方滿新 (宜春學(xué)院 生命科學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院，江西 宜春 336000)

口蹄疫(foot-and-mouth disease,FMD)是由口蹄疫病毒(foot-and-mouth disease virus,FMDV)引起的牛、綿羊、山羊、豬等偶蹄類動(dòng)物最具傳染性的病毒性疾病之一，在許多國家，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，世界動(dòng)物衛(wèi)生組織(OIE)列為必須通報(bào)的傳染病，中國政府將其規(guī)定為一類動(dòng)物疫病?，F(xiàn)階段針對(duì)FMD有效的防控策略主要是疫苗接種及屠宰染疫動(dòng)物，但由于當(dāng)前FMD疫苗局限性，F(xiàn)MDV感染對(duì)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展依然構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

在FMDV感染過程中，病毒一方面需要利用宿主細(xì)胞成份為其感染復(fù)制創(chuàng)造有利環(huán)境，同時(shí)宿主在病毒進(jìn)入自身后，會(huì)啟動(dòng)其防御機(jī)制抵抗、削弱、甚至清除病毒感染。隨著FMDV和宿主互作研究的分子生物學(xué)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，F(xiàn)MDV與宿主相關(guān)作用的機(jī)制被相繼探明，了解FMDV感染復(fù)制機(jī)制影響因素對(duì)于開發(fā)新的預(yù)防和治療策略及新靶點(diǎn)具有重要意義，因此，基于現(xiàn)有研究成果，現(xiàn)總結(jié)分析最近幾年在FMDV感染與復(fù)制調(diào)控影響因素方面的研究新進(jìn)展，以期為FMDV有效防控研究提供參考。

1 FMDV結(jié)構(gòu)特征及其感染與復(fù)制

FMDV是一種正二十面體單股正鏈RNA病毒，無囊膜，屬小RNA病毒科口蹄疫病毒屬，基因組RNA全長約8.5 kb。FMDV基因組由5′端非編碼區(qū)(5′-UTR)、1個(gè)長開放閱讀框(ORF)和3′端非編碼區(qū)(3′- UTR)及Poly(A)尾巴組成。開放閱讀框編碼的多聚蛋白前體被病毒編碼的蛋白酶(Lpro和3Cpro)裂解，產(chǎn)生多種不同的蛋白以及前體物質(zhì)，包括4種結(jié)構(gòu)蛋白(VP1、VP2、VP3和VP4)、至少10種非結(jié)構(gòu)蛋白(L、2A、2B、2C、3A、3B1、3B2、3B3、3C和3D)等。

FMDV在宿主細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制步驟主要包括與細(xì)胞受體結(jié)合,脫殼,病毒RNA進(jìn)入細(xì)胞漿,病毒蛋白合成以及病毒RNA復(fù)制,最后裝配成完整的子代病毒粒子。病毒感染起始首先進(jìn)行的是病毒與受體吸附，F(xiàn)MDV通過病毒粒子VP1 G-H環(huán)中受體結(jié)合基序RGD與易感細(xì)胞膜上的表面受體整聯(lián)蛋白或硫酸乙酰肝素發(fā)生特異性結(jié)合，隨后病毒粒子通過細(xì)胞胞飲跨過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，病毒粒子在細(xì)胞質(zhì)中包裹于膜泡內(nèi)，在膜泡表面形成孔狀結(jié)構(gòu)后，病毒RNA通過孔狀結(jié)構(gòu)進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，但進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)的病毒RNA不能單獨(dú)完成病毒復(fù)制和以mRNA為模板翻譯病毒蛋白，需通過劫持利用宿主細(xì)胞核糖體和翻譯起始因子合成病毒蛋白。FMDV基因組5′-UTR的IRES核心功能區(qū)結(jié)合核糖體亞基和真核翻譯起始因子形成病毒翻譯起始復(fù)合物，起始復(fù)合物沿著病毒正鏈RNA移動(dòng)，通過復(fù)雜的生化反應(yīng)和構(gòu)象變化啟動(dòng)病毒多聚蛋白的合成及延伸，在延伸的同時(shí)多聚蛋白通過多種蛋白酶進(jìn)行初級(jí)和次級(jí)裂解，首先裂解成P1、2BC和P3前聚蛋白，P1再通過蛋白酶裂解成VP1、VP0以及VP3，2BC 裂解成2B和2C，P3生成3A、3B、3Cpro以及 3Dpol，隨后病毒RNA復(fù)制啟動(dòng)，包括形成復(fù)制復(fù)合體及復(fù)制引物，病毒復(fù)制復(fù)合體中3D聚合酶催化病毒負(fù)鏈RNA合成，進(jìn)而以新合成的負(fù)鏈RNA作為模板合成正鏈RNA，隨后將合成的病毒蛋白與正鏈RNA包裝形成病毒粒子并通過裂解性方式破壞細(xì)胞而釋放。

