王旭亮

《病毒学》课程论文

动物流感病毒与人类流感病毒相互关系的研究

姓名：王旭亮

专业：生物科学

学号：20114083035

日期：2014年5月

摘要：流行性感冒(Influenza)(简称流感)是由流感病毒引起的急性呼吸道传染病,也是人类至今尚不能有效控制的传染病。从19世纪以来,已出现过4次全球性流感大流行。最严重的一次(1918～1919)全世界死于流感的人数超过2000万。由于甲型流感病毒易发生变异,一旦发生流行,在短时间内就能造成灾难性后果,因此,对甲型流感流行株起源的可能机制相关研究极为重要。

关键词：动物流感病毒;人类流感病毒;相互关系

绪论

基于对甲型流感病毒本身结构及其流行情况的深入研究,越来越多的证据表明人类流感病毒与动物流感病毒密切相关。在自然界中,流感病毒的宿主范围相当广,有鸟类和哺乳类。在不同宿主中亚型分布不同,鸟类中存在所有HA、NA亚型,仅野生水鸟中就包括了几乎所有亚型种类,被认为是流感病毒基因储存库。到目前为止,我国已从鸭、鸡、鹅、猪、狗、野鸭中分离到2000多株流感病毒。

人类流感病毒与哺乳动物流感病毒之间的相互传播

在甲2型(H2N2)流感病毒出现以前,一般认为人类流感病毒是通过人传人方式而延续,其新亚型出现是通过自然演变而来的。甲2型(H2N2)流感病毒出现后,由于它的表面抗原(血凝素和神经氨酸酶)与甲1型完全不同,因此认为甲2型不是由甲1型演变而来的,其来源于动物的可能性较大。在新宿主的选择压力下,新的变异株从不同宿主病毒中成功突变出现。猪可能在禽流感病毒株适应人类中起了中介作用。Okaza等认为猪是人与鸭流感病毒发生重组的“活试管”。Bikowr认为人类H3N2可能长期存在于猪中,而猪是人类甲型流感病毒暴发流行的仓库[1]。Webster等认为具有对家畜有毒力的H5和H7病毒可能来源于原来无毒株的基因突变。同样动物流感病毒株突变产生有感染力的毒株也可以在人群中引起新的流行。郭元吉等人用血凝抑制、单扩溶血和神经氨酸酶活性抑制测定,证实了我国猪群中存在甲2型(H2N2)流感病毒抗体。说明人甲2型流感病毒起源于动物的可能性是存在的,甲2型流感病毒从猪又回到人群中并造成流行,这种可能性也是存在的。范宗华等人以HsW1N1、H1N1、H2N2、H3N2和B型流感病毒为抗原,用血抑试验检测人血清中抗体,表明凡能感染人类的流感病毒均能感染猪,猪血清和人血清中血抑抗体阳性率的增长呈平行关系。血清学方面的事实证明B型流感病毒能感染猪,猪是人类流感病毒不同亚型的储存宿主,不同亚型的流感病毒可以在猪群中同时并存和流行。1976年初,在美国新泽西州的迪克斯堡新兵发生了流感暴发,从死亡者中分离到1株流感病毒,被证明来源于猪流感病毒。在美国通过血清学调查发现,猪屠宰场工人的猪流感抗体阳性率大大超过其他职业工人,说明与猪接触密切并缺乏猪型流感抗体的人会感染猪型流感病毒。血清学研究表明1918年人群中流感大流行是猪型(H1N1)病毒所致[2]。1997年从1名死于流感的小孩体内分离出的A/HongKong/1774/97流感病毒,与欧洲猪中流行的H3N2病毒的抗原和遗传学特点是极为相似的,中国南方猪可能是感染来源[3]。禽源性的猪流感病毒H1N1能直接感染人[4]。许多国家发现几乎所有不同年代的H3型变种均能从猪中分离出来,同时查明了甲3型流感病毒可自然感染其他各种动物。1998年冬至1999年春,

美国北卡诺林那州暴发了猪流感流行,研究表明引起暴发的毒株是由人H3N2、古典猪H1N1和禽流

感病毒基因重组形成的[5]。我国于1981年～1982年首次从猪群中分离出16株丙型流感病毒,并从猪群中查到丙型毒株抗体,同时证实了丙型毒株也能在猪群发生抗原性漂移和基因重配。国外用乙型流感病毒感染小猪获得成功,同时从猪中查到了乙型流感病毒的中和抗体。我国用多种测定方法同样在我国猪群中查到乙型毒株的抗体。

