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內容簡介

該書介紹瞭動物病毒病的研究曆史及分類、動物病毒病的研究進展、動物病毒病的癥狀及防治技術等。該書適閤動物醫學專業的科研人員、大專院校師生參考。

作者簡介

張傑，博士，中國農業科學院蘭州獸醫研究所研究員。從事傢畜病毒病研究，發錶科技論文多篇。

目錄

第一章口蹄疫病毒()
摘要()
基因組結構()
病毒基因組5′端結構及功能()
FMDV內部核糖體進入位點：蛋白閤成控製()
IRES結構與功能的關係()
IRES與蛋白的相互作用 ()
IRES—蛋白相互作用：在組織嗜性及病毒緻病性中的作用()
蛋白閤成起始密碼子的選擇()
病毒多聚蛋白 ()
病毒3′端（結構和功能）()
病毒粒子：結構與特性()
宿主細胞間相互作用()
體內緻病機理()
緻謝()
參考文獻()
第二章瘟病毒分子生物學()
摘要()
瘟病毒概述()
分類學()
培養()
病毒粒子的結構和物理性質()
結閤和入侵()
基因組結構()
病毒蛋白的生物閤成與功能()
Npro自體蛋白酶()
瘟病毒的結構蛋白()
瘟病毒的非結構蛋白()
復製()
病毒粒子的裝配和釋放()
瘟病毒引起的疾病()
古典豬瘟 ()
邊界病()
牛病毒性腹瀉/黏膜病()
發病機製()
古典豬瘟()
牛病毒性腹瀉()
黏膜病()
緻細胞病變型BVDV（cp BVDV）的生成與錶徵()
流行病學()
瘟病毒感染的診斷、監測及控製()
病毒檢測()
血清學診斷()
監測和控製()
參考文獻()
第三章動脈炎病毒()
摘要()
前言()
分類和基因組學()
生命周期和基因錶達()
動脈炎病毒RNA閤成()
動脈炎病毒復製酶()
病毒粒子和結構蛋白()
演變()
重組()
準種()
遺傳變異和分子流行病學()
細胞嗜性、流行病學、臨床癥狀和緻病機製()
EAV()
PRRSV()
LDV()
SHFV()
診斷()
EAV()
PRRSV()
LDV()
SHFV()
免疫反應()
EAV ()
PRRSV()
LDV()
SHFV()
疫苗接種和治療措施()
EAV()
PRRSV()
LDV和SHFV()
展望()
緻謝()
參考文獻()
第四章冠狀病毒的復製及與宿主的相互作用()
摘要()
前言()
冠狀病毒的緻病機製()
冠狀病毒的結構和基因組錶達()
冠狀病毒的復製()
冠狀病毒的轉錄()
冠狀病毒感染對宿主細胞的作用()
病毒感染對細胞翻譯的影響()
冠狀病毒感染對細胞轉錄的影響()
冠狀病毒感染對細胞周期和凋亡的影響()
冠狀病毒感染對宿主係統的影響()
由冠狀病毒構建的錶達係統()
冠狀病毒載體的安全性()
緻謝()
參考文獻()
第五章亨德拉病毒和尼帕病毒()
摘要()
亨德拉病毒和尼帕病毒簡史 ()
發病機理()
遺傳學()
亨尼帕病毒基因組結構和編碼蛋白()
尼帕病毒株的變異()
病毒的生命周期 ()
病毒進入細胞 ()
副粘病毒的復製()
病毒mRNA的閤成()
病毒基因組的閤成()
病毒基因組的衣殼化()
“六倍法則”()
尼帕病毒和亨德拉病毒N蛋白與其他蛋白間的相互作用()
尼帕病毒L蛋白()
病毒的組裝和釋放()
反嚮遺傳學()
微基因組係統()
復製子係統()
全長病毒拯救係統()
亨尼帕病毒的錶麵蛋白()
融閤糖蛋白（F）()
融閤蛋白的裂解()
融閤蛋白的糖基化()
七肽重復區（HR）()
附著糖蛋白（G)()
結構和抗原性()
受體結閤域()
亨尼帕病毒受體及對發病機製的影響()
免疫學()
疫苗接種策略()
先天免疫抑製()
結論()
緻謝()
參考文獻()
第六章禽流感：分子緻病機理和宿主範圍()
摘要()
前言()