2 影響FMDV感染與復(fù)制的宿主因素

FMDV作為高度依賴于宿主細(xì)胞的寄生生物，在感染宿主細(xì)胞的過程中，其病毒蛋白或基因組廣泛地與促進(jìn)或阻礙病毒復(fù)制的宿主因子相互作用，這種病毒-宿主之間互作的平衡趨勢決定了病毒的最終命運(yùn)。通過研究FMDV與宿主細(xì)胞因子間的相互作用可以加深對(duì)FMDV的認(rèn)識(shí)，是當(dāng)前該領(lǐng)域內(nèi)研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。

2.1 促進(jìn)FMDV感染與復(fù)制的宿主因子在FMDV感染過程中，病毒已經(jīng)發(fā)展出非常復(fù)雜的機(jī)制來破壞宿主防御，并從細(xì)胞機(jī)制中招募蛋白質(zhì)因子支持自身復(fù)制。先天免疫是宿主抵御致病性感染的第一道防線。干擾素(IFNs)是由病毒感染或其他刺激物誘導(dǎo)宿主細(xì)胞分泌的一類可溶性糖蛋白，干擾素刺激基因(ISGs)是一組受IFNs調(diào)控的抗病毒基因，其蛋白產(chǎn)物在病毒復(fù)制周期不同階段直接或間接抑制病毒繁殖。在病毒感染后，宿主免疫系統(tǒng)采用的主要防御策略是誘導(dǎo)Ⅰ型IFN，IFNs與細(xì)胞膜上的特異性受體結(jié)合，觸發(fā)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)級(jí)聯(lián)和調(diào)控ISGs表達(dá)，最終發(fā)揮抗病毒功能。在感染過程中，F(xiàn)MDV能夠操縱宿主細(xì)胞進(jìn)行病毒復(fù)制和逃避宿主免疫反應(yīng)。MicroRNA(miRNA)是由兩種RNaseⅢ蛋白Drosha和Dicer產(chǎn)生的非編碼RNAs，長度約為22 nt，在基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控中起重要作用。研究表明miRNA可以直接或間接調(diào)控病毒感染。REN等[1]和WANG等[2]等分別發(fā)現(xiàn)FMDV感染可直接上調(diào)miR-4331-5p和miR-4334-5p表達(dá)，轉(zhuǎn)染miR-4331-5p和miR-4334-5p模擬物或抑制劑可促進(jìn)或抑制FMDV復(fù)制。機(jī)制研究表明miR-4331-5p通過抑制Ⅰ型IFN途徑促進(jìn)FMDV復(fù)制，ID1是miR-4334-5p直接靶點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)IFN通路抑制FMDV復(fù)制，這些發(fā)現(xiàn)為在FMDV感染過程中通過靶向目標(biāo)miRNA以干擾病毒復(fù)制提供可能途徑[3-4]。

