禽流感病毒

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目錄

分型

禽流感病毒(AIV)屬甲型流感病毒。流感病毒屬于RNA病毒的正黏病毒科,分甲、乙、丙3個(gè)型。其中甲型流感病毒多發(fā)于禽類,一些亞型也可感染豬、馬、海豹和鯨等各種哺乳動(dòng)物及人類;乙型和丙型流感病毒則分別見(jiàn)于海豹和豬的感染?! ?/p>

形態(tài)學(xué)

甲型流感病毒呈多形性,其中球形直徑80~120nm,有囊膜。基因組為分節(jié)段單股負(fù)鏈RNA。依據(jù)其外膜血凝素(H)/和神經(jīng)氨酸酶(N)蛋白抗原性的不同,目前可分為15個(gè)H亞型(H1~H15)和9個(gè)N亞型(N1~N9)。感染人的禽流感病毒亞型主要為H5N1、H9N2、H7N7,其中感染H5N1的患者病情重,病死率高。

研究表明,原本為低致病性禽流感病毒株(H5N2、H7N7、H9N2),可經(jīng)6~9個(gè)月禽間流行的迅速變異而成為高致病性毒株(H5N1)?! ?/p>

特征

致病能力

一般來(lái)說(shuō),禽流感病毒與人流感病毒存在受體特異性差異,禽流感病毒是不容易感染給人的。個(gè)別造成人感染發(fā)病的禽流感病毒可能是發(fā)生了變異的病毒。變異的可能性一是兩種以上的病毒進(jìn)入同一細(xì)胞進(jìn)行重組,如豬既可感染人流感病毒,又可能感染禽流感病毒,每種病毒都具有8個(gè)基因片段,從理論上講,可以形成256個(gè)的重組病毒;二是病毒基因位點(diǎn)由于某種因素的影響,槐洹?983年4月,美國(guó)賓夕法尼亞州曾暴發(fā)H5N2型病毒引起的雞和火雞低致病性禽流感,由于沒(méi)有及時(shí)得到有效控制,到同年10月份,同樣的H5N2型毒株突然由低致病性變成高致病性,造成禽類大量死亡。  

適應(yīng)能力

禽流感病毒對(duì)乙醚、氯仿丙酮等有機(jī)溶劑均敏感。常用消毒劑容易將其滅活,如氧化劑、稀酸十二烷基硫酸鈉、鹵素化合物(如漂白粉和碘劑)等都能迅速破壞其傳染性

禽流感病毒對(duì)熱比較敏感,65°C加熱30min或煮沸(100°C)2min以上可滅活。病毒在糞便中可存活1周,在水中可存活1個(gè)月,在pH﹤4.1的條件下也具有存活能力。病毒對(duì)低抗溫抵力較強(qiáng),在有甘油保護(hù)的情況下可保持活力1年以上。

病毒在直射陽(yáng)光下40~48h即可滅活,如果用紫外線直接照射,可迅速破壞其傳染性?! ?/p>

流行病學(xué)

(一).傳染源

禽流感病毒可在水禽消化道中繁殖。

主要為患禽流感或攜帶禽流感病毒的家禽,另外野禽或豬也可成為傳染源。許多家禽都可感染病毒發(fā)?。夯痣u、雞、鴿子、珍珠雞、鵪鶉、鸚鵡等陸禽都可感染發(fā)病,但以火雞和雞最為易感,發(fā)病率死亡率都很高;鴨和鵝等水禽也易感染,并可帶毒或隱性感染,有時(shí)也會(huì)大量死亡。各種日齡的雞和火雞都可感染發(fā)病死亡,而對(duì)于水禽如雛鴨、雛鵝其死亡率較高。

除野禽,如天鵝、燕鷗、野鴨、海岸鳥(niǎo)和海鳥(niǎo)等外,還從以下多種鳥(niǎo)中分離到流感病毒;燕八哥、石雞、麻雀、烏鴉、寒鴉、鴿、巖鷓鴣、燕子、蒼鷺、加拿大鵝及番鴨等。據(jù)國(guó)外報(bào)道,已發(fā)現(xiàn)帶禽流感病毒的鳥(niǎo)類達(dá)88種,而鼠類不能自然感染流感病毒。

