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猫白血病病毒感染的主要临床表现:是家猫和濒危猫科动物的重要病原体

时间:2024-02-20 20:51:38/人气:115 ℃

文/编辑丨溪谈朱雀在阅读之前,麻烦您点一下“关注”,方便您进行讨论和分享、增加阅读体验,感谢您的支持。

猫白血病病毒(FeLV)是家猫和濒危猫科动物的重要病原体。

FeLV分为三个主要亚组;FeLV-A、B和C;然而,有证据表明只有FeLV-A可以在宿主之间有效传播。尽管FeLV-B和C在体外具有完全复制能力,体内复制被认为需要 FeLV-A 的存在;因此,A 亚群通常被称为“辅助”病毒,是 FeLV-B 和 C 在宿主内传播和传播所必需的。

FeLV-A 经常被错误地称为“低致病性”变体,因为大约 60% 暴露的猫在短暂病毒血症后会产生有效的免疫反应并成功清除感染。然而,FeLV-A 的致病性已有充分记录,在慢性感染的猫中可能会出现一系列临床症状,包括免疫抑制、淋巴瘤和贫血

疾病关联和临床预后受到 FeLV-A 分离株的基因型和体内出现的其他亚群的影响。FeLV-B和-C分别通过与内源逆转录病毒转录物重组或通过病毒基因组内逐渐获得突变在受感染宿主内产生。因此,这些病毒亚型通常与同时存在的 FeLV-A 感染一起被识别。

FeLV-C 存在于大约1-2%的慢性感染猫中,其出现与纯红细胞再生障碍性贫血 (PRCA)的发展有关。

这种非再生性贫血在猫出现 FeLV-C 后大约 2-3 个月内是致命的。FeLV-C 从 FeLV-A 分离株最初感染开始,就伴随着病毒受体使用的改变,从 FeLV-A 使用的硫胺素转运蛋白 THTR1 到 FeLV-A 使用的血红素转运蛋白 FLVCR1 。

FeLV-C与FLVCR1的结合会损害该蛋白的正常细胞功能,阻止红细胞中的血红素转运,并导致红细胞前体细胞的耗竭。

虽然 feTHTR1和feFLVCR1在猫体内的广泛细胞分布意味着FeLV-A和FeLV-C能够感染多种造血细胞谱系(淋巴细胞、红细胞和骨髓细胞),但C亚型病毒的致病潜力似乎是由干扰FLVCR1对红系祖细胞功能的能力,而不是广泛感染多种细胞类型。

FeLV-B或C的发展以及与这些亚组相关的伴随疾病是由于包膜糖蛋白基因 ( env )的表面单元(SU或gp70)结构域内的改变所致。这些突变影响SU内受体结合域(RBD)的氨基酸序列,SU是决定用于细胞进入的同源受体的 Env 区域。

因此,Env 该区域内的突变改变了病毒的细胞向性,FeLV-B 和 -C 都具有扩大的体外宿主范围。

而先前的研究表明,原型FeLV-C (Sarma)的Env内的241个氨基酸区域赋予了在实验感染中诱导PRCA的能力。随后,该表型的主要决定因素被更精确地定位到生物学克隆的FeLV-C分离株RBD内的一串92个氨基酸。

值得注意的是,FeLV-C 的各个分离株之间的序列之间存在有限的保守性,这支持了以下断言:FeLV-C 的宿主间传播极小,并且每个分离株都是从头产生的。

在一个独特的主机内。所有 FeLV-C 分离株之间保守的蛋白质特征或结构尚未确定,并且对于赋予 FLVCR 与 Env 结合至关重要且足够的关键残基尚未阐明。

据推测,定义C亚群的Env突变的获得将导致宿主内出现两个具有不重叠受体向性的不同病毒群体,从而导致观察到的FeLV-A/FeLV-C联合感染在临床病例中。

然而,研究表明,FeLV-C在体内的进化可能是一个渐进的过程,病毒表现出中间表型和受体用途在感染宿主体内共存。事实上,此后已鉴定出同时利用 THTR1和多个FLVCR1旁系同源物的病毒分离株。据推测,这些FeLV-A/C双向病毒最终会产生仅利用FLVCR1的FeLV-C分离株。

而本研究的最初目的是调查 FeLV-A Env 内的特定突变如何影响其进化为双向变体的能力,并确定双向 FeLV-A/C 病毒中存在的突变,这些突变赋予了受体使用范围扩大。

这将有助于深入了解,导致高致病性逆转录病毒变体发展的分子事件序列。研究人员利用FeLV的初级野外分离株,之前已通过受体干扰研究证实其包含 A 亚型和 C 亚型。

环境之间的比较将这些 A 亚组毒株的基因与 FeLV 原型毒株的基因进行比较,将有助于鉴定可能有助于与 FLVCR1 初始相互作用的突变。因此,它们的存在将增强随后复制周期中遗传漂变后发生 FeLV-C 发育的可能性。在这里,研究人员检查了 FeLV 主要致贫血菌株的 A 亚组成分,并鉴定了导致受体使用和复制能力增强的氨基酸残基。

