中国养殖沟鲶（Ictalurus punctatus）中一种新型杯状病毒的鉴定及其基因组特征分析

《Aquaculture and Fisheries》：Identification and genomic characterization of a novel calicivirus in farmed channel catfish ( Ictalurus punctatus) in China

channel catfish养殖中暴发高致死率疾病，新发现的单环状病毒ChCV特征为无包膜30nm病毒颗粒，基因组7427nt编码NS、 capsid和accessory蛋白，与黄颡鱼病毒YcCV相似度97%，形成独立系统发育簇，提示跨物种传播风险。

　　在2021年，中国湖北省发生了一起严重的养殖美洲鲶鱼（*Ictalurus punctatus*）疾病爆发事件，导致成鱼和幼鱼出现高死亡率。研究人员在患病鱼体内检测到了一种此前未被报道的新型病毒，暂命名为美洲鲶鱼杯状病毒（Channel Catfish Calicivirus, ChCV）。这种病毒主要表现为下颌、口腔和头部的出血症状，引起了养殖业的广泛关注。通过组织病理学分析和电子显微镜观察，研究团队发现受影响的鱼体脾脏、肾脏和鳃组织中存在多灶性坏死，而电子显微镜则揭示了大量无包膜的病毒颗粒，其形态为二十面体结构。进一步的基因组测序结果显示，ChCV的基因组长度为7427个核苷酸，由三个开放阅读框组成，分别编码非结构蛋白、衣壳蛋白和辅助蛋白。通过比较分析，研究发现ChCV与黄颡鱼杯状病毒（Yellow Catfish Calicivirus, YcCV）的核苷酸同源性约为97%，并且通过系统发育分析，发现ChCV与YcCV共同构成一个独特的单系分支，位于杯状病毒目（*Picornavirales*）中。这些发现不仅首次记录了ChCV在美洲鲶鱼中的存在，也提示了杯状病毒在不同水产养殖物种之间可能存在的跨物种传播风险。因此，这一研究结果对水产养殖业的病毒监测和防控策略具有重要的指导意义。

美洲鲶鱼原产于北美，自1984年引入中国以来，逐渐成为我国淡水养殖业中最重要的经济鱼类之一。随着养殖规模的扩大，该鱼种的养殖面积已经覆盖了全国30个省份，其产量也显著增长。然而，疾病暴发始终是制约其养殖发展的关键因素。在养殖过程中，由于环境压力、营养缺乏或遗传因素等，美洲鲶鱼容易受到各种病原体的侵袭，包括主要病原体如美洲鲶鱼病毒（Channel Catfish Virus, CCV）、疱疹病毒、轮状病毒、*Flavobacterium covae*、*Aeromonas veronii*、*Henneguya spp.*、*Trichodina heterodentata*、*Edwardsiella ictaluri*和*Eustrongylides spp.*等。近年来，随着养殖技术的提升和环境条件的变化，一些新兴病原体也逐渐成为导致美洲鲶鱼死亡的重要原因。特别是在2021年，湖北省的美洲鲶鱼养殖区域出现了严重的疾病暴发，导致大量鱼体死亡，而2025年，江苏省也出现了类似的疫情。这些疫情的发生与水温变化密切相关，水温通常在19°C至25°C之间。疾病具有高度的传染性和致死性，影响了不同大小的美洲鲶鱼，尤其是在网箱养殖中表现尤为明显。患病鱼体表现出食欲减退、失去平衡和异常游动等典型临床症状，外部观察可见下颌、口腔和头部出现明显的出血现象。通过对鳃组织的显微镜检查，未发现寄生虫感染，同时使用水消毒剂或抗菌药物治疗也未能有效控制疫情。这些迹象表明，此次疾病可能由一种新型病原体引起，而该病原体并非之前已知的病毒。

在2020年，湖北省的黄颡鱼（*Pelteobagrus fulvidraco*）养殖区域也发生了严重的疾病暴发，研究人员成功分离并鉴定出一种黄颡鱼杯状病毒（YcCV），并将其归类为杯状病毒科（*Caliciviridae*）的成员。该病毒的感染症状与美洲鲶鱼的疾病表现相似，且发病时的水温条件也基本一致。由于美洲鲶鱼和黄颡鱼同属于鲇形目（*Siluriformes*），研究团队推测两者之间可能存在某种病毒传播的关联。因此，他们采用针对YcCV非结构蛋白序列的特异性引物（YcCV-F/R），对患病的美洲鲶鱼进行了PCR检测。结果显示，从患病鱼体以及同一养殖场中看似健康的美洲鲶鱼样本中均检测到了与YcCV相似的病毒序列，表明美洲鲶鱼中可能存在一种类似YcCV的新型病毒。基于这些初步发现，研究团队进一步对病毒进行了全面的鉴定和分析，最终确认了该病毒为一种全新的杯状病毒，并将其命名为ChCV。

