禽流感病毒分子生物學研究概述

張影/哈藥集團生物疫苗有限公司

禽流感病毒分子生物學研究概述

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AIV根據病毒核蛋白和基質蛋白的不同可分為A、B、C3個血清型，A型變異性高，依據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。根據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。所有流感病毒各個RNA節段其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構，該結構是病毒RNA聚合酶結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，其序列為PolyU，這一保守區在病毒mRNA合成時是產生PolyA的信號。

二、禽流感病毒基因編碼的主要蛋白質

（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具有與細胞表面病毒特異性受體結合、介導病毒外膜與細胞內小體膜融合釋放病毒核衣殼進入胞漿，以及刺激機體產生中和性抗體等作用。

（二）神經氨酸酶（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胞表面釋放出來。

（三）基質蛋白（MP）

MP包括M1、M2，M1由252個氨基酸殘基組成，位于病毒囊膜內側，具有特異性，其抗原性的差異是流感病毒分型依據。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，其作用是使這幾種蛋白質在胞漿合成后能順利進入細胞核。聚合酶與病毒mRNA轉錄、延伸以及cRNA 和vRNA的合成有關。

（五）核蛋白（NP）

NP是構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復合體，使其免受RNase作用，另外還與病毒轉錄有關。

（六）非結構蛋白（NS）

NS包括NS1和NS2，研究發現，NS具有抑制干擾素的作用，而且能夠抑制宿主細胞Pre-mRNA的運輸和剪接，從而關閉宿主細胞的基因表達，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胞的受體之間相互作用是病毒致病性的基礎，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、消化道等少數細胞中的蛋白酶所裂解，因而只能導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胞中生長繁殖，一旦感染即可造成感染禽全身系統衰竭并導致死亡。

四、禽流感病毒毒力變異的分子基礎

（一）抗原漂移

AIV的RNA復制酶缺乏校正能力，編碼HA和NA蛋白質的基因非同義替換的積累使其基因容易發生突變而發生抗原漂移。抗原漂移主要是由HA和/或NA基因發生點突變引起的，其中HA基因的變異率最高，每個核苷酸在每個復制周期中的變異率可高達2×10-3，其次為NA基因。

（二）抗原轉變

A型AIV是分節段、單股負連的RNA病毒，有8個基因片段。當2個或2個以上的不同病毒粒子同時感染1個宿主細胞時，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，從而發生核酸片段水平上的重新組合，通過基因重排有可能產生高致病力的毒株。

五、總結

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分子生物學上的研究，對揭示其基因變異規律、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分子生物學研究對AIV分子流行病學監測有一定的指導作用，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的分子流行病學監測及時掌握病毒的變異狀況及進化動態，這將對預防AIV感染人類及挑選疫苗候選株都有重要意義。

（略）