DDX56解旋酶(DDX56)是一種RNA解旋酶，DDX56與FMDV非結(jié)構(gòu)蛋白3A互作抑制IRF3磷酸化進(jìn)而抑制Ⅰ型IFN，促進(jìn)FMDV復(fù)制[5-6]；多聚胞嘧啶結(jié)合蛋白2(PCBP2)被發(fā)現(xiàn)與FMDV VP0相互作用，促進(jìn)PCBP2降解天然免疫接頭蛋白VISA，抑制IFN-β產(chǎn)生[7]；FMDV前導(dǎo)蛋白酶(Lpro)與轉(zhuǎn)錄因子活性依賴性神經(jīng)保護(hù)蛋白(ADNP)互作并抑制IFN和ISG的表達(dá)[8]；宿主蛋白程序性細(xì)胞死亡因子10(PDCD10)負(fù)調(diào)控Ⅰ型IFN通路信號(hào)分子及下游ISGs轉(zhuǎn)錄，抑制Ⅰ型IFN產(chǎn)生，從而促進(jìn)FMDV復(fù)制[9]。 ZHANG等[10]揭示p53基因在FMDV復(fù)制及對(duì)小鼠致病性中的生物學(xué)功能，發(fā)現(xiàn)在感染早期，F(xiàn)MDV經(jīng)非MDM2特異性泛素化-蛋白酶體途徑抑制p53基因表達(dá)，宿主主要以炎癥反應(yīng)抵抗感染。長期感染中，F(xiàn)MDV有效復(fù)制需要p53，p53缺失抑制FMDV復(fù)制，p53敲除細(xì)胞免疫相關(guān)基因IFNB-1、IRF-3、ISRE、TNF、IL6、RIG-I、MDA-5等表達(dá)增強(qiáng)，從而抑制FMDV復(fù)制，并促使小鼠對(duì)FMDV感染更具抵抗力，顯示p53為FMDV抑制先天免疫進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有效復(fù)制所必需。

此外，其他一些FMDV誘導(dǎo)并促進(jìn)其復(fù)制的宿主因子包括熱休克蛋白家族B成員1(Hspb1)基因[11]、腫瘤進(jìn)行性位點(diǎn)2(TPL2)[12]、多聚(rC)結(jié)合蛋白2[13]、宿主核糖體蛋白SA[14]等，其中多聚(rC)結(jié)合蛋白2與VP0相互作用，宿主核糖體蛋白SA與FMDV衣殼蛋白VP1互作，均可促進(jìn)病毒復(fù)制。

2.2 抑制FMDV感染與復(fù)制的宿主因素在病毒感染的細(xì)胞中，宿主限制因子通過多種途徑在病毒生命不同階段與病毒相互作用，從而干擾阻斷病毒復(fù)制。一方面，許多宿主限制因子通過增強(qiáng)IFN或ISGs表達(dá)來抑制FMDV復(fù)制。研究表明FMDV通過Cdh1介導(dǎo)的泛素化促進(jìn)DNA結(jié)合抑制劑1(ID1)降解以促進(jìn)其復(fù)制。機(jī)制研究顯示叉頭框蛋白O1(FOXO1)作為ID1伴侶，抑制IFN調(diào)節(jié)因子3表達(dá)和IFN產(chǎn)生，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)ID1通過HDAC4介導(dǎo)的去乙?；种艶OXO1轉(zhuǎn)錄活性，促進(jìn)IFN產(chǎn)生和抗病毒免疫應(yīng)答[15]。其他還包括早期生長反應(yīng)基因-1(EGR1)[16]、酯酶D(ESD)[17]、膜聯(lián)蛋白A1(ANXA1)[18]等通過增強(qiáng)Ⅰ型IFN途徑信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制FMDV復(fù)制。

