两株中国流行的猫泛白细胞减少症病毒现场分离株的多维致病性表征及其肠道功能障碍机制研究

《Microbial Pathogenesis》：Mutidi-mensional pathogenicity characterization with emphasis on intestinal dysfunction mechanism of two circulating Chinese field strains of feline panleukopenia virus

　　

•FPV引发体液免疫应答，导致进行性氧化应激以及促炎/抗炎细胞因子分泌失衡。
•FPV重塑肠道菌群，减少有益微生物并富集机会致病菌，从而加重肠道炎症。
•FPV通过改变连接蛋白、MLCK和N-cadherin破坏紧密连接，导致肠道屏障功能障碍和全身性病变。

**引言**

猫泛白细胞减少症病毒（FPV）是一种无包膜、单链DNA病毒，隶属于细小病毒科（Parvoviridae）原小核病毒属（Protoparvovirus），基因组约为4.5–5.5 kb，直径20–25 nm[1], [2]。FPV导致猫泛白细胞减少症（FP），这是一种急性高度接触性传染病，临床特征包括高热、呕吐、严重出血性肠炎和显著白细胞减少。该病毒在全球范围内分布，可感染猫科（Felidae）、鬣狗科（Hyaenidae）和犬科（Canidae）动物，常导致未免疫幼猫高死亡率[3]。

由于缺乏特异性抗病毒药物，支持性治疗仍是主要治疗手段，而疫苗接种是最有效的预防策略[4]。然而，临床实践中免疫失败事件仍然发生，可能与母源抗体干扰、循环毒株遗传分化以及关键病毒残基突变引起的抗原漂移有关[5]。本研究分离的两种FPV毒株（F513和F1105）来源于已接受FPV疫苗接种的死亡猫，提示现有疫苗可能无法完全防止循环野毒株的感染。值得注意的是，与参考毒株M38246.1相比，F513毒株在VP2衣壳蛋白中携带多个氨基酸突变，这可能反映了疫苗诱导免疫压力下病毒适应性的改变。VP2是中和抗体的主要靶标，该蛋白的突变已被认为与疫苗效力降低和宿主范围改变有关。

经典认知中，FPV主要通过定向破坏快速分裂的肠上皮细胞和淋巴细胞引起肠炎和白细胞减少[6]。然而，近期研究记录了超越经典胃肠道表现的临床表型，包括无明显肠炎的猝死、神经症状和心肌炎，提示病毒遗传变异可能已改变FPV的组织嗜性[7]。这一现象在本研究动物攻毒试验中也有所观察，感染猫出现心肌炎，且几乎所有器官中均可检测到病毒核酸，尽管胃肠道仍是主要靶器官。病毒感染后宿主炎症反应过度激活被认为是重症和死亡的关键驱动因素[8]。FPV诱导多种促炎细胞因子过度表达，触发系统性炎症反应综合征（SIRS），重症可进展为多器官功能障碍综合征（MODS）[9]。

肠道菌群是宿主代谢和免疫功能的关键调节因子，在维持肠道稳态中发挥核心作用[10]。FPV诱导的肠炎破坏肠道菌群稳态并损伤肠道黏膜屏障，形成恶性循环，加剧病毒复制和疾病进展[11]。肠道黏膜屏障的完整性依赖于肠上皮细胞间紧密连接蛋白的正常表达和空间分布。核心紧密连接成分——Claudin-1、Occludin和ZO-1构成主要的细胞旁路密封，限制腔内细菌、内毒素和大分子进入体循环。病毒感染可通过多种汇聚机制破坏该屏障，包括紧密连接蛋白下调或重新分布、肌球蛋白轻链激酶（MLCK）介导的细胞骨架收缩激活以及上皮-间充质转化（EMT）诱导[12]。例如，轮状病毒感染肠上皮细胞可改变Claudin-1、Occludin和ZO-1的分布，导致跨上皮电阻丧失和细胞旁通透性增加。猪流行性腹泻病毒同样通过极性蛋白PAR6调节ZO-3、Claudin-1和Occludin的表达[13]。MLCK激活可磷酸化肌球蛋白II调节轻链，触发Occludin从紧密连接处移除，促进屏障丧失。此外，EMT标志物N-cadherin表达升高表明上皮向间质表型的转化，这破坏上皮极性并进一步损害屏障完整性[14]。病毒或细菌感染可下调紧密连接蛋白表达，导致肠道通透性增加、细菌易位和内毒素血症，加速宿主死亡[15], [16]。尽管有上述一般框架，但关于FPV感染、肠道菌群失调和屏障功能障碍之间相互作用的全面、多维分析仍然匮乏。特别是，FPV破坏紧密连接完整性的分子机制以及这些变化是否与疾病严重程度相关，尚未得到系统研究。

