(病毒学教学课件)Lecture on influenza viruses
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病毒1基本性状
失去衣壳的核酸——感染性核酸。
衣壳：
由许多壳微粒（蛋白质亚单位）组成。 排列成不同的立体构型：螺旋对称型
二十面体对称型 复合对称型 作用:保护核酸 病毒鉴定及分类的依据 与易感细胞表面的受体结合 具有免疫原性
核衣壳的对称形式
•螺旋对称型 •二十面体立体对称型 •复合对称型
病毒体结构模式图
包膜子粒
病毒学 virology
病毒概论
病毒（virus)是一类非细胞型微生物
特征： 体积微小
结构简单 严格的胞内寄生性 以复制方式 耐冷不耐热 对抗生素不敏感
学习病毒学的重要性
1、传染性强，传播迅速，由病毒引起的传染病约 占80%。
2、传播途径广泛 4、并发症复杂 5、后遗症严重，死亡率高 7、病毒对抗生素不敏感 8、病毒与肿瘤的关系
病 毒 的 复 制 过 程
四、病毒的异常增殖和干扰现象 （一）病毒的异常增殖
顿挫感染 缺损病毒：指带有不完整基因组的病毒体。 （二）病毒的干扰现象 概念：指两种病毒感染同一细胞时，可发生一种病
毒抑制一种病毒增殖的现象。 类型：异种、同种、同型或同株病毒之间 机理：1、干扰素作用
2、竞争干扰 3、改变宿主细胞代谢途径 意义：指导疫苗的合理使用
C D
A、大肠杆菌噬菌体 ( 65 ×95nm )
立克次体 450nm
B、腺病毒 (70nm )
C、脊髓灰质炎病毒
G
(30nm )
D、乙脑病毒
F
( 40nm )
E、蛋白分子 (10nm )
E F、流感病毒 ( 100nm )
G、烟草花叶病毒
病毒的形态:
球形 杆状 丝状 砖形 蝌蚪形
二、病毒的结构和化学组成
衣壳：
由许多壳微粒（蛋白质亚单位）组成。 排列成不同的立体构型：螺旋对称型
二十面体对称型 复合对称型 作用:保护核酸 病毒鉴定及分类的依据 与易感细胞表面的受体结合 具有免疫原性
核衣壳的对称形式
•螺旋对称型 •二十面体立体对称型 •复合对称型
病毒体结构模式图
包膜子粒
病毒学 virology
病毒概论
病毒（virus)是一类非细胞型微生物
特征： 体积微小
结构简单 严格的胞内寄生性 以复制方式 耐冷不耐热 对抗生素不敏感
学习病毒学的重要性
1、传染性强，传播迅速，由病毒引起的传染病约 占80%。
2、传播途径广泛 4、并发症复杂 5、后遗症严重，死亡率高 7、病毒对抗生素不敏感 8、病毒与肿瘤的关系
病 毒 的 复 制 过 程
四、病毒的异常增殖和干扰现象 （一）病毒的异常增殖
顿挫感染 缺损病毒：指带有不完整基因组的病毒体。 （二）病毒的干扰现象 概念：指两种病毒感染同一细胞时，可发生一种病
毒抑制一种病毒增殖的现象。 类型：异种、同种、同型或同株病毒之间 机理：1、干扰素作用
2、竞争干扰 3、改变宿主细胞代谢途径 意义：指导疫苗的合理使用
C D
A、大肠杆菌噬菌体 ( 65 ×95nm )
立克次体 450nm
B、腺病毒 (70nm )
C、脊髓灰质炎病毒
G
(30nm )
D、乙脑病毒
F
( 40nm )
E、蛋白分子 (10nm )
E F、流感病毒 ( 100nm )
G、烟草花叶病毒
病毒的形态:
球形 杆状 丝状 砖形 蝌蚪形
二、病毒的结构和化学组成
流行性感冒(influenza)-课件
【诊断要点】
流行季节、流行区 呼吸道症状轻而全身中毒症状重 血WBC减少，病原学、血清学阳性
2020/12/18
22
【治疗要点】
按呼吸道隔离病人 支持对症治疗 早期给予抗病毒治疗： 三氮唑核苷、金刚烷胺、奥司他韦、中药 继发细菌感染者，应使用抗菌药物
2020/12/18
23
【隔离措施】 按呼吸道隔离病人1周或至主要症状消失
2020/12/18
15