另一方面，許多宿主蛋白通過與病毒蛋白的相互作用來抑制FMDV復(fù)制。 FMDV結(jié)構(gòu)蛋白VP1在病毒誘導(dǎo)抗體應(yīng)答、吸附和侵入過程中發(fā)揮重要作用。一些宿主因子通過與VP1互作抑制FMDV復(fù)制，LIU等[19]鑒定與VP1相互作用的宿主細(xì)胞蛋白絲氨酸/蘇氨酸激酶3(STK3)，顯示VP1羧基末端(氨基酸180-214)是其與STK3互作的關(guān)鍵并抑制病毒復(fù)制；此外FMDV VP1互作蛋白DNAJA3，DNAJA3的J結(jié)構(gòu)域氨基酸(aa)1-168和VP1賴氨酸208(K208)位點(diǎn)對(duì)DNAJA3與VP1相互作用至關(guān)重要。進(jìn)一步機(jī)制研究揭示DNAJA3通過誘導(dǎo)VP1溶酶體降解，并減弱其在β-IFN信號(hào)通路中的拮抗作用，抑制FMDV復(fù)制[20]。FMDV VP1與TPL2互作，并抑制TPL2 Thr290位點(diǎn)介導(dǎo)的IRF3/IFN-β信號(hào)通路，促進(jìn)病毒復(fù)制[21]。TPL2、p105和ABIN2的三聚體復(fù)合物對(duì)于維持TPL2穩(wěn)態(tài)水平和宿主細(xì)胞對(duì)病原體的反應(yīng)至關(guān)重要。HAO等[22]確定TPL2激酶結(jié)構(gòu)域中的268～283氨基酸是與VP1互作所必需的，VP1破壞TPL2-p105-ABIN2復(fù)合物的穩(wěn)定性，通過降解TPL2并破壞其復(fù)合物的抗TPL2抗病毒活性。

其他宿主蛋白與病毒蛋白互作還包括FMDV非結(jié)構(gòu)蛋白2B與親環(huán)蛋白A(CypA)相互作用，CypA通過蛋白酶體途徑降低FMDV-Lpro和3A水平，調(diào)節(jié)病毒復(fù)制[23]；3B蛋白與病毒RNA傳感器RIG-I相互作用，3B蛋白對(duì)RIG-I介導(dǎo)免疫信號(hào)的抑制降低IFN-β、ISGs和促炎性細(xì)胞因子表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)FMDV復(fù)制[24]；FMDV 3A的N末端15～21氨基酸殘基負(fù)責(zé)3A和波形蛋白之間的相互作用并負(fù)調(diào)節(jié)FMDV復(fù)制[25]；RNA解旋酶DDX1與病毒蛋白3D相互作用并以ATP酶/解旋酶活性依賴的方式抑制FMDV復(fù)制[26]。

FMDV作為RNA病毒，其蛋白的翻譯是依賴其5′端非翻譯區(qū)翻譯調(diào)控的順式作用元件——內(nèi)部核糖體進(jìn)入位點(diǎn)(IRES)以非帽依賴性方式完成，IRES介導(dǎo)的翻譯起始是RNA病毒復(fù)制的關(guān)鍵步驟之一，口蹄疫IRES屬于Ⅱ型IRES，F(xiàn)MDV IRES強(qiáng)烈依賴于細(xì)胞解旋酶和IRES轉(zhuǎn)錄因子(ITAFs)，內(nèi)部啟動(dòng)的調(diào)節(jié)需要ITAF與IRES相互作用，其過程涉及病毒與宿主細(xì)胞蛋白之間復(fù)雜的聯(lián)系且與病毒的嗜性和毒力相關(guān)，是近年來病毒學(xué)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。 RNA解旋酶23(DDX23)是一種宿主核螺旋酶，F(xiàn)MDV感染抑制了DDX23表達(dá)，進(jìn)一步研究顯示DDX23直接與FDMV IRES結(jié)合，對(duì)FMDV IRES依賴性翻譯有負(fù)面影響，顯示DDX23具有抑制FMDV感染功能，這可能是抗病毒藥物設(shè)計(jì)的一個(gè)有用靶點(diǎn)，有助于將來探索新的抗病毒策略并生產(chǎn)新型疫苗[27]。SUN等[28]發(fā)現(xiàn)核不均一核糖核蛋白 L(hnRNP L)以其RNA識(shí)別基序RRM3-4與IRES結(jié)構(gòu)域D4-5結(jié)合，導(dǎo)致FMDV復(fù)制明顯受到抑制，研究機(jī)制顯示hnRNP L抑制病毒RNA合成而不是阻止IRES介導(dǎo)的翻譯起始來抑制FMDV復(fù)制。這些研究不但具有基礎(chǔ)病毒學(xué)理論價(jià)值，而且具有臨床病毒學(xué)應(yīng)用潛力；此外一種新的ITAF，即異質(zhì)核核糖核蛋白K(hnRNP K)負(fù)調(diào)控FMDV翻譯和病毒復(fù)制，進(jìn)一步研究表明hnRNP K的KH2和KH3結(jié)構(gòu)域直接與FMDV IRES的Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ結(jié)構(gòu)域結(jié)合，通過干擾另一個(gè)ITAF即多聚嘧啶串結(jié)合蛋白(PTB)的識(shí)別而抑制IRES介導(dǎo)的翻譯，hnRNP K介導(dǎo)的抑制作用被病毒3C蛋白酶通過切割hnRNP K Glu-364殘基拮抗[29]；宿主蛋白eEF1a與FMDV IRES相互作用并抑制FMDV復(fù)制[30]。

