高闪电 独军政 周建华 常惠芸**
（中国农业科学院兰州兽医研究所 国家口蹄疫参考实验室
家畜疫病病原生物学国家重点实验室
农业部畜禽病毒学重点开放实验室，甘肃 兰州 730046） 口蹄疫（Foot-and-Mouth Disease, FMD）是由口蹄疫病毒(FMDV)引起的偶蹄动物的一种急性、热性、高度接触传染性动物疫病，世界动物卫生组织（OIE）将其列为A类动物传染病之首。FMDV是微小核糖核酸病毒科(Picornaviridae)、口疮病毒属(Aphthovirus) 的代表性成员，有A、O、C、SAT1、SAT2、SAT3以及Asia1型等7个血清型。病毒粒子呈球形，不含囊膜，直径23nm左右，由长约8500个碱基的单股正链RNA和衣壳蛋白构成。FMDV衣壳由VP1、VP2、VP3和VP4 4种结构蛋白各60分子组成，呈五、三、二轴对称的正二十面体立体结构。口蹄疫病毒粒子表面明显的特征是VP1的一个环（G-H环）突出于表面，其跨度大约是VP1的140～160位的20个氨基酸残基，该环含有一个高度保守的Arg-Gly-Asp (RGD)基序，参与细胞受体的识别和抗体结合，是FMDV受体的共同识别序列。近年来的研究表明至少有五种细胞识别机制，即细胞表面的整联蛋白αvβ1、αvβ3、αvβ6、αvβ8和硫酸乙酰肝素可作为FMDV的受体，FMDV通过不同的受体识别并感染细胞，进入其生命循环。
1．FMDV的受体结合位点
FMDV没有像其他小RNA病毒那样明显的表面“谷”(canyon)或“沟”(pit)结构。早期研究证实了VP1上的可移动的暴露区的重要生物学作用：所有FMDV VP1 G-H环及C端是高度暴露区，是FMDV抗原性及结合受体的主要部位。VP1的C端顺时针横贯原体，并与G-H环毗邻，从而形成了与“峡谷”类似的结构。与γ-晶体蛋白中的RGD相同，FMDV G-H环上的RGD基序占据了α 螺旋前的一个转角，形成延伸的构象，并可与整联蛋白结合[1]。 Fox等发现FMDV G-H环上的RGD基序在病毒与细胞吸附中发挥着重要作用，是病毒受体的结合位点[2]。用含有RGD的肽可抑制FMDV的感染力，当FMDV缺失RGD序列或RGD基序发生突变后，会丧失与细胞结合的能力。进一步研究发现，RGD基序的残基，包括RGD+1位和＋4位，对于受体的识别是非常重要的，因为与FMDV C-S8c1株含有RGD的G-H环相似的合成肽可抑制同型FMDV感染BHK(Baby Hamster Kidney)细胞，而当合成肽RGD+1位和＋4位氨基酸发生替代时，这种抑制能力就大大降低了。
除RGD基序外，又发现一些FMDV可利用其它基序与受体结合，如 Martinez 等发现FMDV的RGD变为REG后，仍能在细胞中正常复制，他们推测FMDV可能是采用了另外一种机制来与细胞相识别的[3]。Zhao等用FMDV A12感染性克隆与O/CHA/90及其细胞适应株 vac-O/CHA/90的cDNA构建嵌合病毒，当RGD变为KGE后，不利用硫酸乙酰肝素（HS）仍可在培养细胞中生长，此基序可能是硫酸乙酰肝素和整联蛋白以外其它受体分子的结合位点[4]。另外，一些FMDV田间分离株(如FMDV-A10, Argentina/61; Gen-Bank accession number V01130)在VP1 G-H环具有SGD基序而非RGD基序，同时Rieder等也发现口蹄疫病毒A24 Cruzeiro 株在牛舌皮接种连续传代时，其RGD基序会变为SGD，这些含SGD基序的病毒只能以αvβ6整联蛋白为受体；而恢复突变的含有RGD基序的病毒，可高效地利用αvβ1和αvβ3整联蛋白受体。这说明FMDV进化过程中会改变与整联蛋白的结合特异性，并且具有与RGD密切相关的其它基序的FMDV，也可通过整联蛋白受体吸附并感染细胞[5]。
2. 整联蛋白受体
整联蛋白是完整的膜受体家族，包括由至少20种不同的α亚基及8种β亚基形成的20 多种α β结合物。整联蛋白受体分子由Ⅰ型跨膜亚基α和β非共价结合组成异二聚体，α和β亚基通常由大的胞外结构域和短的胞浆域以及跨膜区组成。其配体主要有胶原蛋白（Col）、纤维黏连蛋白（Fn） 层黏连蛋白（Lm）、玻连蛋白/外连素（Vn）、血小板凝血酶敏感蛋白（TSP）、胞间粘附分子1（I-CAM1）和C3b等。一些整联蛋白，如 αvβ1、αvβ3、αvβ5、αvβ6、αvβ8、α5β1、α8β1、αⅡbβ3通过结合于RGD基序来识别其配体。整联蛋白对细胞间及细胞与基质的吸附起作用，并且可通过高低亲和力的交替来传导信号进出细胞。许多类型细胞中表达的整联蛋白，通常是以无活性构象存在的，有一种“由里到外”的信号传导（或是整联蛋白激活）可引起配体的变构效应，然后引起整联蛋白配体结合能力的上调[6]。到目前为止，已报道了4种RGD依赖性的FMDV整联蛋白受体，αvβ1、αvβ3、αvβ6、αvβ8，它们介导的病毒吸附过程可被含有RGD的肽抑制，也可被针对整联蛋白的抗体所抑制。
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