第一节 病毒形态与结构

一、概述

病毒（virus）是专一在活细胞内寄生的非细胞型微生物，是一种特殊的生命体。流感病毒（influenza virus），可以引起流感，包括人流感病毒和动物流感病毒，均属于正粘病毒科（orthomyxoviridae）。正粘病毒是一种具有分节段RNA基因组的包膜病毒，对人或动物细胞表面的黏蛋白具有高度亲和性。禽流感病毒以感染禽类为主，对禽类具有高度亲和性。人流感病毒和禽流感病毒之间由于存在种族屏障，通常不存在交叉感染的情况。但是，经过变异与重组，人们发现某些禽流感，如H5N1以及最新发现的H7N9亚型，可以感染人类，而且可以引起严重临床呼吸系统症状，甚至死亡。因此，近年来这些禽流感病毒一直受到人们的高度关注。

同流感病毒一样，典型的禽流感病毒呈球形，直径为80～120nm，由核心和包膜两部分组成。某些病毒在初分离时呈丝状，长短不一，有的可达数微米。电镜下观察到的新型H7N9禽流感病毒结构如图2-1，放大倍数为106。包膜分为两层，最外层是由双层类脂构成的囊膜，中间镶嵌着两种形态各异，呈放射状排列的重要糖蛋白刺突。其中细长棒状像三角形的结构为血凝素（hemagglutinin, HA），由第4段基因节段编码；似蘑菇状的刺突为神经氨酸酶（neuraminidase, NA），由第6段基因节段编码。两者的数量比例为5∶ 1。此外囊膜上还分布着具有离子通道作用的基质蛋白2（M2）。中间层为基质（M1）蛋白形成的球形蛋白壳。最里层为核心，呈螺旋对称，含有三种多聚酶蛋白（包括PB1, PB2和PA三个亚基）、核蛋白（NP）和病毒核酸。禽流感病毒核酸由分节段的8个单负链RNA组成。各个片段长度范围在800～2341bp范围内。总长度约为13600bp。流感病毒，包括禽流感病毒，由于其核酸分节段的结构特点使得该类型的病毒具有较高的基因变异速率与重组频率，因此容易产生新的亚型。根据流感病毒核衣壳NP和基质M1蛋白抗原性不同，将流感病毒分为甲（A）、乙（B）和丙（C）三型；而根据HA与NA的两种糖蛋白的抗原性差异，甲型流感病毒分为16个H亚型（H1-H16）和9个N亚型（N1-N9）。而以上的这些亚型组合均可存在于禽类，所以在一定程度上可以把禽流感病毒理解为人流感病毒的“储蓄库”。

图2-1 新型人感染H7N9禽流感病毒电镜下的形态

二、高致病性H5N1和新型人感染H7N9禽流感病毒形态与结构

高致病性禽流感H5N1病毒和新型人感染H7N9禽流感病毒均是禽流感病毒的亚型。1997年5月香港报告了首例人感染H5N1禽流感病例，病例为1名3岁男孩，死于肺炎和肾炎并发症，所分离的毒株为A/Hong Kong/156/97（H5N1），由此开启了人类认识高致病性禽流感H5N1病毒的序幕。而对于H7N9来说，在2013年2月之前，只有零星报道涉及H7亚型的病毒可以引起人类结膜炎，无H7N9感染人类的报道。自从2013年3月，上海报告首例人感染H7N9禽流感死亡病例以来，该亚型病毒引起了人们的广泛关注。如传统的流感病毒，H5N1与H7N9禽流感病毒为分节段的单负链RNA包膜病毒，由包膜与核心组成。在病毒生命周期中8个节段各自编码不同的蛋白质从而完成不同的生命运动。表2-1为普通流感病毒、H5N1与H7N9禽流感病毒各个节段核苷酸长度。

表2-1 三种流感亚型病毒基因片段长度