不同品種的家禽感染禽流感的幾率不同,但目前尚未發(fā)現(xiàn)高致病性禽流感的發(fā)生與禽的性別有關(guān),高致病性禽流感病毒也可通過(guò)雞蛋傳播。

高致病性禽流流在禽群之間的傳播主要依靠水平傳播,如空氣、糞便、飼料和飲水等;而垂直傳播的證據(jù)很少。但通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明,實(shí)驗(yàn)感染雞的蛋中含有流感病毒,因此不能完全排除垂直傳播的可能性。所以,不能用污染雞群的種蛋做孵化用。

病毒可以隨病禽的呼吸道、眼鼻分泌物、糞便排出,禽類通過(guò)消化道和呼吸道途徑感染發(fā)病。被病禽糞便、分泌物污染的任何物體,如飼料、禽舍、籠具、飼養(yǎng)管理用具、飲水、空氣、運(yùn)輸車輛、人、昆蟲(chóng)等都可能傳播病毒?! ?/p>

(二).傳播途徑

主要經(jīng)呼吸道傳播,通過(guò)密切接觸感染的禽類及其分泌物、排泄物,受病毒污染的水等,以及直接接觸病毒毒株被感染。在感染水禽的糞便中含有高濃度的病毒,并通過(guò)污染的水源泉由糞便-口途徑傳播流感病毒。目前還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)人感染的隱性帶毒者,尚無(wú)人與人之間傳播的確切證據(jù)。

人類對(duì)禽流感的研究和防治工作已有100多年的歷史。目前研究結(jié)果表明,禽流感病毒中缺乏人流感病毒的基因片段,除非禽流感病毒與人流感病毒發(fā)生基因重組,否則它很難侵犯人類,導(dǎo)致人與人間傳播。人禽流感的發(fā)生,目前只可能是因接觸的病禽而感染。人感染病毒的幾率很小。  

(三).易感人群

一般認(rèn)為任何年齡均具有易感性,但12歲以下兒童發(fā)病率較高,病情較重。與不明原因病死家禽或感染、疑似感染禽流感家禽密切接觸人員為高危人群?! ?/p>

(四).流行特征

禽流感是世界范圍分布的,1994年、1997年、1999年和2003年分別在澳大利亞、意大利、中國(guó)香港、荷蘭等地爆發(fā),2005年則主要在東南亞和歐洲爆發(fā)。除雞群中的禽流感主要發(fā)生在冬、春季節(jié)外,沒(méi)有其他明顯的規(guī)律性。高致病性禽流感疫情的蔓延引起世界關(guān)注。我國(guó)氣象專家對(duì)疫情地氣候特征的分析表明,禽流感“不喜”睛熱天氣。

世界衛(wèi)生組織(WHO)認(rèn)為,病禽糞便是傳播的主要渠道,也有專家認(rèn)為,候鳥(niǎo)的遷徙也是傳播途徑之一。

天氣氣候條件作為自然環(huán)境中的一個(gè)重要因子,其變化或異常通常會(huì)對(duì)一些疾病的發(fā)生、加重或緩解起一定作用。專家認(rèn)為,禽流感病毒喜歡冷涼和潮濕,陽(yáng)光中的紫外線對(duì)病毒有一定的殺滅作用。冬末春初,冷空氣活動(dòng)頻繁,氣溫忽高忽低,對(duì)控制和預(yù)防禽流感的發(fā)生將是不利的。另外,隨著氣溫的回暖,候鳥(niǎo)將會(huì)向北遷徙,候鳥(niǎo)傳播病毒的范圍將會(huì)擴(kuò)大,對(duì)控制禽流感發(fā)生也將是不利的。

WHO認(rèn)為,病雞糞便中的H5N1禽流感病毒株會(huì)散布在空氣中,并被風(fēng)帶走而傳播禽流感。從日照時(shí)數(shù)看,分析材料顯示,日照較少的地區(qū)易發(fā)生禽流感。這與農(nóng)業(yè)專家提出的禽流感病毒在陽(yáng)光下只能存活24~28h,一般多在冬春兩季流行,在5~10月份就基本平復(fù)的觀點(diǎn)是一致的。

