埃博拉病毒的研究进展_聂福平

埃博拉病毒的研究进展聂福平1,2,4,范泉水2,王灵强3,郄翠仙1,郭松辉1,龙贵伟1,李丽红1,张念祖4(1.云南农业大学动物科技学院,昆明　650021;2.成都军区联勤部军事医学研究所,昆明　650035;3.重庆方通动物药业有限公司,重庆　402460;4.云南省热带亚热带病重点实验室,昆明　650021)摘要:埃博拉病毒是一种致死性病原体,是能引起人类和灵长类动物产生埃博拉出血热的病原。

随着研究的深入,埃博拉病毒逐渐被人类认识。

作者着重介绍了埃博拉病毒的分子生物学特性,以使人们更加了解埃博拉病毒。

关键词:埃博拉病毒;基因组结构;毒力;分布特性中图分类号:S852.65+9.5 文献标识码:B 文章编号:1671-7236(2006)10-0065-03 埃博拉病毒(eboa v irus,EBV)主要引起一种急性出血性人畜共患传染病即埃博拉出血热(ebola hemo rrhagil fever,EBHF)。

EB HF是人类目前已知最为烈性的传染病之一。

由于该病最初是在苏丹和扎伊尔间的埃博拉河流域发生,故称为EBHF。

人类一旦感染EBV,死亡率高达90%。

患者主要表现为急性发热、肌肉酸痛、头痛、呕吐;有出血趋势和偶尔的休克症状,皮肤丘疹,胃肠道、呼吸道和器官瘀血、出血(Mo nath等,1999)。

由于体内器官坏死、分解,病人不断把坏死组织从口中呕出,最后多因广泛性内出血、脑部受损等原因而死亡。

故世界卫生组织已将EBV列为对人类危害最严重的病毒之一,即第4级病毒。

试验操作要求必须在P4级高度安全实验室中进行(张海军,2001)。

该病从1976年第1次在苏丹南部发生至今已有8次大流行,每次人类都付出了沉重代价。

近30年来,全世界感染EBV的人达1600多例,死于EBV的人有1100多,死亡率平均高达70%。

对人类危害极大,《国际禁止生物武器公约》已将EBV列为潜在的致死性生物试剂,引起高度重视。

1　形态及分类EB V形态多样,多呈长丝状或杆状,外有包膜,病毒颗粒长300～1500nm,平均为1200nm,直径70～90nm,长度差异较大,感染能力最强的病毒长970nm,毒粒表面有呈刷状样整齐排列的突起,长约7nm,相互间隔10nm,染色观察内部有交叉条纹(邱鑫等,2004)。

EB V属单股负链病毒目(mo no neg av irales)丝状收稿日期:2006-02-20作者简介:聂福平(1981-),女,重庆人,硕士生,主要从事微生物免疫学和病毒学及单克隆抗体的研究。

通讯作者:范泉水。

病毒科(filoviridae)丝状病毒属(filovious),与马尔堡病毒(ma rburg virus,M B V)同一科(金山等, 2000)。

根据美国国立卫生研究院国家生物技术信息中心公布的EBV在自然界中的分类地位,它与M BV有不同的血清型。

目前已确定的EBV分4个亚型,即:埃博拉病毒-扎伊尔型(EB V-Z,1970年8月～9月于扎伊尔发现)、埃博拉病毒-苏丹型(EBV-S,1976年7月于苏丹南部发现)、埃博拉病毒-莱斯顿型(EBV-R,1989年于美国实验室猴体内分离获得)和埃博拉病毒-科特迪瓦型(EBV-C,1995年于瑞士科特迪瓦西部一只死亡黑猩猩体内分离获得)。

