首頁 »
2011/04/28

貓冠狀病毒基因突變的重要意義!?

 

貓傳染性腹膜炎(FIP)是一種嚴重且危及生命的疾病,目前以病原基因突變造成此一疾病的理論特別受到支持à意即由一個無致病性的貓腸道冠狀病毒(FECV)突變為致命性的FIP病毒(FIPV)所引起的FIP

貓傳染性腹膜炎真的是因為貓冠狀病毒基因突變所引起的嗎?此篇文章特別鎖定病毒的3C基因,探討此3C基因突變對於貓冠狀病毒引起貓傳染性腹膜炎的意義及重要性。

在進行3C基因探討前,先給各位欣賞由Sharif et al. 等人提供的『貓傳染性腹膜炎』滲出性(濕型)及非滲出性(乾型) 的解剖照。

 809480.fig.001滲出性(濕型)的貓傳染性腹膜炎之腹腔解剖圖(photo by Siti Suri Arshad, veterinary medicine international 2010),在腹腔中充滿了滲出液。

809480.fig.002滲出性(濕型)的貓傳染性腹膜炎之小腸(photo by Siti Suri Arshad, veterinary medicine international 2010),在腸的漿膜表面上有許多點狀纖維斑塊的化膿性肉芽腫。

809480.fig.003滲出性(濕型)的貓傳染性腹膜炎之胸腔解剖圖(photo by Siti Suri Arshad, veterinary medicine international 2010),可以看到纖維性漿膜炎、纖維蛋白和肺臟相互粘著。

非滲出性(乾型)的貓傳染性腹膜炎之腎臟(photo by Siti Suri Arshad, veterinary medicine international 2010),在腎臟的囊膜表面及實質部分可以看到肉芽腫病變(Granulomatous lesions)之分佈。


 

再度說明,貓傳染性腹膜炎(FIP)是一種嚴重且危及生命的疾病,目前以病原基因突變造成此一疾病的理論特別受到支持à意即FIP是由一個無致病性的貓腸道冠狀病毒(FECV)突變為致命性的FIP病毒(FIPV)所引起的。接著將最近特別著重在病毒3C基因序列分析的一些重要論文進行其結論之說明及解釋,第一篇是病毒3C基因序列分析FCoVFIP(貓傳染性腹膜炎)病理生成和遺傳流行病學 

1.                    此病毒的3C基因被設定為一個具有致命性的標記,在功能性的分析研究上提出3C基因對於病毒FECV在腸道中複製是至關重要的(絕對必要);而對於造成全身性疾病的病毒FIPV而言、3C基因則是可有可無(不一定需要)。

2.                    在所有被分析的27FECV病毒的3C基因均是完整的、而在絕大多數的FIPV病毒的3C基因確實是有突變,不過也不是全部,只佔有71.4%,意味著3C基因的突變不是造成FIP單一或是唯一的因素。

3.                    大部分患有貓傳染性腹膜炎(FIP)都檢測不到腸道上的貓冠狀病毒(FCoVs),這表示最初的FECV感染似乎都被清除掉了。

4.                    在那些可檢測到的腸道上的貓冠狀病毒(FCoVs),病毒卻總是有著完整的3C基因à這完整的3C基因似乎可能是被FECV重覆感染後所獲得而來。

5.                    很顯然地,3C基因去活性的病毒在腸道中複製能力不是沒有就是很差,這就可以解釋FIP疫情爆發的情形相當罕見的原因。


Schematic representation of the 3c gene of lesion-derived FCoVs from 20 cats with confirmed FIP, showing deletions, nonsense/ missense mutations and insertions.

 第二篇是談論患有傳染性腹膜炎的貓隻其糞便和病變組織中的冠狀病毒突變的重要性

1.      由同隻貓傳染性腹膜炎(FIP)患貓之糞便和腸道外部FIP損壞部位所分離的病毒株經由基因定序分析比較附屬基因(accessory gene)及結構基因(structural gene)後,兩者間有大於百分之九十九以上是相同的。

2.      8隻罹患貓傳染性腹膜炎(FIP)患貓之病變組織中所分離的病毒株,“幾乎(注意:這並非100%如此)”所有的3C基因都發生諸如單點核酸多樣性(SNP)或刪除型(deletion)的基因突變導致3C蛋白質轉譯成較短的長度。然而由同隻貓傳染性腹膜炎(FIP)患貓之糞便所分離的病毒株3C基因多數都是完整的【只有八分之三的3C基因發生deletion或pre-mature(即蛋白質轉譯成較短的長度-early stop)】、偶爾發現糞便所分離的病毒株3C基因和病變組織中所分離的病毒株3C基因有著相同的突變。

3.      個別患貓之分離病毒株3C基因突變位置也各異其趣、沒有特定的位置及區域(hot spots /domains),在分子生物學的分析角度上可以說明若要確定3C基因是否突變必須利用定序方式才能確認;另一方面,在病毒傳播上可以確定這些同窩感染的患貓,FIPV絕非由同一隻貓水平感染其他貓隻。

總結:

    以分子生物學的邏輯分析角度來看:若是貓冠狀病毒的3C基因發生突變似乎可以宣告患貓罹患了貓傳染性腹膜炎(FIP)、但是還要進一步確定此3C基因所發生突變之位置對於此3C基因蛋白功能是否造成嚴重影響、某些種類的突變完全沒有影響和改變、而某些種類的突變卻是造成整個蛋白結構及功能之改變,也就引起貓傳染性腹膜炎(FIP)之病變;相對的、雖具完整之3C基因的貓冠狀病毒也有可能已經轉變為致命性的FIPV(若這是從糞便所得到之分離病毒株;即便解剖找到病變之分離病毒株也有可能是如此,問題在於飼主願意開刀解剖嗎?再者已經開刀解剖確定病變者還需要進一步進行分子生物學分析嗎?

    雖然利用糞便檢測貓冠狀病毒是否存在是最為方便的,但是要以3C基因發生重要突變作為FIP的確診恐怕只有八分之三的機率(論文中的總檢測隻數雖然很小、但是已可看出其端倪)。

    再者、3C基因發生突變的核酸位置經常沒有特定的位置及區域(hot spots /domains),而且所發生的突變是否屬於重要突變(某些種類的突變完全沒有影響和改變)?這些都必須經過3C基因甚至於要進行全基因的定序分析比對方式才能確認。

 

參考資料:

1.      Chang, H., de Groot, R., Egberink, H., & Rottier, P. (2009). Feline infectious peritonitis; insights into feline coronavirus pathobiogenesis and epidemiology based on genetic analysis of the viral 3c gene. Journal of General Virology, 91, 415-420.

2.      Pedersen, N., Liu, H., Dodd, K., & Pesavento, P. (2009). Significance of Coronavirus Mutants in Feces and Diseased Tissues of Cats Suffering from Feline Infectious Peritonitis. Viruses, 1 (2), 166-184.

3.      Sharif, S., Arshad, S. S., Hair-Bejo, M., Omar, A. R., Zeenathul, N. A., & Alazawy, A. (2010). Diagnostic Methods for Feline Coronavirus: A Review. Veterinary Medicine International, Volume 2010 (2010), Article ID 809480, 7 pages, doi:10.4061/2010/809480.

4. iayork. (2010). Is FIP really a mutant? 
http://www.iayork.com/MysteryRays/2010/01/12/is-fip-really-a-mutant/

撰文:李神福



鸚鵡熱 Psittacosis←上一篇 │首頁│ 下一篇→乾口症 Xerostomia
本文引用網址: