河南农业科学 | 猪源盖塔病毒研究进展

盖塔病毒（Getah virus，GETV）是披膜病毒科（Togaviridae）甲病毒属（Alphavirus）的重要成员。该病毒于1955 年首次在马来西亚莎阿南地区从致倦库蚊（Culex quinquefasciatus）体内分离获得，其生物学特性及公共卫生影响持续受到国际关注。基因组学研究发现，GETV与罗斯河病毒、基孔肯雅病毒等具有相似的二级结构特征。早期研究发现，GETV主要引起马属动物发热、后肢水肿、下颌下淋巴结肿胀和荨麻疹；在猪群中则表现为亚临床感染，可导致猪群发热、腹泻，严重时可引发妊娠母猪流产和新生仔猪死亡。值得注意的是，近年来中国、日本等地暴发的疫情表明该病毒已对全球养猪业构成实质性威胁。

从公共卫生视角分析，GETV 呈现双重潜在风险。一方面，作为典型的虫媒病毒，盖塔病毒可通过库蚊（Culex spp.）和伊蚊（Aedes spp.）等媒介在动物间建立“蚊-猪-蚊”传播循环；另一方面，血清学调查结果表明，畜牧从业人员中抗体阳性率可达5.8%，尽管尚未发现人类临床病例，但盖塔病毒E2蛋白对人类神经元细胞表面受体的结合能力提示潜在的跨物种传播风险。这种兼具媒介传播与跨物种感染潜力的特性，使得GETV 成为人兽共患病的重点监测对象。鉴于此，系统解析猪源盖塔病毒的进化特征与宿主互作机制，对比评估新型检测技术的效能，并构建疫苗研发的理论框架，通过整合分子流行病学数据与临床防控实践，为建立风险预警模型和精准防控方案提供理论依据。

1 GETV病原学特征

GETV 是一种单股正链RNA 病毒，具有包膜结构及表面纤突，在宿主细胞吸附和膜融合中起关键作用。针对这些病毒学特征进行深入的研究，为阐明GETV致病机制及开发疫苗等防控策略奠定了重要基础。

1.1 病毒粒子结构与功能蛋白质

GETV病毒粒子呈球形，直径60~70 nm，其结构由核衣壳及包裹其外的宿主细胞来源的脂质双层膜组成。基因组为单股正链RNA，全长约11.8 kb，具有典型的甲病毒属特征：5´端含帽子结构，3´端带poly（A）尾，并包含2 个开放阅读框（ORF），分别编码非结构蛋白质（参与病毒复制）和结构蛋白质（如衣壳蛋白和包膜糖蛋白）。GETV基因组5´端近2/3区域的ORF编码4种非结构蛋白质（NS1—NS4），参与病毒RNA 复制、转录及宿主免疫调控[10] ；3´端约1/3 区域的ORF 则编码5 种结构蛋白质[衣壳蛋白（Cap）、E3、E2、6K 和E1]。其中，Cap 在病毒组装中起核心作用，通过其保守的C 端结构域包裹病毒RNA形成核衣壳，而N端可变区则通过构象变化调控病毒包膜装配过程。GETV 包膜糖蛋白主要形成E1-E2异源二聚体，在病毒成熟过程中，部分E1-E2 二聚体可与E3 蛋白进一步组装成E1-E2-E3 三聚体刺突结构。功能研究发现，E1蛋白通过其融合结构域介导病毒与宿主细胞的膜融合；E2蛋白作为主要抗原蛋白质，不仅通过受体结合域（包含第216 位天冬酰胺糖基化位点等关键表位）决定病毒的组织嗜性和宿主范围，还在病毒吸附、感染及诱导宿主免疫应答中发挥核心作用。此外，E2蛋白通过与衣壳蛋白的相互作用，对维持病毒粒子结构稳定性具有重要贡献。冷冻电镜结构解析表明，GETV 病毒颗粒表面由80个E1-E2异源二聚体组装形成三聚体刺突结构，其动态构象变化直接调控膜融合过程。6K蛋白参与糖蛋白成熟与刺突组装，并调控宿主膜通透性当前研究主要聚焦于Cap和E2蛋白，其他病毒蛋白质及其与宿主蛋白质的互作网络仍属研究空白，这将是揭示GETV 致病机制和开发新型干预策略的重要突破口。

