第18章正粘病毒科(Orthomyxoviridae)介绍
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正黏病毒科从属
正粘病毒科中原来只有一个属,即流感病毒属。
根据国际病毒分类委员会(ICTV) 第6次分类报告(1995)将正粘病毒科由原来的一个流感病毒属分为三个病毒属:甲、乙型流感病毒属(Influenza virus A, B);丙型流感病毒属(Influenza Virus C);“类托高土病毒属”(“Thogoto-like viruses”)。
三个属的代表种分别为甲型流感病毒、丙型流感病毒、托高土病毒(Thogoto virus)。
现将正粘病毒科的分类现状列表18-1。
表18-1. 正粘病毒科分类现状
科属代表种成员正粘病毒科(orthomyxoviridae)
甲、乙型流感病毒属(Influenza virus A, B) 甲型流感病毒(Influenza virus A)
丙型流感病毒属(Influenza Virus C) 丙型流感病毒(Influenza Virus C)
“类托高土病毒属”(“Thogoto-like virus”) 托高土病毒(Thogoto virus)。
微生物:存在于自然界体型微小,数量繁多,肉眼看不见,必须借助于光学显微镜或电子显微镜放大数百倍甚至上万倍才能观察到的一群微小低等生物体。
微生物学:用以研究微生物的分布、形态结构、生命活动(包括生理代谢、生长繁殖)、遗传和变异、在自然界的分布与环境相互作用以及控制它们的一门科学。
医学微生物学:主要研究与人类医学有关的病原微生物的生物学性状、对人体感染和致病的机理、特异性诊断方法以及预防和治疗感染性疾病的措施,以控制甚至消灭此类疾病为目的的一门科学。
细菌(bacterium):是属原核生物界的一种单细胞微生物。
细胞壁:是包被于细菌细胞膜外的坚韧而富有弹性的膜状结构。
肽聚糖或粘肽:是原核细胞型微生物细胞壁的特有成分,主要由肽聚糖骨架、四肽侧链及肽链或肽链间交联桥构成。
脂多糖:即革兰阴性菌的内毒素。
它由脂类A、核心多糖和寡糖重复单位构成。
荚膜:许多细菌的最外表还覆盖着一层多糖类物质,边界明显的称为荚膜。
芽孢:某些细菌在它生活史中的某个阶段或某些细菌在遇到不良环境时,细胞质.细胞核逐渐脱水浓缩,在菌体内形成一个内生胞子。
鞭毛:鞭毛是某些细菌的运动器官,由一种称为鞭毛蛋白(flagellin)的弹性蛋白构成,结构上不同于真核生物的鞭毛。
细菌可以通过调整鞭毛旋转的方向(顺和逆时针)来改变运动状态。
菌毛:菌毛是在某些细菌表面存在着一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物,须用电镜观察。
质粒:游离于原核生物核基因组以外具有独立复制能力的闭合共价环状双链DNA分子。
L型细菌:当细菌细胞壁中的肽聚糖结构受到理化或生物因素的直接破坏或核成被抑制时,细菌并不一定死亡而成为细胞壁缺陷的细菌。
热原质:许多G-菌如伤寒沙门菌、铜绿假单胞菌以及一些G+菌如枯草芽胞杆菌能产生一种多糖,注入人体或动物体内可引起发热反应,成为致热原。
(其实就是指菌体脂多糖)。
抗生素:由某些微生物在代谢过程中产生的,能抑制或杀死某些生物细胞(主要是微生物和肿瘤细胞)的物质。
第四节正粘病毒科(Orthomyxoviridae)科的一般特性:1、分类及感染谱:有四个属,甲型流感病毒属---感染马、猪、貂、海豹、鲸、禽和人类。
乙型流感病毒属---仅感染人类。
丙型流感病毒属---感染人和猪。
托高土病毒属---虫媒病毒。
2、病毒的主要特性:病毒粒子为多形性,直经80-120nm,有囊膜和纤突。
核衣壳为螺旋对称。
基因组为线状负股、单股RNA,A、B两型为8个片段,丙型为7个片段。
神经氨酸酶和血凝素。
1、高致病力毒株(HPAI):H3N2、H5N1、H7N72、命名:主型/感染动物/分离地点/病毒编号/分离时间(亚型)一、禽流感病毒(AIV)1、病毒的主要特性:1、病毒的培养:2、病毒的抗原:3、病毒的致病性:4、诊断病原分离病毒的鉴定:琼脂扩散(NP和MP), HA和HI决定亚型。
RT-PCR5、免疫与控制药物—盐酸金刚烷胺疫苗:6、国内现状:亚型分布,研究现状(分子生物学,预防和控制)二、猪流感第五节副粘病毒科(Paramyxoviridae)科的一般特性:病毒颗粒呈多形性,可呈丝状,直径150-300NM。
