甲型流感病毒概述

甲型流感病毒的结构

• A型流感病毒属于正粘病毒科。
• 甲型流感病毒颗粒通常为球形，直径约80- 120纳米。
• 它是一种包膜病毒，包膜包含两种糖蛋白，血凝素(HA)和神经氨酸苷酶(NA)，膜蛋白(M2)，内部由基质蛋白(M1)排列。

来源:文森特·拉卡尼洛，http://www.virology.ws

• 所谓HA，是因为病毒凝集了某些种类的红细胞，它的长度约为10纳米，由相同的糖蛋白亚基组成的三聚体，每个三聚体由两个多肽链组成，HA1和HA2由一个连接位点连接，该位点可能是一个单一的碱性氨基酸，通常是精氨酸，或一串碱性氨基酸。
• 另一方面，神经氨酸酶(NA)是一种四聚体，在出芽过程中促进病毒颗粒从受感染细胞表面释放，并通过唾液酸酶清除病毒回蛋白上的唾液酸残基，帮助防止病毒粒子的自我聚集。
• 它们有一个螺旋形核衣壳，由8段负性单链RNA组成。
• 流感病毒颗粒包含9种不同的结构蛋白。
• 核蛋白(NP)与病毒RNA结合形成直径9nm的核糖核蛋白(RNP)结构，该结构呈螺旋状，形成病毒核衣壳。

图:甲型流感病毒的结构。针对甲型流感病毒的抗体反应通常针对表面糖蛋白HA和NA，而t细胞介导的反应通常针对相对保守的内部蛋白，包括NP、M1和PB1。来源:DOI: 10.1615 / CritRevImmunol.2013010019

• 三个大蛋白(PB2、PB1和PA)与病毒RNP结合，负责RNA的转录和复制。
• 基质(M1)蛋白在病毒脂质包膜下形成一个外壳，在粒子形态发生中很重要，是病毒粒子的主要组成部分。
• 而M2则制造膜通道蛋白，便于脱衣。
• 非结构蛋白NS又分为抑制细胞mRNA转译的NS1和负责病毒核蛋白核输出的NS2两部分。

甲型流感病毒基因组

• 甲型流感病毒的基因组是由核蛋白(NP)包裹的分段ssRNA(-)线性基因组。
• 它包含8个编码蛋白质的片段。

来源:文森特·拉卡尼洛，http://www.virology.ws

• 片段大小从890到2341 nt不等，基因组大小为13.5Kb。
• 除了非结构蛋白(NS1和NS2)以及M1和M2蛋白，所有的蛋白质都编码在单独的片段上，它们分别从一个片段转录。
• 八个基因组片段包括PB2、PB1、PA、HA、NP、NA、基质蛋白(M1和M2)、非结构蛋白(NS1和NS2)。
• PB2、PB1和PA为聚合酶蛋白，具有转录活性，可将负意义mRNA转化为正意义mRNA。
• 血凝作用(HA)负责病毒的附着，核蛋白(NP)帮助制造核衣壳，神经氨酸苷酶(NA)帮助分裂唾液酸，促进病毒的传播。
• 基质蛋白M1形成包膜内层，促进包膜组装;M2形成膜通道蛋白，促进脱膜。
• 非结构蛋白，NS1减少干扰素反应，抑制RNA剪接。
• 另一方面，病毒RNP的核输出需要NS2。

甲型流感病毒流行病学

• 根据A型流感病毒主要膜糖蛋白HA和NA抗原的差异，将其分为亚型。

来源:世卫组织,2017年

• 目前发现18种HA亚型和11种NA亚型。
• 从鸟类、动物和人类身上发现了不同的组合。
• 已从人体中恢复了4种HA (H1, H2, H3, H5)和2种NA (N1, N2)亚型。
• 该病毒感染多种物种，包括人类、鸟类、猪、马、海豹、水貂和鲸鱼，鸟类是主要宿主。
• 流感病毒在世界范围内发生，每年都有不同强度的暴发。
• 据估计，每年季节性流感的流行在全世界造成300万至500万例重症病例和25万至50万人死亡。
• 由于与感染相关的发病率，甲型流感暴发的经济影响很大。
• 1918年、1957年和1968年分别出现了H1N1西班牙流感、H2N2和H3N2，最近一次是在2009年，出现了H1N1从猪感染到人类(H1N1 2009pdm)。
• 1918 - 1919年的大流行尤为严重，在几年的时间里，造成2000 - 4000万人死亡。
• A型流感病毒最早是在1933年由史密斯·安德鲁斯和莱德劳从病人洗喉中分离出来的。
• 与重大流行病有关抗原转变-当病毒HA或NA(或两者)被改变。
• 抗原移位是由于获得了完整的新RNA 4和/或6段，可能是重组的结果，也可能是人类感染动物病毒的结果。
• 两种甲型流感亚型同时流行，即甲型流感H3N2和甲型流感。
• 在大流行之间的冬季经常发生的流行病与HA抗原的遗传漂变有关。

