文献综述题目甲型H1N1流感病毒的综述学生姓名王月红专业班级生物科学 10级一班学号 ************院系化学与生物学院完成时间 2013年12月18日甲型H1N1流感病毒的综述摘要:2010年全世界爆发了一场影响空前的流感,甲型H1N1流行性性感冒病毒从美国,墨西哥传出,席卷了整个人类社会,回顾以往大规模流感爆发事件。
西班牙流感,亚洲流感,禽流感等给全世界人们带来了恐慌,甚至死亡,科学在进步,社会的医疗水平在提高,但流感病毒无时无刻在进行着变异,因此我们需要深入了解这种可怕病毒的分子机构、功能组成、复制方式、致病机制,并对其预防免疫,使人类在此面对流感变异病毒是能够及时治疗。
本文讨论的是甲型H1N1流感病毒。
主要通过4个方面来讲述:1、什么是甲型H1N1流感病毒以及对流感病毒的研究。
2 、甲型H1N1流感病毒致宿主细胞氧化与凋亡。
3、宿主细胞蛋白对H1N1病毒复制的影响。
4、病毒蛋白对宿主细胞间的关联。
关键词:甲型H1N1流感病毒;氧化损伤;凋亡;致病机制引言:流行性感冒病毒,简称流感病毒,是一种造成人类及动物患流行性感冒的RNA病毒,在分类学上,流感病毒属于正黏液病毒科,它会造成急性上呼吸道感染,并借由空气迅速的传播,在世界各地常会有周期性的大流行。
病毒最早是在1933年由英国人威尔逊·史密斯(Wilson Smith)发现的,他称为H1N1。
H代表血凝素;N代表神经氨酸酶。
数字代表不同类型。
在2009春爆发的严重危及人类健康。
甲型H1N1病毒[1]属于正粘病毒科(0rthomyxoviridae),甲型流感病毒属(Influenza virus A),其遗传物质为RNA。
典型病毒颗粒呈球状,直径为80 nm~120 nm,有囊膜。
囊膜上有许多放射状排列的突起糖蛋白,分别是血凝素HA [2]、神经氨酸酶NA 和M2蛋白[3]。
病毒颗粒内为核衣壳, 呈螺旋状对称, 直径为10nm。
甲型H1N1病毒为单股负链RNA病毒,基因组约为13.6 kb,由大小不等的8 个独立片段组成。
尽管不同亚型之间可以组成很多种流感病毒血清型,但是可造成人感染猪流感病毒的血清型主要有H1N1、H1N2 [4]和H3N2 5-6]。
甲型H1N1流感病毒是A 型流感病毒,携带有H1N1亚型猪流感病毒毒株,包含有禽流感、猪流感和人流感三种流感病毒的核糖核酸基因片段,同时拥有亚洲猪流感和非洲猪流感病毒特征。
医学测试显示,目前主流抗病毒药物对这种毒株有效。
美国疾控机构的照片显示甲型H1N1流感病毒呈阴性反应。
流感是由流感病毒引起的人畜禽共患的感染性疾病。
流感病毒传染性强,传播速度快,在人类历史上曾引发多次大流行,夺去了大量人的生命。
流感是人类最大的瘟疫。
流感危害养殖业的发展,造成养禽业毁灭性灾害。
加强流感病毒基础理论研究,从分子水平上寻求防治流感的有效措施,研制长效、稳定、无毒副反应的新型流感疫苗,建立简便、特异、敏感的诊断技术及有效的抗病毒药物,已成为各国科技工作者孜孜以求的崇高事业。
一、对流感病毒的研究1、流感病毒的基因结构及其编码的蛋白流感病毒属正黏病毒科。
呈多形性,有球形、杆状和丝状。
甲型和乙型流感病毒的基因组由8条独立片段组成。
每一条RNA基因都以核糖核蛋白复合体形式存在。
每个片段两端都有相对保守的非编码序列,每个片段至少有一个开放式读码框架(ORF)。
