环状病毒(Orbivirus)是呼肠病毒科(Reoviridae)的一类虫媒病毒，通过吸血昆虫和其它节肢动物(蠓、蜱、蚊、白蛉等)传播给脊椎动物(包括人)，并在节肢动物和脊椎动物这两种宿主体内繁殖，引起人、野生动物、家畜等相关疾病。环状病毒属分为12个血清群，每一血清群依血清中和反应进一步分为不同的血清型。科罗拉多蜱热病毒(CTF)曾归于环状病毒属，因其基因组由12个双链RNA(dsRNA)片段组成，1991年国际病毒分类委员会将其分为另一属，命名为Colti属^［1］。国外对环状病毒流行病学、形态学、免疫学等方面研究较深入，尤其近10年来对多种环状病毒分子生物学研究取得突出进展。国内对环状病毒研究起步较晚，徐普庭等1988年从云南中华按蚊和棕头库蚊中分离到环状病毒^［2］。黄祥瑞等1995年在西藏中部地区的流行病学调查中从蜱、鸟、鼠及家畜血标本中分离到多株环状病毒^［3］。对新分离的环状病毒进行分类、鉴定常依据多项研究指标包括形态学、免疫学、生物学性状和基因结构分析等。本文主要以蓝舌病毒(BTV)为代表综述近年来环状病毒超微结构、在细胞中的复制、基因序列分析和种系发生关系，希望为国内进一步研究环状病毒提供参考。

1环状病毒的形态结构

环状病毒具有双层蛋白衣壳，但外壳模糊不清，只可见一些短粗的突出物。每个核衣壳呈二十面体对称排列，核心含有32个环状子粒。核酸为10个dsRNA片段，可编码7种结构多肽(Vp1-7)和3种非结构多肽(NS1-3)。这是环状病毒属大多数病毒的特征性结构^［4］。但科麦罗沃病毒(KEM)主要核心蛋白的编码基因和结构与其它血清群病毒有所不同，KEM病毒群成员之一布若德温病毒(Broadhaven,BRD)的内衣壳蛋白由L2和S7基因编码，而相应的蛋白在BTV则由L3和S7基因编码，因此BRD衣壳的形态结构也与其它血清群表现不同。在环状病毒属的一些血清群中存在超微结构的区别，这已通过低温电镜的研究得到肯定^［5］。对BTV的超微结构已应用免疫电镜、负反差电镜(NCEM)和低温电镜进行了深入研究。

BTV由核心和衣壳组成，其毒粒直径在NCEM为68nm，在低温电镜为86nm。表面上的三角形样数(T)为13。组成内壳的VP3蛋白呈盘状结构，构成二十面体结构板块。在VP3二聚体形成的亚核心上是VP7构成的“环”或壳粒，后者是由260个VP7三聚体(780个VP7单分子)构成的三角形纤突，并从内壳底部凸出了5nm，这些三角形纤突联合起来形成五邻体和六邻体。VP7三聚体的排列在内壳形成132个凹道，并分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型。Ⅰ型凹道位于二十面体五重轴的沿线上，在毒粒表面呈现大约7nm深、8nm宽的立体图象，深入到衣壳内层与Ⅱ型凹道连接并包围着五重轴，在亚核心上形成锯齿型。Ⅲ型凹道在二十面体三重轴并横越内壳深入到亚核心终止于三种次要结构蛋白(VP1、VP4、VP6)的所在处，其功能可能与代谢途径及mRNA分子出入核心有关。VP7和VP3包围着核心，核心含有三种次要结构蛋白和dsRNA。至于这些次要蛋白之间如何组合或者它们与VP7和VP3又如何组合目前还不清楚。

BTV和其它环状病毒的外壳呈纤丝样结构，由主要的结构蛋白VP2和VP5组成。最外层由180个拷贝的VP2分子形成“帆”型突起结构，并位于260个VP7三聚体中的180个三聚体上，连接成三曲臂图形的单元，每个三曲臂图形结构覆盖4个VP7三聚体，除二十面体三重轴上的20个VP7三聚体外，推测所有VP7三聚体均被VP2分子覆盖，VP2可能是凝血素和中和抗原。病毒表面 20个VP7纤突(含有群特异性抗原)能在诊断水平包括抗原捕获ELISA和免疫电镜技术方面得到开发利用。构成外壳的另一种结构蛋白呈球形，正好位于VP7三聚体构成的每一个六元环上，推测球形蛋白区域是120个拷贝的VP5分子。VP2和VP5在核心周围除了五重轴上的凹道外似乎形成一连续的膜层^［6］。

2环状病毒的复制

环状病毒能在多种脊椎动物细胞和昆虫细胞上复制，并在感染细胞上形成特异的管状结构和包涵体，这也是代表病毒复制征兆的特征性结构。此外胞饮囊泡和胞浆内的网状排列或囊泡排列也与病毒相连系^［7～9］。以BTV为代表的环状病毒具有相似的复制过程，包括下列四个步骤。

2.1吸附和穿入BTV迅速地结合在宿主细胞表面，这一吸附过程与受体有关，但目前对受体特性所知甚少，只知道受体是随机分布在细胞表面并与细胞骨架相连。病毒吸附后被胞饮囊泡吞入并因此穿入细胞膜，这就是受体介导的胞饮作用。在给细胞加入中和的病毒时，Brookes^［8］发现病毒与细胞表面结合而不是进入细胞，即发生在细胞表面的中和反应阻止胞饮囊泡形成，因而病毒不能进入细胞。从细胞骨架的成分推测，病毒吸附和穿入后，胞饮囊泡被运输到与核并列的位置，这期间囊泡融合形成核内体，核内体又与溶酶体融合形成次级溶酶体^{［10，11］}。

