禽流感病毒分子生物学研究概述

张影/哈药集团生物疫苗有限公司

禽流感病毒分子生物学研究概述

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AIV根据病毒核蛋白和基质蛋白的不同可分为A、B、C3个血清型，A型变异性高，依据HA和NA可将A型流感病毒分成若干亚型，不同的H抗原或N抗原之间无交叉反应。根据AIV对禽类致病性的不同，可分为高、低和无致病力毒株。AIV对热比较敏感，加热80℃2 min可致死亡，抗低温，在-20℃可保存数月；紫外线、普通消毒药均能将其灭活。

一、禽流感病毒的基因组

AIV的基因组分为8个片段，核酸总长度约为13.6Kb，编码10种蛋白质。所有流感病毒各个RNA节段其5′和3′末端均具有保守性，RNA5′末端13个核苷酸序列均为AGUAGAAACAAGG，3′末端12个核苷酸序列为UCGUUUUCGUCC-5′。各个片段两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补，3′末端第10～15个核苷酸与5′末端第11～16个核苷酸通过碱基配对形成锅柄状的二级结构，该结构是病毒RNA聚合酶结合所必需的核苷酸识别位点。在每一片段靠近5′端15～21核苷酸处有一保守区，其序列为PolyU，这一保守区在病毒mRNA合成时是产生PolyA的信号。

二、禽流感病毒基因编码的主要蛋白质

（一）血凝素（HA）

HA是AIV最主要的表面抗原，以三聚体的形式突出于囊膜的外表面。HA具有与细胞表面病毒特异性受体结合、介导病毒外膜与细胞内小体膜融合释放病毒核衣壳进入胞浆，以及刺激机体产生中和性抗体等作用。

（二）神经氨酸酶（NA）

NA是具有催化活性的同源四聚体，功能是使病毒颗粒从宿主细胞受体上游离下来。NA是一种外切糖苷酶，能识别特异的唾液酸，可从a-糖苷键上除去N-乙酰葡萄胺，从而加速病毒从宿主细胞表面释放出来。

（三）基质蛋白（MP）

MP包括M1、M2，M1由252个氨基酸残基组成，位于病毒囊膜内侧，具有特异性，其抗原性的差异是流感病毒分型依据。M2由97个氨基酸残基组成，是病毒囊膜上蛋白组分之一。

（四）聚合酶蛋白

AIV的聚合酶由PB1、PB2、PA三种成分组成，它们的氨基酸序列都含有一个特异的亲核序列区，其作用是使这几种蛋白质在胞浆合成后能顺利进入细胞核。聚合酶与病毒mRNA转录、延伸以及cRNA 和vRNA的合成有关。

（五）核蛋白（NP）

NP是构成病毒核衣壳的主要蛋白成分，由498个氨基酸残基组成，富含Arg，主要功能是与vRNA形成RNP复合体，使其免受RNase作用，另外还与病毒转录有关。

（六）非结构蛋白（NS）

NS包括NS1和NS2，研究发现，NS具有抑制干扰素的作用，而且能够抑制宿主细胞Pre-mRNA的运输和剪接，从而关闭宿主细胞的基因表达，并且可以增强病毒mRNA翻译的效率。

三、禽流感病毒的致病力

AIV表面糖蛋白与被感染细胞的受体之间相互作用是病毒致病性的基础，HA在其中起着最为重要的作用，HA能否裂解为HA1和HA2是 AIV能否感染细胞的先决条件。低致病性AIV的HA裂解位点处一般就只有单个的精氨酸，这种毒株的HA蛋白只能被呼吸道、消化道等少数细胞中的蛋白酶所裂解，因而只能导致温和感染或亚临床感染；高致病性的HA裂解位点处有多个连续的碱性氨基酸存在，可以被多种蛋白酶所识别裂解，因而可以在宿主不同组织细胞中生长繁殖，一旦感染即可造成感染禽全身系统衰竭并导致死亡。

四、禽流感病毒毒力变异的分子基础

（一）抗原漂移

AIV的RNA复制酶缺乏校正能力，编码HA和NA蛋白质的基因非同义替换的积累使其基因容易发生突变而发生抗原漂移。抗原漂移主要是由HA和/或NA基因发生点突变引起的，其中HA基因的变异率最高，每个核苷酸在每个复制周期中的变异率可高达2×10-3，其次为NA基因。

（二）抗原转变

A型AIV是分节段、单股负连的RNA病毒，有8个基因片段。当2个或2个以上的不同病毒粒子同时感染1个宿主细胞时，在病毒的增殖过程中，不同病毒粒子的8个基因组片段可以随机相互交换，从而发生核酸片段水平上的重新组合，通过基因重排有可能产生高致病力的毒株。

五、总结

禽流感防治的难点在于AIV的变异性高，这也是AIV多型性的原因。在AIV分子生物学上的研究，对揭示其基因变异规律、致病机制及抗病毒药物的研究都具有十分重要的意义。另外AIV分子生物学研究对AIV分子流行病学监测有一定的指导作用，由于疫苗的使用增加了对病毒的选择压力，势必引起病毒的抗原性、致病性及感染宿主的改变，因此加强AIV的分子流行病学监测及时掌握病毒的变异状况及进化动态，这将对预防AIV感染人类及挑选疫苗候选株都有重要意义。

（略）