1.2 基因分型与分子进化

基于E2 基因的系统发育分析将GETV 划分为4个基因型（Ⅰ-Ⅳ）。其中，Ⅲ型毒株在我国占据主导地位并广泛流行，且与经典毒株（MM2021）亲缘关系较远。例如，我国分离株SC202009与马来西亚原型毒株（MM2021）的遗传距离较远，但与四川省分离株SC266、SC201807 和SC483 均表现出高度序列同源性；此外，SC202009 在BHK-21 细胞中连续传代20代后仍保持稳定的遗传特性，表明其可作为疫苗研发的候选毒株。进一步分析发现，不同基因型GETV 的E2 蛋白存在氨基酸替换和阳性选择位点，这些位点主要分布在E2蛋白的A、B和C结构域，与病毒感染和免疫应答密切相关。

我国流行的Ⅲ型GETV毒株基因组特征研究取得重要进展。宏基因组分析首次发现其3´端非编码区存在一段独特的32 nt 插入序列。这一变异现象为GETV的持续进化提供了直接证据。尽管该插入序列的具体致病机制尚待阐明，但其发现凸显了开展猪场病毒变异动态监测的重要性，以防范潜在的生物安全风险。值得注意的是，HUANG等通过我国野猪种群调查及基因组分析，首次在乳汁和精液中检出Ⅲ型GETV，不仅填补了GETV 分子流行病学数据的空白，更为解析该病毒在我国的跨物种传播途径提供了关键科学依据。

1.3 宿主范围与传播机制

GETV具有广泛的自然宿主谱，包括猪、马、牛等家畜，鸡、鸭等家禽，家兔，啮齿类动物（大鼠、豚鼠、仓鼠、小鼠），灵长类（猴），有袋类（袋鼠）和珍稀动物（蓝狐、红熊猫），血清学调查还证实人类中存在GETV 感染证据。值得注意的是，马和猪是GETV 的主要储存宿主，而家兔和啮齿类动物则表现出更高的易感性。

GETV的传播途径呈现多样性与复杂性，其中，蚊虫媒介传播占据主导地位。刺扰伊蚊（Aedesvexans）为主要传播媒介，三带喙库蚊（Culextritaeniorhynchus）次之，二者可在猪群感染后通过叮咬实现病毒传播。除虫媒途径外，研究发现该病毒存在其他传播机制：在新生仔猪及流产胎儿大脑皮层组织中检测到该病毒，表明GETV 具有垂直传播能力；同时，在高病毒载量环境下，气溶胶传播会带来重要风险，马属动物通过吸入病毒颗粒可导致感染。研究证实感染母猪可经胎盘垂直传播GETV 至胎儿或新生仔猪，该途径为仔猪感染的关键途径；流产胎儿脑组织病毒的检出进一步支持此传播模式。GETV 可通过动物直接接触传播，高密度养殖环境下猪群密切接触显著促进病毒扩散。

2 GETV流行病学特点

近年来，随着GETV疫情地理范围的持续扩大和新宿主物种的不断发现，其流行病学特征日益受到关注。现有研究表明，应进一步扩大GETV 多动物宿主感染的流行病学调查。该病毒呈现复杂的传播模式和动态地理分布特征，这对全球养猪业的生物安全防控体系升级和公共卫生监测网络完善提出了新的挑战。

