血凝素和神经氨酸酶与禽流感入侵机制

曲虹，王思睿，王晓龙

(1.黑龙江省林业厅，黑龙江 哈尔滨 150090；2.东北林业大学保护医学与生态安全研究中心，黑龙江 哈尔滨 150040)



血凝素和神经氨酸酶与禽流感入侵机制

曲虹1，王思睿2，王晓龙2

(1.黑龙江省林业厅，黑龙江 哈尔滨 150090；2.东北林业大学保护医学与生态安全研究中心，黑龙江 哈尔滨 150040)

病毒的毒性是由其对宿主细胞、宿主动物或对种群产生不利影响的能力决定的。人类21世纪四次严重的呼吸系统疾病大流行都是甲型流感病毒引起。而禽类作为禽流感病毒的自然宿主和主要病毒携带者，形成了庞大而复杂的毒株储存库，可以不断产生新的或潜在的流行毒株。血凝素介导与细胞表面受体结合及膜融合，在流感病毒感染宿主细胞过程中是不可或缺的步骤。血凝素与唾液酸受体结合成为甲型流感病毒入侵和跨物种传播的首要条件。神经氨酸酶也存在于病毒的囊膜表面，具有水解唾液酸受体、释放病毒感染其他宿主细胞的作用。了解禽流感入侵及其在鸟类和哺乳动物之间的传播机制，有利于早期识别，为提供防控新手段提供可能。

禽流感；血凝素糖蛋白；神经氨酸酶糖蛋白；受体结合特性；传播机制

流感病毒是正黏病毒科单股负链的RNA病毒，可天然感染大部分禽类、人类及其他多种哺乳动物[1]，引起严重的下呼吸道感染、肺炎和脑部疾病，过去几十年间曾数次引起严重的全球疫情。

因为RNA聚合酶没有校正功能，所以较DNA病毒来说在复制过程中有着较高的变异性[2]。根据其核蛋白(NP，Nucleoprotein)和基质蛋白 (M l，Matrix l)的抗原性的不同可将其分为A、B、C三种类型[3]，其中A型流感病毒的流行范围最广，引起发病率和死亡率最高。

血凝素(HA，Hemagglutinin)与神经氨酸酶 (NA，Neuraminidase)均为流感病毒表面的主要糖蛋白，前者为三聚体，后者属于Ⅱ型糖蛋白[4]。目前哺乳动物流感毒株中的HA和NA类型，都可以在鸟类禽流感毒株中找到。

流感病毒的宿主特异性和毒力等都与病毒本身血凝素的受体特异性和神经氨酸酶的分割特异性及其他活动的整合相关，其中细胞表面的唾液酸受体与病毒囊膜表面的HA蛋白的结合是病毒入侵机体过程中最关键的一步[5,6]。

1　HA蛋白

禽流感病毒致病性是由HA、NA、PB1、PB2等多基因配合共同决定的，而HA的作用最为显著。HA是由流感病毒的第四节段的RNA编码而来，是典型的I型糖蛋白。

HA在病毒进入宿主细胞后，水解成HA1和HA2两个亚单位，HA1与唾液酸受体共同作用启动病毒的吸附。HA 2则可以通过构象的改变介导病毒与宿主细胞内吞体囊膜的融合过程[7]，这一过程与禽流感病毒的毒力有着密切的关系，同时也是决定病毒能否成功感染机体的关键[8,9]。

同时，HA蛋白是存在于流感病毒表面非常重要的抗原，正因如此机体对HA蛋白产生的相应抗体可起到一定程度上中和病毒的作用[10]。

2　NA蛋白

NA蛋白也位于病毒的囊膜表面，具有水解唾液酸的作用，用来切断病毒与宿主细胞的衔接，释放病毒进而感染其他宿主细胞。

NA蛋白也是流感病毒的重要抗原，但与HA蛋白不同它并不具有中和病毒的能力[11]。

NA蛋白可去除细胞表面的N-乙酸神经氨酸，进而破坏唾液酸受体，病毒粒子得以从红细胞表面脱落下来，从而在子代流感病毒的释放时扮演重要角色，因此也作为研制抗击流感药物的目标蛋白。

3　流感病毒入侵机制

HA蛋白在病毒囊膜表面以三聚体的形式存在，可以分为头部和颈部区域，由此形成的受体结合域是由三个基本元件构成的凹陷、浅口的疏水性口袋。

流感病毒有两种常见的受体，分别为唾液酸α-2,3半乳糖(SAα-2,3-Gal)和唾液酸α-2,6半乳糖(SAα-2,6-Gal)。感染哺乳动物的流感病毒往往能够与α-2,6受体特异性结合，而禽流感能够与α-2,3受体特异性结合[12]。

唾液酸与HA的结合模式是以疏水作用和氢键与受体结合域的其中两个组成元件以及底部的氨基酸相互作用[13-15]。与受体结合的流感病毒则进入宿主细胞内，由此启动了病毒的复制。

4　跨种传播机制

禽流感病毒及人流感病毒分别特异性结合α-2,3型受体以及α-2,6型受体，这一结合特征在很大程度上阻碍了禽流感在不同宿主间的传播。

绝大多数情况下，流感病毒对宿主选择非常严格，存在着种间屏障，禽流感病毒与人流感病毒并不会有共同宿主。但近年来随着流感病毒的持续进化，大量禽流感病毒株逐渐跨越种间屏障，获得了感染哺乳动物的能力。

除受体的变化外，禽流感病毒自身的基因突变也可导致其受体结合特性的改变，尤其是受体结合域内的位点的突变，这些改变均会影响流感病毒的宿主及宿主免疫应答的产生。

精确并实时掌握这些信息会使研究人员对禽流感病毒跨种传播机制、宿主特异性等方面有更加深入的认知，有利于对流感病毒进行有效防控和监测。

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1005-5215(2016)09-0100-02

2016-08-09

曲虹(1989-)，女，大学，助理工程师，现从事林业科技管理工作.

王晓龙，Email:yttuhh@yeah.net

S857.657

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2016.09.039