医学微生物学课件-呼吸道病毒

呼吸道感染病毒 Viruses Associated With Respiratory Infections,讲授 戴 橄,第26章,呼吸道感染病毒:,以呼吸道为传播途经，侵犯呼吸道粘膜上皮细胞，引起呼吸道局部感染或呼吸道以外组织、器官病变的一类病毒。,主要呼吸道病毒及其所致疾病,第1节 流行性感冒病毒 Influenza virus,流行性感冒病毒简称流感病毒，是流感的病原体。甲(A): 抗原性易发生变异，可引起世界性大流行；乙(B): 对人类致病性较低，可引起局部小流行；丙(C): 只引起轻微的上呼吸道感染， 很少造成流行。,19181919年 始于美国 死亡约40005000万人 （西班牙流感 ）19571958年 始于贵州 死亡约200万人 （亚洲流感 ）1968 1969年 始于香港 波及155个国家, （香港流感 ） 死亡约100万人1977年 始于东北 许多国家受影响 （俄罗斯流感 ）2009年 始于墨西哥 213个国家受影响 （H1N1流感） 1.77万人死亡,甲型流感病毒引起的流感大流行,1918 “Spanish” flu,1918流感大流行期间，美国堪萨斯州一家军队医院的临时病房中躺满了病人 。,1918流感大流行期间，美国西雅图的警察统一佩戴红十字会发放的口罩。,1918流感大流行期间，美国西雅图公交车的售票员不允许没有佩戴口罩的人乘车,流感大流行期间，美国纽约一名戴着口罩的打字员。,19181919年 始于美国 死亡约40005000万人 （西班牙流感 ）19571958年 始于贵州 死亡约200万人 （亚洲流感 ）1968 1969年 始于香港 波及155个国家, （香港流感 ） 死亡约100万人1977年 始于东北 许多国家受影响 （俄罗斯流感 ）2009年 始于墨西哥 213个国家受影响 （H1N1流感） 1.77万人死亡,甲型流感病毒引起的流感大流行,球形（80120nm） 丝状/杆状 （4000nm）,一、生物学特性,1. 大小与形态,核 酸：分节段的 ssRNA 甲、乙型: 8个节段丙型: 7个节段 核蛋白(NP)：Ag性稳定具型特异性 RNA多聚酶：PA、PB1、PB2,核衣壳,核糖核蛋白 ribonucleoprotein( RNP),2. 结构：由核衣壳与包膜组成, 螺旋对称,包膜,外层,内层: M1结构成分，与病毒包装、 出芽与形态有关,易变异分亚型,MP 抗原性稳定 具型特异性,刺突,血凝素（hemagglutinin,HA) 神经氨酸酶(neuraminidase,NA),脂质双层: M2离子通道型嵌膜蛋白，参与病毒复制。是金刚烷胺和甲基金刚烷胺的靶。仅见于甲型,NA由第6个节段编码，丙型缺第6个节段，故无NA。,Structure of influenza virus,Hemagglutinin HA (血凝素),Trimer protein (HA0HA1+HA2)HA1: attachment HA2: fusionFunctionsAgglutinate erythrocytes (human, chicken, guinea pig)Bind to sialic acid on epithelial cell surface receptorsElicit protective neutralizing Ab,Hemagglutinin Structure,HA1,HA2,Host Cell Surface Sialic Acid 唾液酸 (N-乙酰神经氨酸),Hemagglutinin HA (血凝素),Trimer protein (HA0HA1+HA2)HA1: attachment HA2: fusionFunctionsAgglutinate erythrocytes (human, chicken, guinea pig)Bind to sialic acid on epithelial cell surface receptorsElicit protective neutralizing Ab,Neuraminidase, NA (神经氨酸酶）,Tetramer protein a sialidase唾液酸酶: cleaves the sialic acid on glycoprotein, including the cell receptor.Functions: Facilitates release of viral particles from infected cells Prevent self-aggregation of viruses NA Ab can prevent release of progeny virus Drug target: zanamivir扎那米韦, oseltamivir奥塞米韦,DeLano, The PyMOL Molecular Graphics System, 2002.,Colman,1994.,Influenza Neuraminidase Structure,Four active sites per tetramerHeavily glycosylated,Erik De Clercq, 2006 .,Li and Wang, 2006.,Influenza Neuraminidase