禽流感病毒致病机制研究进展_杨生海(2)

　5期　　　　　　　　　　　　　　　杨生海等:禽流感病毒致病机制研究进展115

神经氨酸酶(Neuraminidase,NA)是AIV的另一个主要表面抗原,也可构成病毒囊膜的纤突,但数量比HA少,其成熟的形式是具有催化活性的同源四聚体,呈蘑菇状,包括一个盒子状的头部和一个细茎部。神经氨酸酶是Ⅱ型糖蛋白,即氨基端在囊膜内而羧基端在囊膜外,由片段6编码,其核苷酸长度为1443～1465个核苷酸,非编码区约有20～30个核苷酸,共编码470个左右的氨基酸。NA的一级结构包括4个区域,分别为氨基端胞浆尾、非极性跨膜区、颈部和头部序列,神经氨酸酶的氨基端胞浆尾包括6氨基酸残基,它们是MNPNQK。根据目前所检测的不同的NA序列,发现氨基端胞浆尾非常保守,在所有的A型流感病毒中都相同

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3　禽流感病毒的致病机制

3.1　血凝素与致病性关系　A型流感病毒的HA蛋白

的主要功能是与细胞表面受体结合,介导病毒与细胞内体膜融合,致使病毒RNP释放入细胞质中。在介导融合之前,HA会被裂解成2个以二硫键相连的亚单位,即

HA1和HA2。由于膜融合时需要HA2的N末端介导,

因此HA的裂解是感染的必要条件

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。H1、H2和H3亚

型流感病毒在裂解位点处均只包含1个碱性氨基酸

(Arg),这样的HA只能被一些特定细胞分泌的胞外胰蛋

白酶样蛋白酶所识别并裂解(如呼吸道细胞)。与之相反,高致病性禽流感病毒,如H5N1和H7N7的HA基因裂解位点处则含有多个碱性氨基酸,这种由多个碱性氨基酸组成的裂解位点则能被多种胞内蛋白酶包括碱性氨基酸蛋白酶和枯草杆菌蛋白酶样的蛋白所识别,导致含有这种多个碱性氨基酸组成的裂解位点HA蛋白可以在多种细胞内被裂解,而缺少这种裂解位点的重组H5N1HA裂解位点处]

。

核蛋白(Nucleoprotein,NP)是构成病毒核衣壳的主要蛋白成分,它是一种单体磷酸化的多肽,分子量约60

kDa,具有型特异性,参与构成选择特异性宿主的因素。

核蛋白分子由vRNA片段5编码,由498个氨基酸残基组成,富含精氨酸(Arg),各亚型之间及亚型内各毒株间的氨基酸序列很保守,是流感病毒分子进化和分类的基础。

基质蛋白(Matrixproteins,M)是由基因组片段码,片段7有2个ORF,出一种蛋白,成,,除了作为结构蛋白外,胞核与胞浆间的物质转运

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亚型流感病毒致

,有一些在H5亚型流感病毒对对一株H5N2亚型流感病毒进行重组时,发现其侧链上的糖类影响了蛋白酶与裂解位点的接近,从而致使其HA0不能被裂解,从而导致其致病性降低。有的H1亚型流感病毒虽然在HA裂解位点处只有1个碱性氨基酸,但却对小鼠表现出高致病性,如造成1918年流感大流行的H1N1流感病毒,虽然在HA裂解位点处只有1个碱性氨基酸,但却对小鼠表现出高致病性。当用1918年流感病毒的HA基因替换为无致病性流感病毒的HA基因时,重组流感病毒仍对小鼠表现出高致病性,到目前为止,还无法解释其原因。

3.2　神经氨酸酶NA蛋白与流感病毒致病性的关系　NA蛋白是禽流感病毒的另一种表面糖蛋白,在流感病

。

非结构蛋白(Nonstructuralproteins,NS)由片段8编码。片段8也有2个读码框,可编码2种蛋白质,即NS1和NS2,两者的分子量分别为25000和12000Da。这两种蛋白质大量存在于感染的细胞中,NS1主要在核内,

NS2主要在胞浆内,在病毒粒子内不存在这两种蛋白

成分。

聚合酶(Polymerase,P)由3种成分组成,它们是

PB1、PB2、PA。流感病毒3个最大的vRNA片段l、片段2、片段3编码的蛋白质分别为PB2、PB2、PA。它们在A

毒的复制循环中起重要作用。一方面,NA是一种唾液酸酶,在病毒感染靶细胞时,可以识别细胞表面流感病毒受体末端的唾液酸残基,使病毒能够进入细胞;另一方面,NA是一种受体破坏酶,可以催化去除连接病毒与宿主细胞的唾液酸。因而在流感病毒出芽过程中,NA蛋白促进了子代病毒粒子的成熟和释放

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和B型病毒中有类似的结构和功能。在感染后的复制过程中,聚合酶蛋白质合成的数量虽然很少,但它们对病毒的基因表达和复制来说是必需的。聚合酶蛋白包括合成后移入核内的核质序列

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。每个病毒粒子大致包括。

30～50套的聚合酶蛋白。聚合酶蛋白与vRNA和NP一研究发现NA蛋白和HA蛋白之间的平衡与流感病毒的致病性有关,这也为并非所有的HA亚型和NA亚型的组合在自然界都可以分离到提供了理论依据。在实验室条件下,由于HA和NA不匹配,也很难获得稳定而高滴度的重组毒株。Matrosovich等发现IV在适应新的宿主时改变HA受体结合特性的同时,伴随着NA序列的变化,这证明了HA蛋白与NA蛋白结构的平衡对流感病毒的感染与复制至关重要

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起连接形成非共价键的复合体,PB1和PB2是碱性蛋白,而PA为酸性蛋白。病毒的聚合酶蛋白质不直接启动

RNA表达,而是要用宿主的mRNA作为启动子。PB2识

别帽状RNA后开始内部核酸酶的活动。PB1不仅负责

cRNA和vRNA的合成,而且与mRNA延伸有关。PA的

功能还不太清楚,可能扮演蛋白质激酶或螺旋-解螺旋的角色。聚合酶含有相对比较保守的苯甲氨基酸序列

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。

。NA基因与流感病毒的致病性有关。例如,NA与