动物源性病毒跨种间感染与传播机制研究
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迈向三十岁的教授,博导一一记南京农业大学动物医学院粟硕教授作者:肖延胜来源:《海峡科技与产业》 2016年第11期迈向三十岁的教授,博导——记南京农业大学动物医学院粟硕教授文/肖延胜新发传染病已成为全球现今重要的公共卫生问新题,对人类对健康构成严重威胁,这将是新世纪人类所面临的最大的威胁与挑战之一。
在传染病领域,众多研究者为研究新发传染病的致病机理及其有效防控措施而为之不断奋斗,粟硕教授不仅是其中的先锋参与者,更是新发传染病研究的前沿佼佼者。
年轻有为勇攀高峰1987年出生的栗硕教授,2005年进入东北农业大学动物医学专业学习,本科毕业之后以优异的成绩和丰硕的研究成果获得了华南农业大学的博士学位,并于读博士期间获国家公派,访学于美国堪萨斯州立大学预防兽医系,曾经连续四次获得教育部研究生国家奖学金。
28岁博士毕业后于2016年1月直接受聘为南京农业大学预防兽医学教授、博士生导师,是整个领域最年轻的教授、博导之一。
粟硕教授长期围绕狂犬病,犬、猫流感等伴侣动物疾病的流行病学研究和防控以及禽流感,MERS等新发传染病的跨种间传播机制进行深入的研究。
冠状病毒研究中东呼吸综合征(MERS)是由一种类似SARS的新型冠状病毒引起的急性呼吸道传染病。
自2013年以来,截至2015年5月24日,已造成1134人感染.其中427人死亡,病死率高达37.7%。
粟硕教授针对中东呼吸综合征在韩国和中东地区的流行传播模式和防控方案,同中国科学院微生物研究所相关研究人员合作,夜以继日的不断工作,迅速进行了回溯病毒流行病学分析,尤其是对我国首例中东呼吸综合征输入性病例进行分析,提出传染病病原体通过交通跨自然屏障进行快速传播的学术观点,并且对我国中东呼吸综合征防控提出有效建议。
同时在国际顶尖医学期刊《柳叶刀》发表题为《中东呼吸综合征:一个在韩国和中国之间潜在爆发的威胁?》的论文,全面介绍和探讨了这次波及中国的中东呼吸综合征(中东呼吸综合征)疫情,并且对我国中东呼吸综合征防控提出有效建议。
动物克隆技术在传染病研究中的应用案例引言:传染病一直以来都是对人类健康和生命的威胁,而动物克隆技术在传染病研究中的应用为科学家们提供了更好的研究工具。
通过克隆动物,科学家们能够模拟人类身体内的传染病发展过程,并进行针对性的疗法研究。
本文将介绍几个动物克隆技术在传染病研究中的应用案例,并探讨其在科学研究、药物研发以及预防控制传染病方面的意义。
一、动物克隆技术在感染病毒研究中的应用案例感染病毒是导致传染病流行的主要原因之一。
通过动物克隆来模拟人类身体内病毒感染的过程,可以帮助科学家们深入理解病毒的传播机制,进而研发新的药物和疫苗。
1. 克隆动物模型用于研究艾滋病毒艾滋病毒是一种严重危害人类健康的病毒,克隆动物模型为科学家们研发关于艾滋病的预防和治疗方法提供了重要工具。
通过克隆,科学家们可以制造出有特定基因突变的动物模型,进而研究艾滋病毒感染的机制和病毒对免疫系统的影响。
这些研究有望为艾滋病的防治提供新的思路和策略。
2. 克隆猪模型用于研究人类呼吸道病毒呼吸道病毒感染是全球范围内常见的传染病之一,通过克隆猪模型研究人类呼吸道病毒的感染机制和致病过程可以帮助科学家们开发新的抗病毒药物和疫苗。
猪作为人类的近亲属物种,其克隆模型在研究呼吸道病毒方面可以提供更相似的生理环境和感染模式,有助于科学家们更全面地了解并攻克呼吸道病毒。
二、动物克隆技术在传染病治疗药物研发中的应用案例传染病的治疗是保护人类健康的重要手段之一,而动物克隆技术在传染病治疗药物研发方面的应用也大大促进了治疗策略的发展。