重型流感：全身衰竭、剧烈咳嗽咯血性痰、呼吸急促，抗菌治疗无效。 双肺呼吸音低，满布湿罗音、哮鸣音。 痰液分离出流感病毒
2020/12/18
16
X线：肺部絮状阴影
2020/12/18
17
2020/12/18
18
2020/12/18
19
【并发症】
继发细菌性呼吸道感染 肺外并发症
流行性感冒(influenza)-课件
由流感病毒引起 急性呼吸道传染病 潜伏期短，传染性强 临床表现特点：急起高热、全身症状重而呼吸道症状相对较轻。
2020/12/18
2
【病原学】 正黏液病毒科RNA病毒
2020/12/18
3
2020/12/18
4
依据核蛋白 （NP）分甲、乙、丙型，血凝素（H）和神经氨酸酶（N）分亚型
2020/12/18
30
概念
人禽流行性感冒 禽流行性感冒
2020/12/18
31
【病原学】
甲型流感病毒 对常用消毒剂、热敏感，紫外线可迅速破坏其传染性 H5N1、H7N7、H9N2
2020/12/18
32
【流行病学】
传染源：患禽流感或携带禽流感病毒的禽类 传播途径：由禽到人，经呼吸道、消化道、接触传播 易感人群：儿童和特殊职业人群
病毒学基础知识 ppt课件
③有襄膜的DNA病毒如单纯疱疹病毒，在核内 装配为核衣壳。释放方式有三种：一是移至核 膜以芽生方式进入胞浆，获得核膜成分作为襄 膜。并由此渐渐释放到细胞外；二是通过核膜 裂隙进入胞浆，从胞浆膜上获得襄膜，沿核周 围与内质网相通的部位从细内逐渐释放。三是 复合病毒如牛痘病毒的DNA与蛋白质均在胞 浆中合成，形成“未成熟颗粒”经再分化成为 成熟颗粒，其中一部分通过细胞表面释放，大 部分则通过细胞与细胞之间接触而扩散释。
1、温度：
病毒耐寒不耐热。大多数病毒可在4℃以下 良好生存，尤其在干冰温度（－70℃）和液 氮（－196℃）下更能长期保持其感染性。 而大多数病毒于55-60℃10－30min灭活， 100℃迅速灭活。有的在室温下只能存活数 小时（流感、麻疹病毒），有的在自然界中 可存活数日或数月（肠道病毒群、肝炎病 毒）。但猪瘟Vi可耐受50℃2h，70℃1h， 100℃0.5－1h。
4、触须：某些无襄膜的病毒所具有。
第二节 病毒的增殖
病毒缺乏生物细胞所具有细胞器、新陈代谢必须 的酶系统和能量。其增殖，只能靠宿主细胞提供 原料、能量、生物合成场所（细胞器），在病毒 核酸指控下，合成病毒的核酸与蛋白质等成分， 然后在宿主细胞内装配为成熟的具有感染性的病 毒体，再以特定的方式释放到细胞外，感染其它 易感细胞，病毒的这种增殖方式称为复制。所需 时间称为复制周期。
④有襄膜的RNA病毒如副流感病毒，核酸与蛋 白质在胞浆中装配螺旋状核衣壳，并在感 染过程中使病毒特异性Ag成分（如血凝素、 神经氨酸）整合于细胞膜上。当病毒以芽 生方式通过细胞膜时，获得襄膜，并产生 剌突。
第三节 干扰现象与干扰素
一、干扰现象 一种病毒（活病毒或灭活病毒）作用于宿主 细胞后，可导致另一种在免疫学上有关或无 关的病毒株不能在其中正常增殖的现象，称 病毒的干扰现象。
《病毒学概论》PPT课件 (2)
精品医学
62
复制周期—— 吸附
宿主细胞
吸附方式： 非特异性吸附---
可逆 特异性吸附--受体
精品医学
27
复制周期——穿入
穿入形式：
吞饮---无包膜病毒 融合---有包膜病毒
精品医学
28
复制周期——脱衣壳
脱衣壳：
细胞内无 完整病毒体
精品医学
29
复制周期——基因组的复制与表达
复制周期中最重要的阶段
隐蔽期：用一切血清学方法和电镜检查均 不能查见处于生物合成阶段的病毒 颗粒
病毒的结构和化学组成
精品医学
12
核衣壳
核心
衣壳
包膜
一种类型的核酸
少量非结构蛋白
壳粒组成 蛋白质
多糖
脂类
螺旋对称
20面体立体对称
复合对称
病毒的结构
基本结构 1. 核心（core）：RNA / DNA 2. 衣壳(capsid)：蛋白质
