禽流感致病机理及防控技术研究进展

吉雅图，许国洋

(1.乌拉特后旗动物疫病预防控制中心，内蒙古 巴彦淖尔 015543；2.重庆市畜牧科学院，重庆 402460；3.重庆市兽用生物制品工程技术研究中心，重庆 402460)

0 引言

禽流感(Avian Influenza，AI)在早期被称为鸡瘟，依据报道，1878年该病在意大利最早出现，随着科学技术的发展，该病被证实是由甲型病毒引起的一种传染性疾病，后被命名为禽流感。依据禽流感病毒致病性的差异，可将其分为高致病性、低致病性及非致病性3类。禽流感可在多个季节发生，火鸡和鸡最易感染，感染后多呈急性致死性暴发[1]。鸭和鹅感染率较低，但均可携带病毒，并且可以形成隐形感染，为病毒的传播提供了可能，感染后，情况较严重的也可出现大批死亡。禽流感病毒主要存在于病禽的分泌物、尸体、粪便和污水中，健康宿主可通过呼吸道和消化道被感染。禽类是禽流感感染的主要对象，但随着病毒的不断变异，其致病性越来越大，危害对象的范围也逐渐扩大，高致病性的禽流感已可感染多种哺乳动物，严重的可造成宿主的死亡[2]。禽流感不仅可以对禽类健康状况造成巨大的危害，同时也可以给人类带来严重的经济损失，甚至危害到人类的健康以及生命安全。对禽流感的研究还有待进一步加强。

1 禽流感病毒的分子学特征及其分类

1.1 分子生物学特征

禽流感病毒粒子呈多形性，球形为其典型形态，直径为80～120 nm，是一种单链RNA病毒。其基因组包含8个片段，每个片段的5’端与3’端分别有13个和12个相对保守的核苷酸序列，与病毒的特殊位点的识别有关。禽流感病毒结构包括双层类脂膜、糖蛋白以及基质蛋白等，其中70%为蛋白，20%～24%为脂类，0.8%～1.1%为RNA。禽流感病毒具有囊膜结构，其表面具有多个由多肽组成的糖蛋白纤突禽流感病毒，为单性负链RNA病毒，分子量大小约为6 Mu，由8个RNA片段组成，共编码10种蛋白，分别是核蛋白、M1、M2、血凝素、PB1、PB2、PA、神经氨酸酶、NS1以及NS2蛋白[3]。

1.2 禽流感病毒的分类

禽流感病毒依据其外膜血凝素和神经氨酸酶的蛋白抗原性差异，分为多种亚型，包括16个H亚型和9个N亚型，其中H5N1、H9N2、H7N7等亚型可以感染人，H5N1的致病性较高。目前，在亚洲地区发现的禽流感病毒主要为H5N1，而H7N7与H9N2在美洲与欧洲比较流行[4]。

2 禽流感临床症状及致病机理

2.1 临床症状

禽流感病毒在危害宿主时，具有一定的潜伏期，时间长短不一。其致病性的高低与其毒力的强弱、畜禽的种类、感染的途径、防治的措施等多个因素有关，因此禽流感具有不同的临床症状。禽类感染低致病性的禽流感后，往往出现一定程度的呼吸道及消化道症状，同时，其生长发育水平和产蛋量均会有不同程度的下降[5]。当防治不当时，机体的免疫力水平会明显下降，将导致继发或混合感染，使其出现复杂的临床表现，严重的可能导致宿主的死亡。