有囊膜及纤突。
核衣壳螺旋对称。
基因组为单股负链RNA,大小为15-16KB,含有6-10个基因。
纤突具有二种糖蛋白:血凝素神经氨酸酶(HN)及融合蛋白(F)。
鸡新城疫病毒(Newcastle disease virus)1、病毒的特性2、病毒的血凝:能凝集鸡、火鸡、鸭、人等的红血球。
3、病毒的培养:4、病毒的致病性:强毒株、中等毒力的毒株和无毒株。
它们的抗原性无差异。
感染鸡和火鸡,哺乳动物和人也可感染。
3、病毒的诊断:病毒的分离:病毒的鉴定:4、预防血清抗体的监测:免疫:弹状病毒科(Rhabdoviridae)(一)、狂犬病病毒P779(二)、牛三日热病毒(三)、水泡性口膜炎六、疱疹病毒科(Herpesviridae)病毒的基本特征:病毒粒子呈圆形或椭圆形,核酸为双股DNA,衣壳二十面对称,有囊膜。
摘要摘要马流行性感冒(Equine influenza)简称马流感,是由正粘病毒科(Orthomyxoviridae)流感病毒属(Influenzavirus)马A型流感病毒(EIV)引起马属动物的一种急性暴发式流行的传染病。
是对养马业及赛马业影响最为严重的传染病之一, 世界动物卫生组织(OIE)将其列为法定报告动物疫病。
2007 年10 月, 位于我国新疆自治区北部的富蕴县发现马流感疑似病例,并自西向东迅速蔓延。
本实验室研究人员通过现地病料采集,成功分离得到马流感病毒,经过鉴定,确定为马流感H3N8亚型;2008年期间,又在辽宁、内蒙、武汉等地采集的鼻拭子中分离得到多株病毒。
本研究通过经典的血凝-血凝抑制实验(HA-HI)及间接ELISA方法,成功建立起针对本次国内马流感暴发病原的抗体血清学检测方法,并成功应用于实践。
建立的血清学诊断方法特异性、敏感性、重复性良好,为马流感诊断试剂的研制奠定了基础。
目前我国研制的马流感灭活疫苗有马甲1型(H7N7)疫苗、马甲2型(H3N8)疫苗、马流感双价疫苗3种,但没有大面积应用,一旦马流感发生后,主要采取一些对症治疗措施。
马流感病毒与其它流感病毒一样,容易变异,随着我国养马业和赛马业的发展,国际间马匹流动数量的增加,新型疫苗的研制势在必行。
本研究采用本次国内马流感流行毒株做为种毒,用两种佐剂(白油和氢氧化铝)研制了马流感H3N8亚型灭活马流感疫苗,通过试验得到马流感流行毒株疫苗诱导产生高水平抗体的最佳条件,为马甲2 型灭活疫苗的研制提供了参考。
关键词:马流感;血清学;诊断方法;灭活疫苗IAbstractDevelopment of Inactivated Vaccines and Diagnostic Methods of Equine Influenza Virus Subtype H3N8AbstractEquine influenza shorter for EIV, is that the reason is gluing virus section the (Orthomyxoviridae) influenza virus belongs to the (Influenza virus) horse A type influenza virus (EIV) arouses one kind of dyadic popular impatient outbreak infectious disease of Equine animal.It is one of the most serious infectious diseases and impacted horse industry and horse racing industry. World Organization for Animal Health as a statutory report of its animal disease. In October 2007, located in the northern part of China's Xinjiang Autonomous Region Fuyun County Horse flu suspected cases has been found, and spread rapidly from west to east. Researchers from our lab is expected to disease acquisition, and successfully isolated