衣壳由壳粒（形态亚单位）组成 壳粒由多肽（化学/结构亚单位组成 核心和衣壳组成“核衣壳”
蛋白质：壳粒 → 衣壳 →保护、介导病毒 进入细胞（与致病有关）具有抗原性 结构蛋白/非结构蛋白
精品医学
23
• 脂类和糖： 包膜 →维持病毒体结构的完整
保护、介导病毒进入细胞
（与致病有关）
具有抗原性
•
病毒从细胞内释放时获得
•
为细胞膜脂质成分
精品医学
24
第二节 病毒的增殖
精品医学
25
病毒的增殖
复制周期依次包括： * 吸附 * 穿入 * 脱衣壳 * 基因组的复制与表达 * 组装与释放
精品医学 结构蛋白
31
病毒学基础Ippt课件
25
3.朊粒的抵抗力
土壤中可存活20年 标准高压蒸汽灭菌不能破坏 灭活方法是室温下5%次氯酸钠或1mol/L
氢氧化钠处理1hr，再134℃高压蒸汽2hr以上
26
4.朊粒的致病性
引起人和动物Prion病。潜伏期长，表 现为致死性中枢神经系统的慢性退化性疾患
27
动物Prion病
人类Prion病
36
4、生物合成
生物合成阶段也称为隐蔽期 包括
➢ 基因的复制：子代核酸的合成 ➢ 基因的表达：子代病毒蛋白的转录与翻译 阻止病毒生物合成的药物：核苷类药、非核 苷类似药、蛋白酶抑制剂等
37
病毒核酸类型不同，生物合成规律也不同
双链DNA病毒 单链DNA病毒 单正RNA病毒 单负RNA病毒 双链RNA病毒 逆转录病毒
C、脊髓灰质炎病毒
D、乙脑病毒
E、蛋白分子
F、流感病毒
8
G、烟草花叶病毒
二、病毒形态多样
多呈球形或近似球形 少数为杆状、丝状、砖状、或子弹状
9
10
三、病毒的结构
1.核心 ( core )
核酸 →基因组genome 为病毒生命活动提供遗传信息 病毒复制的模板
11
2.衣壳（capsid）
55
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17
大小悬殊 有内含子，ORF间有重叠 较大的遗传不稳定性
18
功能
➢ 病毒复制的模板 ➢ 决定病毒的生物学活性 ➢ 部分核酸具有感染性
19
2、病毒蛋白质
结构蛋白
➢ 分布于衣壳、包膜和基质中 ➢ 对核酸具有保护作用，稳定病毒形态 ➢ 决定病毒对细胞的亲嗜性 ➢ 具有良好的抗原性，可用于分类及诊断
病毒学所有课件
A/FM/1/47 A/Singapore/1/57 A/HongKong/1/68
1977 1998
H1N1 H3N2 H3N2
武汉株 悉尼株
PPT学习交流
12
月份
一月 二月 三月 四月 五月 六月 七月 八月 九月 十月 十一月 十二月 总数
03年我国分离的流感病毒株
样本数目
1166 1530 5432 3758 1495 974 776 665 1283 1193 1008 1407 20687
呼吸道病毒
呼吸道病毒是指一大类能侵犯呼吸 道引起或仅以呼吸道为入侵门户，主 要引起呼吸道外组织器官病变的病毒。 据统计，90%以上的急性呼吸道感染由 该类病毒引起。
PPT学习交流
1
病毒比病毒学家更聪明。病
毒在自然界的历史比人类要
久远的多，它们更清楚如何
在这个世界上生存---赖明诏
“冠状病毒研究之父”赖明诏, 美国的冠
流行性感冒病毒，简称流感病毒，有 甲、乙、丙三型，其中，甲型流感病毒 是反复流行最为频繁和引起流感全球流 行的重要病原体。
PPT学习交流
11
甲型流感病毒抗原转换引起的世界性流行
流行年代
亚型类别
代表株
1918
Hsw1N1
可能为猪流感病毒
1947 1957 1968
H2N2（亚甲型） HN2（亚洲甲型） H3N2（香港甲型）
状病毒教科书不少出自他手。1975年以
来，他一直从事冠状病毒的研究，对牛、
猪、鸡、猫、老鼠等多种动物体内的冠
状病毒有比较深入的了解。在得到“非
典”冠状病毒的基因序列图后，他发现