4种亚型毒力各不相同,但相互间存在血清学交叉反应,通过定量血清学、胰酶消化多肽图谱分析和寡核苷酸图谱分析等方法可以检测出不同亚型(肖文彦,2004)。

2　病毒及其基因组结构EBV基因组由巨蛋白(large pro tein or poly-merase,L)、核蛋白(nucleo pro tein,N P)、2个结构蛋白V P30和V P35(virio n structural pro tein)、膜关联蛋白(membrane-associated protein)或基质蛋白(ma trix protein)V P24和V P40、糖蛋白GP(glyco-pro tein)和EBV特有的分泌型小糖蛋白sGP(small gly co pro tein)所组成。

EBV颗粒有类脂包膜,内部构造有荚膜。

含有螺旋状核糖衣壳,基因组为无感染性,非节段,线状,单股负链RN A,全长18.9kb,分子质量为 4.2×106Da,基因组反转录产生的正链编码7种蛋白质,其基因排列顺序为3′头端-N P-V P35-V P40-GP-V P30-V P24-L-5′尾端,每种产物由一种单独的m RN A编码,基因外的两末端序列具有保守性和高度互补性,含五聚体3′-U AAUU-5′,多数基因被非保守的基因间隔开(Ba ron等,1996)。

·65·中国畜牧兽医　2006年第33卷第10期疾病防治N P 是核蛋白的主要成分,其基因定位于基因组的3′端,带有一个前导序列,编码区含2217个核苷酸,编码一个含737个氨基酸残基的蛋白质,分子质量为83.3kD 。

N P 与V P 30、V P 35及基因组RN A 组成核糖核蛋白(ribo nucleo pro tein ,RNP ),V P 35具有抗干扰素的作用,对转录启动子有负调控作用,而V P 30是具有锌指结构的蛋白质,能与DN A 双螺旋结构相结合,激活病毒的转录(Baro n 等,1996;Modrof 等,2003)。

L 基因有一些较为保守的序列,据专家估计L 可能是一种依赖RN A 的RN A 聚合酶。

GP 是病毒外膜表面的“小钉”,它与病毒结合细胞膜表面受体及细胞膜融合有关。

EB V 的GP 基因由2个开放阅读框组成,转录时首先产生1个糖基化的非结构蛋白sGP,其功能尚不清楚,估计与干扰免疫细胞对病毒的杀伤作用有关,然后再通过RN A 编辑或框架漂移方式合成GP 。

V P 24、V P 40与病毒颗粒的成熟有密切关系。

V P 40具有与细胞因子相互作用的位点,与病毒的成熟释放有关,同时它与GP 共表达,产生具特定形态、有浸染力的病毒粒子(Jefe-m y ,2001;Takeshi 等,2002)。

研究结果发现,V P 40能与RN A 的5′-U-G-A-3′序列结合,这可能与病毒的生活周期有关。

与V P 40相比,V P 24被认为是第二基质蛋白,它的功能可能也与病毒的组装和出芽释放有关(Go mis -Ruth 等,2003;Han 等,2003)。

EB V 与M BV 的氨基酸序列有很大的同源性,但2种病毒不存在血清学交叉反应。

V P 30和V P 40、GP 和V P 30、L 和V P 24基因间发现有特殊的基因重叠,约有18或20个碱基,存在有限的保守序列,决定转录信号(于思蔗,1997)。

3　病毒的培养与增殖EB V 可以感染多种哺乳动物培养细胞,并使一些原代细胞和传代细胞株如v ero 细胞、恒河猴肾细胞、地鼠肾细胞(B HK)、人胚肺纤维母细胞等产生明显的细胞病变(CPE),其中以v ero-90、M A-104和v ero -E 6细胞最敏感,但仅在v ero 细胞中形成空斑。

