禽流感是由什么原因引起的?
人禽流行性感冒(以下稱人禽流感)是由禽甲型流感病毒某些亞型的毒株引起的急性呼吸道傳染病。
引起禽流感(AI)的病原為禽流感病毒(AIV),該病毒屬正粘病毒科流感病毒屬。
(1)正粘病毒科的特征
正粘病毒和副粘病毒科的病毒有許多相同的特征,均具有神經(jīng)氨酸酶(NA)和血凝素(HA),可凝集某些動物的紅細胞;對呼吸道系統(tǒng)都有致病性等,特別是這兩種病毒對粘多糖和糖蛋白具有特殊的親合力,尤其是對細胞表面的含唾液酸的受體具有更強的親合力。
正粘病毒科中只有一個屬,即流感病毒屬,根據(jù)流感病毒核蛋白(NP)和基質(zhì)蛋白(MS)抗原性的不同,將其分為A,B,C三個血清型,它們之間抗原的差別可通過瓊脂擴散試驗,補體結(jié)合試驗等測出。
A,B,C三型流感病毒除了其核蛋白及基質(zhì)蛋白抗原性不同外,還有以下不同的生物學(xué)特性。
(2)A型流感毒除有可能感染人外
還感染許多其他種屬的動物,如馬,豬,禽類,海豹等,而B型則主要感染人,但C型也可從豬分離到,(2)A型流染病毒的表面糖蛋白比B型和C型的具有更高的變異性,(3)形態(tài)特征和分子生物學(xué)特征方面,A型和B型都具有8個核酸片段,而C型的基因組只有7個片段。
根據(jù)流感病毒血凝素HA和神經(jīng)氨酸酶NA抗原性的差異,又可將其分為不同的亞型,目前,A型流感病毒有15種特異的HA和9種特異的NA。
(3)禽流感病毒毒株分類
AIV的毒株分類基于HA和NA亞型,目前已發(fā)現(xiàn)15種血凝素HA和9種神經(jīng)氨酸酶NA,所有這些都是從禽流感分離物中以不同的組合鑒定出來的,為了鑒定病毒的HA和NA,要應(yīng)用一組對不同亞型特異的抗血清,對分離物進行血凝抑制(HI)和神經(jīng)氨酸酶抑制(NA)試驗。
屬于同一亞型病毒的比較,常用雞和雪豹感染后的血清及單克隆抗體進行,應(yīng)用單克隆抗體能較細致地比較同種或不同種動物中出現(xiàn)的相關(guān)病毒,之后,通過HI,酶聯(lián)免疫吸附試驗(DLISA)和中和試驗對病毒進行比較。
(4)命名
針對AIV的命名,1971年提出了流感病毒命名的標(biāo)準(zhǔn)體系,1980年又進行了修訂,一株流感病毒的名稱包括型(A,B或C),宿主來源(除人外),地理來源,毒株編號(如果有)和分離的年代,后面及圓括號內(nèi)附以HA(H)和(N)的抗原性說明。
2.形態(tài)學(xué)
AIV粒子一般為球形,直徑為80~120納米,但也常有同樣直徑的絲狀形態(tài),長短不一,病毒粒子表面有10~12納米的密集釘狀物或纖突覆蓋,病毒囊膜內(nèi)有螺旋形核衣殼,兩種不同形狀的表面釘狀物是HA(棒狀三聚體)和NA(蘑菇形四聚體)。
HA的作用是將病毒粒子吸附在細胞表面受體(唾液酸低聚糖)上,并與病毒的血凝活性相關(guān),在對病毒的中和作用和抗感染保護中,抗HA抗體非常重要;NA酶的活性則是通過對受體內(nèi)神經(jīng)氨酸的作用,可使新生病毒從細胞中釋放出來,抗NA抗體對保護作用也很重要。
現(xiàn)已確定血凝集H2HA和神經(jīng)氨酸N2及N9NAS的三維結(jié)構(gòu),并明確了重要的抗原區(qū)域或表位。
HA和NA以及被稱為M2的小蛋白都包埋在宿主細胞質(zhì)膜衍生的脂質(zhì)囊膜中,病毒囊膜下為主要結(jié)構(gòu)蛋白M1,位于RNA分子的周圍,與分子蛋白NP和三種大蛋白(PB1,PB2和PA)負責(zé) RNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄。
病毒基因組由8個負鏈的單鏈RNA片段組成,這8個片段編碼10個病毒蛋白,其中8個是病毒粒子的組成成分 (HA,NA,NP,M1,M2,PB1,PB2和PA),分子質(zhì)量最小的RNA片段編碼兩個非結(jié)構(gòu)蛋白,NS1和NS2,NS1與胞漿包含體有關(guān),但 NS1和NS2的功能尚不清楚。