其基因片段组成部分来自老鼠和禽类体
内的冠状病毒基因;
病毒个论 PPT课件
64
微生物和生物医学实验室分级 （安全性）
Ⅰ级：教学用普通微生物实验室 Ⅱ级：中等潜在危害的微生物，普通微生物
实验室加上使用生物安全柜 Ⅲ级：通过呼吸道传播致死性疾病的病原体，
但有预防性疫苗（P3实验室） Ⅳ级：高度危险性，无有效疫苗或不明微生
物（P4实验室）
65
防治原则
预防：隔离病人、切断传播途径和提高免疫力 ，研制疫苗 治疗：早期氧疗及适量激素治疗；抗病毒药物 和抗生素；用恢复期血清治疗
神经氨酸酶（NA）
为四聚体，并不平均分布在 病毒表面，而是聚合成群
8
血凝素
（Hemagglutinin，HA）
本质：糖蛋白 结构：原始肽HA0（经二次断裂）
↓(蛋白酶） HA1 ~~ HA2 （活性状态） 功能：1、HA1与细胞表面寡聚糖末端唾液酸受 体结合 2、HA2 疏水端具膜融合性
9
HA的主要功能
74
生物学特性
线型双链DNA，不分节段 基因组30000~42000bp，编码30种蛋白 病毒无包膜，二十面立体对称，直径约 70~90nm 具12个顶角和纤维刺突
75
腺病毒
76
微生物学检验
分离培养： 标本：咽拭子、眼结膜分泌物 培养细胞：接种原代人胚细胞后传代Hela
细胞等上皮细胞 初步鉴定：观察细胞病变效应 血清学检测：酶联免疫、荧光免疫试验
70
三、微生物检验
标本采集与处理：常规采集全血、死亡动 物肠内容物、肛门拭子、气管、肺、肠、脾 、肾、脑、肝和心脏标本。 分离培养：鸡胚培养法 病毒抗原及抗体检测：荧光免疫技术和酶 免疫技术 核酸检测：PCR和RT-PCR
71
第五节 其他呼吸道病毒
一、腺病毒（adenovirus） 传播途径：
微生物和生物医学实验室分级 （安全性）
Ⅰ级：教学用普通微生物实验室 Ⅱ级：中等潜在危害的微生物，普通微生物
实验室加上使用生物安全柜 Ⅲ级：通过呼吸道传播致死性疾病的病原体，
但有预防性疫苗（P3实验室） Ⅳ级：高度危险性，无有效疫苗或不明微生
物（P4实验室）
65
防治原则
预防：隔离病人、切断传播途径和提高免疫力 ，研制疫苗 治疗：早期氧疗及适量激素治疗；抗病毒药物 和抗生素；用恢复期血清治疗
神经氨酸酶（NA）
为四聚体，并不平均分布在 病毒表面，而是聚合成群
8
血凝素
（Hemagglutinin，HA）
本质：糖蛋白 结构：原始肽HA0（经二次断裂）
↓(蛋白酶） HA1 ~~ HA2 （活性状态） 功能：1、HA1与细胞表面寡聚糖末端唾液酸受 体结合 2、HA2 疏水端具膜融合性
9
HA的主要功能
74
生物学特性
线型双链DNA，不分节段 基因组30000~42000bp，编码30种蛋白 病毒无包膜，二十面立体对称，直径约 70~90nm 具12个顶角和纤维刺突
75
腺病毒
76
微生物学检验
分离培养： 标本：咽拭子、眼结膜分泌物 培养细胞：接种原代人胚细胞后传代Hela
细胞等上皮细胞 初步鉴定：观察细胞病变效应 血清学检测：酶联免疫、荧光免疫试验
70
三、微生物检验
标本采集与处理：常规采集全血、死亡动 物肠内容物、肛门拭子、气管、肺、肠、脾 、肾、脑、肝和心脏标本。 分离培养：鸡胚培养法 病毒抗原及抗体检测：荧光免疫技术和酶 免疫技术 核酸检测：PCR和RT-PCR
71
第五节 其他呼吸道病毒
一、腺病毒（adenovirus） 传播途径：
病毒学教学课件
General structure of a virion
衣壳组成------壳粒capsomeres
数目
壳粒
排列
螺旋对称型 helical symmetry 二十面体对称型 icosahedral symmetry 复合对称型 complex symmetry
螺旋对称型与二十面体对称型
Fig (A) icosahedral symmetry ; (B) helical symmetry.
