如月平均温度、相对湿度、风速等影响蜱虫的活动，从而导致蜱媒传染疾病跟随其变化而变化[13]。不同的自然生态条件，则决定了林区蜱种的不同分布[14]。TBE自然疫源地的形成、发展和稳定性取决于温度、空气和土壤相对湿度、硬蜱及免疫宿主和病毒的流行程度等多种生态因素的一致性，宿主种类丰富，多重传播环境，以及TBEV对不同宿主的适应性，有利于寄生系统的长期稳定。

在过去的10年中，我们对于病媒- 宿主- 病原体相互作用的认识缓慢增长，这种相互作用始于病原体在血液中侵入病媒并附着在蜱的中肠，随后穿过蜱的唾液腺，并在蜱虫进食的过程中通过传播到新的哺乳动物宿主而完成其生命周期。刘双军等人[15]通过肌注模拟蜱虫叮咬小鼠，得出结论，TBEV会在局部增殖随后进入血液循环，产生病毒血症，最后侵袭神经细胞导致神经系统功能紊乱。随着气温升高，蜱虫生活条件改善，其栖息地的扩张与TBE的发病率同步增长，全沟硬蜱与森林脑炎的流行密不可分，因此更深入了解全沟硬蜱与TBEV的关系，对今后蜱传疾病的防治有着重要意义。