病毒学第七章呼吸道病毒

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流感病毒神经氨酸酶空间结构图
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分型、命名与变异
❖ 根据NP和M1蛋白抗原性不同，将其分为甲(A)、乙 (B)、 丙(C)三型；
❖ 根据HA和NA抗原性不同，将甲型分为16个HA亚型 (H1～H16)和9个NA亚型(N1～N9)。人间流行只有H1、 H2、H3和N1、N2。乙和丙型未发现亚型。
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生物学性状
❖ 形态与结构:
球形(80-120nm) 或丝状(4000nm);
甲型流感病毒（×21400）
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生物学性状
❖核心: -RNA(总长13600bp,片段长890-2341bp)
甲、乙型分8个片段, 丙型分7个片段 RNA多聚酶(PA,PB1,PB2)
流行: 均起源于亚洲；1957年以来的三次世界性大流行均 起源于我国。
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流行性感冒病毒
❖ 流感病毒有三种类型: ✓ 甲型（A）:感染哺乳动物以及鸟类； ✓ 乙型（B）:感染人和猪，较甲型病毒温和； ✓ 丙型（C）:只感染人类，不引起严重的疾病。
❖ 甲型流感病毒是造成人类流感反复流行最为频 繁和引起真正全球流行的重要病原体。
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流感病毒（H刺突和N刺突）
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血凝素 (Hemagglutinin,HA)
❖ 占病毒蛋白25%，与病毒吸附和穿入宿主细 胞有关。呈柱状，由 3 条糖蛋白链以非共价 键形式连接成三聚体。
❖ HA主要功能：①凝集人和动物红细胞（血 凝）；②吸附宿主细胞，感染第一步；③具 有抗原性，产生保护性抗体，中和病毒。能 抑制血凝现象，称为血凝抑制抗体。
❖ 变异幅度小或连续变异，即亚型内变异； ❖ 抗原漂移可引起HA和/或NA的次要抗原变化； ❖ 抗原漂移是由编码HA和/或NA蛋白的基因发生
点突变引起的，属量变，引起甲型流感周期性的 局部中小流行。
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抗原转变 (antigenic shift)
❖ 抗原转变可引起HA和/或NA的主要抗原变化。 ❖ 当宿主细胞被两种不同的流感病毒感染时，病
❖ 核衣壳：RNA与核蛋白(NP)组成核衣壳(RNP)，呈
螺旋对称 NP为可溶蛋白, 抗原性稳定, 具有型特异性。 NP抗体，无保护作用，用于诊断和病毒型的鉴定
❖由于病毒分节段复制，成熟时再重新装配于子代病毒
体中，所以病毒在复制过程中极易发生基因重配，抗 原变异而导致新病毒株的出现。
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❖根据国际兽疫局(OIE) 制定的标准，分为不 发病、轻型和高致病性三种。高致病性AIV 被OIE列为I类烈性传染病，我国为一类动物 疫病。
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病毒变异
❖病毒复制是通过依赖RNA的RNA聚合酶 完成的，该聚合酶缺乏校正功能，所以 流感病毒基因突变的发生频率高
❖病毒基因组呈节段分布，且每段5’和3’ 均具有相同的核苷酸序列，从而导致流 感病毒容易发生重排的重要原因。
美国（1918.2）→欧洲（法国）→意大利西班牙德国等欧 洲国家→非洲、亚洲印度→英国→俄罗斯、亚洲中国、 菲律宾、大洋洲至新西兰→澳大利亚（1919.1）；全世界 人口（当时20亿）的40%被感染，死亡人数4000万，超 过一战中死亡人数的总和（1000万）。
❖1947、1957、1968和1977年都发生过甲型流感的世界大
❖ 决定宿主范围的重要因子PB2发生基因突变， 由禽的Glu627变为人的Lys627
❖ HPAI引起细胞因子和趋化因子种类和数量的提 高，是导致急性呼吸衰竭和多器官衰竭的重要 原因。
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病毒抵抗力
❖对乙醚、氯仿、丙酮等敏感，常用消毒剂如福尔马林、
过氧乙酸等能迅速破坏其传染性
❖对热敏感，56℃ 30′、100℃ 2′可使病毒丧失活性 ❖对紫外线敏感，直射阳光下40-48h，可灭活病毒 ❖pH＜3.0或 pH＞10.0时即失感染力 ❖对低温抵抗力较强， 4℃可保存数周，耐冷冻 ❖在干燥尘埃中可存活2周 ❖存在于口腔和粪便的禽流感病毒由于受到有机物的保
1988年以来，世界卫生组织（WHO）每年公 布的流感疫苗病毒株多来自中国。
中国已经成为世界流感监测的前哨！
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防治原则
❖ 疫苗接种：三价灭活疫苗(甲型2个亚型和1个乙型);