临床病毒学现状
发病率高； 传染性强、流行广； 人类部分肿瘤与病毒感染有关； 某些病毒感染有致畸作用； 有效药物少。
病毒的概念
病毒（Virus）： 是一类形态最微小，结构最简单，
仅含一种类型核酸，必须在活细胞内才 能显示生命活性的非细胞型微生物 （acellular microorganism）。
病毒的基本性状
第一节 病毒的大小与形态
病毒体（Virion）
• 定义：一个完整成熟的病毒颗粒 • 特点：完整性+感染性
病毒的大小（以nm作为测量单位）
最大：痘病毒（300 nm） 最小：细小DNA病毒（20 nm）
准确测量方法：
电镜( Electron microscope, EM )
Fig EM of Influenza virus. Scale bar =100nm
病毒核酸功能
主导病毒感染、增殖、遗传和变异的物质基础。
• 指导病毒复制 • 遗传物质，又称基因组，决定病毒的特性 • 感染性核酸
病毒蛋白质的分类
结构蛋白structure protein 衣壳蛋白、基质蛋白和包膜糖蛋白
非结构蛋白non-structure protein 调节蛋白、酶类
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Orthomyxoviridae family consists of 5 genera:
1) Influenzavirus A 2) Influenzavirus B 3) Influenzavirus C 4) Thogotovirus: Thogoto virus and Dhori virus 5) Isavirus: infectious salmon anemia virus
All processes are catalyzed by viral polymerase complex
Model for transcription of influenza mRNA
Influenza viral RNP nuclear expert
vRNP
Internal structure of influenza particles
Outbreak and sporadic
HPAI H5N1 (Asia, Africa and Europe; 1997 – 5/7, 2014) H7N9 (China; 2013 – 4/8, 2014) H7N2, H7N3 and H7N7 (N. Am and Europe; 2002 – 2004) H9N2 (China; since 1998) H10N7 (Egypt; 2004) H10N8 (China; 2013) H6N1 (Taiwan; 2013)
Influenza Viruses
(a case of zoonotic transmission)
June 26, 2014
Paul Zhou Institut Pasteur of shanghai, Chinese Academy of
Sciences
General Overview
In 1930, Shope isolated the influenza virus, A/Swine/Iowa/15/30 (H1N1) in pig. In 1933 Smith et al. at NIMR in London isolated the first human influenza virus (A/WSN/33).
no
no
Group specific
no
no
Universal
no
no
Thus our research focuses on the last three levels of neutralizing antibody responses!