1. 克隆鼠模型用于研究抗生素耐药细菌感染抗生素耐药细菌感染是世界范围内的一大公共卫生问题,传统的药物研发往往耗时费力且效果有限。
通过克隆的鼠模型,科学家们能够更好地研究抗生素耐药细菌感染的机制,并且进行高通量筛选研究,寻找新型的抗菌药物。
这种个性化的动物模型为抗生素耐药性传染病的治疗提供了新的方向和解决途径。
2. 克隆兔模型用于研究病毒性肝炎病毒性肝炎是目前全球流行的一类重要传染病,通过克隆兔模型研究病毒性肝炎可以帮助科学家们更好地理解肝炎病毒的感染机制和病理过程,加速疫苗和药物的研发进程。
人与动物共患病的传播机制研究近年来,随着人口增加和生物多样性的减少,人类与动物之间的接触也不断增加。
这种接触不仅带来了许多好处,如宠物陪伴和动物农场的经济收益,同时也可能导致疾病的传播。
为了更好地了解人与动物共患病的传播机制,科学家们进行了广泛的研究。
一、疾病在人与动物之间的传播方式人与动物之间的疾病传播方式多种多样。
最为常见的方式是直接接触,当人类与受感染的动物密切接触时,病原体可以通过皮肤接触、飞沫传播或者共用物品等途径传播给人类。
例如,人们与家禽或家畜在农场或市场上的接触可能导致禽流感或猪流感等疾病的传播。
除了直接接触,还有一些病原体可以通过食物和饮水传播给人类。
当人们摄入被污染的食物或水源时,病原体可以进入人体并引发疾病。
例如,沙门氏菌和大肠杆菌等细菌常常通过食用被感染的动物产品而传播给人类。
另外,一些传染病还可以通过昆虫媒介传播给人类。
蚊子、跳蚤和虱子等昆虫可以叮咬感染了病原体的动物,然后再叮咬人类,将病原体传播给人体。
例如,蚊子是疟疾和登革热等疾病的常见媒介。
二、人与动物共患病的病原体在人与动物共患病的传播机制中,有一些病原体可以在人类和动物之间双向传播,而另一些病原体则更多地限定于某一特定物种。
例如,禽流感病毒可以在鸟类和人类之间传播,而家犬疫苗病毒则主要感染犬只。
除了病毒,细菌和寄生虫也是人与动物共患病的常见病原体。
例如,布鲁氏菌是一种由家畜传播给人类的细菌,可以引发布鲁氏病。
而寄生虫包括蛔虫、弓形虫等,它们可以通过接触受感染的动物粪便或未煮熟的肉类传播给人类。
三、预防人与动物共患病的措施为了减少人与动物共患病的风险,科学家和政府采取了一系列的预防措施。
首先,加强卫生和健康教育十分重要。
人们应该定期洗手,特别是在与动物接触后。
同时,在制备和食用食物时,应该遵循食品安全和卫生的原则。
其次,动物的养殖和饲养环境对于预防人与动物共患病也起到了至关重要的作用。
农场和市场应该加强动物的卫生管理,确保动物的健康。
疯牛病的病原体及其传播机制的研究疯牛病(Bovine Spongiform Encephalopathy,简称BSE),也被称为牛海绵状脑病,是一种病毒性传染病,会导致牛的神经系统受损。
该疾病出现于20世纪80年代后期,曾经引起全球的恐慌。
在1996年至2000年间,英国出现的人类献血者及其家庭成员中发现了几个与BSE有关的疯牛病变种,称为人类疯牛病(Creutzfeldt-Jakob disease,简称CJD)。
这一转变表明人类和牛之间存在病毒的传播。
疯牛病的病原体是一种异常变形的蛋白质,称为无菌性源性蛋白质(PrPSc),它是正常蛋白质的变形体。
PrPSc是该疾病的主要病原体,也是造成神经系统问题的原因。
正常情况下,PrPSc不存在于牛体内,但是如果牛摄入了被感染的饲料,就会出现PrPSc 的积累。
曾经认为,疯牛病主要危害的是牛,而人类并不太容易感染疯牛病。
后来,通过对英国爆发的疯牛病进行研究,我们发现人类也可能会感染疯牛病。
