埃博拉病毒的研究进展

埃博拉病毒研究进展

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摘要：埃博拉病毒（Ebola virus，EBOV）是一种致命性的病原体，能引起包括人类在内的灵长类动物的发生埃博拉出血热（Ebola hemorrhagic fever，EBHF）。本文综述了埃博拉病毒近年来的研究，重点介绍了埃博拉病毒的分子结构，装配机制以及最新研究发现的治疗进展。关键词：埃博拉病毒；分子结构；装配机制；治疗展望

Recent advances in Ebola virus development

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Abstract: The Ebola virus is a highly infectious pathogen which can cause Ebola hemorrhagic fever of primates including humans. The progress on the Ebola virus in recent years is reviewed in this paper, focusing on the molecular structure and a new study has found of the assembly mechanism，as well as treatment perspective.

Key words: Ebola virus, molecular structure, assembly mechanism, treatment perspective

一、埃博拉病毒的发现、分类与埃博出血热

1976年，在非洲中部发现了埃博拉病毒（Ebolavirus，EBOV），由它引起的出血热称为埃博拉出血热（Ebola hemorrhagic fever，EBHF）。埃博拉病毒与沙拉热病毒、马尔堡病毒、西尼罗河病毒、革登热病毒和马秋波病毒一并成为世界上最神秘的六种病毒。

埃博拉病毒根据发现地和抗原特性将其分为以下五个亚型：埃博拉-扎伊尔型（Zaire EBOV）、埃博拉-苏丹型（Sudan EBOV ）、埃博拉-科特迪瓦型（Ivory Coted EBOV）、埃博拉-莱斯顿型（Reston EBOV）、埃博拉-本迪布焦型（Bundibugyo EBOV）。不同亚型对人的致病能力各不相同，依次为ZEBOV >SEBOV >BEBOV >CEBOV >REBOV，其中REBOV

仅感染除人以外的灵长类动物，但人类有可能称为该种病毒的无症状携带者。各亚型病毒之间存在血清交叉反应，通过定量血清学、胰酶消化多肽图谱分析以及寡核苷酸图谱分析等方法可以对不同亚型进行鉴定。

人类一旦感染该病毒，死亡率高达90%。患者的主要表现为急性发热、肌肉酸痛、头痛、呕吐、腹泻并伴随着出血趋势和偶尔的休克症状，皮肤出现丘疹、器官出血、肾和肝功能受损。患者感染后，目前还无法治疗。2014年3、4月，西非的几内亚地区首次爆发埃博拉病毒，造成多人死亡，此事在国际上引起了高度关注。

二、埃博拉病毒的形态、结构

埃博拉病毒属于丝状病毒科丝状病毒属，形态多样，电子显微镜下似中国古代“如意”，多为长丝状或杆状，外具包膜，病毒粒子长为300~1500nm，直径约为80nm，长度差异较大，其中970nm长的病毒粒子感染能力最强。毒粒表面有8~10nm长的纤突，呈刷状样整齐排列，相互间隔10nm。（如图1所示）

埃博拉病毒基因组为单股负链RNA，全长18.9kb，编码七种蛋白质，包括包膜糖蛋白（Glycoprotein，GP）、核衣壳蛋白（Nucleoprotein，NP）、基质蛋白（Matrixprotein）VP24和VP40，两种非结构蛋白VP30和VP35，以及RNA依赖的RNA聚合酶L（Polymerase）。其基因排列顺序为：3’先导区—NP—VP35—VP40—GP—VP30—VP24—L—5’末端区。

图1：埃博拉病毒结构示意图

GP作为埃博拉病毒唯一的表面蛋白，由GP1和GP2两个亚基构成，GP1、GP2二聚体是I型跨膜蛋白，构成了病毒粒子的刺突蛋白，GP1与细表面受体结合后，GP2协助病毒衣壳跟细胞膜融合。sGP是GP早期大量表达的产物，对免疫细胞杀伤病毒具有干扰作用。NP 是埃博拉病毒主要的核蛋白，与次要核蛋白VP30（转录活化因子，与DNA双螺旋结合，激活转录）聚合，然后与聚合酶辅因子VP35和L聚合酶形成复合物，这个复合物与RNA 基因组结合形成核衣壳。病毒基因组的转录和复制由VP35（抗干扰素，负调转录启动子）和L完成。VP40作为病毒含量最多的蛋白质，对其装配至关重要，寡聚体VP40（I型干扰素抑制剂）与RNA相结合并与VP24共同构成基质蛋白。

三、埃博拉病毒的增殖过程

同其他病毒一样，埃博拉病毒增殖过程同样包括吸附、侵入、脱壳、生物大分子的合成、

装配与释放等步骤。目前，对于EBOV侵染细胞的整个机制尚不明确，但其中一些具体步

骤已逐渐揭示。

病毒进入细胞是病毒感染的第一步，能否进入细胞是致病的一个先决条件。而宿主细胞

摄取毒粒可能是通过多种不同的细胞依赖的内吞方式。真核生物内吞作用有网格蛋白介导的

内吞，巨胞饮作用和吞噬作用等。而埃博拉病毒可能通过以下两种方式进入宿主体内多种组

织和细胞进行复制。Empig等研究发现，有被小凹抑制剂如：胆固醇螯合药物、佛波醇酯等，

可抑制丝状病毒进入细胞内。Bhattacharyya等发现，氯丙嗪抑制剂，能够使网格蛋白在内体

膜附近集聚，从而阻止网格蛋白的回收，抑制了含有埃博拉病毒包膜蛋白的HIV假病毒对

细胞的感染；该研究小组同时发现利用RNAi敲除网格蛋白重链基因同样对假病毒的入侵具

有抑制作用。由此推测：埃博拉病毒可能是通过网格蛋白介导的内吞作用来感染细胞的。上

述传统内吞方式的内吞泡直径通常小于200nm，而像病毒这样较大的粒子还可能是通过巨胞

饮作用进入细胞的。Aleksandrowicz等发现巨胞饮作用抑制剂，如：拉春库林、钠/氢交换阻

滞体和渥曼青霉素也可以抑制埃博拉病毒样颗粒进入细胞内部。由此推断病毒可能通过巨胞

饮作用进入细胞。

病毒的转录是以-ssRNA为模板，在自身携带的的转录酶的作用下，从先导序列依次进

行转录，最终转译为七种蛋白质，与-ssRNA装配成完整的病

毒颗粒。

2013年8月，Cell报道Bornholdt等人发现的埃博拉病

毒装配机制：组装和释放新病毒粒子的同一分子能将自身重

新组装成不同的形状，而且每个形状控制着病毒生长周期的

不同阶段。VP40以二聚体的形式存在，并非之前认为的单体

形式，这种二聚体结构可以发生重排，组装构建病毒的外壳

或“阵列”，从而释放无数新病毒。这一研究表明蛋白也能进

行重新排列，形成环（如图2所示），以便绑定到RNA上，

控制病毒的内部组件。VP40这种“变形金刚”行为也可能解释

了埃博拉病毒凭借少数有限的基因完成了多步骤的生命周期。

图2：埃博拉病毒VP40结构重排这一发现同时也修订了中心法则——一种蛋白质只有一个形

状，只行使一种生物学功能。

四、埃博拉病毒的致病机制

目前认为包膜糖蛋白（GP）是埃博拉病毒致病性的重要决定因素。GP 与受体结合介导