A型流感病毒细胞核内的复制

• 病毒通过HA蛋白附着在唾液酸受体上内源性通过网格蛋白介导的内吞作用进入宿主细胞。
• 在受体介导的内吞作用后，病毒核糖核蛋白复合物被释放到细胞质中，并被运送到细胞核中，在那里进行复制和转录。
• 信使rna被输出到细胞质进行翻译。
• 复制和转录所需的早期病毒蛋白，包括核蛋白(NP)和聚合酶蛋白(PB)，被运输回细胞核。
• PB1蛋白的RNA聚合酶活性可将基因组阴性单链RNA (-ssRNA)分子合成为阳性单链RNA (ssRNA)。
• 这些+ssRNA模板由PB1蛋白的RNA聚合酶活性复制。
• 其中一些新的基因组片段可以作为合成更多病毒mRNA的模板。
• 从某些基因组片段转录的病毒mRNA分子编码结构蛋白，如血凝素(HA)和神经氨酸苷酶(NA)。
• 这些信息由内质网相关的核糖体翻译并传递到细胞膜。
• 病毒基因组片段被包装成子代病毒粒子和宿主细胞的芽。

甲型流感病毒的发病机理

图:纤溶酶原介导的流感病毒发病机制的拟议模型概述示意图。在IAV感染过程中，纤溶酶原转化为纤溶酶。一方面，纤溶酶裂解并激活病毒血凝素，促进某些流感毒株的IAV复制。另一方面，纤溶酶通过纤维蛋白溶解促进炎症，增加通透性。来源:doi: 10.1371 / journal.ppat.1003229。

• 流感病毒通过空气飞沫或接触受污染的手或表面在人与人之间传播。
• 当人们吸入含有病毒的微液滴时就会被感染。
• 呼吸道、上呼吸道和下呼吸道有唾液酸，HA部分病毒与之结合。
• 如果沉积的病毒颗粒没有被咳嗽反射清除，也没有被先前存在的特异性免疫球蛋白A (IgA)抗体中和，或被粘液分泌物中的非特异性抑制剂灭活，少数呼吸上皮细胞就会被感染。
• 病毒的复制发生在细胞核内，子代病毒粒子很快产生并传播到邻近的细胞。
• 病毒NA降低呼吸道粘膜的黏度，暴露细胞表面受体，促进含有病毒的液体向呼吸道下部扩散。
• 在很短的时间内，呼吸道中的许多细胞被感染并最终死亡。
• 其他类似流感的症状包括打喷嚏、发烧、发冷、肌肉疼痛、头痛和疲劳。
• 从接触病毒到发病的潜伏期从1天到4天不等，这取决于病毒剂量的大小和宿主的免疫状态。
• 病毒脱落从症状出现的前一天开始，在24小时内达到峰值，持续1-2天，然后在接下来的5天内下降。
• 病毒开始脱落后约1天，在呼吸道分泌物中可检测到干扰素。
• 如果病毒扩散到下呼吸道，感染可导致支气管或肺泡上皮严重脱屑(脱落)，直至单细胞基底层或基膜。
• 病毒对呼吸道上皮细胞的损伤降低了其对继发性细菌入侵者的抵抗力，特别是葡萄球菌、链球菌和流感嗜血杆菌．
• 流感感染导致粘膜炎症细胞反应，主要由单核细胞和淋巴细胞和少量中性粒细胞组成。
• 粘膜下水肿。
• 肺组织可显示透明膜病、肺泡肺气肿和肺泡壁坏死。
• t细胞应答在疾病恢复和免疫发病中具有重要作用，而抗体，包括疫苗诱导的抗体可以预防疾病。
• 对再感染的保护主要与HA抗体的产生有关，但NA抗体也具有保护作用。
• 抗体反应对每一种流感毒株都是特异性的，但细胞介导的免疫反应更普遍，能够对同一类型的流感毒株作出反应。

甲型流感病毒的临床表现

• 流感的典型潜伏期为1- 4天(平均为2天)。
• 不复杂的流感疾病的特征是突然出现体质和呼吸道体征和症状(如发热、肌痛、头痛、不适、非咳性咳嗽、喉咙痛和鼻炎)。
• 在儿童中，中耳炎、恶心和呕吐也常被报告为流感疾病。
• 对大多数人来说，不复杂的流感疾病通常在3-7天后消失，但咳嗽和不适可持续2周。
• 流感病毒感染可引起原发性流感、病毒性肺炎;加重潜在的疾病(如肺病或心脏病);导致继发性细菌性肺炎、鼻窦炎或中耳炎;或有助于与其他病毒或细菌病原体合并感染。
• 流感病毒感染也与脑病、横膈膜炎、肌炎、心肌炎、心包炎和雷氏病异常相关

甲型流感病毒的并发症

• 气管支气管炎、细支气管炎-一小部分患者出现较严重的呼吸道症状，可听到罗音和罗音，但胸部放射检查清楚。
• 肺炎
  • 可发生原发性病毒性肺炎或继发性细菌性肺炎。
  • 原发性病毒性肺炎相对不常见，但在许多流感流行中已证实有病例。
  • 继发性细菌性肺炎比原发性病毒性肺炎更常见。
• 继发性细菌性肺炎
  • 它通常发生在疾病发展的后期，在观察到急性疾病的改善期之后。
  • 症状和体征是典型的细菌性肺炎。
  • 金黄色葡萄球菌最常见的是什么肺炎链球菌而且流感嗜血杆菌可能被发现。
  • A型流感病毒感染细胞需要蛋白酶裂解病毒血凝素葡萄球菌产生这种酶，从而通过破坏健康的呼吸道上皮细胞促进感染。

