禽流感病毒的概述及治療進展

范 博 虢紅梅

（陜西新藥技術開發中心 陜西西安 710075）

禽流感病毒的概述及治療進展

范 博 虢紅梅

（陜西新藥技術開發中心 陜西西安 710075）

近年來，禽流感病毒感染人的病例在中國不斷散發出現，自2012年1月至2016年8月，全國共報告661例人感染禽流感病毒病例，其中死亡277例［1］，禽流感的流行對畜牧業和公共衛生事業存在巨大的威脅。本文從禽流感病毒的結構特征、基因變異、致病性及預防和治療等多個方面對其進行綜述，以便為禽流感的防控提供參考。

禽流感病毒；基因重組；結構特征；感染機理；防治

1997年5月，香港首次發現的人感染H5N1型禽流感病毒病例，研究發現，H5N1的所有基因均來自禽流感病毒，表明禽流感病毒已經能夠跨越種屬屏障感染人類，此后，又陸續發現H5N6、H7N3、H7N7、H7N9、H9N2和H10N8感染人的病例。

1 流感病毒的分型

禽流感病毒（avian influenza virus，AIV）隸屬正黏病毒科，流感病毒屬。國際病毒分類委員會將正黏病毒科分為甲型（A）流感病毒屬、乙型（B）流感病毒屬、丙型（C）流感病毒屬、索戈托病毒屬和傳染性鮭魚貧血癥病毒屬。其中流感病毒屬內各種病毒是根據它們的核蛋白和膜蛋白抗原以及基因特性進行分類的。甲型流感病毒含有血凝素（hemagglutinin，HA）和神經氨酸酶（neural-minidase，NA）兩個表面蛋白，根據這兩個蛋白抗原性的不同，可分為16個HA亞型（H1～H16）和9個NA亞型（N1-N9），HA和NA的不同亞型以HxNx方式共可組合成近200種亞型。近一個世紀，可感染人的AIV主要是H1、H2、H3和N1、N2幾種抗原構成的亞型，其余大多數甲型流感病毒的宿主是禽類，稱為禽流感病毒。

2 禽流感病毒的基因組結構及編碼的蛋白質

AIV病毒顆粒呈球狀或短桿狀，為單股負鏈分節段的RNA病毒，含有8個RNA節段，共編碼10種蛋白，分別為基質蛋白（matrix protein，M）M1和M2，核蛋白NP（nucleocapsid protein，NP），非結構蛋白（non-structural protein，NS）NS1和NS2，RNA聚合酶P蛋白復合體PB1（polymerase B1 protein）、PB2（polymeraseB2 protein）和PA（polymerase Aprotein，PA），以及病毒表面蛋白血凝素（hemagglutinin，HA）和神經氨酸酶（neuraminidase，NA）。

M1和M2是由一個單鏈RNA片段通過RNA剪切編碼的兩個基質蛋白。M1在內部，位于病毒脂質雙分子層下，為疏水性、富含精氨酸的蛋白，以二聚體形式存在，同時結合病毒囊膜和RNA。M2是質子選擇性離子通道，是由97個氨基酸殘基組成的Ⅲ型膜內在蛋白，蛋白單體以二聚體形式存在，二聚體通過疏水作用在膜上形成具有離子通道活性的四聚體，貫穿病毒膜并且暴露在病毒表面，涉及質子傳導，在病毒膜與內涵體膜融合后的病毒脫殼及基因釋放過程發揮關鍵作用。HA蛋白是具有糖基化和乙?；Y構的病毒表面抗原蛋白，是流感病毒的跨膜糖蛋白。HA在細胞內質網合成，以三聚體HA的前體（HA0）形式存在，HA0由3個HA1單體構成的球狀頭部和3個HA2單體及HA1剩余部分組成的柄部構成。球狀頭部區域含有受體結合位點和抗原決定簇，能夠與靶細胞膜上的唾液酸受體結合。NA是鑲嵌在病毒雙層脂膜上的Ⅱ型跨膜糖蛋白，胞內段高度保守，但跨膜序列存在差異，由四個結構完全相同的單位亞基組成同源四聚體。電鏡下觀察，NA單體呈蘑菇狀，由球狀頭部和細長的莖部組成，其中頭部有與神經氨酸的結合部位，莖部則負責將蛋白錨定在病毒包膜表面，幫助四聚體的形成。

