禽流感病毒的概述及治疗进展

范 博 虢红梅

（陕西新药技术开发中心 陕西西安 710075）

禽流感病毒的概述及治疗进展

范 博 虢红梅

（陕西新药技术开发中心 陕西西安 710075）

近年来，禽流感病毒感染人的病例在中国不断散发出现，自2012年1月至2016年8月，全国共报告661例人感染禽流感病毒病例，其中死亡277例［1］，禽流感的流行对畜牧业和公共卫生事业存在巨大的威胁。本文从禽流感病毒的结构特征、基因变异、致病性及预防和治疗等多个方面对其进行综述，以便为禽流感的防控提供参考。

禽流感病毒；基因重组；结构特征；感染机理；防治

1997年5月，香港首次发现的人感染H5N1型禽流感病毒病例，研究发现，H5N1的所有基因均来自禽流感病毒，表明禽流感病毒已经能够跨越种属屏障感染人类，此后，又陆续发现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）隶属正黏病毒科，流感病毒属。国际病毒分类委员会将正黏病毒科分为甲型（A）流感病毒属、乙型（B）流感病毒属、丙型（C）流感病毒属、索戈托病毒属和传染性鲑鱼贫血症病毒属。其中流感病毒属内各种病毒是根据它们的核蛋白和膜蛋白抗原以及基因特性进行分类的。甲型流感病毒含有血凝素（hemagglutinin，HA）和神经氨酸酶（neural-minidase，NA）两个表面蛋白，根据这两个蛋白抗原性的不同，可分为16个HA亚型（H1～H16）和9个NA亚型（N1-N9），HA和NA的不同亚型以HxNx方式共可组合成近200种亚型。近一个世纪，可感染人的AIV主要是H1、H2、H3和N1、N2几种抗原构成的亚型，其余大多数甲型流感病毒的宿主是禽类，称为禽流感病毒。

2 禽流感病毒的基因组结构及编码的蛋白质

AIV病毒颗粒呈球状或短杆状，为单股负链分节段的RNA病毒，含有8个RNA节段，共编码10种蛋白，分别为基质蛋白（matrix protein，M）M1和M2，核蛋白NP（nucleocapsid protein，NP），非结构蛋白（non-structural protein，NS）NS1和NS2，RNA聚合酶P蛋白复合体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）和神经氨酸酶（neuraminidase，NA）。

M1和M2是由一个单链RNA片段通过RNA剪切编码的两个基质蛋白。M1在内部，位于病毒脂质双分子层下，为疏水性、富含精氨酸的蛋白，以二聚体形式存在，同时结合病毒囊膜和RNA。M2是质子选择性离子通道，是由97个氨基酸残基组成的Ⅲ型膜内在蛋白，蛋白单体以二聚体形式存在，二聚体通过疏水作用在膜上形成具有离子通道活性的四聚体，贯穿病毒膜并且暴露在病毒表面，涉及质子传导，在病毒膜与内涵体膜融合后的病毒脱壳及基因释放过程发挥关键作用。HA蛋白是具有糖基化和乙酰化结构的病毒表面抗原蛋白，是流感病毒的跨膜糖蛋白。HA在细胞内质网合成，以三聚体HA的前体（HA0）形式存在，HA0由3个HA1单体构成的球状头部和3个HA2单体及HA1剩余部分组成的柄部构成。球状头部区域含有受体结合位点和抗原决定簇，能够与靶细胞膜上的唾液酸受体结合。NA是镶嵌在病毒双层脂膜上的Ⅱ型跨膜糖蛋白，胞内段高度保守，但跨膜序列存在差异，由四个结构完全相同的单位亚基组成同源四聚体。电镜下观察，NA单体呈蘑菇状，由球状头部和细长的茎部组成，其中头部有与神经氨酸的结合部位，茎部则负责将蛋白锚定在病毒包膜表面，帮助四聚体的形成。

病毒HA和NA糖蛋白对特定宿主的受体进行特异性识别是高效复制的先决条件，这暗示着在种间传递过程中HA蛋白的受体结合单位要进行重塑。AIV通常对NeuAcα2-3Gal具有高亲和力，这种受体通常在禽类消化道和肺的上皮组织表达，相反，能感染人的流感病毒则结合主要表达在人呼吸道无纤毛上皮组织的NeuAcα2-6Gal上，这种受体结合的特异性是阻止AIV感染人的物种屏障的一部分［2］。然而，最近的研究发现，人的气管上的有纤毛上皮细胞表达有低密度的禽受体样糖复合物［3］，同样，鸡的上皮细胞上也有少量人唾液酸受体，由此或许可以解释为什么人类对于AIV感染不是完全绝缘的。在猪和鹌鹑体内，两种受体的表达密度都很高，据此可以认为这些物种是禽流感和人流感毒株的中间混合器。