病毒颗粒亚单位和表面抗原(HA和NA)疫苗
❖ 药物治疗：瑞士豪夫迈·罗氏开发的奥斯他韦（达 菲），抑制神经氨酸酶。能有效治疗和预防甲型和乙
1.病毒分离与鉴定: 咽拭子/咽漱液→鸡胚培养 2.血清学诊断: 双份血清, 血凝抑制试验 3.免疫学检查: 免疫荧光、酶免疫测定抗原 4.核酸检查：核酸杂交、PCR或测序
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羊膜
尿囊
流感病毒鸡胚接种
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防治原则
❖ 疫情监测：世界各地建有流感监测站
在中国，每年秋末至第二年的初春，都会有将 近1/10的人遭受到流感病毒的因扰，50万以上的人 会因感染流感病毒而去医院就诊，其中约1/3的人需 要住院治疗。
❖ 可引起90%以上的急性呼吸道感染。
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引起人类疾病的病毒
流行性感冒病毒 (Influenza Virus)
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主要内容
流感病毒的生物学性状 致病性和免疫性 微生物学检查法 防治原则 禽流感病毒
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流行性感冒病毒
❖1918～1919年第一次世界大战期间，全世界流感大流行：
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甲型流感病毒抗原变异情况
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❖ 1977年H1N1感染者均为30岁以下青年人，表明 过去感染有保护力；H1N1、H3N2同时流行。
❖ 1998年甲3亚型（A3，H3N2）国际代表株变异 （武汉株→悉尼株），造成该株在亚洲部分地 区和次年在西欧等地的暴发流行。
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种系变异学说
① 所有哺乳动物的流感病毒均来源于禽类 （鸭）；是流感病毒的天然储存库。
② 猪对人、 7天连锁酒店官网哺乳动物和禽 类流感病毒均敏 感，各亚型病毒可在猪中进行基因重组。
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禽
H5N1
人
H3N2 H1N1
猪
基因重组
( H5N1 具人体接受器 )
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生物学性状
❖培养特性：在鸡胚和培养细胞（无明显CPE）中增殖。
血凝: 4℃ 流感V.HA＋RBC.HA受体(粘蛋白)→RBC凝集;
37℃,NA↑(水解粘蛋白受体)→流感V,RBC解离 可作为病毒生长的指标
血凝抑制: HA＋抗HA＋RBC→不凝集 用于血清学诊断
❖抵抗力: 较弱; 对热、干燥、日光和脂溶剂敏感。
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生物学性状
1-3 PA,PB1,PB2:多聚酶 4 HA：血凝素 5 NP：核蛋白，衣壳成分 6 NA：神经氨酸酶 7 M1: 基质蛋白，与病毒包装、
出芽与形态7天连锁酒
店 8
有关
甲型流感病毒体结构图
M2: 有离子通道功能，启动脱壳
2021/1N/12S1抑制细胞mRNA翻译
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包膜：双层结构 + 两种刺突
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病毒在不同物种间变异
❖ 人类驯养猪、鸡等动 物的过程中,由于人 畜接触频繁,来自不 同宿主的病毒也易发 生基因置换，获得对 人的致病性以及在人 群中传播的能力。
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猪作为中间宿主
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禽流感病毒传到人的原因
❖ 高致病性禽流感病毒（HPAI）HA切割位点上 游含多个碱性氨基酸，增强了病毒对组织的广 泛嗜性。
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致病性与免疫性
❖传染源为患者、隐性感染者或动物； ❖经飞沫传播；潜伏期为1-4天，流行季节为冬季。 ❖流感V(HA)→柱状纤毛上皮细胞粘蛋白受体结合→NA介
导进入细胞，核内复制→出芽释放;
❖流感V(NA)水解粘蛋白受体末端N-乙酰神经氨酸，利于
病毒扩散;
❖流感V仅在局部增殖，不引起病毒血症； ❖传染性强，重者可致病毒性肺炎。 ❖发病率高，死亡率低（多见于细菌性感染等并发症）。
护具有极强的抵抗力；在有甘油保护的情况下可保持 活性1年以上
❖分离禽流感病毒应在P3实验室进行
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传染源
❖病禽和表面健康带病毒禽：鸡、鸭、鹅 等家禽，特别是鸡