2.2 致病机理

禽流感的致病性的强弱主要由禽流感病毒的类型和宿主的种类决定，而其致病机制主要与血凝素、聚合酶复合体、神经氨酸酶与核蛋白等多种因素有关。①血凝素是禽流感病毒表达的一种特殊的糖蛋白，主要在病毒与宿主细胞识别结合过程中起着重要作用。HA在发挥作用时主要以HA1与HA2 亚单位的形式存在，而HA2在整个过程中发挥着更重要的作用，其N端可以介导病毒与宿主细胞的膜融合，是病毒的感染过程的关键。低致病性禽流感病毒的HA基因片段的酶裂解位点处有1个碱性氨基酸，而高致病性禽流感病毒存在较多的碱性氨基酸，这一关键位点的差异，导致后者的HA可以在多种细胞内被分解为HA1和HA2，更有助于病毒对宿主细胞的感染，从而决定了禽流感病毒的致病性。②聚合酶复合体，聚合酶主要由PB1、PB2与PA三个亚单位构成，PB1能够表现出一定的聚合酶活性，与RNA的转录与复制有关。PB2具有一定内切酶的活性，对mRNA具有校对的作用，此外，PB2还与禽流感病毒感染的对象范围有关，而关于PA的具体功能相关的研究报道较少，还有待进一步研究。③神经氨酸酶，是一种位于禽流感病毒囊膜上的重要抗原，属于Ⅱ型糖蛋白，主要参与禽流感病毒的复制过程。其在病毒对细胞的识别过程中起着关键作用，可以介导病毒进入宿主细胞。同时，在病毒进行出芽增殖的过程中，可以促进病毒的成熟，并参与病毒粒子的释放过程。研究表明，神经氨酸酶特定部位的氨基酸的改变，会引起禽流感病毒的致病性的改变，同时，与神经氨酸酶抑制剂类药物的耐药性有关。④核蛋白主要参与构成病毒的核衣壳，是病毒结构蛋白的重要组成部分，具有多种生物活性。核蛋白可以与聚合酶相互作用，将病毒RNA转入到宿主细胞核中，同时，具有磷酸化蛋白的作用[6-7]。

3 禽流感防治技术研究进展

目前，禽流感的防治主要包括2个方面:疫苗和抗病毒药物。注射疫苗是目前应用最广的一种防治手段，用于防治禽流感病毒的疫苗主要包括全病毒灭活疫苗、基因工程疫苗和减毒活疫苗。其中，灭活疫苗在禽流感防治方面起着重要作用，在国内流行的所有亚型的禽流感病毒均有对应的灭活疫苗产品，且在实际生产应用中具有较好的效果。而用来防止禽流感病毒的药物主要包括化学药物、生物药物和中草药，其防治机理多样，作用效果也各不相同[8]。

3.1 疫苗对禽流感的防治

疫苗免疫在防治禽流感病毒方面起着至关重要的作用，随着禽流感疫苗研究技术的不断成熟，疫苗被广泛应用于禽类的强制免疫，并在禽流感疫情防控方面取得了显著成效[9]。目前，应用于防治禽流感病毒的适应症较为广泛的疫苗主要有H5N1、H7N1和H9N2亚型3个类型，临床上应用最多的是H5N1亚型的灭活苗。依据疫苗的制备方法的差异，可以将禽流感疫苗分为全病毒灭活苗、基因工程疫苗和减毒活疫苗[10]。

禽流感全病毒灭活苗是通过对在鸡胚中增殖的禽流感病毒进行灭活处理后，与佐剂配比而成的油乳剂疫苗。其可以成功诱导动物机体产生免疫应答反应，从而达到防治禽流感病毒在动物机体内繁殖的目的，并有效控制禽流感疫情的蔓延。同时，禽流感全病毒灭活苗能够有效降低禽流感对鸡群造成的损失，可以控制疫区潜在的禽流感病毒的数量，为禽流感的防控提供了有力的保障。因为病毒普遍存在有抗原漂移的现象，所以单一的疫苗对机体的保护力是有限的，为了解决这一难题，禽流感病毒灭活疫苗研制的主要方向是多价疫苗。研究表明，禽流感病毒灭活疫苗通常由4种以上不同的病毒亚型构成，且各亚型之间不会相互干扰，并能够达到有效的保护作用[9]。

基因工程疫苗是将具有特殊功能的外源基因片段导入动物细胞中，通过机体细胞表达功能，产生特殊的抗原蛋白，与其他表达系统相比，此表达系统产生的抗原蛋白具有更好的天然构象，能够更好地激活机体的免疫保护系统。依赖于先进的科学技术，基因工程疫苗具有多种优势，受到人们越来越多的关注。首先，基因工程疫苗具有用量少、免疫效果好、保护周期久等特点，且不易引起机体感染或病毒毒力的回升[9]。其次，基因工程疫苗构建方法简单，成本较低，更容易保存，且使用方法简便。另外，基因工程疫苗所使用的质粒可以同时包含多种抗原的基因片段，从而达到多次免疫的效果。