2.2脱壳和形成复合体进入细胞的病毒定位在酸性的核内体，也有较少量病毒在溶酶体内。核内体的酸性环境对BTV复制起着决定性的作用，当细胞中加入NH₄Cl时，囊泡内pH升高。NH₄Cl和病毒同时加入或在病毒吸附的20min内加入，则病毒的复制就被阻止。实验还表明pH5.0时可除去VP2，这时电镜下可观察到核内体中发生的BTV崩解。目前认为从核内体释放出部分脱壳的病毒后，VP5可能是在胞浆中被除去的，至此完成全部脱壳过程^{［10，12，13］}。

一种或二种外壳蛋白脱壳后，核心颗粒立即进入胞浆，推测这是病毒核心穿透核内体膜所致。脱壳的BTV具有转录酶活性，这可能是核苷酸三磷酸盐经Ⅲ型凹道接近基因而造成。BTV核心颗粒释放到胞浆后，紧接着在其周围形成一种蛋白基质，这种基质由mRNA及其翻译的病毒特异性蛋白组成。核心颗粒和周围基质共同构成了环状病毒在细胞中的特征结构，即病毒包涵体(VIBs)，它们来源于亲本BTV颗粒并逐渐增大(1～2nm直径)变成感染期间的复合体。随着更多病毒进入细胞并脱壳，VIBs的数量也随之增加^［8，10］。

2.3病毒管状结构(VTs)和包涵体(VIBs)的形成在大多数环状病毒感染细胞的VIBs内观察不到VTs，但在特里贝克(Tribec)病毒感染的细胞VIBs中能看到VTs^［4］。病毒感染早期，细胞内可出现一部分富含NS1的“不溶性”管状结构，它们的功能还不清楚，目前病毒与管状结构的关系还未被研究。细胞内含有大量的NS1因此认为管状结构可能代表NS1生物学方面的惰性存储形式。VTs含有NS1，也含有VP3和VP7^［13］。而可溶性的新生态NS1则可能与病毒粒子形成及VIBs有关^［11］。VTs也可能与细胞骨架相互作用，在感染细胞内与中心粒紧密连接的地方常可观察到VTs，这种相互连接可能抑制有丝分裂纺锤体形成，进而阻止感染了病毒的细胞的有丝分裂。对于不同血清群甚至血清型的病毒，其VTs的大小和分布也不同，如非洲马瘟病毒(AHSV)、BTV、鹿流行性出血热病毒(EHDV)的VTs直径分别为18nm、68nm、54nm。BTV-1(Aus)感染细胞的VTs呈捆状排列，直径约625nm，而BTV-10(U.S)感染细胞的VTs则平行排列成大片状约2μm长。旺革(Wongorr,WGR)病毒VTs只有18～20nm。这些VTs结构的差异能否用于对环状病毒血清群或某一分离株进行鉴定或分类还需要进一步研究^［14］。VIBs含有ssRNA和dsRNA的结合蛋白(VP6和NS2)。原位杂交实验表明VIBs含有NS1mRNA，也说明VIBs中的ssRNA就是病毒特异的mRNA。VIBs也含有亚核心、核心和病毒样颗粒(VLPs)这三种类型的病毒粒子以及一系列结构蛋白(VP3、VP7、VP5)和非结构蛋白(NS1、NS2)，其中NS2是主要结构成分^{［15，16］}。

对VIBs超微结构的时相研究证明BTV亚核心先形成核心(含内壳)，再转变成完整的病毒粒子(含双层衣壳)，然后释放到周围的胞浆。外壳蛋白VP2和VP5附着在VIBs的外缘。病毒粒子借助于外壳蛋白与细胞骨架中间的丝状体相连。演变中的病毒不接受外壳蛋白成分这一结果推测外壳与VIBs的基质相混合^{8，11，17］}。

2.4BTV移位和释放NS3/3A是BTV最小的蛋白之一，它可能具有二个糖基化位点和二个大疏水区，超微结构研究证明NS3/3A与囊泡的光滑表面结合，而囊泡的光滑表面恰好与BTV相连，病毒重组实验结果表明NS3/3A在感染细胞释放病毒中起主要作用^［9］。经布雷非德菌素A(brefeldin A)处理的细胞其囊泡的运输和BTV释放明显下降。综上所述，含NS3/3A的囊泡将BTV运输到浆膜，病毒在浆膜以出芽或挤出的方式释放，这种囊泡与浆膜融合而介导的释放形式维持了细胞及膜结构的完整性^{［10，18］}。病毒与含NS3/3A囊泡间的连接在不同环状病毒及其宿主细胞类型上的表现不同，例如在BHK细胞内，BTV-1与囊泡朝向胞浆的一面连接，而EHDV-1则与中间的丝状体连接。这些区别及VTs不同的分布也许能用于鉴定病毒的血清群或/和血清型^［18］。释放出的BTV还能再感染细胞，即所谓的超感染过程。随后释放到胞浆中的核心具有更高的转录酶活性并产生更多的VIBs，这将可能有效地增加感染复数(m.o.i)而加速整个复制过程^［19］。

3环状病毒的基因序列

3.1末端保守序列在同一血清群中10RNA片段的每一片段均具有保守的末端序列。但BTV和EHDV无论其血清型和地理来源如何不同，每一片段也具有5′-GUUAA…ACUUAC-3′序列。对其它环状病毒的末端序列所知甚少，只了解特里革瑞(Tilligery)病毒具有5′-GU(AU/UA)A…AC(A/U/C)UAC-3′末端序列，比BTV和EHDV末端序列的保守性低。至于保守序列的作用如何还不清楚，可能在病毒复制中发挥作用，也可能在双重感染时使两种不同的病毒基因<