此外，一些研究顯示宿主因子直接抑制FMDV復(fù)制。宿主miR-1307通過破壞病毒結(jié)構(gòu)蛋白VP3穩(wěn)定性和增強(qiáng)宿主天然免疫應(yīng)答抑制FMDV復(fù)制，注射miR-1307-agomir顯著延緩FMDV誘導(dǎo)的乳鼠死亡，表明這種天然內(nèi)源性miRNA對(duì)FMD的治療潛力[31]。HAN等[32]發(fā)現(xiàn)FMDV感染后Sec62與IRE1a、RIG-I以及下游抗病毒信號(hào)通路激活呈正相關(guān)，表明Sec62是一個(gè)重要的抗病毒因子，F(xiàn)MDV通過下調(diào)Sec62-IRE1a/RIG-I逃避宿主抗病毒防御機(jī)制；宿主Arf6通過阻止FMDV入侵發(fā)揮抗病毒作用，第48位氨基酸是Arf6抑制FMDV入侵的關(guān)鍵位點(diǎn)[33]；FMDV感染細(xì)胞Gα12的mRNA和蛋白水平都有所上調(diào)并抑制FMDV在PK-15細(xì)胞上復(fù)制[34]；TPL2基因敲除有利于FMDV復(fù)制[35]。

除了宿主因子直接抑制FMDV復(fù)制外，F(xiàn)MDV也在感染后拮抗部分宿主因子以利于其復(fù)制。NOD2是NOD樣受體家族重要成員，研究首次揭示FMDV感染可以激活NOD2介導(dǎo)的IFN和NF-κB信號(hào)通路，F(xiàn)MDV 2B、2C和3Cpro蛋白拮抗NOD2抗病毒作用，降低NOD2蛋白表達(dá)，并鑒定出2B、2C與NOD2的互作位點(diǎn)為2B的aa105～aa114和2C的aa116～260 段[36]；受體相互作用蛋白2(RIP2)是NOD2下游的一種特異性銜接分子并抑制FMDV復(fù)制，在FMDV感染過程中對(duì)IFN-β和NF-κB信號(hào)通路的激活發(fā)揮了重要作用，F(xiàn)MDV 2b、2C、3Cpro和Lpro蛋白是導(dǎo)致RIP2蛋白減少的主要原因[37]； 過氧化物酶-6(PRDX6)過表達(dá)抑制FMDV復(fù)制，病毒3Cpro誘導(dǎo)PRDX6降解以拮抗PRDX6介導(dǎo)的抗病毒功能[38]；核苷二磷酸激酶1(NME1)抑制FMDV復(fù)制，2B和VP4蛋白被鑒定為誘導(dǎo)NME1減少的病毒因子[39]。

近幾年在研究FMDV和宿主因子關(guān)鍵互作方面已經(jīng)取得了相當(dāng)大的進(jìn)展，上述研究從miRNA、基因及蛋白等多方面研究了宿主因素在調(diào)控FMDV感染復(fù)制中的促進(jìn)與抑制作用以及FMDV在感染后通過操縱不同的宿主因子抑制抗病毒應(yīng)答，這些研究將有助于深入理解FMDV致病與機(jī)體抗病相關(guān)機(jī)制及探索一些有前途的抗病毒靶點(diǎn)，用于FMDV感染的診斷和治療。