2.1 时空分布动态

GETV的地理分布呈现动态变化特征。在气候变化、蚊媒种群迁移和人类活动的共同作用下，该病毒的传播范围持续扩大。该病毒最初主要流行于东南亚及南亚地区，但近年来已扩散至非洲和欧洲部分国家。GETV 的全球传播进程明显加速，这一变化主要归因于2 个关键因素：气候变暖导致的蚊媒适生区扩大，以及国际动物贸易的日益频繁。这一流行病学特征提示，疫情防控策略应特别重视病毒的时空传播动态监测。在我国，GETV 已成为畜牧业面临的重大生物安全威胁。自2018 年国内首次报道以来，疫情已呈多省份暴发态势。最新血清学监测数据显示：各省份检出率分别为山东省30.0%（6/20）、河北省35.0%（7/20）、浙江省45.0%（9/20）、江苏省43.5%（10/23）、广东省36.7%（11/30）、新疆维吾尔族自治区51.1%（203/397）、江西省47.9%（197/411）、福建省37.7%（137/363），其中，江西省猪场层面的阳性率高达95.7%（44/46）。 

2.2 流行规律与风险因素

GETV 流行呈现显著的季节性特征，主要高发于温暖湿润、蚊虫活动频繁的季节。流行病学监测显示，我国南方地区的流行高峰与蚊媒密度指数呈显著正相关关系。然而，当前国内GETV 流行病学研究仍存在明显不足，具体表现为缺乏标准化规模化抗体检测试剂盒。

规模化猪场中GETV传播的高风险性受多重因素协同影响：首先，温暖潮湿的气候条件促进蚊虫繁殖和活动，进而提升病毒传播风险；其次，主要传播媒介（如刺扰伊蚊等蚊种）密度直接决定传播效率；再次，猪场生物安全措施缺陷（如带毒后备母猪的引入、运输工具消毒不彻底、人员管控疏漏等）可能造成病毒入侵和扩散；此外，GETV基因重组或变异可能导致毒株传播能力发生改变。这些因素的交互作用使得GETV防控面临严峻挑战。

3 GETV致病机制

GETV 致病机制的研究取得重要进展，通过靶向调控宿主关键免疫通路和特定组织器官引发病理损伤的机制逐渐明晰，为开发临床干预策略奠定了重要理论基础。

3.1 宿主特异性致病特征

GETV 感染表现出显著的宿主特异性致病特征，在不同生理阶段的动物中呈现特征性病理损伤。在妊娠母猪中，病毒可突破胎盘屏障导致滋养层细胞坏死，引发胚胎吸收或流产；组织病理学研究发现，感染母猪胎盘绒毛间隙存在大量淋巴细胞浸润，且滋养层细胞病毒载量高达10^6.8 copies/mg。仔猪感染主要表现为神经症状，其病理特征为脑干神经元空泡化和小胶质细胞增生（增生指数较对照组升高3.2倍）。研究发现，GETV可靶向猪睾丸支持细胞，感染后7 d 内精子畸形率从基线水平（4.1%）激增至32.7%，表明该病毒可能通过生殖细胞损伤影响种群繁殖力。

3.2 免疫逃逸机制

GETV的免疫逃逸机制与其持续感染能力密切相关，但其分子机制尚未完全阐明。研究发现，GETV通过多种免疫逃逸策略有效躲避宿主的免疫监视并增强其致病性和传播能力。主要包括：一方面，GETV通过表面抗原变异改变免疫原性，导致宿主的特异性免疫反应无法有效识别和清除病毒，尤其是在病毒复制过程中，其基因变异较为频繁，这使得宿主免疫系统难以建立长期有效的免疫记忆。另一方面，GETV 还能通过抑制宿主细胞的抗病毒免疫反应来逃逸免疫监视。例如，病毒可能通过抑制宿主细胞的干扰素信号通路，降低宿主细胞对病毒的应答，进而延缓免疫系统的启动。GETV 的持续感染机制与其免疫逃逸能力密切相关。研究发现，病毒可通过潜伏感染逃避免疫清除，从而在宿主体内长期存留。值得注意的是，6K 蛋白在GETV 致病中发挥独特作用。6K 蛋白是甲病毒的一种结构蛋白质，定位于内质网，其氨基酸序列缺乏保守性。敲除该蛋白质对病毒的影响因病毒而异。在ST 细胞中，6K 蛋白缺失虽然不影响病毒复制，但会阻滞E2蛋白向质膜的转运，从而抑制病毒颗粒的释放。体内试验结果表明，感染缺失6K 蛋白rGETV-Δ6K 的新生小鼠，其体内病毒载量显著降低，组织病理损伤更轻，临床症状也更轻微。这些研究结果表明，6K蛋白通过调控病毒装配和释放直接影响病毒载量，进而决定GETV 的致病强度。