Structure of NA
Anti-NA drugs
Infection and immunity
Immunity against influenza infection
Innate immunity – mitigate viral infection;
Adaptive immunity – 1) antibody responses against HA: virus clearance and block subsequent infection; 2) CTL responses to viral proteins: killing virus-infected cells and reduce severity of diseases
Name of influenza viruses: A/chicken/Hong Kong/220/97 (H5N1); A/swine/Iowa/15/30 (H1N1); A/Anhui/1/05 (H5N1)
Influenza Epidemiology in Humans
Pandemic
1918 H1N1 1957 H2N2 1968 H3N2 2009 H1N1
- Co-infection - Mixing vessels - Live attenuated vaccine and wild type influenza infection -Lab-produced seed virus for vaccine production
Antigenic Drift of H3 HA
-Interspecies transmission to new hosts can be followed by rapid virus evolution, creating a potentially pathogenic strain.
- Most transfers result in unstable virus lineages, but if a ‘mixing vessel’ (e.g. pig, chicken, quail) is involved a stable lineage may be established.
50 – 100 millions (death) 1 – 4 millions (death) 1 million (death) 123,000 to 203,000 (death)
Epidemic
H1N1 and H3N2 and influenza B affects 5–15% of the population resulting in 250,000 – 500,000 deaths per year
Smith et al. Science 2003
Origin of pandemic viruses of 1918/1977, 1957 and 1968
After 2009 New pandemic H1N1strain
Origin of new pandemic H1N1 strain in 2009
- Major target to antibody responses and prone to antigenic drift for immune evasion
- Arguably, HA is one of the most diverse proteins in the universe. There is 17 HA subtypes. Within a subtype up to 15% difference and between subtypes 40-60% difference.
Enveloped virus with a negative, single-stranded and segmented RNA genome. Viral RNA replicates in nucleus. Re-assortment occurs between members within a given genera, but not different genera.
Influenza Spike Protein HA
- Type I transmembrane proteins - Trimeric form of heterodimer
HA1/HA2 - Mediate binding to receptors and
endosomal-viral membrane fusion
Conventional vaccine strategy
- Monitor antigenic drift of virus strains circulating in the human population every year and update the vaccine every 1 to 3 years. Currently licensed influenza vaccine only protect homologous and closely related strains. Mismatch between vaccine components and the prevailing dominant strains occurred in 1997/1998 and 2003/2004 flu seasons. - However, antigenic shift is not factored into vaccine design.
Vaccine-elicited neutralizing antibody responses against envelope spikes
Influenza
HIV
Strain specific
yes
yes
Limited cross reactivity yes
yes
Subtype specific
As a result high transmission barriers yielded few dominant circulating strains in humans!
Biomarkers for zoonotic transmission
Subtypes of HA and NA
Reassortment (Antigenic Shift)
Origin of epidemic strains of H5N1 and H9N2
Origin of H7N9 OutbreakLiu t al. Lancet 2013
Reverse genetics to generate recombinant influenza viruses
Replication cycle (dependent on nuclear functions)
Receptors and RME
Structural change of HA at low PH
Structure of M2
Anti-NA and M2 drugs
RNP release model
Protein complex of vRNPs
NP NLS of NP
1) Influenzavirus A 2) Influenzavirus B 3) Influenzavirus C 4) Thogotovirus: Thogoto virus and Dhori virus 5) Isavirus: infectious salmon anemia virus
All processes are catalyzed by viral polymerase complex
Model for transcription of influenza mRNA
Influenza viral RNP nuclear expert
vRNP
Internal structure of influenza particles
Outbreak and sporadic
HPAI H5N1 (Asia, Africa and Europe; 1997 – 5/7, 2014) H7N9 (China; 2013 – 4/8, 2014) H7N2, H7N3 and H7N7 (N. Am and Europe; 2002 – 2004) H9N2 (China; since 1998) H10N7 (Egypt; 2004) H10N8 (China; 2013) H6N1 (Taiwan; 2013)
Influenza Viruses
(a case of zoonotic transmission)
June 26, 2014
Paul Zhou Institut Pasteur of shanghai, Chinese Academy of
Sciences
General Overview
In 1930, Shope isolated the influenza virus, A/Swine/Iowa/15/30 (H1N1) in pig. In 1933 Smith et al. at NIMR in London isolated the first human influenza virus (A/WSN/33).