马流感病毒有两种亚型,分别为马甲1型(H7N7)和马甲2型(H3N8),马甲1型流感病毒的HA抗原与人流感病毒H3和禽流感病毒H7相同。无论血清学还是病原学均证实了甲3型流感病毒能自然感染马。

人类流感病毒与禽类流感病毒之间相互传播

所有甲型流感病毒均能从禽中找到,水禽是甲型流感病毒的天然储存库。大量证据表明,哺乳动物中所有流感病毒可能均来源于水禽,而且在哺乳动物和水禽中相互传播。这是近年流感暴发的根源[6]。一般认为,禽流感病毒与人类流感病毒相结合,经过基因重组,形成新型病毒对人才有感染力。引起人类流行的H3N2,就是由人类流感和禽流感病毒重组而成。在1968年H3N2亚型在人群中出现以前,H3亚型已从鸭A/Duck/Ukraine/1/63(H3N8)和马A/equine/Miami/1/63(H3N8)分离到。人类H3N2病毒的H3同以前的H2有很大差异,不可能由H2变异而来,H3N2的出现很可能是人类流感H2N2与动物流感病毒重组产生。研究结果表明H3来自禽,因为人类与鸭H3氨基酸序列的同源性是90%,高于人与马H3的同源(80%)。人H3N2新亚型的其他基因根据RNA∶RNA杂交试验证明皆来自人H2N2病毒。正是由于H3基因节段的交换变成H3N2,使重组株成为对人有致病性的新亚型,造成1968年～1970年的流感大流行。有些禽流感病毒能在人体内进行有限复制,并引起阳性血清反应[7]。研究发现H3亚型的HA的226和228氨基酸位点是极为重要的,其氨基酸位点限制其宿主范围,H3亚型的HA的226氨基酸位点突变为谷氨酰胺,228位点丝氨酸突变为甘氨酸,才能使人类流感病毒的HA在鸭消化道中复制[8]。1997年5月,香港发生全球首例由甲(H5N1)禽流感病毒引起的人间病例,至12月共发生18例确诊病人,其中6例死亡。从病人分离到H5N1病毒与当地家禽(鸡)分离到的H5N1病毒进行比较,发现两者都属于H5N1禽流感病毒基因,发现8个RNA节段与禽流感病毒相同[9-11],而未发现人类流感基因。血清学调查表明,当地家禽加工工人H5N1抗体阳性率很高,而广大居民并无此类抗体。H9N2在亚洲禽中广泛传播,在猪中也分离到,且能直接感染人,香港地区曾有4岁和1岁小孩感染H9N2的报道。H9N2病毒基因编码的8片蛋白在遗传学上与H5N2病毒高度相关[12]。流感病毒RNA独特的结构使不同株的流感病毒间基因易于交换,从而导致不同节段的不同组合,产生新的生物特性。有人对人型、经典猪型流感病毒

家系的NP基因进行分析,认为人和猪流感病毒来自1905年～1914年间的共同祖先,对其基因节段PB2、M、N1、N2的分析充分地支持这一假设[13]。当猪同时感染鸟和人类流感病毒时就有可能发生基因重配。甲型流感病毒的抗原性比较复杂,在哺乳动物和鸟类中分布很广,这些病毒大多具有独特的表面抗原(HA和NA),但也有些病毒与人的流感病毒或其他动物的流感病毒之间具有共同的抗原成分。例如,甲/马/迈阿密/63/(Heq2),甲/鸭/

乌克兰/62/(Hav7Neq2)和人的A3型A/香港/1/68/(H3N2)病毒株的HA轻链基本相同。再如,甲/鸡/罗斯托克/34/(Hav1N1),甲/鸭/德国/68(Hav6N1)等病毒的NA和人的N1相同。多数人认为抗原转变是以前流行于人和动物的流感病毒基因片段重组的结果。Scholtissck 认为人类流感病毒HA基因被禽类流感病毒等位基因通过重组替换是抗原转变的原因,禽流感病毒可直接或间接感染人[14]。有资料表明世界第一次流感大流行的毒株是1株8个基因节段均来自鸟类的H1N1亚型病毒,并通过猪传给人群[15]。第二次大流行是H2N2亚型毒株,是人与禽流感病毒通过基因重组而来,其HA、NA、PB13个基因节段来源于鸟流感病毒,其余基因节段来自于当时的人类流感病毒。第三次大流行同样是人类与禽类流感病毒通过基因重组而来,HA、PB1基因来自鸟类流感病毒,其余基因节段来自当时的人群流感病毒。中国是H2N2、H3N2和新H1N13个新亚型的首发地。Shortridge认为很可能中国南方的家畜(禽)是甲型流感病毒基因重组出现新亚型的根源。

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