魚類虹彩病毒之研究史

虹彩病毒是一廣泛存在於無脊椎及脊椎動物間的病毒疾病，在脊椎動物中主 要感染兩生類及魚類，其英文名iris 在希臘字中代表著彩虹（rainbow）之意，這 是因虹彩病毒在感染昆蟲後會使蟲體可以被光折射出彩虹的光芒故得其名

（Goorha, 1995）。虹彩病毒內含遺傳物質為雙股去氧核醣核酸之正二十面體病毒，

其基因體大小介於103-212 kb 之間，病毒顆粒直徑為 125-300 nm 之間，虹彩病 毒之結構由內自外分別為核蛋白（nucleoprotein）、脂質內膜（lipid inner membrane）、

3

蛋白鞘（capsid），某些種類之虹彩病毒具有被膜（envelope）的存在。虹彩病毒 在宿主細胞中複製增殖後以出芽（rainbow）的方式離開宿主細胞，再以內胞飲

（endocy）的方式進入鄰近的細胞(Qin et al., 2001)。在電子顯微鏡之觀察下可見 到受感染細胞的細胞質中有處於不同複製階段中的虹彩病毒顆粒的存在，在細胞 質中可見到病毒呈分散或類晶體狀之整齊排列，在宿主細胞內也會有包涵體

（inclusion body）的形成(Kasornchandra and Khongpradit, 1997; Tapiovaara et al., 1998)。虹彩病毒科之病毒主要感染的宿主分佈極廣，主要包括無脊椎動物以及 除了哺乳類以外之脊椎動物(Castric and De Kinkelin, 1984)，可分為五個屬：（1）

Iridovirus：感染多種類之無脊椎動物，主要感染之生物為昆蟲，病毒顆粒直徑為

120 nm，代表性病毒為 Chilo iridescent virus（IV6，或稱為 CIV）。（2）Chloriridovirus：

主要感染蚊蟲為主，病毒顆粒直徑約為180 nm，代表性病毒為 Mosquito iridescent virus（IV3）。（3）Ranavirus：五個屬中唯一感染之宿主為兩棲類及爬蟲類的屬，

也可感染硬骨魚類，並對水產養殖業造成了不少影響（Murali et al., 2002），最近 也被指出與近年來兩棲類的大量減少有關，其代表性病毒為frog virus 3（FV3）。

（4）Lymphocystivirus：可感染多數硬骨魚類，病毒顆粒大小約為 300 nm，代表 性病毒為Lymphocystivirus type 1（LCDV-1），此病毒屬於慢性疾病，感染部位 為真皮層的纖維細胞（fibroblast），感染細胞後會造成細胞腫大形成肉眼可見之 結節，而腫大之纖維細胞在組織病理學觀察下可見到嗜鹼性細胞質內包涵體，此 病毒感染魚隻後造成的死亡率不高，大部分受感染魚隻可自行康復。（5）

Megalocytivirus：近年來才新建立之病毒屬，感染對象主要為淡水及海水魚類，

尤其是暖水性魚類，在水產養殖業上爆發過重大的疫情，代表性病毒如 ISKNV

（infectious spleen and kidney necrosis virus）、RSIV（red sea sbream iridovirus）以 及TGIV（grouper Iridovirus of Taiwan）等。

虹彩病毒最早被報告感染魚類是於1983 年，在美國波士頓 ( Boston ) 地區 之養殖金魚 ( goldfish, Carassius auratus L ) 。而在 1984 年暴發的河鱸 ( redfin

4

perch, Perca fluviatilis ) 幼魚體中，自其內臟內分離出病毒。因此病屬於動物的 流行疾病 ( epizootic disease )，在病魚的造血組織、肝藏、脾臟及胰臟內發現臟 器局部出現壞死的病徵，所以又被稱作為 epizootic haematopoietic necrosis virus ( EHNV ) (Langdon and Humphrey, 1987; Langdon et al., 1986)。受病毒感染之細胞 在穿透式電子顯微鏡觀察下可發現在細胞質中有呈類晶體狀排列之直徑約 148-167 nm，外鞘厚度約 11-15 nm，緻密核心約為 88-110 nm 之病毒顆粒。而 在1985 年澳洲的養殖虹鳟(rainbow trout, Salmon gairdneri )也有虹彩病毒感染症 病例之爆發，其病原在經檢測後發現與EHNV 極為類似，被感染魚隻體色變黑、