在感染的细胞内能形成包涵体,内含纤维蛋白原或颗粒状物并呈管状结构。

包涵体主要由核衣壳组成,成熟的病毒从细胞浆中含有核衣壳的管型结构通过宿主细胞膜以芽生的形式释放。

病毒在鸟类、两栖类、爬行类和节肢动物细胞中不能复制。

4　病毒的抗原特性EB V 抗原特异性强,但不同分离株之间存在血清学交叉反应,各株之间也有抗原差异,一般同源抗体滴度大于异源抗体滴度。

用间接免疫荧光(IFA )和补体结合试验(CF )可明确区分EBV 和M B V 。

用单克隆抗体的酶免疫测定法(enzy me imm unoas-say ,EIA)检测感染动物肝、脾中的病毒抗原,其敏感性和特异性可达92%～98%。

通过对GP 基因的核苷酸序列分析结果表明,EBV 与M BV 核苷酸差别至少在55%以上,氨基酸差别至少67%,EBV 4种亚型之间的差别分别为37%～41%和34%～43%。

但各亚型不同分离株则表现高度的保守性,如1976年分离的扎伊尔病毒(Yambuku 株)与1995年分离的扎伊尔病毒(基奎特株)在其含1172个核苷酸的GP 基因核苷酸序列仅相差不到1.6%。

这表明,EBV 基因组相当稳定,而型内各分离株的遗传特性很少发生变化。

但有人认为EBV 随时都在变异,有的变异株无害,有的变异株致病力更强,且易于传播。

5　病毒的抵抗力与毒力EBV 在常温下较稳定,对热有中度抵抗力,56℃加热不能完全灭活,需在60℃加热1h 才可完全灭活,在-70℃病毒十分稳定,可以长期保存;4℃可存活数天,冷冻干燥保存的病毒仍具传染性,但其对紫外线、γ射线和60Co 照射敏感,紫外线照射2min 可使之完全灭活。

EBV 毒粒的沉降系数为1400s 。

对多种化学试剂敏感,如过氧乙酸、高氯酸钠、甲基乙醇、乙醚、β-丙内脂、福尔马林和去氧胆酸钠等可完全灭活病毒感染性。

苯酚和胰酶不能使其完全灭活,只能降低其感染性。

EBV 毒力强,急性患者血清腹腔接种豚鼠,5d 后发热,取血传代同样发热,连续传代毒力增强,可致死豚鼠。

猴子对EBV 高度敏感、接种病毒后发生的症状与人类十分相似,实验室人工感染常引起猴子死亡。

而乳鼠对EBV 敏感,这个性质与M BV 明显不同,在不同宿主或不同地区分离的EBV 毒力差别很大,不同亚型EBV 的毒力也不同,4个亚型中,以EB V -Z 毒力最强,人感染后死亡率最高,其致死率达88%,但2代和3代病例病死率明显降低,说明病毒在人-人传代后毒力有弱化倾向。

而猴感染后出现典型症状,严重虚脱,4～8d 后迅速死亡,而感染后出现轻度病毒血症、体内免疫反应紊乱的猴,一般7～14d 后死亡,有存活者;幼龄猴可能耐过感染。

EBV -S 次之。

EBV -R 对人类没有致病力,仅发现在非人灵长类中引起发病死亡,人感染多无症状,仅抗体阳转。

EBV -C 对黑猩猩有致死性,对人则毒力较弱,病后可恢复(唐浏英等,2001;唐家琪,2005)。

此外,也有报道说在自然界中可能存在低毒力或不致病的EBV (宋干,1997;殷震等,1997)。

6　分布特性·66·疾病防治中国畜牧兽医　2006年第33卷第10期几个世纪前,EBV就流行于中非热带雨林地区和东南非洲热带大草原,其疫源地主要是非洲大陆,但在北美洲和亚洲的泰国及欧洲也发现了该病。

该病季节分布不明显,全年均有发病(殷震等,1997)。

EB V的自然宿主至今尚未确定,但人、猴以及哺乳动物豚鼠、仓鼠亦可感染发病暂被排出。

目前认为蝙蝠、某些啮齿类动物或鸟类的可能性较大(李应光等,1998;Mo na th等,1999)。