目前，获得减毒疫苗的途径主要包括冷适应法和反向遗传法。前者主要是通过温度变化，来筛选对温度较为敏感的毒株，利用温度来控制毒株生长条件，从而达到降低毒株毒性的目的。而后者，是利用反向遗传技术，对毒株的特殊抗原位点基因片段进行改造，从而达到减毒的目的，不但可以达到疫苗对机体产生的免疫保护作用，还可以抑制毒株在动物机体细胞中的增殖[11]。

3.2 药物对禽流感的防治

应用于治疗禽流感的药物主要包括化学药物、生物药物和中草药。化学药物主要是一些神经氨酸抑制剂、NRA聚合酶抑制剂和离子通道抑制剂等[12]。此外，具有不同活性的物质联合以上药物或疫苗同时使用，对禽流感的防治也具有一定效果。生物药物主要包括干扰RNA和寡核苷酸、干扰素、抗体等。在中草药方面，主要一些包含有多酚类物质和多糖类物质的药物。目前，借助药物对禽流感进行防治具有很大的研究价值。

神经氨酸酶在禽流感病毒感染机体时发挥着一定作用，其可以促进新增殖的病毒粒子向其他器官扩散，故神经氨酸酶抑制剂类药物在破坏和抑制神经氨酸酶活性的情况下，可以防止病毒对其他组织的感染。其次，RNA聚合酶抑制剂类药物可以抑制RNA聚合酶的活性，从而影响其增殖过程，这一类药物在防治禽流感病毒方面具有很大的优势，很有可能成为禽流感病毒的一类新型药物。另外，离子通道抑制剂也是一种有效的防治禽流感的药物，最为经典的一种药物为金刚烷胺类药物。随着科学技术的发展，多种金刚烷胺类药物的衍生物被发现具有抗禽流感病毒的作用，且作用效果更明显。同时，将不同活性的药物联合使用为禽流感疾病的治疗提供一种的可能，不同的成分可以相互协同作用，加强治疗效果，提高药效，降低用药量，节约成本[13]。

近年来，除了化学药品常被用于治疗禽流感，一些生物药品也在治疗禽流感病毒方面表现出一定的优势。目前，研究最多的生物药物主要包括干扰RNA和寡核苷酸、干扰素、抗体等。①干扰RNA类药物可以有效抑制禽流感病毒的复制与转录过程，而寡核苷酸与特殊的载体结合后能有效控制H1N1、H2N2、H3N2、H3N8等亚型的禽流感病毒的发病趋势。②干扰素治疗禽流感疾病的机制主要是影响病毒的复制过程，研究发现，人α干扰素能够抑制H1N1和H5N1亚型的禽流感病毒。③利用抗体来控制禽流感病毒的感染，已成为禽流感预防与治疗的一个热点。单克隆抗体和多克隆抗体均对禽流感病毒具有控制作用。

除了以上药物对禽流感的具有防治作用外，中草药在禽流感的防治方面也具有明显的效果。可用于防治禽流感的中草药主要是一些具有提高机体免疫力、清热解毒、抗菌抗病毒的药物。中草药的作用机理主要包括2个方面，即直接或间接抑制病毒。直接对病毒具有抑制的作用的中草药主要是依赖于多酚类物质，中草药中的多酚类的物质可以对禽流感病毒的蛋白质的合成和RNA的转录产生抑制，从而达到控制病毒感染的效果。中草药可以间接抑制病毒，主要是因为中草药的对动物机体的免疫系统具有保护作用，其可以增强机体的细胞免疫、体液免疫的效应，此类中草药均含有多糖类成分。

4 结语

随着人们对禽流感病毒研究的不断深入，禽类感染禽流感概率和感染后的危害程度，虽然得到了一定程度的控制，但还存在很大的局限性。油乳剂灭活疫苗虽然应用广泛，但往往引发一些副作用，使其只在禽流感暴发时的紧急情况下使用，不适合作为一种常规疫苗被应用。亚单位疫苗虽然对禽流感具有一定的防治作用，但其生产成本较高，不适合大规模应用，达不到理想疫苗的基本要求。此外，核酸疫苗的研究依然处于初级阶段，要想达到大规模生产应用，还要克服诸多方面的不足。目前，虽然主要依靠接种疫苗来对禽流感进行防治，但多数疫苗的免疫力并不能达到预期的效果，并且，由于病毒的突变特性，导致禽流感防治工作的更加艰难，所以如何提高疫苗的免疫效果成为需要解决的关键问题。