ChCV的基因组结构与YcCV高度相似，主要由三个开放阅读框组成，分别编码非结构蛋白、衣壳蛋白和辅助蛋白。这种结构在杯状病毒科中较为常见，表明ChCV可能属于该科的一个新种或亚种。通过对基因组序列的进一步分析，研究团队发现ChCV与YcCV的核苷酸同源性约为97%，这说明两者在进化上具有一定的亲缘关系。然而，系统发育分析显示，ChCV和YcCV在杯状病毒目中形成了一个独特的单系分支，表明它们可能具有不同的生态适应性和传播机制。这一发现不仅扩展了杯状病毒的宿主范围，也提示了该病毒在不同水产养殖物种之间可能存在的传播潜力。此外，研究还发现，ChCV在实验感染中表现出显著的致病性，能够引发与自然感染相似的临床症状，并导致受感染鱼体的累积死亡率高达60%。而对照组的鱼体则未出现任何异常，进一步验证了ChCV的致病性。

为了更深入地了解ChCV的致病机制和传播途径，研究团队对病鱼的组织样本进行了系统的病理学分析。结果显示，ChCV感染的鱼体在脾脏、肾脏和鳃组织中表现出多灶性坏死，这是病毒感染的一个典型特征。电子显微镜观察则进一步证实了病毒颗粒的存在，其直径约为30纳米，形态为无包膜的二十面体结构。这些病毒颗粒主要存在于受影响的细胞中，表明病毒可能通过直接感染细胞的方式进行复制和扩散。此外，研究还发现，ChCV感染的鱼体在组织学上表现出一些独特的病变特征，如细胞肿胀、核固缩和细胞间质炎症反应等。这些病变不仅影响了鱼体的生理功能，还可能对鱼体的免疫系统造成破坏，从而导致更高的死亡率。

在实验感染研究中，研究人员使用ChCV的基因组片段对健康的美洲鲶鱼进行了感染实验。结果显示，受感染的鱼体在感染后的数天内开始出现临床症状，包括食欲减退、游动异常和体重下降等。随着时间的推移，这些症状逐渐加重，最终导致大量鱼体死亡。而对照组的鱼体则未表现出任何异常，说明ChCV具有明确的致病性。通过病理学分析，研究人员发现受感染鱼体的脾脏、肾脏和鳃组织中存在显著的坏死和炎症反应，进一步支持了ChCV的致病性。此外，实验还发现，ChCV在不同水温条件下均能有效感染鱼体，且感染后的病程具有一定的传染性，表明该病毒可能在水产养殖环境中具有较强的传播能力。

这一研究结果不仅揭示了ChCV作为一种新型病毒的存在，还为水产养殖业提供了重要的病原学信息。通过基因组测序和系统发育分析，研究人员能够更准确地了解ChCV的起源、进化路径以及与其他杯状病毒的关系。此外，实验感染研究进一步验证了该病毒的致病性和传播能力，为制定有效的防控措施提供了科学依据。考虑到ChCV与YcCV的高同源性以及它们在系统发育树中的相似位置，研究人员推测这两种病毒可能具有共同的祖先，并在不同的宿主中独立演化。这种演化路径可能与宿主的适应性、环境压力以及病毒自身的基因变异等因素有关。

ChCV的发现对水产养殖业的病原学研究具有重要的意义。首先，它扩展了杯状病毒的宿主范围，表明这些病毒不仅存在于哺乳动物和鸟类中，还可能在多种鱼类中广泛传播。其次，ChCV的高致病性和跨物种传播潜力提示了水产养殖业在疾病防控方面需要更加重视病毒的监测和管理。由于病毒的传播可能不受地理或物种限制，因此在养殖过程中，需要加强对不同鱼类之间的病毒传播风险评估。此外，ChCV的出现也提醒了养殖者，必须加强对养殖环境的管理，例如控制水温、改善水质、优化饲料配方等，以减少病毒的传播和感染机会。

在实际应用方面，ChCV的鉴定为水产养殖业提供了一种新的病原体检测方法。通过针对非结构蛋白序列的特异性引物，研究人员能够快速、准确地识别ChCV的存在，这对于早期发现和防控疾病具有重要意义。此外，ChCV的基因组测序结果也为后续的疫苗开发和抗病毒药物研究提供了基础。通过对病毒基因组的深入分析，科学家可以识别出病毒的关键蛋白和复制机制，从而为开发针对性的防控手段提供理论支持。同时，ChCV的传播路径和感染机制也需要进一步研究，以明确其在自然环境中的传播方式和影响因素。

综上所述，ChCV的发现不仅丰富了我们对杯状病毒的认识，也对水产养殖业的疾病防控提出了新的挑战和机遇。随着全球水产养殖业的快速发展，新型病原体的出现频率逐渐增加，这要求我们建立更加完善的病原监测体系，提高对潜在病原体的识别和应对能力。此外，ChCV的跨物种传播潜力提示了不同鱼类之间的病原体共享现象，这可能与环境条件、养殖密度以及鱼体免疫状态等因素有关。因此，在未来的研究中，需要进一步探讨这些因素对病毒传播的影响，并制定相应的防控策略，以降低疾病对水产养殖业的威胁。通过加强病毒监测、优化养殖管理、开展病原学研究等措施，可以有效减少疾病的发生和传播，保障水产养殖业的可持续发展。