新发高致病性禽流感病毒H5N1的致病性及可能起源14

1、122Guangxi Prev Med, April 2005, Vol 11 No. 2文章编号: 1007- 158X( 2005) 02- 0120- 03中图分类号: R511. 7文献标识码: A新发高致病性禽流感病毒 H5N1 的致病性及可能起源黄楷, 樊晓晖 综述广西医科大学微生物学与免疫学教研室( 南宁 530021)禽流感是由甲型流感病毒引起的一种禽类传染 病, 1878 年首次报道于意大利, 当时被称为鸡瘟, 直 到 1900 年病原体才被发现, 当时认为是 真性鸡瘟 病毒 ( Fowl Plague Virus, FPV) , 1955 年通过血清学 方法证实该病原体是甲

2、型流感病毒, 于是鸡瘟被更 名为禽流感 1。然而后来又发现在禽类中还存在另 一种 相似 的疾 病 , 即 新 城疫 ( Newcastle Disease , ND) , 由新城疫病毒( Newcastle Disease Virus, NDV) 引 起, 因为两者症状相似, 故常常把两者混淆, 为了区 别他们, 现把前者称为禽流感或真性鸡瘟或欧洲鸡 瘟; 把后者称为新城疫或伪鸡瘟或亚洲鸡瘟。根据 流感病毒包膜表面的两种刺突- H A 和 NA 结构和 抗原性不同, 将其分为若干个亚型, 如 HA 有 16 种: H1- H16, 而 NA 有 10 种: NA1- NA10。任一对 HA 和

3、 NA 结合在一起便形成一种亚型, 但属于高致病性 的是 H5 和 H7 亚型 2 。流感病毒属于 RNA 病毒, 基 因组由 8 个不连续的基因片断组成, 分别编码 10 个 基因产物, 包括 PB1、PB2、PA 多聚酶、HA、NP、NA、 M1、M2 和 NS 1、NS2 蛋白。根据国际兽疫局( OIE) 制定的标准, 高致病性禽 流 感 病 毒 ( High pathogenic avian influenza rivus, HPAIV) 有 3 条判断标准, 符合 3 条中任何 1 条即可 定为 HPAIV: A、无菌尿囊液 1: 10 稀释后取 0. 2ml 接 种 8 只 4-

4、8 周龄的无特定病原体 ( SPF) 鸡, 10 天内 死亡6 只; B、H5、H7 病毒即使不能致死 6/ 8 的鸡, 但 HA 切割位点氨基酸序列和高致病性毒株一致; C、非 H5、H7 病毒造成 1 只以上鸡死亡, 而且能在没 有胰蛋白酶的细胞培养基中生长形成蚀斑 3 。1高致病性 H5N1 对人的致病性禽流感病毒( avian influenza rivus, AIV) 的 HA 裂 解为 HA1 和 HA2 是 AIV 致病的条件, 在病毒入侵、 决定病毒致病方面起着关键的作用。目前分离到的作者简介: 黄楷( 1978- ) , 男, 广西桂林人, 广西医科大学 2002 级研 究生

5、。通讯作者: 樊晓晖 ( 1963- ) , 男, 广西忻城人, 博士, 教授, 主要从事 流感病毒生态学及分子免疫学研究。高致病性禽流感病毒, HA 裂解位点有数个碱性氨 基酸, 其最小基序为 B- X- B- R( B 为碱性氨基酸 或赖氨酸, X 为非碱性氨基酸, R 为精氨酸) 3 , 可以 被多种组织细胞蛋白酶识别裂解, 因而导致禽类全 身多个组织病变并死亡。1997 年 5 12 月, 香港出现人类感染高致病性 禽流感病毒 H5N1 而致死的事件, 18 人感染发病, 6 人死亡 4 , 2003 年 2 月, 香港又发生一次 H5N1 禽流 感流行, 2 人患病, 1 人死亡。2

6、004 年 1 月以来, 越南、 泰国出现新 H5N1 禽流感疫情, 截止到 2004 年 10 月, 共有 33 人死亡。Bender C 等 5 将 1997 年死于禽 流感的病人分离的 H5N1 病毒接种小鼠, 引发小鼠 死亡。解剖发现, 小鼠迷走神经、三叉神经和脑内有 H5N1 病毒, 而血中反而没有, 说明该病毒可能通过 迷走神经和/ 或三叉神经传播到脑, 具有嗜神经性, 和一般流感病毒不同。比较 2003 年和 1997 年出现 的 H5N1 病毒, 发现它们有较明显的差异, 说明病毒 一直不间断地重组和变异 6 。一般来说, 不同的流感 病毒有着不同的宿主特异性, 即禽流感病毒很