人类和牛之间的感染略有不同,但它们的传播机制是相似的。
牛感染疯牛病通常是通过食用感染的饲料而引起的。
大规模养殖场中的牛通常吃的是饲料,因此如果这些饲料感染了疯牛病,它们就会把这种病毒传播给人类。
在英国,感染的饲料通常是由动物骨头和屑片组成的肉骨粉,这些骨头包括被感染动物的骨头。
因此,牛不仅可以感染疯牛病,还可以通过食用来自感染牛的饲料而导致其他牛的感染。
人类感染疯牛病也可能是通过摄入污染食品而引起的。
英国出现的人类病例最初是由于把感染疯牛病的牛的内脏和其他免费食品加工成肉制品,然后售卖给消费者。
这使人类项目了感染疯牛病的风险。
研究人员还发现,通过血液和药品等途径也存在人类感染疯牛病的风险。
在使用疯牛病病人的血液进行输血时,疯牛病也可能被传播。
因此,在一些国家例如英国,全面放弃使用感染疯牛病的献血者的血浆。
人类还可以通过使用某些药品,例如人类胰岛素和生长激素,而感染到疯牛病。
简述人畜共患病分类及公共卫生危害作者:阿德力别克.特力开奴尔古丽·巴依哈力来源:《农家致富顾问·下半月》2019年第04期摘要以中东呼吸综合征冠状病毒.西尼罗病毒.基孔肯雅病毒等为代表的人畜共患病病毒对全球公共卫生健康产生了巨大的威胁。
由中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所牵头、谭文杰研究员作为项目首席科学家的“重大突发动物源性人兽共患病跨种感染与传播机制研究”项目获得“十三五”国家重点研發计划“畜禽重大疫病防控与;高效安全养殖综合技术研发”专项资助.将为从源头、传播、感染靶点三个层次有效阻断动物源性人兽共患病发生及疫病防控提供科学依据与技术支撑。
关键词国家重点研发计划;重大突发动物源性人兽共患病;跨种感染与传播机制人畜共患病(zoonosis)是一种传统的提法,但是上世纪70 年代以来,全球范围新出现传染病(emerging infectious diseases,EID)和重新出现传染病(reemerging infectious diseases,R-EID)达到60 多种,其中半数以上是人兽共患病,即不仅仅是人类与其饲养的畜禽之间存在共患疾病,而且与野生脊椎动物之间也存在不少共患疾病,后者甚至在猛恶程度上甚于前者。
于是,1979年世界卫生组织和联合国粮农组织将"人畜共患病"这一概念扩大为"人兽共患病",即:人类和脊椎动物之间自然感染与传播的疾病。
而"人畜共患病"的概念医学界已不再使用。
1 人畜共患病概念人畜共患病是指由同一种病原体引起,流行病学上相互关联,在人类和动物之间自然传播的疫病。
其病原包括病毒、细菌、支原体、螺旋体、立克次氏体、衣原体、真菌、寄生虫等。
2 人畜共患病种类WHO(世界器组织)公布主要人兽共患细菌病为病毒性和细菌性,OIE(世界动物卫生组织)公布主要人兽共患细菌病为寄生虫病和衣原体、立克次氏体等引起的人畜共患病3 公共卫生危害危害人体健康。
动物源性传染病一、动物源性传染病的定义和特点动物源性传染病是指由动物病原体引起的传染病,其病原体包括病毒、细菌和其他微生物等。
这类传染病具有以下特点:1、传播途径多样化:动物源性传染病可以通过直接接触、间接接触、空气传播等多种途径传播。
2、易感动物种类多:不同种类的动物都可以感染动物源性传染病,这使得防控难度较大。
3、危害程度大:动物源性传染病对人类和动物的健康都构成了严重威胁,如SARS、禽流感等。
4、防控难度大:由于动物源性传染病的传播途径复杂,防控难度较大,需要采取综合措施进行防控。
二、常见的动物源性传染病1、狂犬病:由狂犬病毒引起,可通过唾液传播,是一种致命疾病。
