甲型HINI流感病毒的生物学特性
赵刚 华中农业大学
1 甲型感病毒形态和基因组结构
甲型HINI流感是由甲型HINI流感病毒引起的人畜共患的一种急性、热性和高度传染性的传染病，是严重危害全球人畜安全的重要传染病。甲型HINI流感病毒属于正粘病毒科(orthomyxoviridae)甲型病毒属病毒，典型的病毒粒子呈球状。根据病毒核蛋白(NP)和膜蛋白抗原及其基因特性的不同，正粘病毒科分为甲型流感病毒属 (InfluenzaAvirus)、乙型流感病毒属 (InfluenzaBvirus)、丙型流感病毒属 (Influenzaevirus)和索戈托病毒属(Thogotovirus)和传染性鲤鱼贫血证病毒数(Isavirus)。其中甲型流感病毒是最常见、传播范围最广的病毒，其他几种病毒毒力较小，也较少引起大范围流行。甲型流感病毒根据其表面血凝素HA和神经氨酸酶NA的结构及其基因特性的不同，又可将甲型流感病毒分成许多亚型，血凝素有巧个亚型(Hl一H15)，神经氨酸酶有9个亚型。甲型流感病毒命名以型别/宿主(若宿主是人则无需标明)/分离地点/毒株序号(采样时标本号)/分离年代(血凝素亚型神经氨酸酶亚型)表示。甲型流感病毒常以流行形式出现，引起世界性流感大流行，且在动物中广泛存在，并能由动物传染给人，引起人类的死亡。
甲型HINI流感流感病毒是有包膜的多形性球型病毒，直径为80一120nm，表面有血凝素和神经氨酸酶突起，核壳为螺旋对称，基因组为分段的负链RNA，甲、乙型流感病毒基因组有8个节段，丙型流感病毒和托高土病毒基因组有7个节段。
2 甲型HINI流感病毒基因编码蛋白质的结构和功能
甲型HINI流感病毒共有8个单股RNA基因组、类脂类糖类组成。每一条RNA都以不同的核糖核酸蛋白复合体形式存在。整个基因组长为13588bp，8个片段RNA分别为:pBI基因(2341bp)编码聚合酶;pBZ基因(2314bp)编码PBZ聚合酶;HA基因(1778bp)编码血凝素HA;Np基因(1556bp)编码核蛋白Np;NA基因(1413bp)编码神经氨酸酶NA;M基因(lo27bp)编码基质蛋白M一、MZ;NS基因(890bp)编码非结构蛋白NSI、NSZ。其中有8个主要结构蛋白和2个非结构蛋白，按基因片段大小依序对所编码的蛋白功能和作用介绍如下:RNA片段HA基因编码病毒血凝素蛋白，HA蛋白分布于甲型流感病毒颗粒表面，是其基因表达产物中最大的糖蛋白，可直接诱导机体产生抗体;NA基因编码病毒神经氨酸酶蛋白，此蛋白为糖蛋白并存在于病毒颗粒表面所形成的突起部;NS基因编码非结构蛋白NSI、NSZ，这两种蛋白的功能主要是促进RNP出核，并加速病毒的产生;M基因编码流感病毒Ml和MZ蛋白，其主要功能为稳定和强化病毒囊膜机构和控制病毒内部酸化作用;PBI基因编码PBI蛋白，PBZ基因编码PBZ蛋白，PA基因编码PA蛋白，PBI、PBZ和PA蛋白是病毒的3种RNA聚合酶成分，它们都是在感染细胞质中合成，随后合成聚合酶复合物并转运至细胞核，在那里催化合成病毒基因组RNA，在催化合成RNA过程中，PBI蛋白主要负责催化新合成RNA链的延伸反应，PBZ蛋白具有识别和切割宿主mRNAS‘端帽状结构引物的作用，PA蛋白具有发挥激酶或解旋酶的作用，因其有聚合酶的活性;NP基因编码病毒核蛋白，此蛋白是一种富含精氨酸的单体磷酸化蛋白，是病毒特异性抗原，也是宿主主要识别的抗原之一。
3 HA基因结构与功能