❖不排除其他禽类或猪成为传染源的可能
❖病人：家庭成员同时患病的几率较大
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传播途径
❖ 呼吸道（为主）：鸡舍、猪圈等处的病毒以 气溶胶的形式存在，在空气中传播
毒基因组8个RNA片段发生
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❖ 基因重组，有可能产生256种遗传学上不同的 子代病毒。
❖ 来自不同宿主的病毒也易发生基因置换。
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点突变：
幅度小，量变 → 抗原漂移 → 小流行
基因重组：
幅度大，质变 → 抗原转变 → 大流行
每2～5年出现一个新的变异株，由于人群完全没 有免疫力，新亚型可引起世界大流行，随后该亚型进 入抗原漂移阶段，直到出现新亚型。
❖ 直接接触：通过皮肤接触，粪便、羽毛、分 泌物中的病毒进入人体
❖ 消化道：进食未加热的病禽或带毒禽肉、蛋 或病毒污染的食物
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❖远距离传播：鞋、车辆、候鸟
候鸟迁徙路线图
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人群易感性
❖ 普遍易感，但12岁以下儿童发病率较高，病 情较重。
❖ 与不明原因病死家禽或感染、疑似感染禽流 感家禽密切接触人员为高危人群。
❖ 内层：基质蛋白M1，抗原性稳定，有型特异性 可保护核心，维持病毒形态，促进病毒装配。
❖ 外层：来自宿主细胞的脂质双层膜，M2嵌于包 膜的膜蛋白，形成膜通道，
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利于脱壳。 ❖ 刺突：血凝素(HA)和神经氨酸酶(NA)，病毒基因编码
的糖蛋白，两者数量之比约为‫׃‬51；是划分亚型的依据， 抗原性极易变异。
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免疫性
❖产生针对HA、NA、NP和M1的特异性 细胞和体液免疫。
❖CD4+和CD8+T细胞为主（亚型交叉免疫） ❖抗HA中和抗体(IgG、IgM):几个月-几年;
S-IgA:抵抗再感染，几个月。
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微生物学检查法
用于鉴别诊断和分型，监测新变异株的出 现、预测流行趋势和提出疫苗预防建议。
❖ 1980年WHO命名法: 7天连锁酒店型别/宿主/分离地点/病 毒株/分离年代（HA与NA亚型号） 如:A/HongKong/1/68(H3N2)
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变异
❖ 流感病毒HA和NA易发生变异，HA变异更快 ❖ 抗原变异形式:
抗原漂移 抗原转变
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抗原漂移 (antigenic drift)
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❖ 每个亚单位由一条重链 （HA1）和一条轻链 （HA2）经精氨酸和二硫 键连接而成
❖ HA裂解精氨酸，活化为 由二硫键连接的HA1和 HA2后才具有感染力
❖ HA1可与上皮细胞表面唾 液酸受体结合；HA2疏水 端具有膜融合性，可促进 病毒包膜与细胞膜融合，
流感病毒血凝素空间结构图 释放核衣壳。
病毒学第七章呼吸道病毒
呼吸道感染病毒
❖ 是指一大类侵犯呼吸道粘膜上皮细胞引起呼吸道局部病 变，或仅以呼吸道为入侵门户，主要引起呼吸道以外组 织器官病变的病毒。包括：
❖ 正粘病毒科 (Orthomyxoviridae): 流感病毒 副粘病毒科 (Paramyxoviridae): 副流感病毒、麻疹病毒、 腮腺炎病毒、呼吸道合胞病毒、间质性肺炎病毒； 其它病毒科: 腺病毒、风疹病毒、鼻病毒、冠状病毒和 SARS。
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神经氨酸酶(Neuraminidase,NA)
❖为糖蛋白，占病毒蛋白5%，呈蘑菇状，由4个
立体亚单位组成四聚体，具有酶活性，抗原性 易发生变异。
❖NA亚单位头部含有酶活性中心和抗原位点。 ❖NA主要功能：①参与病毒释放：水解宿主细
胞表面糖蛋白末端N-乙酰神经氨酸; ②促进病 毒扩散；③具有抗原性，其抗体能抑制酶水解， 不能中和病毒。
型流感，对成人和儿童均有效。
❖ 公共场所消毒：每100m3空间2-4ml乳酸+10倍水混
匀，加热熏蒸，能灭活空气中的流感病毒。
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禽流感
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❖禽流感（AvianInfluenza AI）是指由禽流感病 毒引起的一种人、禽共患的急性传染病。主 要发生在鸡、鸭、鹅、鸽子等禽类，引起从 呼吸系统到严重全身败血症等多种症状。