流感病毒基础知识

流行性感冒简称流感,是由流行性感冒病毒引起的呼吸道疾病,具有传染性强、流行面广、潜伏期短、发病率高等特点,在儿童、老人及高危人群中的死亡率很高。有数据表明,每年冬季流感爆发期会使全球人口近10%感染致病。

流感病毒简介

流行性感冒病毒(influenzavirus)简称流感病毒,是引起流行性感冒(流感)的病原体,属于正粘病毒科(Orthomyxoviridae)。(是与粘液蛋白有特殊亲和性病毒中的1科)粘病毒是指对人或某些动物红细胞表面的黏蛋白有亲和力的病毒。正、副粘病毒的区分以其核酸是否分节段为标准,分节段者为正粘病毒,不分节段者为副粘病毒,正粘病毒科只有流感病毒一个种。

(一)形态与结构

流感病毒具有多形态,一般为球形,也有的呈丝状或杆状,病毒直径为80-120nm。流感病毒的结构主要包括内部的核心、衣壳(核衣壳)和外面的包膜(附图)。

Fig.(1)SchematicrepresentationoftheinfluenzaAvirus(Reference[22])

1、核心(core)流感病毒的核酸为分节段、负链单股RNA,称为分节段基因组(segmentedgenome)。其中甲型和乙型流感病毒的核酸分为8个节段,而丙型流感病毒的分为7个节段。每一基因节段分别编码不同的蛋白,决定流感病毒的遗传特性。第1~6基因节段分别编码RNA多聚酶(RNApolymerase)PB

2、PB1、PA、血凝素(hemagglutinin,HA)、核蛋白(nucleoprotein,NP)、神经氨酸酶(neuraminidase,NA);第7基因节段编码包膜蛋白,包括内膜基质蛋白(M1)和膜蛋白(M2);第8节段编码非结构蛋白(nonstructuralprotein,NS)NS1和NS2。流感病毒各基因节段复制后,组装入子代病毒体中,但在组装过程中极易发生基因重组而导致新病毒株的出现,这是流感病毒容易发生变异而出现大流行的主要原因。

2、衣壳(caspid)核蛋白是流感病毒的主要结构蛋白,构成病毒衣壳卷曲包绕在RNA外,并与3种RNA多聚酶(PB1、PB2、PA)一起与RNA节段形成核糖核蛋白(ribonucleoprotein,RNP),即螺旋对称的核衣壳。RNA多聚酶PB1、PB2、PA与RNA的转录有关,核蛋白的抗原性稳定,很少发生变异,具有型特异性。

流感病毒包膜上镶嵌的两种糖蛋白向外突出形成刺突(spike),一种是血凝素(hemagglutinin,HA),另一种是神经氨酸酶(neuraminidase,NA)。HA的数量是NA的4~5倍。

(1)血凝素(HA)流感病毒与宿主细胞的结合部位,是病毒侵入宿主细胞所必需的,因能与多种动物(如鸡、豚鼠)及人类红细胞表面的糖蛋白受体相结合并引起红细胞的凝聚而得名。

HA是流感病毒的主要中和抗原,其表面有五个抗原决定簇,抗HA抗体能够抑制血凝及中和病毒,抑制病毒从感染细胞中释放出来,是重要的保护性抗体。这一重要特征使抗HA的抗体能够对流感病毒产生免疫作用。但HA的抗原结构极易发生改变,从而导致其抗原性的变异,这也成为流感病毒亚型分类的主要依据。

(2)神经氨酸酶(NA)具有酶活性,可水解宿主细胞糖蛋白末端的N-乙酰神经氨酸,有利于成熟病毒的释放,并可防止新生病毒体的聚集。

NA也具有抗原性,抗NA抗体可以抑制新生流感病毒从宿主细胞内释放,但没有中和病毒的作用。NA的抗原结构较易发生变异,是流感病毒亚型划分的另一依据。

(二)分型、变异与流行

根据核蛋白与内膜基质蛋白M1抗原性的不同,可把感染人类的流感病毒分为甲(A)、乙(B)、丙(C)三型。其中甲型流感病毒对人类及多种动物有致病力,是Smith于1933年从雪貂的鼻腔分泌液中首次分离出来的。乙型流感病毒仅对人类有致病力,是1940年由Francis和Magill发现的。丙型流感病毒于1947年由Taylor发现,是对人类危害较小的非临床病原体。

各型流感病毒又根据其表面HA及NA抗原性的不同再分为若干亚型,目前已发现16个HA亚型(H1~H16)和9个NA亚型(N1~N9),而病毒的命名也是据此表示的,人类间流行的亚型主要是H1、H2、H3和N1、N2。流感病毒的抗原性结构由于分节段基因组的存在,使病毒在复制中易发生重组变异,从而产生新的亚型。通过对世界上过去流感流行的资料分析发现,甲型流感病毒的表面抗原HA、NA最易变异,二者可同时变异,也可分别变异。乙型和丙型流感病毒的抗原性比较稳定。自1933年分离出甲型流感病毒以来,已发生多次世界性的大流行(附表)以及大流行间期的小流行。其流行规模的大小,主要取决于病毒表面抗原变异幅度的大小。

附表甲型流感病毒抗原变异情况

流行年代病毒亚型代表病毒株*抗原结构

1934-1946A(原甲型)A/PR/8/34H0N1

1946-1957A1(亚甲型)A/FM/1/47H1N1

1957-1968A2(亚洲甲型)A/Singapore/1/57H2N2

1968-1997A3(香港甲型)A/HongKong/1/68H3N2

1977-A1A3(香港甲型与亚甲型)A/USSR/90/77H1N1

*代表病毒株:型别/病毒分离地点/毒株序号/分离年代(19××),例如,A/HongKong/1/68表示甲型/香港/1/1968年。

禽流感(avianinfluenza,AI)是由甲型流感病毒引起的一种急性传染病,主要发生在禽类,也发生在哺乳动物甚至人类。迄今,已有多起世界高致病性禽流感暴发的报道。研究发现,高致病性禽流感的致病性极强,可导致家禽近100%死亡,1g受污染的禽类粪便所含的病毒可以感染100万只家禽,对禽类危害较大的有H5、H7、H9亚型毒株。一般情况下,禽流感病毒不感染鸟类以外的动物。2003年12月至2004年3月,禽流感(H5N1)在日本、韩国、越南、泰国、中国等国家出现,其中越南、泰国出现人类感染禽流感病毒的病例并造成死亡。

流感病毒感染过程

流感病毒经飞沫传播,进入呼吸道,然后侵入呼吸道黏膜细胞并进行增殖。病毒的复制过程分为吸附、穿入、脱壳、生物

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