2、禽流感:由禽流感病毒引起,可通过空气传播,对人类和动物的健康都构成了严重威胁。
3、SARS:由SARS冠状病毒引起,可通过飞沫传播,是一种致命疾病。
4、猪流感:由猪流感病毒引起,可通过空气传播,对人类和动物的健康都构成了威胁。
5、弓形虫病:由弓形虫引起,可通过接触感染,对孕妇和胎儿等特殊人群具有较大危害。
三、动物源性传染病的防控措施1、加强动物疫病的预防和控制:对于动物源性传染病的源头,应该加强动物疫病的预防和控制,从源头上减少动物源性传染病的传播。
2、加强监测和检测:对于动物源性传染病,应该加强监测和检测,及时发现并采取措施控制疾病的传播。
3、强化卫生习惯和防护意识:公众应该强化卫生习惯和防护意识,如不与动物亲密接触、不食用生肉等,以减少感染动物源性传染病的风险。
4、加强国际合作与交流:对于跨国界的动物源性传染病,应该加强国际合作与交流,共同应对疫情的挑战。
动物源性传染病是一种严重威胁人类和动物健康的疾病,需要采取综合措施进行防控。
我们应该加强监测和检测,提高公众的防护意识,加强国际合作与交流,共同应对疫情的挑战。
动物源性食品安全中的动物福利法律问题研究随着人们对动物福利和动物源性食品安全问题的度不断提高,动物福利法律问题在动物源性食品安全中的重要性日益凸显。
传染病的跨物种传播传染病是指由病原体通过生物传播途径引起的疾病,例如细菌、病毒、真菌和寄生虫等。
传染病的传播途径通常包括空气传播、飞沫传播、直接接触以及跨物种传播。
跨物种传播指的是病原体从一种动物物种传播到另一种动物物种。
在当今全球化的社会,跨物种传播的问题变得越来越严重,给人类和各类动物造成了巨大的威胁。
1. 跨物种传播的机制跨物种传播是由于病原体从一种动物物种转移到另一种动物物种。
这通常发生在接触到感染源的情况下,例如近距离接触、共享生活空间或共享食物。
一些传染病还可以通过媒介生物,如蚊子和蜱虫等传播给不同的动物物种。
2. 跨物种传播的影响跨物种传播对社会经济和生态系统都造成了巨大的影响。
首先,跨物种传播导致了人类和动物的健康问题。
当病原体传播到人类体内时,会导致严重的疾病,甚至可能导致大规模的疫情爆发。
其次,跨物种传播对动物的生存和繁殖造成了威胁,对农业和野生动物保护都带来了不可忽视的影响。
最后,跨物种传播也会对生态系统稳定性产生负面影响,病原体的传播可能导致某些物种的减少或灭绝,打破了生态平衡。
3. 传染病的跨物种传播实例在现实生活中,我们可以找到许多传染病的跨物种传播实例。
其中一个著名的例子是SARS(严重急性呼吸系统综合症)的传播。
SARS最初是由蝙蝠传播给中华菊头蝠,而中华菊头蝠又通过直接接触或食用途径将病原体传播给了人类。
MERS(中东呼吸综合症)也是由动物传播给人类的例子,中东呼吸综合症是由骆驼传播给人类的。
4. 预防和控制跨物种传播为了预防和控制传染病的跨物种传播,采取措施至关重要。
首先,加强监测和研究,及早发现和识别新的传染病。
其次,加强动物疫苗的研发和使用,以防止传染病在动物之间传播。
此外,促进人与动物之间的健康接触,实施卫生与安全措施,可以减少跨物种传播的风险。
总之,传染病的跨物种传播是一个严重的问题,对人类和动物健康以及生态系统稳定性都造成了巨大威胁。
我们需要加强预防和控制措施,加强监测和研究,以期构建一个更加健康和安全的社会。
疯牛病感染的传播和致病机制的研究疯牛病(BSE)是一种令人恐惧的传染病,它可影响人类和动物,导致疾病和死亡。
随着科学技术的进步,我们对疯牛病感染的传播和致病机制的研究也更深入了解。
一、传播途径疯牛病通过摄入含有感染性原料的食物和草料传播。
这些原料通常来自患有疯牛病的牲畜,其脑和神经组织含有 PrPSc 蛋白质,这种蛋白质是疯牛病的诱因。
