曲虹，王思睿，王曉龍

(1.黑龍江省林業(yè)廳，黑龍江 哈爾濱 150090；2.東北林業(yè)大學保護醫(yī)學與生態(tài)安全研究中心，黑龍江 哈爾濱 150040)

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血凝素和神經(jīng)氨酸酶與禽流感入侵機制

曲虹1，王思睿2，王曉龍2

(1.黑龍江省林業(yè)廳，黑龍江 哈爾濱 150090；2.東北林業(yè)大學保護醫(yī)學與生態(tài)安全研究中心，黑龍江 哈爾濱 150040)

病毒的毒性是由其對宿主細胞、宿主動物或?qū)ΨN群產(chǎn)生不利影響的能力決定的。人類21世紀四次嚴重的呼吸系統(tǒng)疾病大流行都是甲型流感病毒引起。而禽類作為禽流感病毒的自然宿主和主要病毒攜帶者，形成了龐大而復雜的毒株儲存庫，可以不斷產(chǎn)生新的或潛在的流行毒株。血凝素介導與細胞表面受體結(jié)合及膜融合，在流感病毒感染宿主細胞過程中是不可或缺的步驟。血凝素與唾液酸受體結(jié)合成為甲型流感病毒入侵和跨物種傳播的首要條件。神經(jīng)氨酸酶也存在于病毒的囊膜表面，具有水解唾液酸受體、釋放病毒感染其他宿主細胞的作用。了解禽流感入侵及其在鳥類和哺乳動物之間的傳播機制，有利于早期識別，為提供防控新手段提供可能。

禽流感；血凝素糖蛋白；神經(jīng)氨酸酶糖蛋白；受體結(jié)合特性；傳播機制

流感病毒是正黏病毒科單股負鏈的RNA病毒，可天然感染大部分禽類、人類及其他多種哺乳動物[1]，引起嚴重的下呼吸道感染、肺炎和腦部疾病，過去幾十年間曾數(shù)次引起嚴重的全球疫情。

因為RNA聚合酶沒有校正功能，所以較DNA病毒來說在復制過程中有著較高的變異性[2]。根據(jù)其核蛋白(NP，Nucleoprotein)和基質(zhì)蛋白 (M l，Matrix l)的抗原性的不同可將其分為A、B、C三種類型[3]，其中A型流感病毒的流行范圍最廣，引起發(fā)病率和死亡率最高。

血凝素(HA，Hemagglutinin)與神經(jīng)氨酸酶 (NA，Neuraminidase)均為流感病毒表面的主要糖蛋白，前者為三聚體，后者屬于Ⅱ型糖蛋白[4]。目前哺乳動物流感毒株中的HA和NA類型，都可以在鳥類禽流感毒株中找到。

流感病毒的宿主特異性和毒力等都與病毒本身血凝素的受體特異性和神經(jīng)氨酸酶的分割特異性及其他活動的整合相關(guān)，其中細胞表面的唾液酸受體與病毒囊膜表面的HA蛋白的結(jié)合是病毒入侵機體過程中最關(guān)鍵的一步[5,6]。

1　HA蛋白

禽流感病毒致病性是由HA、NA、PB1、PB2等多基因配合共同決定的，而HA的作用最為顯著。HA是由流感病毒的第四節(jié)段的RNA編碼而來，是典型的I型糖蛋白。

HA在病毒進入宿主細胞后，水解成HA1和HA2兩個亞單位，HA1與唾液酸受體共同作用啟動病毒的吸附。HA 2則可以通過構(gòu)象的改變介導病毒與宿主細胞內(nèi)吞體囊膜的融合過程[7]，這一過程與禽流感病毒的毒力有著密切的關(guān)系，同時也是決定病毒能否成功感染機體的關(guān)鍵[8,9]。

同時，HA蛋白是存在于流感病毒表面非常重要的抗原，正因如此機體對HA蛋白產(chǎn)生的相應抗體可起到一定程度上中和病毒的作用[10]。

2　NA蛋白

NA蛋白也位于病毒的囊膜表面，具有水解唾液酸的作用，用來切斷病毒與宿主細胞的銜接，釋放病毒進而感染其他宿主細胞。

NA蛋白也是流感病毒的重要抗原，但與HA蛋白不同它并不具有中和病毒的能力[11]。

NA蛋白可去除細胞表面的N-乙酸神經(jīng)氨酸，進而破壞唾液酸受體，病毒粒子得以從紅細胞表面脫落下來，從而在子代流感病毒的釋放時扮演重要角色，因此也作為研制抗擊流感藥物的目標蛋白。

3　流感病毒入侵機制

HA蛋白在病毒囊膜表面以三聚體的形式存在，可以分為頭部和頸部區(qū)域，由此形成的受體結(jié)合域是由三個基本元件構(gòu)成的凹陷、淺口的疏水性口袋。

流感病毒有兩種常見的受體，分別為唾液酸α-2,3半乳糖(SAα-2,3-Gal)和唾液酸α-2,6半乳糖(SAα-2,6-Gal)。感染哺乳動物的流感病毒往往能夠與α-2,6受體特異性結(jié)合，而禽流感能夠與α-2,3受體特異性結(jié)合[12]。

唾液酸與HA的結(jié)合模式是以疏水作用和氫鍵與受體結(jié)合域的其中兩個組成元件以及底部的氨基酸相互作用[13-15]。與受體結(jié)合的流感病毒則進入宿主細胞內(nèi)，由此啟動了病毒的復制。

4　跨種傳播機制

禽流感病毒及人流感病毒分別特異性結(jié)合α-2,3型受體以及α-2,6型受體，這一結(jié)合特征在很大程度上阻礙了禽流感在不同宿主間的傳播。

絕大多數(shù)情況下，流感病毒對宿主選擇非常嚴格，存在著種間屏障，禽流感病毒與人流感病毒并不會有共同宿主。但近年來隨著流感病毒的持續(xù)進化，大量禽流感病毒株逐漸跨越種間屏障，獲得了感染哺乳動物的能力。

除受體的變化外，禽流感病毒自身的基因突變也可導致其受體結(jié)合特性的改變，尤其是受體結(jié)合域內(nèi)的位點的突變，這些改變均會影響流感病毒的宿主及宿主免疫應答的產(chǎn)生。

精確并實時掌握這些信息會使研究人員對禽流感病毒跨種傳播機制、宿主特異性等方面有更加深入的認知，有利于對流感病毒進行有效防控和監(jiān)測。

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1005-5215(2016)09-0100-02

2016-08-09

曲虹(1989-)，女，大學，助理工程師，現(xiàn)從事林業(yè)科技管理工作.

王曉龍，Email:yttuhh@yeah.net

S857.657

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2016.09.039