horse influenza virus. After identification, Determined as the H3N8 subtype of EIV. During 2008, many strains of virus isolated from Liaoning, Inner Mongolia, Wuhan, etc. Because of the horse flu outbreak happened at the eve of the Beijing Olympic Games, It threated the match race of horse for the Olympic Games seriously. A convenient and accurate diagnosis of equine influenza is urgently needed for horse during the pathogenic influenza pandemic. This study set up two methods about Serological, one is Hemagglutination-hemagglutination inhibition test, the other is indirect ELISA method, and successfully applied to the practice of testing. The establishment of serological diagnostic methods is sensitivity, good reproducibility, specificity, etc. giving a good reference to Horse flu diagnostic reagents for the development of the foundation.At present, the development of our country horse influenza inactivated vaccine have three kinds belong H7N7 type, H3N8 type, and Bivalent vaccine, but no large-scale application. Once the horse flu has occurred, the main measures is taken by some symptomatic treatment. Horse flu virus like other influenza viruses, it is variation Frequently.Accompanied by Horse industry and horse racing industry Development ,the Increase in the number of International horse mobile, It is imperative to develop new vaccines. In this study, the prevalence of domestic horse flu strain as a drug A/equine/xinjiang/03/07,by two different adjuvants and diffrent hemagglutination titer methods subtypeH3N8 inactivated vaccine of equine influenza has been development.Through the security experiments, the effectiveness of the experiment,we found the best conditions for high-level of vaccine-induced antibodies and provide a reference for Subtype H3N8 inactivated vaccine.Key words: equine influenza; Serological; Diagnostic methods; Inactivated vaccineCandidate: Yingyuan WangSpecialty: Applied MicrobiologySupervisor: Prof. LiqunWangII研究生学位论文独创声明和使用授权书独创声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