人们曾经担心疯牛病会通过直接接触受感染的牛或摄入患有疯牛病的牛的肉传播。
尽管有少量疑似病例,但人类感染疯牛病的证据并不充分,而且它们很可能是通过与受感染的动物的脑、脊髓液或神经组织直接接触而感染的。
二、致病机制疯牛病致病的机制至今仍然不完全清楚。
目前,科学家普遍认为,疯牛病的致病机制与 PrPSc 蛋白的聚集和沉积有关。
这种异常的蛋白质形态会导致神经细胞死亡、神经组织变形和损伤,最终导致中枢神经系统受损和死亡。
在正常的 PrP 蛋白中,氨基酸序列会决定它的三维结构。
然而,在 PrPSc 蛋白中,这种结构被破坏,导致 PrPSc 蛋白无法被自然免疫系统清除。
相反,它会加速PrPSc 的聚集和沉积,从而加剧神经细胞的氧化应激和损伤。
三、疯牛病的防治措施疯牛病是可预防的疾病。
政府和全球卫生组织制定了一系列的预防措施来减少疾病的传播和风险。
首先,政府和业界应该严格控制动物饲料中 PrPSc 的来源和制备过程。
对于患有疯牛病的动物,它们不应该被用于饲料和草料生产。
其次,政府和业界应加强动物健康监测和管理措施,确保动物的健康和疾病控制。
最后,政府和业界应该强化公众宣传和教育,提高人们对疯牛病和其预防措施的认识和理解。
未来,我们需要继续深入研究疯牛病传播和致病机制。
随着我们对 PrPSc 蛋白的结构和聚集过程越来越了解,我们也将能够发现更有效的治疗方法和预防策略。
在疯牛病的爆发期间,感染人数呈指数级增长。
然而,通过系统的措施和有效的科学研究,我们现在已经能够有效地控制这种传染病,确保人类和动物的健康和安全。
附件7“畜禽重大疫病防控与高效安全养殖综合技术研发”重点专项2016年度项目申报指南畜禽养殖产业是关系国计民生的农业支柱产业。
当前,我国畜禽养殖产业正面临“养殖效益低下、疫病问题突出、环境污染严重、设施设备落后”4大瓶颈问题。
解决这些问题的根本出路在于大力开展畜禽疫病防控、净化与根除,推进养殖废弃物的无害化处理与资源化利用,加强养殖设施设备的自主创新与产业化。
为推进我国畜禽重大疫病防控与高效安全养殖的科技创新,驱动我国畜禽养殖产业转型升级与可持续发展,依据《国家中长期科学与技术发展规划纲要(2006—2020年)》、《国家中长期动物疫病防治规划(2012—2020年)》(国办发〔2012〕31号)和《国务院关于深化中央财政科技计划(专项、基金等)管理改革方案的通知》(国发〔2014〕64号)等精神,启动实施“畜禽重—1—大疫病防控与高效安全养殖综合技术研发”重点专项。
专项聚焦畜禽重大疫病防控、养殖废弃物无害化处理与资源化利用、养殖设施设备研发3大领域,贯通基础研究、共性关键技术研究、集成示范科技创新链条,进行一体化设计,突破畜禽重大疫病防控与高效安全养殖领域的重大基础理论,攻克关键核心技术,建立应用示范基地,辐射带动产业创新能力整体提升。
实现核心场与示范场在原有基础上,畜禽病死率下降8—10%,常规污染物排放消减60%,粪污及病死动物资源化利用率达80%以上,“全封闭、自动化、智能化、信息化”养殖。
依据专项总体目标,围绕畜禽重大疫病防控与高效安全养殖的科技创新链条,设计并分解为40余个项目。
根据专项的统一部署,结合畜禽重大疫病与安全高效养殖科技创新链条的特点与规律,2016年度第一批指南发布15个项目,即5个基础研究项目(新发与再现畜禽重大疫病的致病与免疫机制研究;动物流感遗传变异与致病机理研究;重大突发动物源性人兽共患病跨种感染与传播机制研究;重要神经嗜性人兽共患病—2—免疫与致病机制研究;养殖环境对畜禽健康的影响机制研究)和8个共性关键技术研究(猪重要疫病的诊断与检测新技术研究;家禽重要疫病诊断与检测新技术研究;牛羊重要疫病诊断与检测新技术研究;宠物疾病诊疗与防控新技术研究;潜在入侵的畜禽疫病监测与预警技术研究;畜禽营养代谢与中毒性疾病防控技术研究;畜禽重要病原耐药性检测与控制技术研究;畜禽废弃物无害化处理与资源化利用新技术及产品研发)及2个集成示范类项目(种畜场口蹄疫净化技术集成与示范;种禽场高致病性禽流感、新城疫、禽白血病和沙门氏菌病综合防控与净化技术集成与示范)。