病毒HA和NA糖蛋白對特定宿主的受體進行特異性識別是高效復制的先決條件，這暗示著在種間傳遞過程中HA蛋白的受體結合單位要進行重塑。AIV通常對NeuAcα2-3Gal具有高親和力，這種受體通常在禽類消化道和肺的上皮組織表達，相反，能感染人的流感病毒則結合主要表達在人呼吸道無纖毛上皮組織的NeuAcα2-6Gal上，這種受體結合的特異性是阻止AIV感染人的物種屏障的一部分［2］。然而，最近的研究發現，人的氣管上的有纖毛上皮細胞表達有低密度的禽受體樣糖復合物［3］，同樣，雞的上皮細胞上也有少量人唾液酸受體，由此或許可以解釋為什么人類對于AIV感染不是完全絕緣的。在豬和鵪鶉體內，兩種受體的表達密度都很高，據此可以認為這些物種是禽流感和人流感毒株的中間混合器。

3 流感病毒的基因組變異

AIV抗原變異率高，主要有抗原漂移和抗原轉變兩種形式?？乖剖怯捎诓《净虬l生點突變所引起的?？乖D變則是由于兩種不同的流感病毒共同感染同一個細胞后發生基因重配，產生了新的病毒亞型，導致病毒蛋白的抗原性發生大幅度改變?？乖坪涂乖D變能改變病毒表面血凝素蛋白和神經氨酸酶的抗原性，同時有可能產生的新的AIV亞型，從而改變病毒的細胞嗜性，擴大宿主范圍，獲得跨越種屬屏障引發流感大流行的潛力，并對抗群體免疫選擇或藥物壓力，對畜牧業和公共衛生事業存在潛在的威脅。

4 禽流感病毒的致病性

禽流感病毒是在鳥類中廣泛傳播的具有高傳染性和高變異性的病毒。野生鳥類是AIV的天然貯存宿主，但是家禽類也極易受到感染。按照對禽類致病性大小，禽流感病毒可以分為高致病性（highly pathogenic avian influenza virus，HPAIV）和低致病性（1ow pathogenic avian influenza virus，LPAIV）兩類，LPAIV一般在野生水鳥中形成穩定的循環，除宿主間的直接傳播外，大多是通過糞口途徑經消化道感染，而感染哺乳動物（人、豬等）的流感病毒則主要以氣溶膠的方式傳播，大多數攜帶LPAIV的野生水禽很少發病或臨床癥狀不明顯，對家禽僅引起輕微的癥狀。相反，HPAIV可以感染禽類的多種組織和人的呼吸系統，引起多個器官發生炎癥和壞死。HPAIV通過某些LPAIV在禽類種群中循環傳播變異而來。AIV經禽類感染人的途徑主要是呼吸道、糞口途徑及眼結膜。

5 預防和治療

5.1 疫苗

接種疫苗預防流感的有效措施。疫苗的組成根據每年流行的毒株而決定。推薦高風險人群使用針對流行的野生型流感毒的疫苗，包括65歲以上的老人以及患有慢性疾病，尤其是糖尿病、慢性呼吸系統疾病、心臟病及免疫功能不全的患者。多年來的研究表明對易感人群進行大面積疫苗接種可以有效地預防流感病毒感染、減輕臨床癥狀及降低死亡率。因此開發和研制有效的HPAIV疫苗亦是預防禽流感的重要一環。疫苗是現在預防流感感染最有效的方法，在發達國家每年有大量的季節性流感疫苗投入使用。