高致病性禽流感病毒主要通過(guò)空氣進(jìn)行傳染,借助病毒表面的血凝素(H),與呼吸道黏膜上皮細(xì)胞表面的相應(yīng)受體結(jié)合,吸附可宿主的呼吸道上皮細(xì)胞上。又借助病毒表面的神經(jīng)氨酸酶(N)作用于核蛋白的受體,使病毒和上皮細(xì)胞的核蛋白結(jié)合,在核內(nèi)組成RNA型可溶性抗原,并滲出胞質(zhì)周圍,復(fù)制子代病毒,通過(guò)神經(jīng)氨酸本作用,以出芽方式排出上皮細(xì)胞。一個(gè)復(fù)制過(guò)程的周期為4~6h,排出的病毒擴(kuò)散至附近細(xì)胞,產(chǎn)生炎癥反應(yīng),臨床上出現(xiàn)發(fā)熱,肌肉痛白細(xì)胞減低等全身毒血癥樣反應(yīng)。

病毒主要侵入呼吸道黏膜的上皮細(xì)胞,引起上皮細(xì)胞增生壞死、黏膜局部充血、水腫和淺表潰瘍等卡他性病變。4~5d后,基底細(xì)胞層病變可擴(kuò)展到支氣管、細(xì)支氣管、肺泡和支氣管周圍組織,引起黏膜水腫、充血、淋巴細(xì)胞浸潤(rùn),并伴有微血管栓塞、壞死、小動(dòng)脈瘤形成和出血等,引發(fā)全身毒血癥樣反應(yīng)。少數(shù)重癥進(jìn)行性肺炎細(xì)支氣管炎癥變化外,可有肺泡壁充血水腫、纖維蛋白滲出,單核細(xì)胞浸潤(rùn)和透明膜形成,以及肺出血等,引起諸多并發(fā)癥。

高致病性禽流感病毒毒力較強(qiáng),引發(fā)的傳染性變態(tài)反應(yīng)(IV型變態(tài)反應(yīng))是導(dǎo)致進(jìn)行性肺炎、急性呼吸窘迫綜合證(ARDS)和多器官功能障礙綜合征(MODS)等嚴(yán)重并發(fā)癥的根本原因?! ?/p>

病理改變

單純型流感

僅有上呼吸道卡他性炎癥變化,黏膜可見(jiàn)充血、水腫及淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)。纖維上皮細(xì)胞變性、壞死、脫落?! ?/p>

肺炎型流感

肺臟是暗紅樣水腫。氣管、支氣管內(nèi)有血性分泌物、黏膜充血,其纖毛上皮細(xì)胞壞死脫落,黏膜下層灶性出血、水腫和白細(xì)胞浸潤(rùn),肺泡中有纖維蛋白滲出液,含中性粒細(xì)胞及淋巴細(xì)胞。肺中葉肺泡有出血,肺泡內(nèi)可有透明膜,肺組織易分離出流感病毒。  

嚴(yán)重并發(fā)癥型流感

主要病理改變?yōu)?a href="/w/%E8%82%BA%E5%AE%9E%E5%8F%98" title="肺實(shí)變">肺實(shí)變。由于肺間質(zhì)水腫、間質(zhì)負(fù)壓減小,增加小氣道陷閉傾向,導(dǎo)致肺不張;肺泡膜表面活性物質(zhì)減少,肺泡亦陷隱閉;加之肺充血,使肺容量減小和肺順應(yīng)性下降,導(dǎo)致急性呼吸急迫綜合征等嚴(yán)重并發(fā)癥?! ?/p>

分子生物學(xué)特征

分子結(jié)構(gòu)

禽流感病毒聚合酶晶體結(jié)構(gòu)

近年來(lái),由H5N1亞型禽流感病毒引起的疫情廣泛傳播對(duì)人類的健康造成全球性的重大威脅。由于病毒的不斷變異,開(kāi)發(fā)新型抗流感藥物成為各國(guó)極為迫切的重大課題。其中,揭示與流感病毒密切相關(guān)的蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)不僅對(duì)揭示流感病毒復(fù)制機(jī)制具有重要科學(xué)意義,而且對(duì)開(kāi)發(fā)抗流感病毒藥物具有重要價(jià)值。最近,由中科院生物物理研究所劉迎芳研究員領(lǐng)導(dǎo)的研究組和饒子和院士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在這一領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展,他們?cè)趪?guó)際上率先揭示了流感病毒聚合酶關(guān)鍵部分PA亞基與PB1多復(fù)合體的精細(xì)三維結(jié)構(gòu)。