現(xiàn)在已經(jīng)獲得了包括H3,H5和H7在內(nèi)幾個禽亞型號HA基因的全部序列,以及所有14個血凝素基因的部分序列。
3.化學(xué)組成
流感病毒粒子大約由0.8%~1.1%的RNA,70%~75%蛋白質(zhì),20%~24%的脂質(zhì)和5%~8%的碳水化合物組成,脂質(zhì)位于病毒的膜內(nèi),大部分為磷脂,還有少量的膽固醇和糖脂,幾種碳水化合物包括核糖(在RNA中),半乳糖,甘露糖,墨角藻糖和氨基葡糖,在病毒粒子中主要以糖蛋白或糖脂的形式存在。
病毒蛋白及潛在的糖基化位點是病毒基因組特異的,但與病毒膜的糖蛋白或糖類鏈的脂質(zhì)和碳水化合物鏈的成分,是由宿主細胞確定的。
4.病毒復(fù)制
病毒吸咐在細胞表面含唾液酸的糖蛋白受體上,然后通過受體介導(dǎo)的細胞內(nèi)吞作用,病毒進入細胞,這包括暴露于核內(nèi)體內(nèi)的低pH,導(dǎo)致 HA的構(gòu)象改變介導(dǎo)膜融合,這樣,核衣殼便進入胞漿并移向胞核,流感病毒利用獨特的機理轉(zhuǎn)錄,啟動轉(zhuǎn)錄時,病毒的核酸內(nèi)切酶從宿主細胞的mRNA上切下 5′帽子結(jié)構(gòu),并以此作為病毒轉(zhuǎn)錄酶進行轉(zhuǎn)錄的引物,產(chǎn)生出6個單順子的mRNA,并轉(zhuǎn)譯成HA,NA,NP和三種聚合酶(PB1,PB2和PA),NS 和M基因的mRNA進行拼接,每一個產(chǎn)生出兩個mRNA,依不同閱讀框架進行轉(zhuǎn)譯,產(chǎn)生NS1,NS2,M1和M2蛋白,HA和NA在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)糖基化,在高爾基體內(nèi)修飾,然后運輸?shù)奖砻妫踩爰毎ぶ?,HA需要宿主細胞蛋白酶將其裂解成HA1和HA2,但兩者仍以二硫鍵相連,這種裂解可生成傳染性病毒,并以出芽方式從質(zhì)膜排出細胞。
5.抗原性變異
流感病毒抗原性變變的頻率很高,主要以兩種方式進行:漂移和轉(zhuǎn)變,抗原漂移可引起HA和/或NA的次要抗原變化,而抗原轉(zhuǎn)變可引起HA和/或NA的主要抗原變化。
(1)抗原性漂移
抗原性漂移是由編碼HA和/或NA蛋白的基因發(fā)生點突變引起的,是在免疫群體中篩選變異體的反應(yīng),它可引起致病性更強病毒的出現(xiàn)。
(2)抗原性轉(zhuǎn)變
抗原性轉(zhuǎn)變是當(dāng)細胞感染兩種不同流感病毒時,病毒基因組的片段特性允許發(fā)生片段重組,從而引起轉(zhuǎn)變,它有可能產(chǎn)生256種遺傳學(xué)上不同的毒力各異的子代病毒。
6.對理化因素的抵抗力
A型流感病毒是囊膜病毒,對去污劑等脂溶劑的滅活性比較敏感,福爾馬林,β-丙內(nèi)酯,氧化劑,稀酸,乙醚,去氧膽酸鈉,羥胺,十二烷基硫酸鈉和銨離子能迅速破壞其傳染性,禽流感病毒沒有超常的穩(wěn)定性,因此對病毒本身的滅活并不困難,病毒可在加熱,極端的pH值,非等滲和干燥的條件下失活。
在野外條件下,流感病毒常從感染禽的鼻腔分泌物和糞便中排出,病毒受到這些有機物的保護極大地增加抗滅活的抵抗力,此外,流感病毒可以在自然環(huán)境中,特別是涼爽和潮濕的條件下存活很長時間,糞便中病毒的傳染性在4℃條件下可以保持長達30~50天,20℃時為7天。
7.禽流感病毒的致病力及毒力
禽流感病毒致病力的變化范圍很大,流感病毒感染引發(fā)的疾病可能是不明顯的或是溫和的一過性的綜合征,甚至是100%發(fā)病率和/或死亡率的疾病,疾病的癥狀可能表現(xiàn)在呼吸道,腸道或生殖系統(tǒng),并隨病毒種類,動物種別,齡期,并發(fā)感染,周圍環(huán)境及宿主免疫狀態(tài)的不同而不同,禽流感病毒的毒力主要決定于病毒粒子的復(fù)制速率和血凝素蛋白裂解位點附近的氨基酸組成。
目前國際上一般按歐共體規(guī)定的靜脈內(nèi)接種致病指數(shù)(IVPI)來判定毒力,當(dāng)IVPI>1.2時,則認(rèn)為是高致病力毒株。