第二章 麻疹病原学
第一节 麻疹病毒生物学及理化特性
麻疹病毒(measles virus,MV)属副黏病毒科,麻疹病毒属。除MV外,麻疹病毒属还包括犬瘟热病毒(canine distemper virus,CDV)、牛瘟病毒(rinderpest virus,RPV)、小反刍兽疫病毒(pest des petit ruminants virus,PPRV)、鲸麻疹病毒(cetacean morbillivirus virus,CMV)和海豹瘟热病毒(phocine distemper virus,PDV)[1]。麻疹病毒属中各病毒有抗原交叉,组成了一个免疫抗原性相关的家族。它们在进化上也有一定的相关性,而且与绝大多数副黏病毒科其他属的病毒不同,它们都没有神经氨酸酶活性。从核蛋白编码基因的序列看,麻疹病毒与牛疫病毒最接近。
一、病毒形态及组成
麻疹病毒电镜下呈球形或丝状,直径为120~250nm,中心为直径17nm的单股负链RNA,基因组全长约为16kb,不分节段,外包核衣壳,核衣壳外为10~20nm厚的脂蛋白囊膜。沉降系数为50~52S,相对分子质量约为5×106。麻疹病毒基因组有6个结构基因,编码6个主要结构蛋白,分别为核蛋白(nucleoprotein,N)、磷酸化蛋白(phosphoprotein,P)、基质蛋白(membrane protein,M)、融合蛋白(fusion protein,F)、血凝素蛋白(hemagglutinin,H)和依赖于RNA的RNA聚合酶(large polymerase,L)。P基因编码两个非结构蛋白,分别为V蛋白和C蛋白。病毒包膜由双层脂膜衍生而成,上有H和F蛋白两种刺突,电子显微镜下是9~15nm的表面突起。血凝素蛋白能与宿主细胞受体吸附,参与病毒感染,但只能凝集猴红细胞。基质由非糖基化的M蛋白组成。核衣壳由RNA基因组、N、P和L蛋白组成。病毒颗粒中RNA占0.5%,蛋白质占70%,脂质占20%~25%,糖类占6%。
二、病毒的生物学性质
麻疹病毒的宿主范围有限,能感染人和某些灵长类动物。病毒经适应后可在雪鼠、小鼠等脑内繁殖。麻疹感染后可获得终生免疫力,包括体液免疫和细胞免疫。感染后产生的抗血凝素抗体和抗溶血素抗体具有中和病毒的作用。感染初期产生的抗体以IgM为主,随后以IgG为主。麻疹病毒的裸露RNA分子不具有感染性,RNA分子被病毒蛋白包裹成螺旋型的核衣壳结构是MV复制和转录所必需的。麻疹病毒可在人体内呼吸道上皮细胞、单核淋巴细胞、内皮细胞和各种组织器官细胞中增殖;麻疹病毒也可在多种原代细胞(如人胚肾、狗肾、人羊膜等细胞)和传代细胞(如Vero、Hela、Hep-2等细胞)中增殖。由于融合因子的作用可引起细胞融合形成多核巨细胞,细胞核内、浆内可见嗜酸性包涵体。
病毒外膜突起为血凝素(H蛋白),能凝集猴与狒狒的红细胞,但不同个体细胞敏感性有差别。麻疹病毒对人、猩猩的血细胞无凝集作用。血凝作用pH范围较宽。37℃时强于4℃。病毒不含神经氨酸酶,故不会从红细胞上解离。病毒含血溶素(F蛋白)在血凝基础上可以溶解红细胞。Ca2+可抑制溶血反应,而2.0~2.5mol/L的EDTA可以促进溶血。血溶素也是细胞融合因子,使病毒通过细胞融合而扩散。
三、病毒的理化特性
1.温度
麻疹病毒对热极不稳定,20~37℃仅存活2小时,56℃时15~30分钟即可灭活,但病毒抗原性无显著变化。麻疹病毒对寒冷有较强的耐受性,病毒在4℃可存活数天,-15℃存活5年,超低温冰冻干燥可保存20年。
2.湿度
麻疹病毒不能在干燥的物品表面存活。利用气溶胶设备研究Edmonston(Ed)株病毒,置于20~21℃温度条件下,在不同湿度的空气中存活动态表明,当相对湿度为12%~15%时,即使经2小时,空气中的MV也不失活;但当相对湿度增加到68%~70%时,仅30分钟就可使病毒迅速失活。麻疹病毒在人体外和空气飞沫中存活时间不长,在室内空气中保持其传染性为2小时左右。
3.光
光线对MV影响很大,病毒悬液经可见光照射,迅速灭活。灭活速率与照射强度和光波长之间有密切关系。短光波破坏病毒更快。β和γ射线可灭活病毒,病毒对紫外线也较敏感。病毒悬液中加入微量染料介质(如酚红),能增加病毒对光的敏感性。
4.对pH的要求
麻疹病毒对酸较为敏感,不能经胃或下呼吸道传染。保存MV的适宜pH范围是5~9,其中7~8最为合适,当pH小于4.5或大于10.5时,病毒即失去活性。
5.化学因子
麻疹病毒对一般消毒剂均很敏感。50%浓度的丙酮可使MV的感染力和抗原效力迅速失活,0.01%浓度的β-丙内酯在37℃条件下,可灭活病毒但不改变其抗原性。1∶4000~1∶8000的甲醛在37℃下作用5天,可全部灭活病毒,但并不失掉其补体结合抗原的活性。Tween-80和乙醚可以用来处理MV,使其外壳破坏达到均质化,成为MV的T-E抗原,或者叫麻疹血凝素[2]。