第18章正粘病毒科(Orthomyxoviridae)讲解第⼗⼋章正粘病毒科(Orthomyxoviridae)⼀、概述主要参考⽂献⼀、概述流⾏性感冒病毒(以下简称流感病毒)的⾎凝素和神经氨酸酶对粘(糖)蛋⽩有亲和⼒,因此,原称为粘病毒,后统称为正粘病毒科(Orthomyxoviridae),以与另⼀科病毒--副粘病毒相区别。
甲型流感病毒的感染范围很⼴,常以流⾏的形式出现,发病急剧,蔓延迅速,危害很⼤。
在1918年第⼀次世界⼤战结束时,流感⼤流⾏,席卷全世界,死于流感的⼈⽐战争本⾝死亡的还多。
1933年,Smith等⾃⼈体分离出了甲型流感病毒。
家畜和家禽的流感都是流感病毒引起的。
Shope于1931年研究猪的流感,从猪体分离出⼀株病毒,将此种病毒接种易感猪后,使其发⽣了典型的猪流感。
Sovinova和Waddell等先后从马体中分离出马甲1型和马甲2型两株马流感病毒。
1955年证明鸡流感病毒含有甲型流感病毒核蛋⽩。
⼄型流感病毒发现于1940年,能引起⼈的呼吸道感染,但流⾏规模⽐甲型流感病毒⼩得多。
丙型流感病毒也是感染⼈的病毒,但极少引起流⾏。
1982年郭元吉等发现了猪的丙型流感病毒。
1.分类现状与命名正粘病毒科中原来只有⼀个属,即流感病毒属。
根据国际病毒分类委员会(ICTV) 第6次分类报告(1995)将正粘病毒科由原来的⼀个流感病毒属分为三个病毒属:甲、⼄型流感病毒属(Influenza virus A, B);丙型流感病毒属(Influenza Virus C);“类托⾼⼟病毒属”(“Thogoto -like viruses”)。
三个属的代表种分别为甲型流感病毒、丙型流感病毒、托⾼⼟病毒(Thogoto virus)。
现将正粘病毒科的分类现状列表18-1。
表18-1. 正粘病毒科分类现状科属代表种成员正粘病毒科(orthomyxoviridae)甲、⼄型流感病毒属(Influenza virus A, B)甲型流感病毒(Influenza virus A)丙型流感病毒属(Influenza Virus C)丙型流感病毒(Influenza Virus C)“类托⾼⼟病毒属”(“Thogoto-like virus”)托⾼⼟病毒(Thogoto virus)有关流感病毒的分类与命名,世界卫⽣组织1971年推荐⾸先以病毒蛋⽩为依据,将其分为甲、⼄、丙三型,再按表⾯抗原区分为⾎凝素(H)和神经氨酸酶(N)的不同亚型。
第十八章正粘病毒科(Orthomyxoviridae)一、概述主要参考文献一、概述流行性感冒病毒(以下简称流感病毒)的血凝素和神经氨酸酶对粘(糖)蛋白有亲和力,因此,原称为粘病毒,后统称为正粘病毒科(Orthomyxoviridae),以与另一科病毒--副粘病毒相区别。
甲型流感病毒的感染范围很广,常以流行的形式出现,发病急剧,蔓延迅速,危害很大。
在1918年第一次世界大战结束时,流感大流行,席卷全世界,死于流感的人比战争本身死亡的还多。
1933年,Smith等自人体分离出了甲型流感病毒。
家畜和家禽的流感都是流感病毒引起的。
Shope于1931年研究猪的流感,从猪体分离出一株病毒,将此种病毒接种易感猪后,使其发生了典型的猪流感。
Sovinova和Waddell等先后从马体中分离出马甲1型和马甲2型两株马流感病毒。
1955年证明鸡流感病毒含有甲型流感病毒核蛋白。
乙型流感病毒发现于1940年,能引起人的呼吸道感染,但流行规模比甲型流感病毒小得多。
丙型流感病毒也是感染人的病毒,但极少引起流行。
1982年郭元吉等发现了猪的丙型流感病毒。
1.分类现状与命名正粘病毒科中原来只有一个属,即流感病毒属。
根据国际病毒分类委员会(ICTV) 第6次分类报告(1995)将正粘病毒科由原来的一个流感病毒属分为三个病毒属:甲、乙型流感病毒属(Influenza virus A, B);丙型流感病毒属(Influenza Virus C);“类托高土病毒属”(“Thogoto -like viruses”)。
三个属的代表种分别为甲型流感病毒、丙型流感病毒、托高土病毒(Thogoto virus)。