如果正如研究人员预测的那样,N83D和N91D等取代的获得使病毒更有可能从A 亚型进化到C亚型,研究人员也许能够通过尝试重建类似的环境来在体外观察这一进化过程。

不幸的是,病毒在体内复制和进化的位点仍不清楚,因此研究人员只能推测它是A和C受体同时表达的位点。此外,这一做法,可能会对体内病毒 Env 蛋白的进化施加额外的选择压力来自宿主的适应性(获得性)免疫反应。

为了研究体液免疫反应是否在FeLV-C的进化中发挥作用,汇集了FeLV感染猫的血清并筛选了与gp70的反应性。在从感染中恢复期间,猫会产生针对gp70的中和反应。

因此,通过汇集康复猫的血清,研究人员产生了猫多克隆血清,其与免疫印迹上的gp70发生反应,并中和FeLV的感染。

当 FeLV-A Glasgow-1 和 DD、ND 或 NN 突变体对混合猫血清或靶向 gp70 的单克隆抗体中和的相对敏感性时进行比较,没有检测到显着差异,这表明氨基酸 83 和 91 的取代并未赋予对这些中和抗体的抗性。

由于在个体猫中,对 gp70 的反应可能是表位特异性的,并且反应的特异性在猫之间会有所不同,因此研究人员不能忽视包含变体的 N83D 或 N91D 的敏感性可能升高或降低的可能性达到体内中和作用。

接下来,研究人员询问在次优中和浓度的抗体存在下,培养每种病毒是否会促进具有不同受体用途的变体的出现。FEA 细胞感染 A (Glasgow-1) 或 DD、ND 和 NN 突变体 (MOI = 0.01),并建立有效感染。

第一次传代培养后(感染后72小时),将抗 gp70 MAb 或混合的 FeLV 阳性猫血清添加到培养基中。

感染后十天,收获培养物上清液,通过超速离心浓缩100倍,并通过免疫印迹筛选病毒p27 CA蛋白的存在。虽然在感染后10天和28天,在没有抗体的情况下,在感染病毒的细胞的浓缩培养物上清液中检测到 p27,但多克隆猫血清以及更明显的是,由于感染后 28 天在所有培养物中检测到p27产生,数据证实研究人员使用的是次优中和抗体浓度,并且培养系统偏向于中和逃逸突变体的出现。

培养物在抗体存在下通过常规传代培养维持五十天,之后从所有培养物中收获培养物上清液,通过超速离心浓缩并分离病毒RNA。扩增、克隆Env基因并确定其核酸序列。从12个培养物中总共确定了62个env序列(每个培养物约 5 个序列),并与用于感染的接种物进行比较。

除此之外,研究人员还对已识别的突变进行详细分析可以得出一些推论。首先,所有培养物中的突变率似乎一致,表明无论是否存在VNA,病毒遗传漂变都以相似的速率发生。

并且,在整个实验当中很少有突变被多次识别,这表明单个 FeLV 基因组尚未成为任何培养物中的主要病毒物种。

然而,必须考虑到研究人员的env选择方法(克隆而不是深度测序)的有限能力,因为更多env序列的扩增或使用替代技术可能会产生不同的结果。env的扩增和克隆基因可能无法提供培养物中存在的基因组的足够广泛的图片。

双向性病毒株或含有 FeLV-C 表型突变的病毒株仍然可能存在于某些培养物中,但在研究人员的分析过程中并未检测到。因此,本文提供的结果代表了感染后50天病毒基因组的“快照”。

研究人员无法确定特定病毒在感染过程中是否形成了显着的亚群,这表明具有复制优势的物种正在扩大。

而除了病毒遗传漂变之外,观察到的突变还有许多替代机制;例如,由于结构生物化学,某些位点可能出现一些突变。

有证据表明,腺嘌呤-胸腺嘧啶束(由四个连续的 A 或 T 核苷酸组成)与新生 DNA 链中的“弯曲”相关,并且更有可能通过错误掺入而发生突变。

由于长期复制研究中观察到的59个突变中有13个 (~22%) 发生在富含AT的区域(核苷酸数据未显示),因此这些突变可能是由于这种现象,而不是中和逃逸或受体向性扩张如最初预测。

此外,一些突变可能是载脂蛋白 B mRNA 编辑酶催化多肽 (APOBEC) 活性的结果。APOBEC 通过 DNA 内的胞嘧啶脱氨基来突变逆转录病毒基因组,最终导致 RNA 基因组中G到A突变的积累。

然而,环境中几乎没有 APOBEC 活性的证据本研究中分析的序列;在鉴定的59 个突变中,只有7个是G到A的转变。此外,这7个中仅发现了3个可能是猫 APOBEC的靶标(AGG或GGG基序)。这与其他报道一致,即APOBEC在自然感染中表现出对 FeLV 的弱限制性。

FeLV-A 和 C 的初级分离株由异质病毒群体组成,这些分离株的 A 亚组成分在 Env 中表现出一系列微妙的突变。在 FeLV-A Glasgow-1 的背景下,gp70 中 D83 和 D91 的组合增加了与 THTR1 的结合,并增强了病毒的进入和复制。

由此可以得出,这些特性可能通过增强病毒传播,到优先选择使用FLVCR的能力的细胞区室中,而使病毒易于从A亚型进化到C亚型。

同时,这些数据为阐明为什么FeLV-C 在受感染动物中很少出现提供了第一步,并提供了进一步的证据,表明尽管具有高度的遗传同质性,但并非所有 FeLV-A 都是相同的。

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