3 調(diào)控FMDV感染與復(fù)制的病毒自身因子

在FMDV基因組結(jié)構(gòu)中，成熟病毒粒子的形成需要結(jié)構(gòu)蛋白、非結(jié)構(gòu)蛋白參與病毒RNA復(fù)制。在非結(jié)構(gòu)蛋白中，3A蛋白在N-末端區(qū)域沒有發(fā)現(xiàn)缺失，但在C-末端部分發(fā)現(xiàn)了大量的缺失和替換。3A蛋白的某些缺失與FMDV的宿主范圍和毒力有關(guān)，也有研究表明一些分離株在3A的C末端編碼區(qū)有不同的缺失，表明這些缺失對(duì)FMDV的傳染性不是必需的[40]。最近的觀察進(jìn)一步揭示了3A的C末端區(qū)域(aa81～153)對(duì)于FMDV細(xì)胞培養(yǎng)復(fù)制是可有可無的[41]。雖然這項(xiàng)研究首次表明FMDV能夠耐受3A中73個(gè)氨基酸的缺失，但3A中完整的C末端區(qū)域(aa77～153)高度可變，容易發(fā)生缺失和突變。LI等[42]研究發(fā)現(xiàn)aa80～153和aa77～153缺失以及3A-L76I和3A-L76V的替換不影響傳染性病毒的產(chǎn)生，確認(rèn)3A蛋白的aa77～153而不是aa81～153對(duì)于FMDV在細(xì)胞培養(yǎng)中的復(fù)制是非必要的，本研究對(duì)今后FMD標(biāo)記疫苗的研制和外源基因的表達(dá)具有重要意義。

在發(fā)現(xiàn)弱毒ZBatt株與其親本強(qiáng)毒株毒力衰減中編碼3A蛋白的基因組變化的基礎(chǔ)上，GAO等[43]研究3A蛋白變化對(duì)兔化弱毒株ZBatt病毒復(fù)制和感染的影響，通過將強(qiáng)毒株ZBatt病毒的3A基因?qū)肫淙醵疽呙鏩Batt株，數(shù)據(jù)顯示3A蛋白的變化可能與ZB病毒的減弱有關(guān)，3A蛋白的突變影響ZB病毒在自然宿主細(xì)胞中的復(fù)制能力和毒力，ZBatt病毒的3A蛋白被認(rèn)為是毒力主要決定因素之一。FMDV的多蛋白翻譯在兩個(gè)不同的起始點(diǎn)(Lab-AUG和Lb-AUG)起始，YUAN等[44]將Lb起始的AUG突變?yōu)槎喾N非AUG密碼子(UGG、AUC、CUG和AAA)，獲得了4個(gè)經(jīng)Lb-AUG修飾的FMDV突變體，分析顯示FMDV突變體在BHK-21細(xì)胞中的生長及病毒滴度與野生型(WT)病毒無顯著性差異。在PK-15細(xì)胞中，F(xiàn)MDV突變體K4m和K9m病毒產(chǎn)量明顯低于WT病毒，進(jìn)一步研究顯示這種減毒表型與延遲eIF4GI切割和抑制IFN表達(dá)能力降低相關(guān)，由于前導(dǎo)蛋白(L)負(fù)責(zé)eIF4GI的切割和IFN表達(dá)的抑制，因此在FMDV突變體感染期間檢測體內(nèi)L蛋白的合成，顯示Lb-AUG修飾對(duì)L蛋白翻譯活性有負(fù)面影響，F(xiàn)MDV起始密碼子的精確工程化為生產(chǎn)滅活抗原疫苗提供了一個(gè)安全平臺(tái)。

