禽流感病毒分子生物學(xué)研究概述

張影/哈藥集團生物疫苗有限公司

禽流感病毒分子生物學(xué)研究概述

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AIV根據(jù)病毒核蛋白和基質(zhì)蛋白的不同可分為A、B、C3個血清型，A型變異性高，依據(jù)HA和NA可將A型流感病毒分成若干亞型，不同的H抗原或N抗原之間無交叉反應(yīng)。根據(jù)AIV對禽類致病性的不同，可分為高、低和無致病力毒株。AIV對熱比較敏感，加熱80℃2 min可致死亡，抗低溫，在-20℃可保存數(shù)月；紫外線、普通消毒藥均能將其滅活。

一、禽流感病毒的基因組

AIV的基因組分為8個片段，核酸總長度約為13.6Kb，編碼10種蛋白質(zhì)。所有流感病毒各個RNA節(jié)段其5′和3′末端均具有保守性，RNA5′末端13個核苷酸序列均為AGUAGAAACAAGG，3′末端12個核苷酸序列為UCGUUUUCGUCC-5′。各個片段兩端又有一些保守序列，由于3′末端和5′末端的部分序列反向互補，3′末端第10～15個核苷酸與5′末端第11～16個核苷酸通過堿基配對形成鍋柄狀的二級結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是病毒RNA聚合酶結(jié)合所必需的核苷酸識別位點。在每一片段靠近5′端15～21核苷酸處有一保守區(qū)，其序列為PolyU，這一保守區(qū)在病毒mRNA合成時是產(chǎn)生PolyA的信號。

二、禽流感病毒基因編碼的主要蛋白質(zhì)

（一）血凝素（HA）

HA是AIV最主要的表面抗原，以三聚體的形式突出于囊膜的外表面。HA具有與細(xì)胞表面病毒特異性受體結(jié)合、介導(dǎo)病毒外膜與細(xì)胞內(nèi)小體膜融合釋放病毒核衣殼進入胞漿，以及刺激機體產(chǎn)生中和性抗體等作用。

（二）神經(jīng)氨酸酶（NA）

NA是具有催化活性的同源四聚體，功能是使病毒顆粒從宿主細(xì)胞受體上游離下來。NA是一種外切糖苷酶，能識別特異的唾液酸，可從a-糖苷鍵上除去N-乙酰葡萄胺，從而加速病毒從宿主細(xì)胞表面釋放出來。

（三）基質(zhì)蛋白（MP）

MP包括M1、M2，M1由252個氨基酸殘基組成，位于病毒囊膜內(nèi)側(cè)，具有特異性，其抗原性的差異是流感病毒分型依據(jù)。M2由97個氨基酸殘基組成，是病毒囊膜上蛋白組分之一。

（四）聚合酶蛋白

AIV的聚合酶由PB1、PB2、PA三種成分組成，它們的氨基酸序列都含有一個特異的親核序列區(qū)，其作用是使這幾種蛋白質(zhì)在胞漿合成后能順利進入細(xì)胞核。聚合酶與病毒mRNA轉(zhuǎn)錄、延伸以及cRNA 和vRNA的合成有關(guān)。

（五）核蛋白（NP）

NP是構(gòu)成病毒核衣殼的主要蛋白成分，由498個氨基酸殘基組成，富含Arg，主要功能是與vRNA形成RNP復(fù)合體，使其免受RNase作用，另外還與病毒轉(zhuǎn)錄有關(guān)。

（六）非結(jié)構(gòu)蛋白（NS）

NS包括NS1和NS2，研究發(fā)現(xiàn)，NS具有抑制干擾素的作用，而且能夠抑制宿主細(xì)胞Pre-mRNA的運輸和剪接，從而關(guān)閉宿主細(xì)胞的基因表達，并且可以增強病毒mRNA翻譯的效率。

三、禽流感病毒的致病力

AIV表面糖蛋白與被感染細(xì)胞的受體之間相互作用是病毒致病性的基礎(chǔ)，HA在其中起著最為重要的作用，HA能否裂解為HA1和HA2是 AIV能否感染細(xì)胞的先決條件。低致病性AIV的HA裂解位點處一般就只有單個的精氨酸，這種毒株的HA蛋白只能被呼吸道、消化道等少數(shù)細(xì)胞中的蛋白酶所裂解，因而只能導(dǎo)致溫和感染或亞臨床感染；高致病性的HA裂解位點處有多個連續(xù)的堿性氨基酸存在，可以被多種蛋白酶所識別裂解，因而可以在宿主不同組織細(xì)胞中生長繁殖，一旦感染即可造成感染禽全身系統(tǒng)衰竭并導(dǎo)致死亡。

四、禽流感病毒毒力變異的分子基礎(chǔ)

（一）抗原漂移

AIV的RNA復(fù)制酶缺乏校正能力，編碼HA和NA蛋白質(zhì)的基因非同義替換的積累使其基因容易發(fā)生突變而發(fā)生抗原漂移?？乖浦饕怯蒆A和/或NA基因發(fā)生點突變引起的，其中HA基因的變異率最高，每個核苷酸在每個復(fù)制周期中的變異率可高達2×10-3，其次為NA基因。

（二）抗原轉(zhuǎn)變

A型AIV是分節(jié)段、單股負(fù)連的RNA病毒，有8個基因片段。當(dāng)2個或2個以上的不同病毒粒子同時感染1個宿主細(xì)胞時，在病毒的增殖過程中，不同病毒粒子的8個基因組片段可以隨機相互交換，從而發(fā)生核酸片段水平上的重新組合，通過基因重排有可能產(chǎn)生高致病力的毒株。

五、總結(jié)

禽流感防治的難點在于AIV的變異性高，這也是AIV多型性的原因。在AIV分子生物學(xué)上的研究，對揭示其基因變異規(guī)律、致病機制及抗病毒藥物的研究都具有十分重要的意義。另外AIV分子生物學(xué)研究對AIV分子流行病學(xué)監(jiān)測有一定的指導(dǎo)作用，由于疫苗的使用增加了對病毒的選擇壓力，勢必引起病毒的抗原性、致病性及感染宿主的改變，因此加強AIV的分子流行病學(xué)監(jiān)測及時掌握病毒的變異狀況及進化動態(tài)，這將對預(yù)防AIV感染人類及挑選疫苗候選株都有重要意義。

（略）