流行性感冒病毒

流行性感冒病毒

流行性感冒病毒(influenza virus)简称流感病毒,属正黏病毒科(Orthomyxoviridae)。正黏病毒是一类对人和动物细胞表面的黏蛋白有亲和性,有包膜,RNA基因组分节段的病毒。流感病毒根据核糖核蛋白与基质蛋白抗原的不同分为甲、乙、丙三种类型,其中甲型流感病毒宿主范围广,可引起人和多种动物感染,全球出现的暴发流行均由此型引起。乙型流感病毒主要感染人类,可出现小范围流行。丙型流感病毒主要引起婴幼儿和免疫低下人群感染,极少引起流行。

一、生物学特性

(一)病毒基因与编码蛋白

甲型(A型)、乙型(B型)流感病毒的基因组总长度约为13.6 kb,均由8个非连续的单链负股RNA片段构成,每个片段均为独立复制和(或)转录单位,共编码12种蛋白质,其中1~6节段分别编码PB2、PB1、PA、HA、NP和NA蛋白,7、8节段各编码2个蛋白,分别为M1、M2(膜蛋白)和NS1、NS2蛋白(含可抑制宿主细胞代谢成分)(表10-1)。丙型(C型)流感病毒基因组仅含7个独立片段,缺乏NA和M2编码基因。

表10-1 A、B型流感病毒的基因组构成及主要编码蛋白

图示

注:甲型流感病毒(influenza A virus)的HA、NA编码基因有高变异性。

(二)病毒结构

流感病毒多呈球形,直径80~120 nm,从患者体内初次分离时呈丝状,长短不一,由核衣壳和包膜构成(图10-1)。

图示

图10-1 流感病毒形态结构模式图

1.核衣壳 由病毒分节段的RNA、RNA多聚酶和核蛋白(NP)组成。由于流感病毒的RNA为分节段复制,再装配到子代病毒体内,因此易发生遗传物质的重组、交换或重配,使病毒生物学特性发生变异。核蛋白盘旋包绕病毒RNA呈螺旋对称排列,称为核糖核蛋白(ribonucleoprotein,RNP),核蛋白免疫原性稳定,很少发生变异,核蛋白与包膜中的基质蛋白共同组成流感病毒的甲、乙、丙型特异性抗原。

2.包膜 由基质蛋白、双层(类)脂膜和糖蛋白突起组成。基质蛋白又称内膜(M)蛋白,介于核衣壳和双层类脂膜之间,具有保护核心及维持病毒外形的作用。双层脂膜来源于宿主细胞膜,糖蛋白镶嵌于双层脂膜中并突出于其表面形成刺突(表面抗原)。刺突分两种,一种呈柱状,称血凝素(hemagglutinin,HA);另一种呈蘑菇状,称神经氨酸酶(neuraminidase,NA)。

HA是糖蛋白,由HA1和HA2两个亚单位组成;HA1氨基酸序列若发生改变,可导致其抗原性发生变异;HA2具有膜融合活性,有助于病毒吸附到宿主细胞膜上,并进一步侵入细胞,是病毒致病的重要因素。不同毒株和亚型的流感病毒感染性不同,与其HA结构和抗原特性的不同有关。HA可激发机体产生特异性的抗HA抗体,此抗体具有保护作用。HA能与多种动物和人的红细胞表面的糖蛋白受体结合,引起红细胞凝集,可借此来检测病毒。

NA是具有酶活性的糖蛋白,能水解宿主细胞表面的糖蛋白受体末端的N-乙酰神经氨酸,破坏受体结构,使宿主细胞与病毒颗粒解离,有利于成熟病毒的释放。它还可以通过抑制内皮细胞的黏液分泌,使病毒更易于黏附在宿主细胞膜上,是流感病毒扩散和繁殖必不可少的因素。