3.3 小鼠模型研究

小鼠模型是评估GETV 致病性的重要工具，但其分子机制尚未完全阐明。研究发现，妊娠母鼠经肌内注射GETV后，可观察到流产、死胎及木乃伊胎等临床表现，提示其对妊娠期小鼠具有较强的致病性。此外，GETV 感染可引发组织产生不同程度的病理损伤，并迅速诱导IL-6、TNF-α 等促炎因子的高表达。在雄性小鼠模型中，GETV 特异性靶向睾丸间质细胞，诱导氧化应激，可提高小鼠间质细胞的活性氧水平，同时增强睾丸组织的自噬。体外TM-3细胞试验进一步证实，GETV感染可同步激活活性氧生成和自噬水平增加，提示病毒可能利用自噬途径促进自身复制。然而，GETV与宿主细胞相互作用的具体分子通路仍需深入解析。

4 GETV诊断技术

当前GETV诊断技术呈现多元化发展态势。病毒分离作为诊断“金标准”，虽具有权威性，但其应用受限于5~7 d的细胞培养周期和生物安全三级实验室要求。在此背景下，诊断技术的革新成为优化防控体系的核心环节。通过提升检测的灵敏度、时效性和扩大适用场景，新一代诊断方法为疫情早期预警与精准溯源提供了关键技术支撑。

4.1 抗体检测技术

金爱华等采用间接血凝抑制试验（IHA）对上海市、浙江省、新疆维吾尔自治区及河南省四地猪血清进行GETV抗体检测，结果表明，抗体阳性率存在地域差异（54.37%~100%）；且该研究通过丙酮预处理血清样本，显著提高了检测特异性，为后续GETV 抗体检测试剂盒的研发提供了重要理论依据。李向茸等成功构建基于重组E2 蛋白的间接酶联免疫吸附测定（ELISA）检测方法，为GETV 特异性抗体检测试剂盒开发提供了重要的方法学基础。然而，ELISA 易受温度、时间等因素干扰，且可能出现假阳性。闵湘菱等使用中和试验（NT）检测猪血清中的GETV 抗体，其结果与间接免疫荧光试验（IFA）具有高度一致性。尽管NT 灵敏度高于ELISA，但其操作流程复杂，要求较高，难以满足临床快速诊断需求。孟锦昕等研究发现，IFA 的敏感性低于ELISA，且耗时长、成本高，不适合GETV的快速诊断和大规模应用。YOU 等开发的rE2-ELISA 检测方法与病毒中和试验相比，显示出优异的诊断性能：总体符合率95.1%，灵敏度98.2%，特异性92.6%。免疫荧光技术虽可定位病毒抗原，但需高等级生物安全实验室和专业判读人员，限制了其规模化应用。上述诊断技术均存在耗时长、价格昂贵、依赖于专门的仪器等缺点，不利于在临床样品中快速检测。

相比之下，JIANG 等创新性地采用真核表达系统制备重组p62-E1 蛋白作为标记抗原，研制了免疫层析技术，该方法检测灵敏度高，与其他常见猪病毒阳性血清无交叉反应。LAN 等构建rCapELISA 法检测江西省和福建省2 102 份猪场血清中 GETV IgG抗体，阳性率分别为63.37%（1 102/1 739）和37.74%（137/363）。上述检测技术的构建对于了解GETV传播动力学和预防其在猪群中的流行具有重要价值，为疫情防控提供了有力支撑。