5.2 抗病毒藥物

使用抗病毒藥物是降低禽流感發病率及死亡率的重要手段之一，在流感爆發時的預防和治療方面都發揮著重要作用。目前FDA批準用于抗流感病毒的藥物分為兩類，分別是M2離子通道抑制劑和神經氨酸酶抑制劑。

5.2.1 M2離子通道抑制劑

金剛烷胺（Symmetrel）和金剛乙胺（Flumadine），是批準用于治療和預防流感的第一代抗流感病毒藥物，通過阻斷M2離子通道（M2通道與病毒脫殼然后進入細胞有直接聯系）的活性抑制病毒復制。

5.2.2 神經氨酸酶抑制劑

神經氨酸酶抑制劑（neuraminidase inhibitors；NAIs）的作用主要是結合在甲型和乙型流感病毒NA糖蛋白的酶切位點上，抑制神經氨酸酶的正常功能，阻止病毒感染細胞，同時干擾病毒從細胞內釋放的過程。1999至2000年，扎那米韋（Relenza）和奧司他韋（Tamiflu）兩種NAIs在許多國家相繼批準應用。NAIs類藥物可抑制流感病毒的復制，降低其致病性，能夠減輕流感的發病癥狀，縮短病程，減少并發癥，但是這類藥物也存在耐藥性的問題。

5.3 血凝素融合抑制劑

禽流感具有感染性的必要條件之一是血凝素前體被水解成HA1和HA2兩個亞基，能夠阻止HA0被水解的分子就具有抗病毒感染的活性。一些絲氨酸蛋白酶抑制劑，如抗蛋白酶肽，亮肽酶素，e-aminocaproic酸，萘莫司他，肺部表面活性劑，人粘液蛋白酶抑制劑等都能在細胞模型和動物模型上降低HA0的水解和AIV的感染。

5.4 抗體藥物

流感病毒防治的另一個研究方向是血凝素中和抗體，一種新型的人單克隆抗體CR6261已進入臨床研究階段［4］。這種抗體和HA近胞膜段結合，通過阻斷流感病毒和宿主細胞的融合起到中和作用。HA廣譜中和抗體為流感病毒研究和防治提供了新的契機，在人類和流感病毒斗爭中樹立了新的里程碑。

6 結語

對AIV的分子結構、細胞嗜性、宿主范圍、治病機制等方面的研究，能使我們清晰而全面的了解AIV的生物學特性，為其預防和治療提供科學依據。雖然現有的疫苗和藥物不能對AIV進行有效的干預和防治，但是很多新的治療靶點正在被發掘，一大批新藥正在研發過程中，相信隨著我們認識和研究的不斷深入以及新技術的不斷運用，人們會研制出高效的疫苗和治療藥物，為畜牧業和人類的健康事業提供堅實的保障。

［1］http://www.nhfpc.gov.cn/zhuzhan/yqxx/lists.shtml

［2］Skehel JJ，Wiley DC. Receptor binding and membrane fusion in virus entry: the influenza hemagglutinin［J］. Annu Rev Biochem，2000，69:531-569

［3］Matrosovich MN，Matrosovich TY，Gray T，et al.Human and avian influenza viruses target different cell types in cultures of human airway epithelium［J］. Proc Natl Acad Sci U S A，2004，101（13）:4620-4624

［4］Shriver Z，Trevejo JM，Sasisekharan R. Antibodybased strategies to prevent and treat influenza. Front Immunol，6:315. doi: 10.3389/ fimmu. 2015.00315

［5］張偉，王承宇，楊松濤，等.流感病毒的分子生物學研究進展［J］.中國比較醫學雜志，2010，20（4）:74-79

［6］World Organization for Animal Health，Chapter 2.7.12.Avian influenza in Manual of Diagnostic Tests and Vaccines for Terrestrail Animals（2004），http://www.oie.int/eng/norms/mmanual/A_00037.htm

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2095-9923（2016）-04