甲型流感病毒的分類、結構和生命周期()
禽流感曆史()
發病機製()
生態和進化()
近期對人的傳染()
血凝素的蛋白水解激活決定緻病性()
血凝素的受體特異性：宿主範圍的決定因素()
流感病毒的受體：唾液酸()
禽流感病毒的受體特異性：SIA-GAL聯動識彆()
受體特異性和大流行()
源於不同禽類物種病毒的與眾不同的受體特異性()
病毒RNA聚閤酶：寄主範圍和緻病性的決定因素()
聚閤酶介導的轉錄和復製()
聚閤酶具有高突變率作用()
聚閤酶復閤物重組可能會改變毒力()
單一聚閤酶突變可增加毒力和轉錄/復製活性()
多聚酶突變調解禽流感病毒對哺乳動物宿主的適應能力()
結論()
緻謝()
參考文獻()
第七章藍舌病毒分子解析()
摘要()
前言()
BTV外衣殼結構及其在病毒入侵中的作用()
核結構及其組分()
核心的三維結構()
VP7的三維結構()
VP3的三維結構()
RNA的基因組結構()
內部小蛋白的排列()
構成轉錄復閤體的小蛋白的酶活性()
解鏇酶活性()
RNA依賴的RNA聚閤酶活性()
BTV mRNA的加帽活性()
蛋白質的閤成和復製()
NS1蛋白及其在被感染細胞組裝成微管()
病毒裝配位點、包涵體和NS2的作用()
衣殼裝配途徑()
VP3殼在核心裝配中起主要作用()
VP7分子組裝入VP3殼所需的內部分子和分子之間的相互作用()
外衣殼層與核心層錶麵VP7之間的相互作用()
BTV釋放和宿主蛋白參與病毒的釋放()
BTV結構疫苗設計()
結束語和未來展望()
參考文獻()
第八章豬圓環病毒分子生物學()
摘要()
豬圓環病毒概論()
圓環病毒分類學()
病毒粒子結構()
PCV1和PCV2的緻病機理()
PCV的分子生物學()
PCV的基因組結構()
病毒開放閱讀框ORFs和蛋白()
PCV的轉錄()
入侵細胞()
復製因子()
病毒蛋白定位()
Rep和 Rep′蛋白調節DNA復製()
與DNA相結閤()
DNA抑製()
DNA復製的終止()
抑製DNA的催化中心的圖譜()
PCV蛋白與宿主因子的相互作用()
PCV的RCR復製方式模型()
結論()
緻謝()
參考文獻()
第九章動物皰疹病毒分子生物學()
摘要()
前言()
動物皰疹病毒()
僞狂犬病病毒()
僞狂犬病毒粒子的組成()
僞狂犬病病毒復製()
感染入侵()
易位到細胞核()
轉錄和基因組復製 ()
衣殼形成()
核齣口()
生成次級囊膜()
釋放()
僞狂犬病毒基因和蛋白質的功能總結()
病毒與宿主細胞的相互作用()
僞狂犬病毒潛伏期()
僞狂犬病病毒免疫學()
僞狂犬病毒的神經嗜性()
僞狂犬病控製：應用分子生物學()
牛皰疹病毒1（BHV-1）()
BHV-1基因錶達()
BHV-1潛伏期()
禽傳染性喉氣管炎病毒（ILTV）()
傳染性喉氣管炎病毒轉錄物和蛋白質()
傳染性喉氣管炎病毒DNA的復製和病毒形態發生()
體內復製、緻病性和防控()
基因工程傳染性喉氣管炎病毒突變體()
緻謝()
參考文獻()
第十章非洲豬瘟()
摘要()
引言()
病毒基因組()
基因組變異()
基因編碼()
參與DNA復製和修復以及mRNA轉錄和加工的蛋白質()
編碼其他酶的基因()
編碼結構蛋白的基因()
編碼參與宿主防禦逃逸蛋白的基因()
多基因傢族()
結構()
復製周期()
進入()
mRNA的轉錄()
組裝()
病毒釋放()
逃避宿主的防禦()
信號通路調節()
細胞凋亡()
黏附蛋白()
影響病毒毒力或嗜性的基因()
宿主細胞對於非洲豬瘟病毒感染的反應()
未來展望()
緻謝()
參考文獻()
結語動物病毒學：進化的使然()
緻謝()
參考文獻()

精彩書摘

第一章
口蹄疫病毒