7、难感 染人类, 人流感病毒也很难感染禽类。1997 年香港 禽流感直接感染人的事件, 第一次明确禽类流感病 毒未经过中间宿主就直接跨越物种屏障传染给人, 所幸的是目前尚无 H5N1 能人传人的证据。2高致病性 H5N1 的起源流感病毒为了能更好的生存, 必须适应新环境 和宿主, 这样在其进入新环境或宿主以后, 在强大的 选择性压力下进行病毒重组以形成新的种系 7。禽 流感病毒可以通过基因重组方式适应新环境和宿 主, 例如两种病毒间的双重重组甚至是三种病毒之 间的重组, 结果往往是重组的新病毒适应了新环境 和宿主, 替代了先前病毒而在新宿主中处于主导地 位。一般来说, 当流感病毒刚进入一个新的宿

8、主时, 它通常会处于快速的进化期以适应新宿主, 而且由 于免疫选择, 通常改变最明显的是病毒表面的 HA, 内部基因改变一般不明显。然而, 对香港 H5N1 的分 析发现, 内部基因 PA 的改变比表面的 HA 改变高广西预防医学 2005 年 4 月第 11 卷第 2 期1236 倍。两种编码表面蛋白的基因, HA 核苷酸改变只 有墨西哥 H5N1 的 1/ 10; 对于 NA 的变异, 香港 H5N1 和墨西哥 H5N1 改变率两者差不多; 而在决定宿主 特异性方面起重要作用的内部基因如 PB1、PB2、PA、 M2 和 NP 等, 香港 H5N1 改变率比墨西哥 H5N1 的高10 20

9、 个百分点 8 , 而且两者都明显比从水禽中分 离的 H5N1 高很多。这说明香港 H5N1 的 HA、内部基 因可能分别来源于对环境适应情况不同的祖病毒, 而且从水禽中分离出来后, 近期才感染陆禽。1997 年从禽 流感患者 分离的 H5N1 病毒 HK/156/ 97 的 HA 基因和 1996 年从华南分离的鹅 H5N1病毒株 A / Goose/ Guangdong/ 1/ 96 的同源性大于99% , 但其它基因 ( 包括 NA) 却明显不同, 6 个内部 基因和 1997 年从 绿翅水鸭中分离的 H6N1 病毒及1999 年分离的 H9N2 病毒类似 9, 10, 11 。通过比较

10、病毒 株 A/ teal/ HK/ W312/ 97( H6N1) 、Qa/ HK/ G1/ 97( H9N2) 和 Ck/ HK/ 258/ 97( H5N1) 的进化率发现, Ck / HK/ 258/ 97( H5N1) 的进化率显著高于 Qa/ HK/ G1/ 97( H9N2) 和 A/ teal/ HK/ W312/ 97( H6N1) , 这说 明 H5N1 可能起源于 H9N2 和 H6N1 9, 10 , 11, 12, 13 。对于 A/ teal/ HK/ W312/ 97( H6N1) 和 Qa/ HK/ G1/ 97( H9N2) , 两者的进化率没有显著性差异, 说

11、明两者 是处在相似的位置共同进化。换句话说, A/ teal/ HK/ W312/ 97( H6N1) 和 Qa/ HK/ G1/ 97( H9N2) 比 Ck/ HK/258/ 97( H5N1) 先感染禽类, 两者都是它的祖病毒,都贡献其基因给 Ck / HK/ 258/ 97( H5N1) 。2. 1H9N2 与 H5N1 的起源有关1997 年, 除有 H5N1 流行外, 还同时流行 H9N2, 流行程度仅次于 H5N1流行, 1997 年香港宰杀 120 万只家禽后, H5N1 才在 香港消失。此期间, 这两种病毒有可能共同感染同 一个宿主后重组形成新的病毒, 因此 H9N2 具备参

12、 与 H5N1 起 源的 先决 条件。 和 H5N1 共 同流 行的 H9N2 病毒来源于鹌鹑的 Qa/ HK/ G1/ 97 株。与 H5N1 禽流感病毒高度相关的是它的全部 6 个内部基因, 它们编码的是与复制有关的酶类、基质蛋白 ( M 蛋 白) 和非结构蛋白( NS) 9。在物种起源树中, H5N1 由 H9N2 分出来, 而同时 Qa/ HK/ G1/ 97( H9N2) 还可再 分 出 其 它 支病 毒 株 ,所 以 H5N1 很 可 能起 源 于 H9N2, 而不是 H9N2 起源于 H5N1。而且 Qa/ HK/ G1/97( H9N2) 和高致病性 H5N1 病毒相比, 其内