甲型HINI感病毒基因组中有8个片段，其中HA基因是编码血凝素的基因，其长度约为1765个核昔酸。HA是典型的I类膜蛋白，其一级结构含有4个结构域:信号肤(前导序列)、胞浆域、跨膜域和胞外域。有研究发现，甲型HINI流感病毒的特异性抗体对应的抗原决定簇一般集中在病毒HA蛋白上，而HA分布于甲型流感病毒颗粒的表而，是流感病毒基因表达产物中最大的糖蛋白，可诱导感染机体产生保护性中和抗体。HA由HAI和HAZ亚基组成。HAI具有与宿主细胞受体结合的特性，HAZ参与病毒和细胞融合的过程。
HA为跨膜蛋白，其主要成分位于膜外，以唾液酸困一乙一神经氨酸)为受体，通过膜融合，介导病毒颗粒进入细胞。机体细胞表面的受体类型对于甲型HINI病毒的有效感染至关重要。流感病毒HA分子包括茎区和融合基因结构域，其中与细胞受体结合部位主要是颈区，病毒感染细胞进行膜融时融合基因结构域起着至关重要的作用。在pH值条件较低的情况下，融合肤转入分子内部，HA分子则形成三聚体的结构，并由几个三聚体共同形成一个融合孔，以便于病毒成分进入细胞。HA含有至少5个抗原结构域，位于茎区，由于RNA病毒的特性，HA基因在病毒复制过程中容易发生变异。抗原漂移 (antigeniedrift)又叫做HA抗原位点的变异现象，其可抑制或降低中和抗体与病毒结合，由此可能产生一种新的病毒株，并在未免疫的人群中进行传播。抗原飘移通常是造成流感的季节性爆发的主要因素。可以利用中和抗体对HA抗原位点的免疫反应来诊断个体感染，然而在感染人的过程中，这一免疫反应有时也可能是体内存在的抗体与新毒株发生交叉反应。甲型流感病毒变异的另外一个重要原因是抗原转换 (antigenicshift)，也称为基因重组或简称重组，在病毒HA发生转变时出现，比如Hl被HZ所取代，则可导致新的病毒亚型的产生。这通常发生在同时感染2种不同流感病毒的细胞中，由于复制过程中病毒基因组节段相互交换而引起。
HA纤突由3个HA单体分子组成，可分为两部分:一部分是呈球状的头部，含有受体结合位点和抗原决定簇;另一部分为柄，与囊膜相联，长约7.6nln，三聚体的总长为 13.snm。HA的糖基化，特别是头部RBs或抗原决定区附近的糖基化位点的增加或减少对病毒的抗原性及其生物学特性均有一定作用。受体结合位点的糖基化会影响病毒与受体的结合能力，抗原决定位点附近的糖基化则影响机体产生保护性的中和抗体，在裂解位点出现糖基化位点能直接影响HA蛋白的裂解。进一步分析HA的裂解位点序列，与典型HINI亚型病毒在HA切割位点处的氨基酸序列相一致，尚未出现高致病性毒株的分子特征，仅可被存在于宿主呼吸道或消化道细胞的某些特定的蛋白酶和某些细菌酶识别并裂解，引起呼吸道或消化道的局部感染。但同样，1918年的西班牙流感的HINI病毒株的HA裂解位点序列没有插入多个碱性氨基酸，但致病性非常强，其本身的NA蛋白和HA的裂解有关，其中的机制还不清楚。因此低致病性流感病毒不仅能通过HA的突变增强毒力并且还能通过NA的突变增强毒力。甲型流感病毒HA裂解为HAI和HAZ是甲型流感致病的重要因素，在病毒感染细胞及决定病毒致病力方面起着关键作用。
有兽医对新甲型HINI流感病毒和以往流感病毒HA蛋白潜在的构象进行了比较，新甲型HINI流感病毒和以往流感病毒HA蛋白空间表位氨基酸在HA蛋白结构上的位置相似，但其化学特征发生了明显的变化，由于这些变化导致了HA抗原表位氨基酸电性产生差异，可能影响到抗体分子对其识别和结合。这为当前人体对新甲型HINI流感病毒缺乏免疫力提供了理论依据。
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