其他一些參與豬流行性腹瀉病毒(PEDV)感染與復(fù)制的病毒自身因子包括O型FMDV VP3G-H環(huán)中氨基酸突變(VP3上第3 174位特征性氨基酸突變)影響O型FMDV感染宿主細(xì)胞的毒力及其內(nèi)吞作用路徑[45]。許多RNA病毒編碼一種校對(duì)缺陷的低保真RNA依賴性聚合酶(RdRp)，以適應(yīng)不斷變化的病毒環(huán)境和阻礙抗病毒治療。3Dpol是FMDV RdRp，3DpolN-末端編碼一個(gè)核定位信號(hào)(NLS)序列MRKTKLAPT，對(duì)蛋白質(zhì)導(dǎo)入宿主細(xì)胞核起重要作用，分析表明T19和L21 3Dpol氨基酸對(duì)于維持FMDV聚合酶的保真度和確保FMDV基因組可靠復(fù)制有重要作用[46]。

4 調(diào)控FMDV感染與復(fù)制的外源因素

FMD是一種急性、烈性傳染病，其流行快速，染病率極高，不易控制和消滅。FMDV包括7個(gè)血清型：A型、O型、Asia1型、C型、南非(SAT)1，2，3型；此外，每個(gè)血清型內(nèi)分化出許多亞型，不同血清型之間幾乎沒有交叉免疫性。目前，抗FMDV感染的抗病毒藥物的開發(fā)正在積極探索并取得一定進(jìn)展，通過幾種替代策略如抗病毒藥物、小RNA干擾療法等或許有助于解決疫苗局限性問題。

高三尖杉酯堿為一種極具吸引力的抗病毒藥物，GONG等[47]研究證實(shí)高三尖杉酯堿在IBRS-2細(xì)胞中以劑量和時(shí)間依賴性的方式抑制FMDV感染復(fù)制，為其在病毒感染早期可能作為抗病毒藥物提供了初步證據(jù)；抗菌肽具有廣泛的抗菌、抗病毒、抗腫瘤和免疫調(diào)節(jié)生物活性，研究發(fā)現(xiàn)合成的斜帶石斑魚抗菌肽epinicin-1(Epi-1)對(duì)FMDV有很好的抗感染作用，尤其是在病毒吸附時(shí)進(jìn)行Epi-1處理，表明Epi-1可能是一種很有前途的抗FMD藥物[48]；此外其他一些廣譜抗病毒藥物表明在體外/體內(nèi)對(duì)FMDV有效，包括利巴韋林體外抗FMDV作用與其濃度成正比[49]；阿米洛利對(duì)2株FMDV具有劑量依賴性的抗病毒活性，而且阿米洛利不抑制FMDV在IBRS-2細(xì)胞中的附著和進(jìn)入，但能阻止病毒的早期復(fù)制[50]；另外還包括阿比隆(ARB)[51]、咪唑立賓[52]、LiCl[53]等對(duì)FMDV復(fù)制有抑制作用。

另一方面，肌苷單磷酸脫氫酶(IMPDH)是嘌呤核苷酸生物從頭合成的關(guān)鍵酶，二氫乳清酸脫氫酶(DHODH)催化嘧啶核苷酸從頭合成途徑的第4步反應(yīng)，位于線粒體內(nèi)膜上，由于病毒的復(fù)制嚴(yán)重依賴于宿主的核苷供應(yīng)，參與核苷酸生物合成的宿主酶可能是抗病毒藥物開發(fā)的潛在靶點(diǎn)，抑制IMPDH可以降低RNA和DNA合成所需的細(xì)胞內(nèi)鳥嘌呤核苷酸水平。LI等[54]探究顯示一種IMPDH抑制劑merimepodib在體內(nèi)外均能有效抑制FDMV感染；GONG等[55]評(píng)估兩種IMPDH抑制劑(AVN-944和霉酚酸酯)和一種DHODH抑制劑(特立氟胺)對(duì)FMDV體外復(fù)制的影響，表明這些化合物能有效抑制FMDV(O/MY98/BY/2010和A/GD/MM/2013)感染且具有廣譜性。