3 流感病毒的基因组变异

AIV抗原变异率高，主要有抗原漂移和抗原转变两种形式。抗原漂移是由于病毒基因发生点突变所引起的。抗原转变则是由于两种不同的流感病毒共同感染同一个细胞后发生基因重配，产生了新的病毒亚型，导致病毒蛋白的抗原性发生大幅度改变。抗原漂移和抗原转变能改变病毒表面血凝素蛋白和神经氨酸酶的抗原性，同时有可能产生的新的AIV亚型，从而改变病毒的细胞嗜性，扩大宿主范围，获得跨越种属屏障引发流感大流行的潜力，并对抗群体免疫选择或药物压力，对畜牧业和公共卫生事业存在潜在的威胁。

4 禽流感病毒的致病性

禽流感病毒是在鸟类中广泛传播的具有高传染性和高变异性的病毒。野生鸟类是AIV的天然贮存宿主，但是家禽类也极易受到感染。按照对禽类致病性大小，禽流感病毒可以分为高致病性（highly pathogenic avian influenza virus，HPAIV）和低致病性（1ow pathogenic avian influenza virus，LPAIV）两类，LPAIV一般在野生水鸟中形成稳定的循环，除宿主间的直接传播外，大多是通过粪口途径经消化道感染，而感染哺乳动物（人、猪等）的流感病毒则主要以气溶胶的方式传播，大多数携带LPAIV的野生水禽很少发病或临床症状不明显，对家禽仅引起轻微的症状。相反，HPAIV可以感染禽类的多种组织和人的呼吸系统，引起多个器官发生炎症和坏死。HPAIV通过某些LPAIV在禽类种群中循环传播变异而来。AIV经禽类感染人的途径主要是呼吸道、粪口途径及眼结膜。

5 预防和治疗

5.1 疫苗

接种疫苗预防流感的有效措施。疫苗的组成根据每年流行的毒株而决定。推荐高风险人群使用针对流行的野生型流感毒的疫苗，包括65岁以上的老人以及患有慢性疾病，尤其是糖尿病、慢性呼吸系统疾病、心脏病及免疫功能不全的患者。多年来的研究表明对易感人群进行大面积疫苗接种可以有效地预防流感病毒感染、减轻临床症状及降低死亡率。因此开发和研制有效的HPAIV疫苗亦是预防禽流感的重要一环。疫苗是现在预防流感感染最有效的方法，在发达国家每年有大量的季节性流感疫苗投入使用。

5.2 抗病毒药物

使用抗病毒药物是降低禽流感发病率及死亡率的重要手段之一，在流感爆发时的预防和治疗方面都发挥着重要作用。目前FDA批准用于抗流感病毒的药物分为两类，分别是M2离子通道抑制剂和神经氨酸酶抑制剂。

5.2.1 M2离子通道抑制剂

金刚烷胺（Symmetrel）和金刚乙胺（Flumadine），是批准用于治疗和预防流感的第一代抗流感病毒药物，通过阻断M2离子通道（M2通道与病毒脱壳然后进入细胞有直接联系）的活性抑制病毒复制。

5.2.2 神经氨酸酶抑制剂

神经氨酸酶抑制剂（neuraminidase inhibitors；NAIs）的作用主要是结合在甲型和乙型流感病毒NA糖蛋白的酶切位点上，抑制神经氨酸酶的正常功能，阻止病毒感染细胞，同时干扰病毒从细胞内释放的过程。1999至2000年，扎那米韦（Relenza）和奥司他韦（Tamiflu）两种NAIs在许多国家相继批准应用。NAIs类药物可抑制流感病毒的复制，降低其致病性，能够减轻流感的发病症状，缩短病程，减少并发症，但是这类药物也存在耐药性的问题。

5.3 血凝素融合抑制剂

禽流感具有感染性的必要条件之一是血凝素前体被水解成HA1和HA2两个亚基，能够阻止HA0被水解的分子就具有抗病毒感染的活性。一些丝氨酸蛋白酶抑制剂，如抗蛋白酶肽，亮肽酶素，e-aminocaproic酸，萘莫司他，肺部表面活性剂，人粘液蛋白酶抑制剂等都能在细胞模型和动物模型上降低HA0的水解和AIV的感染。

5.4 抗体药物

流感病毒防治的另一个研究方向是血凝素中和抗体，一种新型的人单克隆抗体CR6261已进入临床研究阶段［4］。这种抗体和HA近胞膜段结合，通过阻断流感病毒和宿主细胞的融合起到中和作用。HA广谱中和抗体为流感病毒研究和防治提供了新的契机，在人类和流感病毒斗争中树立了新的里程碑。

6 结语

对AIV的分子结构、细胞嗜性、宿主范围、治病机制等方面的研究，能使我们清晰而全面的了解AIV的生物学特性，为其预防和治疗提供科学依据。虽然现有的疫苗和药物不能对AIV进行有效的干预和防治，但是很多新的治疗靶点正在被发掘，一大批新药正在研发过程中，相信随着我们认识和研究的不断深入以及新技术的不断运用，人们会研制出高效的疫苗和治疗药物，为畜牧业和人类的健康事业提供坚实的保障。

［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］张伟，王承宇，杨松涛，等.流感病毒的分子生物学研究进展［J］.中国比较医学杂志，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

R576

A

2095-9923（2016）-04