项目名称:动物源性病毒跨种间感染与传播机制研究首席科学家:高福中国科学院微生物研究所起止年限:依托部门:中国科学院一、研究容本项目选择发病率高、危害严重的动物源性传染病如高致病性禽流感、狂犬病和虫媒病毒病等为研究对象,认识病原的致病机制,揭示病原的分子变异和进化规律,阐明新发传染病跨种间传播的分子基础;并开展其生态学研究以及动物作为某些病原的天然贮存宿主的机制。
拟解决的关键科学问题:1. 动物源性人类新发病原的致病机制动物源性人类新发病原的致病性取决于宿主与病原的关系,病原与细胞受体结合是感染的首要步骤。
病原与其细胞受体的相互作用启动了细胞的一连串动力学反应。
研究病原与受体的作用可揭示病毒与宿主细胞的相互关系,明确病毒的细胞、组织、器官、宿主嗜性、进人细胞机制及其对宿主细胞的影响;阐明病毒的致病机制,弄清病毒融合和侵入过程、复制动力学及其引起的一系列细胞过程。
2. 动物源性人类新发病原的分子变异和进化规律病原特性取决于其基因组的结构与特点,新发传染病在绝大多数情况下是通过病原的基因变异、基因重组、基因重排等方式突破原有物种间的屏障,在其他物种间引发新型传染病的流行。
在传播中所涉及的宿主个体愈多,其受到的选择压力的累积效应就愈大,又加大了病原发生进化的动力。
掌握病原的分子变异和进化规律,不仅可了解病毒在群体感染过程中的进化趋向,而且对一些新病原的出现和其可能来源做出判断,并且通过现代分子生物学技术如反向遗传操作技术等预测新型病原对人类的威胁和危害,进一步揭示如侯鸟与禽流感传播的相关性等摆在我们面前的重大科学问题。
3. 动物源性人类新发传染病跨种间传播的分子基础病原基因变异所引起的致病性、抗原性及对宿主细胞嗜性等的改变是新型病原跨种间传播的分子基础。
基因组重要位点的关键基因突变可导致病原对宿主细胞嗜性的改变,集中在几个重要的基因片段或重要变异点深入进行研究,寻找导致跨种间传播关键基因的决定子是当前要解决的关键问题之一。
4.动物源性病毒的自然生态与传染病发生的关系生态环境的恶化导致了许多人类传染病的产生,动物在自然状态下正常活动也可能将新的病原体传播给人类,人与动物越来越密切的接触更直接地导致病原体侵入人类社会。
所以,研究病毒相关动物类群在自然状态下的生态与病原体传播和扩散,探讨病原体与自然宿主之间的协同进化关系等问题,是解决自然疫源性疫病来源的重要途径。
5. 动物源性人类新发传染病模型动物的建立模型动物是研究传染病发病机制、传播机制以及预防和治疗的重要手段。
理想的疾病模型应具备再现性好、复制率高以及专一性好等特点。
模型动物的建立和发展促进了现代医学的飞跃。
建立人类新法疫病的动物模型,不但使我们可正确认识新发病原的致病机制、传播机制,更重要的是我们研发疫苗和评价药物效果等研究中的重要手段。
主要研究容1. 病毒与宿主细胞受体的作用机制以禽流感病毒和乙型脑炎病毒等为突破口,阐明病毒与受体的亲和特性以及和配体的相互作用机制,分析跨种群传播多种细胞系感染和复制机制,解析病毒跨种间感染分子基础;并根据宿主高度保守的受体蛋白和病毒囊膜蛋白的受体结合设计疫苗和药物,提出行之有效的防治措施;根据目前国情的急需,重点研究我国当前H5N1亚型流行毒株与不同嵌合类型细胞受体的亲和特性和基因组变异对嗜性改变的影响,了解当前禽流感病毒对人和动物细胞受体的亲和特点,解析当前流行病毒的遗传进化特性,阐明对人类的潜在危害,为防控政策的制定提供科学依据。