流感A病毒聚合酶由三種蛋白組成——PA、PB1和PB2,是轉(zhuǎn)錄和復(fù)制的關(guān)鍵?,F(xiàn)在,兩個(gè)小組報(bào)告了禽流感病毒H5N1 PA 的C-端區(qū)域在與PB1的PA結(jié)合區(qū)域所形成的復(fù)合物中的晶體結(jié)構(gòu)。這項(xiàng)結(jié)構(gòu)研究對(duì)于新型抗病毒藥物的設(shè)計(jì)可能會(huì)有用。

流感病毒基因組含有8個(gè)RNA片段,已知可以編碼11種病毒蛋白質(zhì)。其中,由PA,PB1和PB23個(gè)亞基組成的聚合酶復(fù)合體是負(fù)責(zé)病毒基因組RNA復(fù)制以及病毒mRNA轉(zhuǎn)錄的關(guān)鍵組分,同時(shí)由于它的高度保守性、低突變率,成為抗流感病毒藥物設(shè)計(jì)的重要靶點(diǎn)。多年來(lái)的研究認(rèn)為,PB1是病毒RNA聚合酶的催化亞基,負(fù)責(zé)病毒RNA的復(fù)制以及轉(zhuǎn)錄;PB2是負(fù)責(zé)以一種稱為“Snatch”的方式奪取宿主mRNA的CAP帽子結(jié)構(gòu)用于病毒mRNA轉(zhuǎn)錄。而PA亞基不但參與病毒復(fù)制過(guò)程,而且還參與病毒RNA轉(zhuǎn)錄、內(nèi)切核酸酶活性、具有蛋白酶活性以及參與病毒粒子組裝等多種病毒活動(dòng)過(guò)程,因而在整個(gè)聚合酶復(fù)合體的研究中顯得格外重要。在經(jīng)過(guò)晶體生長(zhǎng)條件篩選、晶體質(zhì)量?jī)?yōu)化、高分辨率數(shù)據(jù)收集、相位解析、電子密度圖解釋以及結(jié)構(gòu)修正等難關(guān),他們利用全新的思路,解析了PA與PB1氨基端多肽蛋白復(fù)合體的2.9埃分辨率晶體結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)清晰顯示了PA與PB1多肽相互作用模式,發(fā)現(xiàn)該作用位點(diǎn)的氨基酸殘基在流感病毒中高度保守,這為廣譜抗流感(包括人流感和禽流感)藥物研究提供了一個(gè)理想的靶蛋白。同時(shí),根據(jù)該復(fù)合體結(jié)構(gòu)以及已知的一些蛋白突變體研究結(jié)果,推測(cè)了PA亞基在聚合酶中作用,為進(jìn)一步功能研究提供了分子基礎(chǔ)。這一復(fù)合體結(jié)構(gòu)的揭示,對(duì)揭示流感病毒聚合酶作用機(jī)制以及開(kāi)展針對(duì)流感病毒藥物設(shè)計(jì)工作都具有十分重要意義?! ?/p>

聚合酶又稱DNA聚合酶。

系專司生物催化合成脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)的一類酶的統(tǒng)稱。

可分為以下幾個(gè)類群:(1)依賴DNA的DNA聚合酶;(2)依賴RNA的DNA聚合酶;(3)依賴DNA的RNA聚合酶;(4)依賴RNA的RNA聚合酶。前兩者是DNA聚合酶,它使DNA復(fù)制鏈按模板順序延長(zhǎng)。如在原核生物中僅就大腸桿菌中已被發(fā)現(xiàn)的就有三種(分別簡(jiǎn)稱為P01Ⅰ,P01Ⅱ和P01Ⅲ等);DNA聚合酶只能在有引物的基礎(chǔ)上,即在DNA或RNA引物的3′-OH延伸,這DNA的合成方向記為5′→3′。換言之DNA聚合酶催化反應(yīng)除底物(αNTP)外,還需要Mg2+、模板DNA和引物,迄今細(xì)胞內(nèi)尚無(wú)發(fā)現(xiàn)可從單體起始DNA的合成。同樣,上述(3)和(4)是催化RNA生物合成反應(yīng)中最主要的RNA合成酶,它們以四種三磷酸核糖核苷(NTP)為底物,并需有DNA模板以及Mn2+及Mg2+的存在下,在前一個(gè)核苷酸3′-OH與下一個(gè)核苷酸的5′-P聚合形成3′,5′-磷酸二酯鍵,其新生鏈的方向也是5′→3′。RNA聚合酶也大量存在于原核和真核生物的細(xì)胞中。如大腸桿菌RNA聚合酶分子量4.8×105,由5條多肽鏈組成,分別命名為α,α,β,β′,和γ,全酶可用α2ββ′λ表示。真核生物RNA聚合酶分子大于5×105,由10~12個(gè)大小不等亞基組成。聚合酶除作為自然界生命活動(dòng)中不可缺少的組分外,在實(shí)驗(yàn)室中大多用作生命科學(xué)研究的工具酶類之一?! ?/p>