4.2 分子诊断技术

当前GETV分子诊断技术已形成多方法并行的技术体系。王傲杰等基于NSP3 基因建立的RT-PCR 方法检测限达10^2.25 TCID₅₀/mL，特异性与灵敏性良好，适用于临床发病猪群的检测。陶大鹏针对NSP1基因建立了猪GETV 巢式RT-PCR 的检测方法，具有较高灵敏度和良好的特异性，适用于大量样本检测，但此方法需要两轮PCR扩增，耗费时间较常规RT-PCR 更长。此外，王新港等和关铜等分别建立了GETV-蓝耳病毒及GETV-非典型瘟病毒双重RT-PCR 检测体系，而王傲杰开发的五重RT-PCR 可同步检测GETV、猪流行性腹泻病毒、猪传染性胃肠炎病毒、猪轮状病毒和猪δ冠状病毒5 种病原，检测限达2.95 ng/μL，且准确性良好。然而，多重法对引物设计及反应条件优化要求较高。LIN等基于E1基因建立的实时定量聚合酶链式反应（RT-qPCR）探针法，检测限为5.94 copies/μL，灵敏度是传统PCR的 10 倍。JIAN 等建立的SYBR Green qPCR 法检测限为16.96 copies/μL。在等温扩增技术方面，NIE等针对NSP1基因建立实时荧光逆转录-重组酶介导等温扩增法（RAA），具有8 copies/μL的高灵敏度，仅需39 ℃恒温条件即可在30 min 内完成检测，操作简便，为现场快速诊断提供了新选择。LIU 等开发的逆转录-环介导等温扩增技术法（RT-LAMP）灵敏度分别为RT-PCR的1 000倍和RT-qPCR的10倍，仅需恒温器即可操作，但存在气溶胶导致假阳性风险。最新研究通过将RT-LAMP 与PfAgo 结合，建立了RT-LAMPPfAgo 联检方法，其检出限为100copies/μL，兼具高特异性和设备简易性，为现场快速检测提供了创新性解决方案。

GETV 核酸检测方法已从常规RT-PCR 逐步发展到高灵敏度的qPCR 以及新兴的等温扩增技术（如RT-RAA、RT-LAMP 和RT-LAMP-PfAgo）。这些方法在灵敏度、特异性、检测通量、反应速度和设备需求等方面各具优势，为实验室研究和临床/现场快速诊断提供了多样化的技术选择。

5 GETV防控策略

GETV防控体系的构建面临病毒快速进化与传播途径多样化的双重挑战。日本已开发出基于1978年分离株的GETV 灭活疫苗用于马群防控，但由于抗原匹配性不足，该疫苗对当前流行毒株的保护效果有限。因此，迫切需要基于中国流行毒株的抗原成分开发新型GETV 疫苗，以降低该病毒对畜牧业的危害。然而，当前GETV 防控仍存在亟待突破的技术瓶颈。

5.1 疫苗设计与交叉保护效应

传统抗病毒药物和疫苗研发主要靶向病毒关键蛋白质。研究发现，接种含有委内瑞拉马脑炎病毒（VEEV）E1和西方马脑炎病毒（WEEV）E1的脂质核酸抗原复合物（LANACs）可保护小鼠免受东方马脑炎病毒（EEEV）、VEEV 和WEEV 的感染；类似地，减毒株VEEV_Cm 也能有效预防强毒VEEV感染。甲病毒可根据抗体交叉反应进行分类，其中，基孔肯雅病毒（CHIKV）、罗斯河病毒（RRV）、马雅罗病毒（MAYV）、阿尼昂尼昂病毒（ONNV）与GETV 同属于Semliki 森林病毒抗原复合物。感染这些病毒可诱导交叉保护。例如，CHIKV 减毒活疫苗对A129 小鼠的ONNV 感染有交叉保护作用。然而，这类交叉保护效果通常有限，往往需要增加接种剂量或接种次数才能达到理想的保护水平。