现将正粘病毒科的分类现状列表18-1。
表18-1. 正粘病毒科分类现状科属代表种成员正粘病毒科(orthomyxoviridae)甲、乙型流感病毒属(Influenza virus A, B)甲型流感病毒(Influenza virus A)丙型流感病毒属(Influenza Virus C)丙型流感病毒(Influenza Virus C)“类托高土病毒属”(“Thogoto-like virus”)托高土病毒(Thogoto virus)有关流感病毒的分类与命名,世界卫生组织1971年推荐首先以病毒蛋白为依据,将其分为甲、乙、丙三型,再按表面抗原区分为血凝素(H)和神经氨酸酶(N)的不同亚型。
迄今已发现17种H亚型,包括人的H亚型4种(H0,H1,H2,H3)、马的H亚型2种(Heq1,Heq2)、猪的H亚型1种(Hsw1)和禽的H亚型10种(Hav1—10);N亚型有10种,包括人的N 亚型2种(N1,N2)、马的N亚型2种(Neq1,Neq2)和禽的N亚型6种(Nav1—6)。
但在1980年,WHO专家小组又提出了甲型流感病毒新的分类和命名方法,将H分为16个亚型,N分为9个亚型,取消了过去使用的马(eq)、猪(sw)和禽(av)等抗原亚型符号,现将两种分类命名法对比列表18-2如下。
表18-2. 甲型流感病毒H和N亚型新旧命名法比较H亚型N亚型1980年命名H1 H2H3H4 H5H6H7H8H9H10H11H12H13H14H15H161971年命名H0,H1,Hsw1H2H3,Heq2,Hav7Hav4Hav5Hav6Heq1,Hav1Hav8Hav9Hav2Hav3Hav10Hav11 1980年命名N1N2N3N4N5N6N7N8N91971年命名N1N2Nav2,Nav3Nav4Nav5Nav1Neq1Neq2Nav6按照新的亚型命名方法、猪型、甲0型、甲1型和新甲1型都属同一亚型,即H1N1亚型,这样似乎体现不了我国甲型流感病毒的抗原性变异情况,因此本章有一些叙述中仍沿用我国对家畜流感病毒的习惯亚型名称,继续称为猪型、马甲1、马甲2型以及人的甲0、甲1、甲3和新甲1亚型等。
根据1980年世界卫生组织公布的流感病毒命名方法,一株流感病毒名称中包括下面几项内容:型别/宿主/分离地点/毒株序号/分离年代(亚型)。
如A/duck/Ireland/113/83(H5N8),这是一株分离自鸭的甲型流感病毒,分离地点为爱尔兰,毒株序号为113,分离时间为1983年,亚型为H5N8。
应说明的一点是,对从人分离的流感病毒,命名时可省略宿主项。
如A/京科/1/56(H1N1),A/Hong Kong/2/68(H3N2)。
2. 形态结构与化学组成典型的病毒粒子呈球状,直径80~120nm,平均为100nm。
某些毒株,特别是在初次分离时,常呈丝状,丝状体长短不一,长者可达数微米。
流感病毒的多形性,在动物病毒中是比较突出的。
但是,不论长丝状或球形病毒粒子,其直径都相似。
正粘病毒与副粘病毒有相似的特性,但又有区别,详细内容如表18-2。
表18-1. 正粘病毒科与副粘病毒科的区别特性正粘病毒副粘病毒病毒粒子大小 80~120nm 125~250nmRNA 合成部位胞核胞浆基因组组成分节段不分节段转录需要引物是否附属核衣壳蛋白种类 3 2囊膜与细胞融合的部位细胞内细胞表面基因重组的频率高无进化率高低病毒粒子从细胞膜芽生时获得病毒囊膜,囊膜内含有宿主细胞膜脂质,但缺乏宿主细胞的蛋白质。
有两种不同型的囊膜纤突致密地镶嵌成规则的毛边样,一种是血凝素(H或HA),是棒状的糖蛋白多聚体;另一种是神经氨酸酶(N或NA),呈蘑菇状,亦为糖蛋白多聚体,但与某些正常细胞中神经氨酸酶完全不同。
据统计,1个直径100nm的病毒粒子,平均约有500个纤突,包括HA 和NA。
其中HA约占90%,NA只占10%左右。
图18-1禽流感病毒磷钨酸负染电子显微镜照片---自李成等图18-2 马流感病毒(横杠=100nm)—自贾补年注意杆状和椭圆形等不同形态流感病毒(甲、乙型)的单链RNA由8个节段组成,丙型流感病毒仅7个RNA节段,一个RNA 节段代表一个基因,这些节段以与核蛋白和转录酶结合的形式存在。
流感病毒由68%~70%的蛋白质、1%~2%的核糖核酸(RNA)、20%~25%脂质和5%~8%的糖组成。
病毒蛋白质含有5种多肽,即血凝素、神经氨酸酶、基质蛋白、核蛋白和多聚酶。
