第21章 丝状病毒科(Filoviridae)

第二十一章丝状病毒科(Filoviridae)

概述

一、马尔堡病毒

二、埃博拉病毒

主要参考文献

概述

丝状病毒科(Filoviridae)只有一个属，即丝状病毒属(Filovirus)。它包括两种，马尔堡病毒(Marberg virus, MBV)和埃博拉病毒(Ebola virus, EBV)。

根据早期的形态学观察，将马尔堡病毒归于弹状病毒科，尽管这类病毒在粒子长度、结构及蛋白多肽等方面与弹状病毒存在差异。进一步的形态学及形态发生学、理化学和分子生物学研究表明，马尔堡病毒和埃博拉病毒具有独自的特性。1979年在“病毒学与四级致病因子”会议上，建议设立丝状病毒科，1982年国际病毒分类委员会正式承认上述分类，成为一个独立的丝状病毒科。研究丝状病毒具有重要的意义：(1)这两种病毒均具有极高的传染性，对人类的危害极大，实际操作也要求在P4级的实验室中进行；(2)这两种病毒可引起猴的严重感染，影响养猴业的发展和实验猴的健康；(3)由于特有的生物学性质和致病力，这类病毒有可能用作生物战剂，世界卫生组织也将其列为潜在的生物战剂之一，应该引起人们的防范。

1.形态特征

丝状病毒具有囊膜，形态呈多样性，可见杆状、丝状(有时带有大量分枝)、“U”字形、“6”字形或环状。病毒粒子的长度差异很大，最长可达14 000nm，但直径通常为70～90nm。病毒表面突起长约7～１０nm，每个突起之间的间隔为10nm。在病毒囊膜内是一个管状核心，直径约为50nm，中央有一直径约20nm的轴，由螺旋状核衣壳所围绕，使整个核心的表面呈横纹结构。这是丝状病毒在形态学上与弹状病毒相似之处。

图21-1 丝状病毒的形态(引自Jahrling等)

a.病毒粒子的横切面；

b.马尔堡病毒的花托样和“6”字形形态；

c.埃博拉病毒的丝状形态

2.理化学特性

病毒粒子的分子量为300～600×10 6Da。长形粒子的沉淀系数很高，但具有感染性的杆状粒子约为1 400S。在酒石酸钾中的浮密度约为1 14g/cm ３；在氯化铯中，核衣壳的浮密度为1 32g/cm ３。丝状病毒室温下非常稳定，但60℃30分钟可以破坏。对脂溶剂、β 丙内酯、甲醛、次氯酸、铵离子、酚类消毒剂、紫外线和γ射线等敏感。

3.化学组成

核酸：病毒粒子含有一个非节段性、负股ssRNA，大小约为19kb，带有互补末端序列。RNA占病毒粒子质量的1%左右。

蛋白质：丝状病毒粒子具有7种蛋白质，分别称为L、G、N、VP40、VP35、VP30、VP24。马尔堡病毒的7种蛋白质的大小和功能见表21-1。埃博拉病毒蛋白质的大小与马尔堡病毒相似。由RNA、L、N、VP35和VP30共同组成核衣壳。

表21-1 马尔堡病毒蛋白质的大小与功能

蛋白质克隆基因的估测 SDS-PAGE观察功能

LGNVP40VP35VP30VP24 267kDa75kDa78kDa32kDa

31kDa32kDa29kDa 180kDa170kDa96kDa38kDa32kDa28kDa24kDa

RNA转录酶-聚合酶：以三聚体形式存在的表面糖蛋白核衣壳蛋白基质或膜相关蛋白可能是转录酶-聚合酶的一个成分次要核衣壳蛋白第二种基质或膜相关蛋白

脂质：病毒囊膜来自宿主细胞膜，因此含有与细胞膜相似的脂质成分。

糖类：丝状病毒含有糖基化的蛋白质，糖蛋白有复合型、杂交型和甘露糖苷型的N 聚糖，还有中性粘蛋白型的O 聚糖。聚糖约占糖蛋白量的50%。马尔堡病毒聚糖没有唾液酸，这是它与埃博拉病毒的区别之一。

4.基因组结构与复制

负股丝状病毒基因组含有7个开放阅读框架(ORF)，它们的顺序是3′ N VP35 VP40 G VP30 VP24 L 5′。图21-2是负股19 1kb的马尔堡病毒RNA的基因组结构，阴影框表示各种基因，空白处为非编码区，垂直深色线表示保守的基因间序列，箭状所指为VP30和VP24之间mRNA重叠部分的位置。

图21-2 马尔堡病毒RNA的基因结构

在G蛋白基因内有一个次级ORF，编码一个15kDa的蛋白质。在G基因的两侧，具有保守性的转录终止和启始信号以及高度保守的五聚体3′ UAAUU。另外，还有较长的mRNA3′和5′非编码区及基因组RNA末端序列。马尔堡病毒VP30 mRNA的3′非编码端被VP24 mRNA 的5′非编码端所覆盖。埃博拉病毒的情况也与此相类似，VP35的3′端为VP40 mRNA的5′端所覆盖，G蛋白mRNA的3′端为VP30的5′端覆盖，VP24的3′端为L mRNA的5′端覆盖。

5.抗原特性

在体外，丝状病毒的感染性不易被中和，只有在稀释病毒、固定血清的情况下才能检测到中和抗体，而且要求使用的血清稀释度小于1∶10。应用上述试验，马尔堡病毒和埃博拉病毒之间具有很小的抗原交叉反应。马尔堡病毒目前只发现一个血清型。根据埃博拉病毒的抗原性差异，可分为3个血清型：扎伊尔(Zaire)、苏丹(Sudan)和莱斯顿(Reston)，G蛋白表位决定着病毒的血清型。

6.生物学特性

马尔堡病毒和埃博拉病毒均与非洲地区有关。某些毒株可以引起人的严重出血热。据报道，人类的马尔堡病毒感染死亡率约为30%～35%。不同血清型的埃博拉病毒其致病性有很

大的差异：扎伊尔型的致死率约为88%；苏丹型的致死率约53%，并有一些亚临床感染；莱斯顿型对人类的致病性很微弱。

丝状病毒的自然疫源地和自然发病史尚不清楚。在实验室条件下，这两种病毒可以感染猴、小鼠、豚鼠、仓鼠。某些毒株可以引起人的严重出血热。丝状病毒具有嗜细胞性，主要是网状内皮系统细胞、成纤维细胞和间质组织细胞，尤其是肝实质细胞。病毒在全身各组织器官中分布，肝、肾、脾、肺中含量最高。病理剖检变化因毒株不同而有很大差异。

一、马尔堡病毒(Marberg Virus)

同义名：绿猴病病毒，绿猴因子

1967年秋，在西德的马尔堡和法兰克福、南斯拉夫的贝尔格莱德，同时暴发了实验室工作人员的一种严重出血热，31名患者中死亡7人，这些患者大都接触过一批从乌干达运来的