13、部基因 的改变较小, 这说明 H9N2 已经不是最近才感染陆 地禽类。换句话说, H9N2 比 H5N1 先感染这些宿主, 这 支持 高致 病性 H5N1 的基 因来 自 于 H9N2 的推测。新分离的 H9 亚型病毒除了类似于 Qa/ HK/ G1/97 和 Dk/ HK/ Y280/ 97 外, 还类似于 2001 年出现的 H5N1 重组病毒 9 。起源分析证实, 这些从鸭中分离 的 H9N2 病毒是双重重组甚至是三重重组, 90 年代 中期, 它们在鸡和鹌鹑中的流行就趋于稳定了, 现在 反传给鸭, 所以在鸭中产生双重甚 至三重病毒重 组。序列分析表明, 这些新重组的 H9N2 病毒,

14、其 HA 仍然保留原来氨基酸序列特征, 所以可以兼容并适 应结合人类的受体, 这增加了下次在人群中造成大 范围流行的机率。2. 2H6N1 与 H5N1 的起源有关从绿翅水鸭分离 出的 H6N1 病毒株 ( A / teal / HK/ W312/ 97) 的 7 个基 因与 1997 年造成严重禽类感染的高致病性禽流感 病毒 H5N1 的关系十分密切。和 H9N2 一样, 这株 H6N1 病毒的 6 个内部基因和 H5N1 相似, 但除此之 外, 还具有涉及 H5N1 流感病毒包膜表面刺突 N1 神 经氨酸酶( NA1) 的基因 11。序列分析表明, H6N1 病 毒株 ( A / teal

15、/ HK/ W312/ 97) NA1 基因和 H5N1 的同 源性超过 97% , 其 6 个内部基因和高致病性 H5N1 的同源性超过 98% 。神经氨酸酶氨基酸的序列和长 度可能会影响宿主范围, 不同亚型内和不同亚型之 间, 神经氨酸酶的氨基酸的序列和长度都不一样, 它 们分别代表不同的生物学性状。H6N1 病毒株 ( A/ teal/ HK/ W312/ 97) 的 N1 神经氨酸酶具有 H5N1 特 征性结构, 即缺失 19 个氨基酸, 这说明 H6N1 病毒 株 ( A/ teal/ HK/ W312/ 97) 可能和 H5N1 病毒的起源 有关。所有当代陆禽 H6N1 病毒的 P

16、B2 蛋白、NP 蛋白 都含有禽样和/ 或人样氨基酸 11 。1997 年鸡 H5N1 病 毒也发现有这些人样氨基酸, 其它人样氨基酸也在 当代陆禽 H6N1 和鸡 H5N1 病毒 M 蛋白中发现。这 些人样氨基酸在决定宿主特异性方面起什么作用, 目前还不清楚, 但猜测或许和跨越物种屏障、感染哺 乳动物有关。3结语综上所述, H5N1 病毒是重组病毒, 病毒的 HA 基因有可能来源于鹅 H5N1 病毒株 A/ Goose/ Guang dong/ 1/ 96, N1 神经氨酸酶基因可能来自 A/ teal/ HK/ W312/ 97( H6N1) , 6 个编码内部蛋白的基因可能来 源于 A/

17、 teal/ HK/ W312/ 97( H6N1) 和/ 或 Qa/ HK/ G1/97( H9N2) 。Webster 等 14 最近发现, 鹌鹑对 H5N1 病 毒很敏感, H5N1 不仅通过粪- 口感染途径, 还能通 过呼吸道传播途径感染鹌鹑。由于和 H5N1 关系密124Guangxi Prev Med, April 2005, Vol 11 No. 2切的 H9N2、H6N1 在鹌鹑中广泛流行, 说明鹌鹑可能 是导致 1997 年 H5N1 重组起源和暴发的宿主。需要 注意的是, H5N1、H6N1 和 H9N2 共同在同一区域内 流行, 可能造成新发高致病性 H5N1 的重现,

18、也有可 能产生其它新亚型的高致病性流感病毒。 参考文献 1 梁 莉, 王敦志, 李天舒 . 禽流感 ! ! ! 一种新的人畜共 患传染病 J . 预防医学情报杂志, 2004, 20( 2) : 225-228. 2 廖华乐 . 禽流感与人类 健康 J . 中 国食品卫生杂志,1998 , 10 ( 5) : 39- 42. 3 金宁一, 郭建顺 . 禽流感的流行及其防治 J . 解放军医 学杂志, 2004, 29( 2) : 182 - 185. 4 Yuen KY, Chan PKS, Peiris M, et al. Clinical features and rapid viral

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