(三)抗原性与分型

流感病毒的抗原分为内部抗原和表面抗原。病毒内部抗原为可溶性抗原,涉及内膜(M)蛋白、核蛋白(NP)和3种具有RNA聚合酶活性的蛋白(PB1、PB2、PA),其抗原性稳定,具有型特异性;按M蛋白与NP蛋白的抗原差异可将流感病毒分为甲(A)、乙(B)、丙(C)3型。表面抗原由HA和NA组成,抗原性易变异,是流感病毒划分亚型的依据,如甲型流感病毒可分为若干亚型。已知H有15个亚型(H1~H15),N有9个亚型(N1~N9),人间流行的甲型流感病毒主要是由H1、H2、H3和N1、N2组合而成。乙型流感病毒虽有变异,但尚不能划分亚型。丙型流感病毒抗原性较稳定。

(四)变异性与流感流行的关系(https://www.daowen.com)

甲型流感病毒表面抗原变异幅度的大小,直接影响到流感流行的规模。由基因组自发的点突变,变异幅度小,属于量变,称为抗原漂移(antigen drift),产生新的病毒株,可引起中小型流行。如果基因组基因重新排列,抗原变异幅度大,属于质变,称为抗原性转变(antigen shift),形成新的亚型,往往因人群普遍缺乏相应免疫力而引起较大的流行,甚至暴发性流行。

按照世界卫生组织(WHO)规定,流感病毒依据其HA与NA的抗原性来确定其亚型,代表株命名法为型别/宿主/分离地点/毒株序号/分离年代。抗原性转变和流行的情况详见表10-2。

表10-2 甲型流感病毒抗原转变与流行年代

图示

(五)培养

分离培养流感病毒最常用的是鸡胚羊膜腔或尿囊腔接种,初次培养接种鸡胚羊膜腔,传代培养接种尿囊腔。也可选用人胚肾或猴肾细胞培养,但增殖后细胞病变不明显,须用红细胞凝集试验检测病毒。

(六)抵抗力

流感病毒抵抗力较弱,对干燥、日光、紫外线和乙醚、甲醛、过氧化氢等化学药物敏感。病毒不耐热,56℃、30分钟即被灭活;室温下病毒传染性很快丧失,在4℃能存活1周,-80℃能长期保存。

二、致病性与免疫性

(一)致病性

流感的主要传染源是患者、隐性感染者及携带病毒的动物,人群对流感病毒普遍敏感,发病前后2~3日呼吸道分泌物中含有大量病毒,通过飞沫或污染的手、用具等传播。病毒侵入易感者呼吸道后,在局部黏膜细胞内增殖,经过1~2日潜伏期,引起细胞变性、坏死、脱落等上呼吸道局部炎症。病毒一般不进入血流,由病毒感染诱生的干扰素作用可能是引起发热、头痛、肌肉酸痛等全身症状的原因之一。病毒可侵犯患者下呼吸道,引起支气管炎、肺炎。对机体抵抗力较弱的年老体弱者,可继发严重细菌性感染,增高病死率。

(二)免疫性

人类感染流感病毒后可诱导特异性的细胞免疫与体液免疫应答,其中抗HA抗体为中和抗体(包括IgM、IgG和SIgA),可维持10年之久,对同型病毒形成牢固免疫,但不同亚型间无交叉免疫。细胞免疫既依赖CD4+T细胞产生细胞因子辅助B细胞产生抗体,也依靠CD8+T细胞对感染细胞的清除杀伤,且CD8+T细胞的清除杀伤有交叉性(可作用同亚型各毒株)。

三、检测与防治

(一)病原学检测

流感的临床诊断主要根据临床症状,实验室检查主要用于流行病学监测。常用的方法有:①取患者鼻咽分泌物经抗生素处理后接种鸡胚或细胞培养,经培养后取病毒培养液做红细胞吸附试验检测有无病毒。若阳性,用已知免疫血清做血凝抑制试验,确定型别。细胞培养选用猴肾细胞(PMK),培养后用血凝试验证实病毒的存在。②取患者双份血清,测定其血凝抑制抗体效价。也可用免疫荧光或酶免疫测定法直接测定患者呼吸道分泌物、脱落细胞中的病毒抗原。

(二)防治原则

接种流感病毒疫苗,是预防流感病毒感染的特异性方法。接种流感疫苗的毒株应与当前的流行株型别基本相同。流行期间避免人群聚集;必要的情况下进行空气消毒等。金刚烷胺、奥司他韦(oseltamivir)、托那米韦(zanamivir)等治疗流感有效。干扰素、中草药等有一定疗效。