基因片段5端前的13个核苷酸高度保守,其序列为:3’-GGAACAAAGAUGAppp-5’,3’端也有12个高度保守的核苷酸,序列为:3’-HO · UCGUCUuuCGUCC-5’,o流感病毒基因组编码10种蛋白:基因片段l-PB2、片段2 · PB1、片段3PA、片段4 · HA、片段5-NP、片段6 · NA、片段7-M、片段8 · NS。
基因片段1一6分别编码流感病毒结构蛋白,片段7编码基质蛋白。
片段8编码非结构蛋白。
结构蛋白又有糖基化和非糖基化之分。
糖基化结构蛋白包括HA和NA,其余均为非糖基化结构蛋白。
HA糖基化位点和裂解位点的突变,可能导致病毒毒力根本性改变。
流感病毒基因组RNA片段与RNA聚合酶亚单位PB1、PB2、PA以及核蛋白NP相互作用,组成核糖核蛋白(RNP)复合体。
RNP与基质蛋白(M)形成核衣壳,构成流感病毒核心。
中层为蛋白壳,含有Ml和M2。
外层为双层类脂囊膜。
囊膜上有HA、NA和M2构成不同形状的纤突。
在每条基因片段靠近5端15—21位核苷酸处有一保守区。
基因片段5端和3端反向互补形成锅柄结构。
这些结构参与病毒RNA的复制和mRNA转录,在RNA 聚合酶结合活性、启动子活性和激活内切酶活性中具有重要作用,是流感病毒复制、转录、包装的重要调控成分。
2、流感病毒的遗传变异、流感病毒袭击人体时,病毒首先吸附在鼻腔或咽喉内壁细胞上。
在病毒和宿主细胞表面都有受体。
受体相匹配时,病毒才能吸附在细胞上。
然后宿主细胞将吸附的病毒吞噬。
病毒基因从壳体蛋白释放。
宿主细胞对病毒基因进行加工和改造,形成新的壳体蛋白。
病毒在胞核内复制,通过质膜或细胞器膜芽生形成成熟的病毒颗粒。
壳体蛋白构成病毒壳体结构,保护病毒。
禽流感和马流感病毒的受体为唾液酸d-2。
3乳糖苷(a.2,3-galactose-8ialic acid),人流感病毒的受体为唾液酸位-2,6一半乳糖苷。
猪的呼吸道黏膜细胞表面具有这两种受体,对流感病毒这两种受体都具有亲和力H。
因此,猪能感染人、禽、马。
猪流感病毒又能感染人禽马。
猪是禽流感和人流感病毒的中间宿主和基因混合器。
禽流感病毒在猪体内适应后获得了感染人的能力。
猪可能成为人流感病毒的储存宿主。
人流感病毒亚型在人群中消失后,可在猪群中潜伏下来,成为人流感病毒的潜在传染源。
新近研究表明,人呼吸道黏膜除表达唾液酸口-2,6一半乳糖苷外,下呼吸道黏膜也表达唾液酸a-2,3-半乳糖苷,为禽流感病毒跨种系传播提供了分子病毒学依据.在禽体内,能分离到各种亚型病毒的HA和NA。
流感病毒能在鸭的肺和肠道复制,但自身症状并不明显,通过野鸭迁徙到处传播病毒。
鸭是流感病毒最大的储存宿主,构成庞大的流感病毒基因库,是造成流感大流行的根源。
在禽类不同个体之间。
不同品种之间,流感病毒可以相互传播。
在同一种群,可同时感染两种或两种以上亚型的流感病毒,存在双重或多重感染的可能,这为流感病毒基因重组提供了有利条件。
甲型流感病毒HA在水解成HA1重链和HA2轻链后,才具有感染性。
大多数流感病毒HA在禽类体内不水解,对禽类不致病。
人流感病毒的HA具有高度水解性。
人类和禽类流感病毒基因重组后,导致HA水解活性改变,对禽类致病性也发生了改变,由不致病到致病,由低致病性到高致病性的改变。
流感病毒的变异有一定规律,有周期性。
3、流感分子流行病学研究流感的世界性大流行是由于流感病毒变异和人群免疫屏障相互博弈的结果。
流感流行后,人群获得了相应免疫,流感暂时在人间销声匿迹。
病毒变异逃脱了人群免疫屏障,病毒新亚型出现,导致新的流感流行。
在近代史上,曾发生数次流感世界性流行和较凶险流行。