Foot-and-Mouth Disease Virus
Encarnacion Martinez-Salas,Margarita Saiz，Francisco Sobrino
摘要
口蹄疫病毒(Foot-and-mouth disease virus,FMDV)是小核糖核酸病毒科口瘡病毒屬（又稱為口蹄疫病毒屬）的典型代錶性成員，這種小核糖核酸病毒是一種能在全球範圍內導緻牛發生急性係統性水皰病的病原體。在此，我們闡述瞭一些與這種高變異性和高傳染性病毒有關的分子生物學方麵的問題，並重點描述瞭病毒的基因組構成以及基因的錶達控製機製，這些有助於瞭解該病毒的感染周期。感染後，構成病毒基因組的單鏈正義RNA不依賴於帽子結構而是通過內部核糖體進入位點（IRES）很快進入高效率翻譯期，在此過程中病毒蛋白酶的錶達抑製瞭細胞蛋白質的閤成。在翻譯過程中，由病毒自身編碼的蛋白酶同步加工處理生成的多聚蛋白，從而釋放齣不同的成熟蛋白。病毒RNA和蛋白質與宿主細胞的不同成分相互作用是導緻病毒緻病的關鍵因素。若想有效防控口蹄疫病毒緻病以及疫病蔓延，需要深入瞭解病毒感染周期的分子機製。
FMDV是口蹄疫(Foot-and-mouth disease，FMD）的緻病原。FMD是傳染性最高的最重要的傢畜疫病之一，引起急性係統性水皰病，在世界範圍內流行，被國際獸醫局（OIE）列為A類動物傳染病之首(Sobrino et al��,2001)。FMDV隻感染偶蹄動物，主要是牛、豬、綿羊、山羊(Thomson et al��,2003)。在口蹄疫流行地區，通過常規疫苗免疫控製口蹄疫，而無口蹄疫國傢則是通過采取嚴格限製源自口蹄疫疫區的動物及其相關製品的流通和貿易手段防控口蹄疫(Sutmoller et al��,2003)。
從分類學上劃分，FMDV屬於小RNA病毒科口蹄疫病毒屬。一些小RNA病毒能夠導緻人類重大疾病的發生，例如隸屬該科的在分子水平上研究最廣泛的脊髓灰質炎病毒。FMDV具有很強的基因和抗原變異能力，根據誘導動物交叉保護能力的不同，將其分為7個血清型，即A、O、C、Asia1（亞洲1型）、SAT 1（南非1型）、SAT 2（南非2型）和 SAT 3（南非3型）。Domingo以及其閤作者以FMDV作為模型研究RNA病毒的遺傳變異性（Domingo et al��,1992)。這些早期研究結果為研究RNA病毒群體的準種結構特徵提供瞭有益信息，有助於瞭解其生物學特性。在早期進化階段，地球上大分子復製時會齣現的一係列相關但不相同核酸分子，準種概念最初就是基於這樣的理論基礎提齣來。準種概念首次在噬菌體Qβ群體上得到瞭實驗性證實，繼而RNA病毒特徵也證實瞭準種的存在，因為RNA病毒是由眾多的變異體（準種）組成，在保持高突變率和選擇壓力下的競爭適應之間保持一種復雜的動態平衡。關於FMDV生物學的這些方麵的討論超齣瞭本章的範圍，感興趣的讀者可以去查看這些更詳細的內容(Domingo et al��,2006；2004；2001)。
FMDV可以有效感染幾種原代細胞和一些傳代細胞係，例如BHK-21和IBRS-2。腹腔接種FMDV會導緻乳鼠死亡，該方法已經被用於測定病毒滴度。將體外轉錄的RNA直接接種給小鼠可以拯救細胞培養無法生長的病毒，使其恢復感染性(Baranowski et al��,2003)。經過連續傳代後，FMDV能夠適應在豚鼠內繁殖。豚鼠是FMDV的模式動物，已經用於病毒的免疫學和嗜性分析(Francis et al��,1987；Nunez et al��,2001)。FMDV可以在培養的細胞建立起可持續性感染。在細胞傳代過程中，病毒（相對於親本細胞BHK-21而言，病毒毒力有所增強）和細胞（對原代病毒的抵抗力越來越強）發生瞭共進化(de laTorre et al��,1988)。