RNA干擾(RNAi)是目前正在探索的抑制FMDV復(fù)制和傳播的方法之一，RNAi可以通過短發(fā)夾狀RNA或人工小RNA(amiRNAs)來實(shí)現(xiàn)。通過在建立穩(wěn)定細(xì)胞系基礎(chǔ)上，表達(dá)針對(duì)FMDV基因組3個(gè)功能區(qū)(IRES、3B3和3D)的amiRNAs，結(jié)果表明以3D聚合酶為靶點(diǎn)的amiRNA相對(duì)更有效[56]；利用RNAi技術(shù)構(gòu)建和篩選表達(dá)整合素β6亞單位特異性小干擾RNA分子(siRNAs)質(zhì)粒，表明RNAi技術(shù)可能通過降低FMDV受體整合素β6的表達(dá)來抑制PEF細(xì)胞內(nèi)病毒的復(fù)制[55]；通過設(shè)計(jì)一種短干擾RNA(siRNA)靶向FMDV-IRES中相對(duì)保守區(qū)域，結(jié)果顯示設(shè)計(jì)的siRNA以濃度依賴方式抑制FMDV介導(dǎo)的翻譯，為了維持這種抑制作用，設(shè)計(jì)了一種短發(fā)夾RNA(shRNA)慢病毒表達(dá)載體并顯示在細(xì)胞培養(yǎng)中，慢病毒shRNA載體可顯著抑制FMDV-IRES活性達(dá)2周[58]；齊興財(cái)?shù)萚59]選取以O(shè)型FMDV ON株3C、3D、VPl蛋白基因作為靶基因，顯示慢病毒介導(dǎo)siRNA抑制O型FMDV ON株病毒復(fù)制，在細(xì)胞的水平上挑選出有效抑制ON株FMDV復(fù)制的基因干擾片段，并成功制備慢病毒干擾載體，為后續(xù)抗FMDV的轉(zhuǎn)基因羊生產(chǎn)培育奠定了試驗(yàn)基礎(chǔ)。此外，通過研究豬瘟病毒(CSFV)與FMDV共感染對(duì)FMDV復(fù)制的影響，發(fā)現(xiàn)豬瘟病毒C株共感染FMDV能夠抑制FMDV復(fù)制，為進(jìn)一步研究CSFV和FMDV共感染的分子機(jī)制奠定了基礎(chǔ)[60]。

上述這些研究從化合物及小RNA干擾療法等不同方面探討了不同外源性因素對(duì)FMDV感染與復(fù)制的調(diào)控抑制，表明這些因素作為一種潛在的有效策略，可用于開發(fā)新的抗FMDV感染藥物，未來這些外源性因素在動(dòng)物體內(nèi)是否具有抗病毒作用及機(jī)制尚需進(jìn)一步研究。

5 小結(jié)

在病毒-宿主漫長互作過程中，病毒為了與宿主共存進(jìn)化出了許多策略逃避宿主的防御，正如以上綜合分析可知，F(xiàn)MDV利用自身結(jié)構(gòu)蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白，參與其誘導(dǎo)產(chǎn)生的宿主過程，劫持、抑制或降解多種宿主蛋白，負(fù)調(diào)控免疫因子的產(chǎn)生，以多種途徑突破宿主天然免疫防線，從而有利于其復(fù)制；另一方面，宿主細(xì)胞作為FMDV生命活動(dòng)的載體，在感染后動(dòng)用高度復(fù)雜的防御系統(tǒng)來抵御FMDV的入侵，開展FMDV與宿主相互作用的研究，揭示更多FMDV與宿主互作機(jī)制，有助于深入洞悉FMDV感染與宿主抗感染的內(nèi)在聯(lián)系，為揭示病毒的致病機(jī)制和發(fā)現(xiàn)新的抗病毒靶標(biāo)奠定基礎(chǔ)和提供思路，也對(duì)疫苗研發(fā)提供理論指導(dǎo)。FMDV與宿主的互作機(jī)制等及其致病問題將一直是研究的重點(diǎn)。