食慾下降且運動失調(ataxia)，出現病狀之魚隻致死率高達 100%，解剖後發現病 魚之腎臟及脾臟腫大，經組織病理學檢測後發現病魚脾臟之紅髓、白髓、肝臟及 腎臟出現局部壞死的現象，且在肝細胞中可見到具嗜鹼性之細胞內包涵體 (Langdon et al., 1988)。1990 年在美國奧勒岡州之哥倫比亞河下游發生白鱘魚 ( white sturgeon, Acipenser transmontanus ) 受虹彩病毒之感染，此病毒被命名為 white sturgeon iridovirus ( WSIV )，在河流中成魚後代體內也被檢測出有虹彩病毒

之存在，被感染之魚隻死亡率達23%，組織病理觀察發現到在鰓絲有腫大且深染

之細胞，而經穿透式病毒顯微鏡觀察可見到直徑約267 nm 的病毒顆粒 (Lapatra et al., 1994)。1992 年在新加坡以箱網飼養的鱸滑石斑(brown-spotted grouper, Epinephelus tauvina)也有虹彩病毒感染的爆發，被感染的魚隻行為極不活潑且呈

昏睡狀，因此被稱為sleep grouper disease，魚隻一旦出現臨床症狀，在短短一星 期內便會開始死亡，死亡率約為50%，被感染的鱸滑石斑體型介於 0.1 kg 至 4 kg 間皆有。被感染魚隻的脾臟比一般石斑的脾臟要大上2-3 倍，鰓呈蒼白色，腸內 容物為白色，腎臟偶爾可見蒼白腫大。由組織病理學可見受感染魚隻脾臟有大範 圍壞死，心肌纖維化腫大並有心肌炎及心內膜炎，以穿透式電子顯微鏡觀察得知 病毒顆粒型態為正二十面體，大小為130-160 nm(Chua et al., 1994)。1994 至 1997 年間在中國大陸廣東省所養殖的鱖魚(mandarinfish, Siniperca chuatsia)發生虹彩

5 發虹彩病毒感染症(Chou et al., 1998)，被病毒感染之魚隻外表無明顯病徵，但染

病魚出現活力下降、食慾不振，被感染石斑的累計死亡率為60%，將病毒接種至 100%，而此病毒命名為 grouper iridovirus of Taiwan ( TGIV )。

截至目前為止，總共已經 13 株虹彩病毒完成了完整的基因體序列定序工作，

這 些 病 毒 包 括 了 Iridovirus 屬 的 CIV(Jakob, 2001) ； Chloriridovirus 屬 的 IIV-3(Delhon et al., 2006)；Ranavirus 屬的 ATV(Jancovich et al., 2003)、TFV(He et al., 2002)、SGIV(Song et al., 2004)、GIV(Tsai et al., 2005)與 STIV(Huang et al., 2009)；Lymphocystivirus 屬之 LCDV-1(Tidona and Darai, 1997)以及 LCDV-2(Zhang et al., 2004)；Megalocytivirus 屬的 ISKNV(He, 2001)、RBIV（(Do et al., 2004)、

OSGIV(Lu et al., 2005)以及 TRBIV0(Shi et al., 2010a)，有了這些完整的病毒基因 體序列後將有助於我們更進一步了解在虹彩病毒科中不同病毒株間的演化分類 地位，且借由研究病毒之各個開放讀架後，可有助於讓我們了解不同開放讀架在 病毒感染宿主個體後不同時期中所扮演的角色以及重要程度。

本實驗室所使用之grouper iridovirus（GIV）為 1998 年自南部所養殖之石斑

6

體內分離所得到，並在2005 年完成其病毒之全部基因體的序列定序與分析工作 (Tsai et al., 2005)。由分析後的結果得知 GIV 之基因序列中包含了 139 個開放讀 架（open reading frames, ORF）(Tsai et al., 2007)，將此病毒與其他已發表過的虹 彩病毒基因序列比較分析後，發現 GIV 具有以下幾種特徵：（1）GIV 是感染兩 棲類動物的 Ranavirus 屬中感染魚類的病毒。（2）GIV 序列中的 CpG 序列沒有 methylation 並且缺少 DNA methlytransferase 基因。（3）GIV 含有 purine nucleoside phosphorylase 基因，此種特徵僅在 GIV 及 SGIV（singapore grouper iridovirus）

中發現。