比较严重的有西班牙流感、亚洲流感、香港流感、禽流感、甲型H1N1流感等甲型H1NI流感病毒是一种上呼吸道病毒,它钻进人类细胞后利用人类细胞器进行自我复制,其子代病毒破壳而出,再感染其他的健康细胞,这就是甲流病” “毒H1N1的简单致病原理。
下面就3点对甲型H1N1病毒与宿主知间的相互关系进行讨论。
二.甲型H1N1流感病毒致宿主细胞氧化与凋亡甲型H1N1流感病毒的致病机制研究是国际上热点。
该病毒诱导宿主细胞凋亡是其中重要的机理之一。
研究现已经证实氧化应激存在于甲型H1NI流感病毒的致病过程。
氧化应激是指由于体内氧化还原系统失衡导致活性氧大量产生。
同时机体又不能及时清除体外。
在体内堆积引起组织和器官的氧化损伤。
H1N1吸附宿主细胞后,立即引起细胞膜的脂质过氧化,进一步氧化细胞内其他分子、尤其是核酸分子,从而诱导了凋亡的顺序发生。
众多的研究表明。
甲型H1N1流感病毒诱导细胞凋亡最终都是通过Caspases途径介导的,可通过多途径、多因子、多基因的调控。
例如:Fas/FasL、NF —KB、JNK、P38 MAPK、PI3K/Akt 通路、TGF~13、IFN、TRAIL等[5]。
这也印证了甲型H1N1流感病毒诱导细胞凋亡是个复杂的过程。
氧化和凋亡二者之间的高度的相关性可以推测。
H1N1吸附宿主细胞后.立即引起细胞膜的脂质过氧化,进一步氧化细胞内其他分子、尤其是核酸分子.从而诱导了凋亡的顺序发生[7]。
三、宿主细胞蛋白对H1N1病毒复制的影响流感病毒是一种上呼吸道病毒,它钻进人类细胞后利用人类细胞器进行自我复制,其子代病毒破壳而出,再感染其他的健康细胞,这就是甲流病毒H1N1的简单致病原理。
相对地,宿主细胞表达大量的抗病毒因子来抵抗甲流病毒的感染。
为了研究宿主细胞与H1N1病毒的互动,哈佛大学医学院的研究小组进行大规模的功能基因组扫描分析,发现存在120参与抵抗A型甲流的蛋白因子,它们分别与内涵体酸化、囊泡、线粒体代谢功能、RNA剪接有关其中的一个重要发现是,干扰素诱导的跨膜蛋白(interferon-inducible transmembrane proteins)IFITM1, IFITM 2和IFITM 3对甲流H1N1病毒早期的复制过程有重要的作用。
IFITM首次被发现是在1984年,大多数细胞里这种蛋白的水平较低,而暴露于免疫刺激干扰素蛋白的细胞这种蛋白水平较高。
有关这些蛋白的作用还一直不清楚。
当IFITM3的产生被中断后,H1N1的复制出现惊人的增加。
因此研究人员开始猜测,这些蛋白是一些天然的抗病毒蛋白。
当IFITM3不存在时,这些病毒的复制增加5-10倍。
病毒蛋白水平越高复制的越快。
IFITM3的作用在这方面确实很突出。
研究人员在其它细胞类型以及不同的H1N1毒株上发现IFITM3有相同的作用,包括人类和小鼠的肺细胞。
在增加IFITM3时发现,H1N1的复制完全被抑制了。
这项研究证明了通过广泛筛查去发现与病毒复制有关的细胞蛋白的优势。
IFITM3基因位于11号染色体上,其次排列的是IFITM1 和IFITM2基因。
尽管试验中IFITM3的作用最强,但如果所有这三种蛋白都大量产生,就会抑制H1N1病毒以及其它流感病毒。
让研究人员感到吃惊的是,这些蛋白还能抑制完全不同病毒的复制,包括西尼罗河病毒和登革热病毒。
然而,IFITM并不能有效对抗所有的病毒,而且研究人员也不能准确知道这些蛋白存在的真正意义。
它们的活性程度不同,所以它们可能对不同病毒有特异性。
这些研究成果有助人类理解甲流病毒感染人类细胞机制,对制备抗甲流疫苗和药物也大有裨益[8]。