2. 病毒功能蛋白与宿主细胞蛋白的相互作用组学以禽流感病毒和朊病毒等为突破口,利用酵母双杂交和串联亲和纯化技术筛选与病毒发生相互作用的宿主细胞蛋白。
对基因进行定点突变,寻找蛋白与细胞靶蛋白发生结合的关键位点,同时从细胞水平观察病毒蛋白与细胞蛋白的相互作用对病毒在细胞复制的影响。
观察病毒突变体和野生株在致病力和感染力等方面的差别。
利用特异性的朊病毒多肽进行神经细胞朊病毒受体基因表达的定量,同时采用蛋白组学的研究方法确定参与蛋白构象变化的宿主细胞因子,确定宿主的致病位点与朊病毒的遗传关系,分析相关蛋白质的多态性,对朊病毒的种间屏障进行免疫学的分子基础分析。
3. 媒介/中间宿主在人畜共患病发生中的作用研究狂犬病毒和乙型脑炎等病毒等溯源,以野生动物如蝙蝠、果子狸等为主要研究对象,开展病毒在野生动物中的生态学研究,确定其在自然界的最终动物宿主、病毒自然宿主库和地域分布。
研究狂犬病毒等重要流行毒株跨种感染机理;研究不同动物(猪、鸭、鹌鹑等)在流感病毒进化与传播中的作用和病毒在免疫压力下的遗传与变异规律;蚊虫为代表的媒介在乙脑、登革热(热带)、出血热等病毒中中介作用的分子生态学基础,建立病毒资源库、基因储备库和生物信息库。
4. 自然贮存宿主在病毒传播中的作用以蝙蝠源病毒和狂犬病病毒为突破口,确定我国境蝙蝠体感染和携带的几种已知人类重要病毒的种类、分布及其变异规律,弄清狂犬病毒在野生动物之间的传播链,野生动物行为生态学与病毒协同进化之间的相互关系,弄清不同基因型狂犬病毒的地域分布情况。
评价未知病毒对人畜的潜在危害,研究病毒在蝙蝠等重要贮存动物贮存和传播的分子机理。
调查禽流感病毒在侯鸟中的存在状况,研究侯鸟迁徙与疫病流行的关系,为疫病防控政策的制定提供理论依据。
5.模型动物在研究跨种间感染中的作用以H5亚型高致病性禽流感病毒、猪戊型肝炎病毒和狂犬病病毒等为突破口,建立致病和跨种间传播的动物模型。
系统分析病毒在哺乳动物模型的感染和致病能力。
利用建立的模型动物,阐明H5亚型禽流感病毒等的分子致病机制; 同时利用反向遗传操作系统,研究决定病毒跨越宿主屏障能力以及致病力的分子机制,为人类新发动物源性疫病的预防和控制提供信息及理论技术支撑。
二、预期目标总体目标通过本项目的研究,阐明目前主要动物源性病毒病的致病机理、发生机制和跨种间传播的分子和细胞生物学基础科学问题,确定病毒功能蛋白基因的遗传变异与致病性、宿主围、分子生态进化等关系,揭示动物源性病毒病的分子发生机理,在病毒演化规律、种间屏障突破机制、病毒与细胞受体关系和宿主细胞蛋白的分子作用机制方面取得创新性成果,推动我国在该领域的研究达到国际先进水平,为研发动物源性新发人类传染病的科学控制技术提供理论根据,进而为国家经济发展、社会稳定、公众健康提供科学可信的保障。
五年预期目标1. 确定主要病毒识别宿主细胞受体的进化规律与跨种间感染的分子机制,可考核指标如下:(1)利用遗传学方法,进行基因突变,体外真核表达病毒识别宿主细胞受体蛋白,研究这些基因上的一些重要的结构位点的改变,对其受体结合功能和侵入细胞功能的影响,以及与病毒高致病力的关系,从而深入了解病毒的致病机制及变异规律,探索抑制病毒入侵的方法。
(2)在分子水平上进一步了解和认识毒种间传播机理,并针对病毒吸附和侵入分子机制,设计小分子药物阻断剂。
(3)应用哺乳动物细胞转染等现代技术,在不用操作活病毒的基础上,找寻黄病毒受体。