JIANG 等开发的GETV-3ΔS2-CM1 减毒活疫苗通过缺失非结构蛋白3和替换衣壳蛋白实现了遗传稳定性。该疫苗不仅对免疫母猪所产仔猪具有被动保护作用，还能诱导小鼠产生针对多种甲病毒（包括GETV、西门利克森林病毒、罗斯河病毒、基孔肯雅病毒和巴马森林病毒）的交叉免疫保护。研究发现，该疫苗具有良好的安全性、免疫原性和广谱保护潜力，有望成为候选疫苗。同时，MIAO 等利用杆状病毒表达系统成功制备GETV病毒样颗粒（VLPs）疫苗，动物试验表明，接种2剂1 μg VLPs疫苗即可在野生型C57/BL6 小鼠中诱导中和抗体反应，有效预防病毒血症和关节炎症状。该GETVVLPs疫苗未来可能应用于马和/或猪的免疫接种。

当前研究结果表明，尽管甲病毒间存在交叉保护现象，但其保护效果有限且难以规模化应用，尚不具备作为开发疫苗可行方案的实际价值。更值得注意的是，实现有效交叉保护往往需要增加接种次数或提高疫苗剂量，这可能会引发剂量安全性方向的担忧，从而给疫苗的临床审批带来额外监管挑战。

5.2 抗病毒药物与反向遗传学技术研究

广谱抗病毒药物研究中，法匹拉韦（Favipiravir）在感染后24 h 内给药可使猪胎盘病毒载量降低 2.7 log¹⁰ TCID₅₀/mL，孕晚期使用该药物会导致胎儿畸形风险增加4倍。单克隆抗体展现出强效中和活性（IC_{90=0.08 μg/mL}），攻毒前24h给药能完全预防病毒血症，但其高昂的生产成本限制了临床应用。此外，黄芩提取物在质量浓度为10 μg/mL时对GETV 病毒附着的抑制率高达95.08%，体内外试验均证实黄芩提取物具有显著抗病毒效果，显示出作为治疗候选药物的潜力。

目前，尚无针对GETV 的商业化疫苗和特效抗病毒药物。因此，开发反向遗传学技术对GETV的防控尤为重要。CAI 等成功构建了GETV 感染性cDNA 克隆及携带增强型绿色荧光蛋白（Enhanced green fluorescent protein，EGFP）报告基因的重组病毒。GETV 传染性克隆的获得将有助于：（1）深入研究GETV 的分子生物学机制；（2）鉴定毒力相关位点；（3）开发新型减毒疫苗；（4）探索病毒-宿主互作网络。这些基础研究为GETV防控策略开发提供了重要技术支撑。

6 结论与展望 

近年来，GETV研究取得了重要进展，未来研究需重点聚焦以下方向：（1）通过冷冻电镜技术解析E2蛋白与宿主受体的互作机制，构建蝙蝠-蚊-猪传播链试验模型，阐明跨物种传播规律。（2）应用空间转录组学和CRISPR筛选技术，系统绘制病毒-宿主互作网络并鉴定关键宿主限制因子。（3）基于E1/E2蛋白保守表位开发广谱疫苗，探索嵌合 VLPs 等多病原联合免疫策略。（4）建立整合蚊媒监测、病毒基因组学和深度学习模型的智能预警系统。这些研究将系统性解决GETV防控中的关键问题。

综上，GETV研究已取得重要进展：病毒进化规律逐渐明晰，基于CRISPR 和纳米孔测序技术的诊断体系不断革新。然而，病毒抗原漂移、免疫逃逸及垂直传播等关键科学问题仍未突破。未来研究需整合多学科方法，构建从分子互作机制到气候生态模型的多层次防控体系，并通过建立全球数据共享平台与跨国监测网络，践行“One Health”理念，为GETV及其他甲病毒的防控提供系统性解决方案。

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