在過去幾年裏，一些關於病毒感染周期的分子機製及其對病毒毒力、嗜性、和疾病防控方麵影響的相關信息已經逐漸被揭曉。當前，FMDV仍然是一個巨大的威脅，還需要進一步的研究，去闡明與病毒緻病性和疾病預防有關的分子機製。
基因組結構
與所有的小核糖核酸病毒一樣，FMDV基因組為正義RNA，全長大約為8 500個核苷酸（nt）（圖1��1）。FMDV單拷貝基因組包裹在由4種結構蛋白即VP4（1A）、VP3（1C）、VP2（1B）和 VP1（1D）各60個拷貝組成的蛋白衣殼內。病毒RNA含有一個開放閱讀框（open reading frame,ORF），兩側翼為含有順式作用元件的非編碼區（non-coding regions,NCRs），參與病毒復製和基因錶達（圖1��1）。RNA的3′端被多腺苷酸化，形成瞭Poly(A)尾巴。與大部分細胞mRNAs相比較，FMDV基因組在5′端沒有帽子結構，但是由病毒自身編碼的小蛋白，VPg (3B)，共價偶聯到5′末端。
病毒RNA具有感染性(de la Torre et al��,1987)，利用該特徵可以構建齣感染性cDNA剋隆 (Zibert et al��,1990)，這是研究病毒基因産物功能和RNA模體（motifs）的有用工具。病毒基因組攜帶有全部信息，能夠取代宿主機能、關閉細胞蛋白質閤成、僅允許病毒自身RNA和蛋白質在感染細胞內生成 (Belsham and Martínez-Salas,2004)。病毒復製的整個周期都是在細胞質內完成的。病毒RNA被翻譯成多聚蛋白，在翻譯的同時，病毒蛋白酶 Lpro 和 3Cpro將聚蛋白加工處理為成熟的蛋白産物（圖1��1）。
在這些産物中，RNA依賴性RNA聚閤酶3Dpol能夠以正鏈RNA為模闆生成負鏈RNA，再以此負鏈RNA作為模闆鏈閤成正鏈RNA。生成的一些正鏈RNA被包裹入病毒衣殼中組裝成新的感染性病毒粒子。
圖1��1FMDV基因組示意圖
圖1��1中注明瞭FMDV RNA相關結構域以及聚蛋白裂解後的成熟病毒蛋白，詳細信息請參閱下麵文本內容。
病毒基因組5′端結構及功能
FMDV 基因組5′端非編碼區（5′NCR）長約1 300nt，包含有病毒復製和翻譯起始所需的核酸序列。當我們研究分析此序列時發現瞭一些結構和功能元件。在RNA的5′末端有一段長約360個堿基左右的核苷酸序列，被命名為S片段，據推測該片段形成瞭一個大的發卡結構（圖1��1）。采用oligo（dG）和RNase H處理病毒RNA後産生兩個片段，其中較小的一個是S片段。研究錶明FMDV的S片段負責與核酸3′端發生RNA/RNA相互作用(Serrano et al��,2006)。采用S-RNA標記探針和細胞蛋白抽提物進行紫外交聯實驗，結果錶明，p116和p47兩種細胞因子，推測可能是poly(rC)結閤蛋白(PCBP)與S片段發生相互作用。脊髓灰質炎病毒(PV)的5′端也有類似元件，盡管二級結構不同，但已證明它能與一些病毒蛋白（3CD前體）和細胞蛋白(PCBP2)發生相互作用(Gamarnik and Andino,1997；Parsley et al��,1997)。Poly(A)結閤蛋白(PABP)可以與PCBP及3′端的Poly(A)發生相互作用。一些學者認為這些相互作用在從翻譯到復製的轉變過程中起著重要作用。病毒RNA在由銜接5′端和3′端的蛋白橋作用下會發生環化，在此過程中，這種相互作用也會發揮作用(Gamarnik and Andino,1998；Herold and Andino,2001)。在5′端的S片段之後是多聚胞苷酸poly(C)片段（圖1��1中Cn標識），polyC片段是小核糖核酸病毒科大部分心病毒屬病毒的共有特性。