3.理化特性HA的存在使病毒能吸附在许多哺乳动物和禽类红细胞表面的糖蛋白受体上。
这种结合在4℃条件下相当稳定;但在37℃时,由于NA对受体的破坏作用,使病毒迅速从红细胞上释放出来。
流感病毒与其它螺旋样对称的有囊膜病毒一样,对干燥、冻融、脂溶剂的灭活作用极为敏感。
二、正粘病毒基因组结构与功能甲、乙型流感病毒的基因组是由8个分节段的单链、负股RNA组成,其中4、6号两个节段编码病毒囊膜糖蛋白。
而丙型流感病毒仅编码单一表面糖蛋白,因而丙型流感病毒的基因组由7个RNA节段组成。
流感病毒基因组节段具有共同的特点:所有的RNA节段均具有相同的5’端,它由13个核苷酸所组成;3’端由12个高度保守的核苷酸组成,靠近3’端的第四个碱基,有些毒株为U,有的为C。
在这些共同序列中,有部分序列可反向互补,这一点对病毒RNA的复制很重要;在每一节段靠近5’端15~21核苷酸处有一保守区,其序列为poly(U)。
这一保守区在病毒 mRNA合成时是产生poly(A)的信号。
因为每一RNA节段的3’和5’端有部分序列互补,所以每个RNA节段呈锅柄环状。
第1~6个节段各编码一个病毒蛋白,7、8节段各编码2个病毒蛋白,这样甲、乙型流感病毒具有10种蛋白多肽。
理论上,丙型流感病毒应具有9种蛋白多肽,可目前仅证实8种。
不同节段基因负责编码不同的蛋白,具体见表18-3。
由于流感病毒的基因组分节段的结构特点,导致了基因组的易变性和具有很高的重组率。
流感病毒RNA总分子量为5.9×106~6.3×106。
甲、乙和丙型流感病毒基因组的大小和碱基组成不尽相同,AU∶GC的比率甲型为1.25;乙型为1.42;丙型为1.46。
提纯的流感病毒RNA不具有感染性,需与一些具有多聚酶活性的蛋白结合在一起才具有感染性。
表18-3. 流感病毒RNA节段编码蛋白质片段序号流感病毒编码蛋白甲流感病毒乙流感病毒丙流感病毒1 PB2 PB1 P12 PB1 PB2 P23 PA HA P34 HA HA HE5 NP NP NP6 NA NA,NB7 M1,M2 M1,M2 M8 NS1,NS2 NS1,NS2 NS1,NS2三、病毒蛋白及其功能1.核蛋白(NP)流感病毒的核蛋白,分子量约60kDa,是单体磷酸化的多肽,是构成核衣壳的主要成分。
核蛋白具有型特异性,根据其抗原性的不同,可将流感病毒分为甲、乙、丙三型,它是可用补体结合试验方法测定的型特异抗原,即可溶性抗原。
它没有感染性,在病毒粒子内部卷曲成螺旋状结构,是病毒核酸外面的一种蛋白质,但它并不把核酸完全包被起来,因而核衣壳仍对核糖核酸酶敏感。
核糖核酸被酶裂解后,核蛋白亚单位仍然存在,推测核蛋白自身形成一种内聚结构。
核蛋白是一种多功能蛋白质,除了形成病毒的核衣壳外,在病毒基因组的转录和复制中也可能起作用。
在确定病毒的宿主特异性方面也有作用,例如根据对许多流感病毒NP基因的研究,可将它们分为5个不同的组,所有的禽流感病毒分为两个组,马流感病毒分为两个组,猪流感病毒分在一个组。
核蛋白的磷酸化取决于宿主细胞,与病毒感染的宿主谱有关。
核蛋白分子至少具有3个独立的抗原位点,借助于单克隆抗体和多克隆抗体进行研究,发现所有被测毒株都有一个共同位点,针对这一位点的单抗可抑制病毒RNA分子的体外转录。
针对核蛋白的单克隆抗体不能给动物提供被动保护,用提纯的NP免疫动物,也只能产生很微弱的抗感染能力,但NP是细胞毒性淋巴细胞识别的主要抗原。
2.基质蛋白(matrix proteins, MA)基质蛋白是一种非糖基化蛋白,是由甲、乙型流感病毒的7RNA节段、丙型流感病毒的6RNA 节段编码。
非糖基化蛋白存在于囊膜蛋白的内侧,也称为内膜蛋白,是病毒粒子的主要蛋白。
片段7或6有两个读码框架,可转录出两个mRNA,分别翻译出一种蛋白质。
因此流感病毒的基质蛋白有两种,即M1和M2。
M1由252个氨基酸残基组成,分子量约26kDa,它是病毒的主要结构蛋白,占流感病毒蛋白总量的40%。
这种蛋白也具有型特异性,其抗原性的差异是流感病毒分型的依据之一。
M1位于病毒囊膜的类脂双层内侧、核衣壳的外侧,是维持病毒形态的结构蛋白。
另外M1还可在感染细胞的细胞核、细胞质和细胞膜上发现。
研究表明,M1的氨基端含有一亲水区,羧基端与病毒的转录酶之间相互作用。
流感病毒的M1具有多种功能,除维持病毒粒子的形态外,还能调节病毒转录酶的活性,另外在子代病毒粒子装配过程中也起重要作用。
据报道,M1单克隆抗体不能给动物提供被动保护。