與人類疾病關(guān)系

感染人的禽流感病毒亞型主要為H5N1、H9N2、H7N7,其中感染H5N1的患者病情重,病死率高。研究表明,原本為低致病性禽流感病毒株(H5N1、H7N7、H9N2),可經(jīng)6~9個(gè)月禽間流行的迅速變異而成為高致病性毒株(H5N1)。

傳播途徑 要經(jīng)呼吸道傳播,通過(guò)密切接觸感染的禽類及其分泌物、排泄物,受病毒污染的水等,以及直接接觸病毒毒株被感染。在感染水禽的糞便中含有高濃度的病毒,并通過(guò)污染的水源泉由糞便-口途徑傳播流感病毒。目前還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)人感染的隱性帶毒者,尚無(wú)人與人之間傳播的確切證據(jù)。

人類對(duì)禽流感的研究和防治工作已有100多年的歷史。目前研究結(jié)果表明,禽流感病毒中缺乏人流感病毒的 基因片段,除非禽流感病毒與人流感病毒發(fā)生基因重組,否則它很難侵犯人類,導(dǎo)致人與人間傳播。人禽流感的發(fā)生,目前只可能是因接觸的病禽而感染。人感染病 毒的幾率很小。

禽流感病毒屬甲型流感病毒。流感病毒屬于RNA病毒的正黏病毒科,分甲、乙、丙3個(gè)型?! ?/p>

預(yù)防治療

疫苗

流感病毒疫苗接種是當(dāng)前人類預(yù)防流感的首選措施,然而,由于流感病毒血清型眾多,一旦流感病毒疫苗株流行株的抗原性不匹配,就會(huì)導(dǎo)致疫苗失效,無(wú)法提供相應(yīng)的保護(hù);同時(shí)由于流感病毒變異的速度很快,疫苗研發(fā)的速度落后于病毒變異的速度,新的流行株出現(xiàn)后,其對(duì)應(yīng)疫苗的制備至少需要6個(gè)月的時(shí)間,造成疫苗制備一直處于被動(dòng)狀態(tài),故無(wú)論傳統(tǒng)滅活疫苗,還是基因工程疫苗、核酸疫苗等新型疫苗都無(wú)法對(duì)所有類型的流感病毒提供交叉保護(hù)。  

抑制藥物

目前用于治療流感的化學(xué)藥物有兩大類:一是離子通道抑制劑,即以流感病毒的離子通道蛋白M2為靶標(biāo),通過(guò)干擾流感病毒M2蛋白的離子通道活性而阻礙流感病毒的復(fù)制,該藥有較大的毒副作用,而且目前已經(jīng)出現(xiàn)耐藥株。二是神經(jīng)氨酸酶抑制劑,即以流感病毒的神經(jīng)氨酸酶NA為靶標(biāo)的抑制劑,通過(guò)抑制該酶的活性而有效地抑制病毒粒子在宿主細(xì)胞膜表面的釋放,從而抑制流感病毒感染新的宿主細(xì)胞的過(guò)程。目前在H5N1禽流感病毒感染的患者體內(nèi)也出現(xiàn)了對(duì)該藥的耐藥株。此外還有些人工合成的唾液酸寡聚糖類似物和抗A型流感病毒的單味和復(fù)方中藥制劑,但都因種種原因難以在大范圍內(nèi)推廣。

參看

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