• 肌炎、肌红蛋白尿症-除了急性流感感染所特有的肌痛外，还可能发生临床肌炎和肌红蛋白尿。
• 雷氏症候群
  • 雷氏综合征的特征是脑病和脂肪肝变性。
  • 在住院病例中，该病的死亡率为50%，并与几种病毒有关;如甲型和乙型流感、柯萨奇B5、埃可病毒、HSV、VZV、CMV和腺病毒。

• 其他并发症
  • 流感感染与急性病毒性脑炎和格林-巴利综合征有关。
  • A型流感也与婴儿猝死综合症有关。

甲型流感病毒的实验室诊断

• 标本-鼻咽吸痰，咽拭子，鼻拭子，气管吸痰，支气管肺泡灌洗(BAL)，痰液
• 病毒分离
  • 可使用咽拭子、NPA和鼻洗液进行病毒分离。
  • 该标本可接种于胚胎卵细胞或组织培养中。
  • 10-12天的胚胎卵用于病毒分离。
  • 标本被接种到羊膜腔中。
  • 病毒在羊膜细胞中复制，大量释放回羊水中。
  • 孵育2-3天后，将收集的羊水等份加入鸡、豚鼠或人红细胞中，可检测到羊水中的病毒。
  • 病理标本可接种到肾脏、鸡或各种其他物种的组织培养物上，猕猴细胞是最敏感的。
  • 虽然不产生CPE，但新产生的病毒可以通过组织培养中的细胞的血吸附和含有游离病毒颗粒的培养基的血凝集来识别。
  • A型流感偶尔会在MDCK(马丁达比犬肾)细胞中产生CPE。
  • 从胚胎卵细胞或组织培养中分离的流感病毒可通过血清学或分子方法进行鉴定。

• 快速诊断
  • 病理标本的细胞可用间接免疫荧光法(IFA)检查是否存在甲型流感病毒抗原。
  • 酶免疫分析法(EIA)是一种灵敏度高、特异性强的病毒抗原检测方法。
  • 还开发了用于检测流感RNA的RT- PCR方法。

• 血清学
  • 血清学检测是基于对感染病毒的抗体上升的证明。
  • 补体固定试验(CFT)是最常用的使用类型特异性可溶性抗原的方法，但特异性较低。
  • 与CFT相比，血凝抑制(HAI)试验更具特异性。然而，这两种测试都需要抗体滴度上升4倍或更多才能被检测出来。
  • 单径向溶血法(Single Radial Haemolysis, SRH)是一种更精确的抗体检测方法，比CFT和HAI试验更敏感。

甲型流感病毒的治疗

• Amantidine和Rimantidine是M2离子通道抑制剂，因此可以防止核衣壳释放所必需的膜融合步骤之前的pH值变化。
• 扎那马韦-神经氨酸苷酶的有效抑制剂，吸入给药。
• 奥司他韦-神经氨酸苷酶抑制剂，口服。

预防甲型流感病毒

• 接种疫苗是减少流感影响的最有效措施。
• 鉴于病毒的抗原特性不断变化，不断需要新的疫苗，并应包含流行毒株的H和N成分。

甲型流感病毒疫苗的种类

• 死疫苗
  • 疫苗是由在胚胎卵中生长的病毒制备的，然后使用福尔马林或-丙内酯进行化学灭活。
  • 在每一剂疫苗(15 μg抗原)中，HA的数量是标准化的，但NA的数量因其在纯化和储存条件下更不稳定而没有标准化。
  • 疫苗通常在水或盐水混悬液中配制。
  • 疫苗可通过皮下或肌肉注射方式注射。

• 分离病毒疫苗
  • 裂解疫苗是用去污剂打乱灭活粒子制备的。
  • 这些疫苗已被证明在接种者中诱发的副作用较少，而且与全病毒疫苗一样具有免疫原性。

• 病毒亚单位疫苗
  • 通过HA和NA抗原的联合制备亚单位疫苗。
  • 它们用于水悬浮液中，或可被醛水凝胶等载体吸收。

• 减毒活疫苗疫苗
  • 正常的衰减方法，如重复传代和温度适应，需要很长一段时间才能完成，而且可能过长，疫苗无法用于针对当前流感毒株的免疫。
  • 三价减毒流感活疫苗经鼻内单剂量注射
  • 三价疫苗由所需流感毒株的HA和NA基因片段重组组成，主供体病毒经过低温处理，在25°C条件下适应最佳生长。

控制甲型流感病毒

• 在避难所安置家禽，避免与飞越上空的候鸟接触。
• 取缔野生鸟类市场。
• 在市场上隔离不同种类的鸟。
• 分别饲养水鸟和家禽。
• 屠宰感染高致病性甲型流感病毒的家禽。