本研究进行全基因组测序至关重要，主要基于三个原因。第一，FPV具有高度遗传保守性（野毒株之间核苷酸同一性常>98.5%），仅分析部分VP2序列可能无法解析毒株特异性进化关系或鉴定衣壳区域之外影响毒力和宿主适应性的突变[17]。第二，完整基因组序列可鉴定所有病毒开放阅读框中的突变，包括NS1和VP1，这些基因日益被公认为影响病毒复制效率和宿主免疫逃逸[18]。第三，全基因组数据对于评估疫苗失败的遗传基础以及追踪分化野毒株的出现至关重要，因为近期研究表明VP2突变如A91S和I101T在循环FPV变异体中普遍存在，可能影响抗原性质和疫苗交叉保护[19]。因此，野毒株与疫苗株的比较基因组分析为评估疫苗效力和指导区域防控策略提供了关键信息。

因此，本研究旨在利用全基因组测序和系统发育分析从已免疫腹泻猫的临床样本中分离当代FPV野毒株，并分析其遗传特征；同时评估这些毒株在猫中的致病性，包括临床症状、病毒复制动力学、组织嗜性和排毒模式；从而研究宿主对FPV感染的多维应答，包括体液免疫、炎症细胞因子动态、全身氧化应激、肠道菌群变化以及肠上皮屏障功能障碍。

我们假设FPV野毒株通过一系列协调的病理事件诱导全身性疾病：病毒在胃肠道的初始复制导致直接上皮损伤并触发氧化应激和肠道菌群失调；这些损伤协同作用通过Claudin-1、Occludin和ZO-1下调、MLCK上调以及EMT诱导破坏紧密连接完整性；由此产生的屏障功能障碍允许细菌易位和全身性炎症，最终导致多器官衰竭，即使存在强健的体液免疫应答也是如此。我们的研究结果证实，FPV感染不是局部性胃肠疾病，而是一种由直接病毒细胞毒性、免疫激活、氧化应激、肠道菌群失调和屏障功能障碍协同作用驱动的复杂全身性疾病。这些结果将肠上皮屏障和炎症级联反应确定为中断FPV疾病进展和改善临床结局的候选靶点。

**节选片段**

**伦理批准和研究设计**

所有动物实验程序均经山东省农业科学院动物科学与兽医学院动物实验伦理审查委员会批准（IIASVM-2025-039）。已从拥有猫的主人处获得临床样本的知情同意。研究分为两个阶段：横断面临床采样和病毒分离阶段，以及随机对照体内攻毒阶段。

**临床样本采集和来源动物**

临床样本（肠道组织和直肠拭子）从……中采集

**FPV的分离和鉴定**

使用八对重叠引物扩增临床样本和空斑纯化病毒的病毒DNA；所有八个片段均显示预期大小（图1A）。两种样本类型使用相同的引物组，以排除培养适应性突变。组装了F513和F1105的完整基因组并进行系统发育分析；两个分离株共享高度核苷酸同一性，并与当代中国FPV毒株聚簇（图1B）。

接种过滤匀浆的F81细胞显示……

**讨论**

猫泛白细胞减少症病毒（FPV）仍然是影响未免疫幼猫的最致命病毒病原体，免疫缺陷群体死亡率超过90%[20]。尽管活疫苗已大幅降低FPV的全球疾病负担，但遗传分化的野毒株持续地方性循环仍造成重大临床损失。大多数既往研究侧重于FPV分子流行病学和疫苗效力，而综合病理生理学……

**结论**

本研究通过建立FPV猫感染模型，全面揭示了FPV感染对宿主的多维系统性损伤。结果显示，FPV感染是一个涉及直接病毒损伤、免疫应答、氧化应激和肠道微生态紊乱的复杂病理过程，可能与肠道屏障功能障碍相关的全身多器官功能障碍有关。本研究不仅加深了对发病机制的理解……

**CRediT作者贡献声明**

杨硕：资源提供。王俊坤：调查研究，数据整理。祁丽红：监督指导，资源提供，项目管理，资金获取。田昂：写作—审阅与编辑，写作—初稿撰写，方法论，调查研究，数据整理，概念构思。郭立辉：可视化，资源提供。方立春：形式分析。王雨蓉：调查研究，数据整理。王雨晴：调查研究，数据整理。吴家强：监督指导，资源提供，项目管理，资金获取。

**伦理声明**

所有实验动物程序严格遵循山东省农业科学院动物科学与兽医学院动物实验伦理审查表（IIASVM-2025-039）中列出的指南。

**数据可用性**

所有与研究相关的数据均已包含在文章中或作为补充信息上传。

**利益冲突**

作者声明他们没有任何已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文所述工作。

**竞争性利益声明**

作者声明他们没有任何已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文所述工作。

**致谢**

本工作得到山东省农业科学院农业科技创新工程项目基金（CXGC2026A09）资助，济南科技研发（202534059）资助，以及杰出人才项目（ts201511069）资助。

田昂|祁丽红|王俊坤|杨硕|王雨晴|王雨蓉|方立春|郭立辉|张林|吴家强