犬輪狀病毒抗原檢測與應用技術
一、病毒概述與抗原組成
犬輪狀病毒（Canine Rotavirus, CRV）屬于呼腸孤病毒科輪狀病毒屬，為雙鏈 RNA 病毒，具有二十面體對稱的雙層衣殼結構。其主要抗原成分包括：
二、關鍵抗原蛋白結構與參數(shù)
1. VP7 蛋白（糖蛋白，G 抗原）
2. VP4 蛋白（蛋白酶敏感抗原，P 抗原）
3. VP6 蛋白（群特異性抗原）
三、抗原三維結構與免疫識別
以 VP7 為例：
四、抗原變異與血清型分布
五、抗原檢測與應用技術
六、與其他動物輪狀病毒抗原的比較
七、臨床意義與研究進展
八、數(shù)據參考
犬輪狀病毒（Canine Rotavirus, CRV）屬于呼腸孤病毒科輪狀病毒屬，為雙鏈 RNA 病毒，具有二十面體對稱的雙層衣殼結構。其主要抗原成分包括：
- 結構蛋白抗原：衣殼蛋白 VP1、VP2、VP3、VP4、VP6、VP7；
- 非結構蛋白抗原：NS2、NS3 等（免疫原性較弱）。
其中，VP4 和 VP7 是決定病毒血清型的主要中和抗原，也是疫苗研發(fā)和診斷的核心靶點。
二、關鍵抗原蛋白結構與參數(shù)
1. VP7 蛋白（糖蛋白，G 抗原）
參數(shù)類別具體信息
分子量
約 38-40 kDa（因糖基化程度不同略有差異）
氨基酸殘基數(shù)
約 340-350 個氨基酸
結構特征
- 由 3 個結構域組成：A（N 端，β- 三明治結構）、B（中央，α- 螺旋）、C（C 端，免疫顯性環(huán)）
- 含 10-12 個保守半胱氨酸，形成 5 對二硫鍵
- 糖基化位點集中于 B 結構域（Asn130、Asn220 等）
- 含 10-12 個保守半胱氨酸，形成 5 對二硫鍵
- 糖基化位點集中于 B 結構域（Asn130、Asn220 等）
功能
- 介導病毒與宿主細胞表面糖脂受體結合
- 誘導宿主產生中和抗體，決定 G 血清型（犬輪狀病毒主要為 G3、G6、G8 型）
- 誘導宿主產生中和抗體，決定 G 血清型（犬輪狀病毒主要為 G3、G6、G8 型）
參數(shù)類別具體信息
分子量
約 88-90 kDa（未切割前），切割后形成 VP5*（約 60 kDa）和 VP8*（約 28 kDa）
結構特征
- 未切割時含信號肽（Met1-Leu18）、蛋白酶切割位點（Arg240-Gly241）
- VP8含碳水化合物結合結構域（CBM），VP5含跨膜結構域模擬區(qū)
- VP8含碳水化合物結合結構域（CBM），VP5含跨膜結構域模擬區(qū)
功能
- 蛋白酶切割后暴露 VP5的膜融合位點，促進病毒內吞
- VP8識別宿主腸上皮細胞表面唾液酸受體
- 決定 P 血清型（犬中常見 P [3]、P [5]、P [6] 型）
- VP8識別宿主腸上皮細胞表面唾液酸受體
- 決定 P 血清型（犬中常見 P [3]、P [5]、P [6] 型）
參數(shù)類別具體信息
分子量
約 38 kDa
結構特征
- 形成病毒衣殼的內層蛋白，由 7 個保守的 α- 螺旋重復組成，形成 “果凍卷”（jelly roll）結構
- 含群特異性抗原表位（A、B、C 抗原位點）
- 含群特異性抗原表位（A、B、C 抗原位點）
功能
- 維持病毒衣殼穩(wěn)定性
- 誘導非中和性抗體，用于輪狀病毒屬的通用檢測（如群特異性 ELISA）
- 誘導非中和性抗體，用于輪狀病毒屬的通用檢測（如群特異性 ELISA）
三、抗原三維結構與免疫識別
以 VP7 為例：
- 一級結構：
- 信號肽（1-18 位氨基酸）→ 保守半胱氨酸區(qū)（Cys25-Cys320，形成二硫鍵網絡）→ 糖基化位點（Asn110、Asn200 等）。
- 二級結構：
- β- 折疊占比約 50%（形成 A 結構域的核心），α- 螺旋占比約 30%（分布于 B、C 結構域），免疫顯性環(huán)（如 Loop 1、Loop 3）富含親水氨基酸。