no
no
Group specific
no
no
Universal
no
no
Thus our research focuses on the last three levels of neutralizing antibody responses!
Structure of NA
Anti-NA drugs
Infection and immunity
Immunity against influenza infection
Innate immunity – mitigate viral infection;
Adaptive immunity – 1) antibody responses against HA: virus clearance and block subsequent infection; 2) CTL responses to viral proteins: killing virus-infected cells and reduce severity of diseases
Name of influenza viruses: A/chicken/Hong Kong/220/97 (H5N1); A/swine/Iowa/15/30 (H1N1); A/Anhui/1/05 (H5N1)
Influenza Epidemiology in Humans
Pandemic
1918 H1N1 1957 H2N2 1968 H3N2 2009 H1N1
- Co-infection - Mixing vessels - Live attenuated vaccine and wild type influenza infection -Lab-produced seed virus for vaccine production
Antigenic Drift of H3 HA
-Interspecies transmission to new hosts can be followed by rapid virus evolution, creating a potentially pathogenic strain.
- Most transfers result in unstable virus lineages, but if a ‘mixing vessel’ (e.g. pig, chicken, quail) is involved a stable lineage may be established.
50 – 100 millions (death) 1 – 4 millions (death) 1 million (death) 123,000 to 203,000 (death)
Epidemic
H1N1 and H3N2 and influenza B affects 5–15% of the population resulting in 250,000 – 500,000 deaths per year
Smith et al. Science 2003
Origin of pandemic viruses of 1918/1977, 1957 and 1968
After 2009 New pandemic H1N1strain
Origin of new pandemic H1N1 strain in 2009
- Major target to antibody responses and prone to antigenic drift for immune evasion
- Arguably, HA is one of the most diverse proteins in the universe. There is 17 HA subtypes. Within a subtype up to 15% difference and between subtypes 40-60% difference.
Enveloped virus with a negative, single-stranded and segmented RNA genome. Viral RNA replicates in nucleus. Re-assortment occurs between members within a given genera, but not different genera.
Influenza Spike Protein HA
- Type I transmembrane proteins - Trimeric form of heterodimer
HA1/HA2 - Mediate binding to receptors and
endosomal-viral membrane fusion
Conventional vaccine strategy
- Monitor antigenic drift of virus strains circulating in the human population every year and update the vaccine every 1 to 3 years. Currently licensed influenza vaccine only protect homologous and closely related strains. Mismatch between vaccine components and the prevailing dominant strains occurred in 1997/1998 and 2003/2004 flu seasons. - However, antigenic shift is not factored into vaccine design.
Vaccine-elicited neutralizing antibody responses against envelope spikes
Influenza
HIV
Strain specific
yes
yes
Limited cross reactivity yes
yes
Subtype specific
As a result high transmission barriers yielded few dominant circulating strains in humans!
Biomarkers for zoonotic transmission
Subtypes of HA and NA
Reassortment (Antigenic Shift)
Origin of epidemic strains of H5N1 and H9N2
Origin of H7N9 OutbreakLiu t al. Lancet 2013
Reverse genetics to generate recombinant influenza viruses
Replication cycle (dependent on nuclear functions)
Receptors and RME
Structural change of HA at low PH
Structure of M2
Anti-NA and M2 drugs
RNP release model
Protein complex of vRNPs
NP NLS of NP