poly(C)片段的長度從80～400nt不等，在FMDV田間分離株中一般都是200nt左右 (Brown,1972；Harris and Brown,1977)。關於poly(C)長度對感染力的影響還不太清楚，研究結果也不一緻，引發瞭爭議。在poly(C)的下遊有一段長約250nt的序列，推測包含多個假結，2～4個不等，數量與不同的分離株有關(Escarmis et al��,1995)。有趣的是，在心病毒屬中，假結被推測位於poly(C)的5′端一側，這意味著假結和poly(C)片段具有一些相同的功能。
如上文所述，小核糖核酸病毒需要5′端和3′端結構指導RNA依賴性的RNA聚閤酶3Dpol識彆病毒基因組。在過去的幾年裏，有證據錶明腸病毒、鼻病毒和心病毒的復製都需要內部RNA序列 (McKnight and Lemon,1998；Goodfellow et al��,2000；Gerber et al��,2001)。此段序列被稱為順式復製元件“cis-acting replication element”(cre)，包含一個保守基序AAACA，位於一個穩定的莖環結構末端的環內。人類鼻病毒 (HRV-14、HRV-2)、心病毒以及PV的Cre元件分彆位於1D、2A、1B和2C區域內。
去除Cre元件不會導緻功能喪失。現已證明，在病毒RNA聚閤酶的作用下，PV 和HRV-2 的cre序列在VPg (3B)尿苷酰化中起到模闆作用 (Paul et al��,2000；Gerber et al��,2001)。此反應是隨著UMP分子共價結閤到位於VPg末端的酪氨酸羥基上開始的，産生瞭VPgpU 和/或 VPgpUp，作為RNA閤成的引物。該過程被認為是PV RNA復製的關鍵步驟。
已有相關研究結果錶明在FMDV基因組的5′ NCR存在cre結構，就位於IRES的上遊(Mason et al��,2002)(圖1��1)。Cre包含AAACA基序，將野生型cre插入3′NCR能夠使cre缺陷型的RNA轉錄本恢復復製能力。此發現與以前的研究結果相符，缺失94%P1編碼區的FMDV突變株仍然可以有效復製(McInerney et al��,2000)。基因組非編碼區存在cre元件是FMDV的一個特徵性結構，這錶明小核糖核酸病毒科病毒在復製階段采用瞭不同的復製方式。此外，有報道發現存在一種ts FMDV RNA突變體，這種突變體在保守的莖環結構區有一個不穩定性的變異。這種變異可以通過另外一種在基因組其他區域有缺失的ts FMDV RNAs進行反式互補(Tiley et al�保� 2003)。因此，建議cre應該被重新命名為3B-尿苷酰化位點。IRES（內部核糖體進入位點）位於Cre元件下遊，與Cre有部分重疊。所有的小核糖核酸病毒都有IRES，它是一種復雜的高度結構化原件，長約450nt，負責病毒RNA上蛋白質閤成的內部非帽子結構的起始。
FMDV內部核糖體進入位點：蛋白閤成控製
進入細胞後，病毒RNA的釋放和翻譯是病毒復製周期的第一步。與所有的核糖核酸病毒一樣，由於某些因素FMDV 基因組的5′端非編碼區（5′NCR）的基因結構與掃描模式不太兼容。首先，基因組的5′端有一個病毒編碼蛋白VPg，共價偶聯於末端核苷酸上。其次，5′NCR的長度從700～1 300nt不等，含有一些獨特的高度結構化的區域。最後，非帽子結構的5′NCR有超過10個的AUG密碼子不能作為起始密碼子。
FMDV病毒RNA編碼的蛋白質閤成是由IRES元件驅動起始的(Martinez-Salas et al��,2

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