2. 建立主要病毒蛋白与人类宿主细胞蛋白互作组学平台,可考核指标如下:(1)研究病毒蛋白与宿主细胞蛋白的相互作用,筛选与病毒相关蛋白发生相互作用的细胞靶蛋白,探讨相关新蛋白与靶蛋白之间的相互作用对病毒复制、装配、出芽等方面的影响。
(2)阐明蛋白的相互作用在病毒复制过程中以及感染后细胞发生病变的分子机制、种间屏障突破机制和种间差异的分子机制。
(3)提供研制小分子药物治疗动物源性病毒病的理论依据。
3. 建立主要动物源性病毒天然贮存宿主的病原生态学研究平台,可考核指标如下:(1)确定禽流感、狂犬病毒等病毒的起源、病毒自然宿主库、流行病学和分子流行病学、遗传变异和分子进化以及跨物种感染机制。
(2)解析病毒在生态链中的传播规律以及病毒与家养动物、野生动物之间的协同进化规律,确定病毒在自然界的最终动物宿主和病毒自然宿主库以及病毒的地域分布图。
(3)比较不同地理区域,不同动物来源病毒的遗传信息,揭示其变异和分子进化规律及跨物种感染的生态进化规律。
4. 建立动物源性疾病的生态传播模型,可考核指标如下:(1)确定我国主要媒介动物蝙蝠体感染和携带的几种已知人类重要病毒的种类、分布及其变异规律的分子流行病学。
(2)通过血清学和分子生物学检测手段调查不同地区不同季节蝙蝠体病毒的携带或感染状况和分布规律。
(3)了解未知病毒的种类、分布和敏感宿主,评价未知病毒对人畜的潜在危害。
(4)提供未知病毒的检测和预防方法,建立新生病毒血清学和分子生物学诊断、监测技术。
5. 建立H5亚型病毒和猪戊型肝炎病毒等动物模型,可考核指标如下:(1)系统分析H5亚型病毒和猪戊型肝炎病毒在哺乳动物模型的感染和致病能力,并建立禽流感、猪戊型肝炎病毒和狂犬病等动物模型。
(2)利用建立的模型动物,阐明H5亚型禽流感病毒等的分子致病机制。
(3)利用反向遗传操作系统,研究决定病毒跨越宿主屏障能力以及致病力的分子机制。
三、研究方案总体思路:综合现代病原生态学、分子病毒学、分子生物学、生物信息学、细胞生物学和生物化学等,利用学科交叉,发挥多学科优势,从群体、个体、细胞、分子不同层次上,研究动物源性病原的结构、致病性、分子生态、跨种间传播的发生机理。
重点围绕动物流感病毒、日本乙型脑炎病毒、狂犬病病毒、朊病毒、副粘病毒等动物源性病毒,以解决这些疾病致病机理和跨种间传播发生机制为关键,从不同角度对这些病原的分子致病特性、与宿主细胞的相互作用关系、媒介传播与宿主之间的关系、物种之间种间屏障基础进行系统深入的研究。
技术路线:详见流程图(图1)。
本研究的技术路线将全面系统地深入研究当前危害严重发病率高的重要动物源性病毒的致病性及其进化的分子基础,疾病传播的遗传规律和种间传染的分子基础。
动物源性病毒疾病跨种间感染研究方案示意图可行性分析:1. 本项目中有动物学、生态学、分子病毒学、分子免疫学、分子生物学等学科的交叉,集成与优势互补可以创新一系列方法,使我们有能力解析动物源性传染病的发生机制,例如蛋白质组学技术中蛋白质1D和2D电泳、酵母双杂交、蛋白质芯片技术等技术的综合构成了研究病毒与宿主细胞相互作用的技术平台。
2. 本项目集中了国最强势的动物传染病学、分子病毒学与生态学、分子免疫学研究队伍,首次在国大规模协作、系统开展动物源性新发人类传染病发生机制的基础研究,由此而构建的平台对快速解决今后新发疫病的防控有重要作用。
3. 本项目的研究领域属于国际热点领域,研究容属于该领域的前沿,国际上该方面的研究多数属于某一环节的研究,涉及多个层面上的系统研究还较有限,我们集中国的优势力量,极有可能在该领域取得一些突破性成果。
4. 参与单位具有良好的工作基础,承担过在新发传染病相关领域的国家自然科学基金、863项目和国家攻关项目,有了相当的积累,具备开展本研究的工作基础。