- 抗原表位：
- 中和表位集中于 C 結構域的 Loop 區(qū)（如氨基酸殘基 240-260、280-300），可被單克隆抗體（mAb）特異性識別；
- 糖基化修飾可掩蓋部分表位，影響抗體結合效率。
四、抗原變異與血清型分布
- G 型多樣性：
- 犬輪狀病毒主要流行株為 G3 型（占 60-70%），其次為 G6、G8 型，偶見 G1、G2 型跨種感染（來自人或豬輪狀病毒）。
- P 型組合：
- G3 型常與 P [3] 型組合（G3P [3]），G6 型多為 G6P [5]，G8 型為 G8P [6]。
- 抗原漂移：
- VP7 和 VP4 的高變區(qū)（如 VP7 的 E 區(qū)、VP4 的 P2 區(qū)）因 RNA 重組或點突變發(fā)生變異，導致血清型轉換，是疫苗逃逸的主要原因。
五、抗原檢測與應用技術
-
診斷方法
技術類型檢測抗原原理與應用膠體金免疫層析法VP6、VP7快速檢測糞便中的輪狀病毒群抗原，適合臨床初篩（如 RIDASCREEN® Rotavirus）ELISAVP6（群特異性）定量檢測犬腹瀉樣本中的輪狀病毒抗原，特異性 > 95%（參考抗體：抗 VP6 mAb 2B5）中和試驗VP7、VP4基于血清對病毒感染的抑制作用，用于血清型分型（需細胞培養(yǎng)）電鏡觀察病毒顆粒抗原直接觀察糞便中的輪狀病毒 “車輪狀” 衣殼結構，需結合免疫電鏡（IEM）提高特異性 -
疫苗研發(fā)
- 減毒活疫苗：如犬輪狀病毒 SA11 株（猴源 G3 型）與犬源株的重組疫苗，誘導針對 VP7 和 VP4 的中和抗體；
- 亞單位疫苗：利用昆蟲細胞表達 VP7 蛋白，制備病毒樣顆粒（VLPs），具良好免疫原性（如 VP7 VLPs 可誘導 IgA 和 IgG 應答）。
六、與其他動物輪狀病毒抗原的比較
抗原類型犬輪狀病毒（CRV）人輪狀病毒（HRV）豬輪狀病毒（PRV）差異特征
優(yōu)勢 G 型
G3、G6、G8
G1-G4、G9、G12
G5、G9
犬 G3 型 VP7 的糖基化位點更多（Asn220），免疫原性更接近豬 G5 型
P 型組合
P[3]、P[5]、P[6]
P[8]、P[4]、P[6]
P[5]、P[7]
犬 P [3] 型 VP4 的蛋白酶切割位點（Arg240）更易被宿主胰酶識別
VP6 抗原表位
保守區(qū) AA200-220（A 位點）
AA180-200（A 位點）
AA210-230（A 位點）
犬 VP6 的 B 位點（AA250-270）存在獨特的甘氨酸富集區(qū)，與人 / 豬交叉反應性低
七、臨床意義與研究進展
- 診斷標志物：VP7 和 VP6 是犬輪狀病毒感染的主要檢測靶點，聯(lián)合檢測可提高檢出率（尤其混合感染時）；
- 免疫逃逸機制：VP7 的 N 糖基化（如 Asn130 糖鏈）可阻礙中和抗體結合，是病毒在犬群中持續(xù)流行的原因之一；
- 跨種傳播風險：犬 G3P [3] 型與豬 G5P [3] 型 VP7 氨基酸同源性達 85%，可能通過重組產生宿主范圍擴大的新毒株。
八、數(shù)據參考
- 基因與蛋白數(shù)據庫：
- VP7（G3 型）：GenBank 登錄號 M65152，蛋白登錄號 AAA49007.1
- VP4（P [3] 型）：GenBank 登錄號 M60184，蛋白登錄號 AAA48998.1
- 結構參考：
- 人輪狀病毒 VP7 晶體結構（PDB 1P8Q）可作為犬 VP7 同源建模模板，序列同源性約 70%；
- VP4 切割后 VP8 * 的結構（PDB 4PQR）顯示 CBM 區(qū)與唾液酸的結合模式。
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