Function,SA-2,3-Gal,+NAI,Gubareva, 2004.,-NAI,Influenza Neuraminidase Function,Neuraminidase, NA (神经氨酸酶）,Tetramer protein a sialidase唾液酸酶: cleaves the sialic acid on glycoprotein, including the cell receptor.Functions: Facilitates release of viral particles from infected cells Prevent self-aggregation of viruses NA Ab can prevent release of progeny virus Drug target: zanamivir扎那米韦, oseltamivir奥塞米韦,抗原性易变异 分亚型的依据 相应Ab影响酶的活性（非中和抗体）,抗原性易变异 分亚型的依据 相应Ab为中和抗体（又称血凝抑制性Ab),抗原性,水解细胞膜上表面受体的唾液酸，促进病毒释放； 裂解细胞和粘液分子中的唾液酸，阻止病毒自凝，使病毒易于扩散。,与多种动物的RBC表面受体结合引起RBC凝集； 与宿主细胞表面受体结合，介导病毒的吸附与穿入。,生物学活性,蘑菇状四聚体,柱状三聚体,结构,糖蛋白，占病毒蛋白5%,糖蛋白，占病毒蛋白25%,成分,血凝素（HA） 神经氨酸酶（NA）,甲（A）型： Ag易变异 ， 分亚型乙（B）型： 可发生Ag变异, 不分亚型丙（C）型 ：可发生Ag变异, 不分亚型,3. 分型、命名与变异：,NP MP,HA 亚型（人类：H1、H2、 H3禽类：H1H16）NA 亚型（人类：N1、N2禽类：N1N9）,甲型,高致病性禽流感可感染人 如：H5N1, H7N2, H7N7, H9N2,命名：,1980年WHO公布的命名法:型别/宿主（人则省）/分离地点/病毒株序 号/分离年代（HA与NA亚型号）,Influenza Nomenclature,抗原变异：,抗原漂移（Antigenic drift）抗原转变（Antigenic shift）,Ag漂移： 变异幅度小，系量变,中小型流行（HA或NA点突变）,新亚型,大流行（基因重配）,Ag转变： 变异幅度大，系质变,亚型内变异,antigenic drift,antigenic shift,H3N2,H3N2,ANTIGENIC DRIFT (Due to mutation),HA and NA accumulate mutationimmune response no longer protects fullysporadic outbreaks, limited epidemics occurs with influenza A, B and C viruses,virion,coinfection,gene reassortment,humanH3N2,duck H5N1,ANTIGENIC SHIFT (Due to reassortment),“new” HA and/or NA proteinspre-existing antibodies do not protectmay get pandemicsoccurs only with the influenza A virus,甲型流感病毒引起的抗原转变,甲型流感病毒容易发生亚型变异的可能机制：基因组分8个节段 基因重配人和禽流感病毒对动物宿主的混合感染,4. 培养特性：细胞培养: 人羊膜、猴（狗）肾、鸡胚细胞CPE(-)鉴定： IFA或HAd鸡胚培养: 羊膜腔、尿囊腔鉴定：血凝试验,5. 抵抗力：较弱不耐热，56 30min即可使病毒灭活。病毒对干燥、日光、紫外线以及乙醚、甲醛等化学药物敏感。 在皮肤或物体表面至少可存活3小时。,二、致病性及免疫性,1. 传染源： 患者隐性感染者被感染的动物,2. 传播途径： 呼吸道: 飞沫(气溶胶)间接接触: 共用毛巾、手帕,Aerosol inoculation of virus,Replication in respiratory tract,Desquamation of mucosa-secreting and ciliated cells,Influenza syndrome,Interferon induction,T-cell responses,Antibody,Pneumonia,Secondary bacterial infection,Primary viral pneumonia,CNS, muscle involvement,Future protection,3. 致病过程,NORMAL TRACHEAL MUCOSA,3 DAYS POST-INFECTION,7 DAYS POST-INFECTION,Lycke and Norrby Textbook of Medical Virology 1983,Aerosol inoculation of virus,Replication in respiratory tract,Desquamation of mucosa-secreting and ciliated cells,Influenza syndrome,Interferon induction,T-cell responses,Antibody,Pneumonia,Secondary bacterial infection,Primary viral pneumonia,CNS, muscle involvement,Future protection,3. 致病过程,Symptoms,Fever Headache Myalgia Cough Rhinitis Ocular symptoms,Aerosol inoculation of virus,Replication in respiratory tract,Desquamation of mucosa-secreting and ciliated cells,Influenza syndrome,Interferon induction,T-cell responses,Antibody,Pneumonia,Secondary bacterial infection,Primary viral pneumonia,CNS, muscle involvement,Future protection,3. 致病过程,Pulmonary complications,Primary influenza virus pneumonia Secondary bacterial infection Streptococcus pneumoniae Staphlyococcus aureus Hemophilus influenzae,Non-pulmonary complications,myositis （肌炎） cardiac complications Encephalopathy（脑病） liver and CNS Reyes syndrome peripheral nervous system Guillian-Barr syndrome（神经系统自身免疫性疾病 ）,Recovery,Interferon: side effects include fever, myalgia, fatigue, malaise Cell-mediated immune response Tissue repair,Protection against re-infection,IgG and SIgA IgG less efficient but lasts longerAntibodies to both HA and NA important antibody to HA more important (can neutralize),1. 病毒分离与鉴定：细胞培养，鸡胚培养2. 病毒抗体检测：血凝抑制试验3. 病毒抗原检测：酶免疫或免疫荧光4. 病毒基因检测：核酸杂交、RT-PCR等,三、微生物学检查,四、防治原则,一般预防: 空气消毒（乳酸、醋薰） 室内通风、勤洗手、戴口罩 减毒活疫苗：喷雾法灭活疫苗：皮下、肌肉注射,疫 苗,预 防,Amantadine金刚烷胺 Rimantadine甲基金刚烷胺 Zanamivir扎那米韦 Oseltamivir奥塞米韦 干扰素：广谱抗病毒 中草药： 板兰根、大青叶 抗生素： 防止并发细菌感染,治疗,第2节 副粘病毒 Paramyxovirus,麻疹病毒 (Measles virus )：麻疹腮腺炎病毒 (Mumps virus )：腮腺炎呼吸道合胞病毒 (Respiratory syncytial virus, RSV)：儿童支气管炎，成人普通感冒副流感病毒 (Parainfluenza virus )：急性呼吸道感染，普通感冒 人偏肺病毒 (Human metapneumovirus, HMPV)：毛细支气管炎、肺炎、上呼吸道感染 尼派病毒 (Nipah virus)：脑炎,副粘病毒科 (Paramyxoviridae),正粘病毒与副粘病毒比较,特征 正粘病毒 副粘病毒 形态大小 球形 80-120nm 球形 150-300nm 基因组 -ssRNA -ssRNA分节段 不分节段 抗原变异 高 低 表面蛋白 HA +NA HN (副流感病毒，腮腺炎病毒) HA（麻疹病毒）无（RSV） F（共有，融合和溶血活性）,麻疹病毒 (measles virus),麻疹病毒是麻疹的病原体。麻疹是儿童常见的一种急性传染病，传染性很强，以皮丘疹，发热及呼吸道症状为特征。,(haemolysin) 溶血和融合,一、生物学特性,1.结构：,2.培养：多种原代或传代细胞中增殖CPE （多核巨细胞和核内/浆内嗜酸性包涵体）3.Ag性: 比较稳定，只有一个血清型（但存在小幅变异，可分为:AH 8个 genetic group, 23 genotype）,2.传播途径：,1.传染源：急性期患者,传染性强(出疹前6d出疹后3d),二、致病性,呼吸道为主 眼结膜 接触: 玩具、餐具等,呼吸道,第一次 病毒血症,全身淋巴 组织增殖,血流,皮肤、呼吸道粘膜、 眼结膜、口腔、CNS,3. 致病过程：,血流,局部淋巴 组织增殖,上皮细胞增殖（CD46受体）,病毒,第二次 病毒血症,潜伏期：约912天前驱期：体温略高、咳嗽、流涕、打喷嚏及泪眼，症状持续35天出疹期：体温突然升高（达到4040.5）, 口颊粘膜出现灰白色斑（ ko