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2009甲型H1N1流感病毒研究进展



全 文 :·综述与专论·
生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2010 年第 7 期
2009 甲型 H1N1 流感病毒研究进展
刘明 赵海波 田永强
(兰州交通大学,兰州 730070)
摘 要: 2009 年 3 月在美国和墨西哥爆发的新型甲型 H1N1 流感在很短的时间内便扩散到世界多个国家,形成了流感
的大流行,引起世界卫生组织和各国的高度重视。综述新型甲型 H1N1 流感病毒的基因组来源、目前主要的检测手段,并对预
防和治疗的方法进行简单介绍。
关键词: 甲型 H1N1 流感 检测 预防 治疗
Research Progress of Influenza A H1N1 Virus in 2009
Liu Ming Zhao Haibo Tian Yongqiang
(Lanzhou Jiaotong University,Lanzhou 730070)
Abstract: A novel influenza A H1N1 was exploded in USA and Mexico in March 2009,it was spreaded to lots of countries make
a influenza epidemic in a short time. The World Health Organization(WHO)and countries in the world attached great importance to this
epidemic. The article described the genome sources of the novel influenza A H1N1,the current diagnostic techniques and introduced the
prevention and therapeutic methods briefly.
Key words: Influenza A H1N1 Detect Prevention Therapeutic
作者简介:刘明,男,在读硕士研究生,研究方向:微生物学;E-mail:breezemail@ 126. com
通讯作者:田永强,博士,副教授,E-mail:tianyq@ mail. lzjtu. cn
甲型流感病毒属于正黏病毒科,根据病毒粒内
部蛋白核蛋白(NP)和基质蛋白(MP)抗原特性及其
基因型特性的不同,流感病毒分为甲(A)、乙(B)、
丙(C)3 型,每型又可区分为不同的亚型。甲型流
感病毒根据血凝素(hemagglutinin HA)不同,又可
分为 16 个亚型,即 H1 - H16 ;根据神经氨酸酶
(neuraminidase NA)不同分为 9 个亚型,即 N1 - N9。
因此从理论上来说共有 135 种亚型组合。典型的甲
型流感病毒粒子呈球形,直径 80 - 120 nm,其单股
RNA由 8 个节段组成,其中,血凝素(HA)是刺激机
体产生中和抗体,进而产生免疫保护的重要部
分[1]。但其高发的点突变率和基因重排(reassort-
ment )导致甲型流感极易变异,是流感流行的主要
原因之一[2]。20 世纪以来,甲型流感已经至少 3 次
在世界范围内引起了大流行[3]。
1 新型甲型 H1N1 流感病毒流行株基因组
进化分析
2009 年 3 月以来,一种新型甲型 H1N1 流感从
墨西哥开始流行,进而很快蔓延至北美和欧洲。截
至 2009 年 5 月 19 日,世界卫生组织(WHO)官方网
站已经公布全球有 40 个国家和地区共 9 830 例患
者感染 H1N1 流感。随后,世界卫生组织也将本次
全球流感大流行预警级别从 4 级提升至 5 级,并最
终于 6 月 11 日提升至最高级 6 级,标志着全球“流
感大流行的到来”,引起了世界各国的高度重视。
为了了解 2009 年新型甲型 H1N1 流感病毒的主要
抗原之一 HA基因特性及对应的抗原变异,谢佳新
等[4]采用 Molecular Evolutionary Genetics Analysis
version 4. 0(MEGA4. 0)软件将其与以往流行的人、
猪和禽的甲型 H1N1 亚型流感病毒参考序列进行了
序列比对并构建了系统进化树。同时,分别比较了
2009 年新型甲型 H1N1 流感病毒 HA基因与北美地
区、欧洲地区、亚洲地区甲型 H1N1 流感病毒 HA 基
因编码蛋白的氨基酸序列,得出结论:2009 年新型
甲型 H1N1 流感病毒 HA基因可能是北美地区甲型
H1N1 猪流感病毒长期进化并与该地区人甲型
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2010 年第 7 期
H1N1 流感病毒部分基因片段重排的结果。另外,
寇铮等[5]也采用类似的方法证明当前流行的甲型
H1N1 流感病毒是一个三重排甲型流感病毒:HA、
NA、MP、NP和 NS来源于猪流感病毒;PB2 和 PA来
源于禽流感病毒;PB1 来源于人流感病毒。该新型
流感病毒在流行扩散过程中没有显著变异,同时病
毒基因组也没有发生重排。
2 新型甲型 H1N1 流感的检测方法
新型甲型 H1N1 流感病毒已经对人类造成了严
重的健康威胁,因此,急需发展用于快速诊断此次病
毒的实验室方法。目前国内外用于诊断流感的检测
方法主要有:(1)病毒的分离; (2)分子生物学诊断
方法,如聚合酶链式反应(PCR)等; (3)免疫学方
法,如酶联免疫吸附试验(ELISA)、血凝抑制试验
(HI)等。Leo Poon等[6]发现 PCR 检测方法可检测
早期感染 H1N1 流感的病人,至少比病毒分离方法
敏感 500 倍。所以,目前新型甲型 H1N1 流感病毒
的快速检测主要依赖于分子生物学的方法。下面就
对目前国内外主要的基于 RT-PCR 的快速检测方法
做一简介。
2. 1 反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)
2009 年 5 月,我国研究人员完成了对新型甲型
H1N1 流感病毒部分基因组序列的测定及分析工
作。随后,农业部组织专家成功研制出了猪感染甲
型 H1N1 流感病毒的 RT-PCR 检测试剂盒。该试剂
盒可在 5 h 内完成猪感染甲型 H1N1 病毒的快速检
测[7]。其敏感度高、特异性强,不仅适用于猪感染
甲型 H1N1 流感病毒的检测,对诊断人感染新型甲
型 H1N1 流感病毒也有较高的参考价值。但是该方
法检测结果只能判为可疑,确认还要结合其它方法。
2. 2 实时荧光定量 PCR 技术(realtime fluorescent
quantitative PCR,FQ-PCR)
实时荧光定量 PCR技术最早于 1996 年由美国
Applied Biosystems公司推出,旨在 PCR 指数扩增期
间通过连续监测荧光信号强弱的变化来即时测定特
异性产物的含量,并据此推断目的基因的初始量而
不需要取出 PCR 产物进行分离。由于该技术不仅
实现了 PCR从定性到定量的飞跃,而且有效的解决
了 PCR 污染问题,因此美国食品药品监督管理局
(FDA)和美国疾病预防控制中心(CDC)推荐使用
实时定量 PCR 技术进行甲型 H1N1 流感病毒的检
测。同时,Susanna等[8,9]也利用建立的实时荧光定
量 PCR 方法对香港第一例感染甲型 H1N1 流感的
患者进行了确诊。该方法比传统的 RT-PCR 敏感性
和特异性高,最快可在 50 min 内对结果进行判断,
而且该方法可以用不同的解链温度来区分出 H1N1
亚型流感病毒和其他 H1 亚型的流感病毒。但该方
法需要配置专门的荧光 PCR检测仪,检测试剂也比
较贵[10 ]。
2. 3 基因芯片技术(Gene chip)
2009 年 4 月,CombiMat rix 公司宣布意法半导
体公司为其生产的流感芯片能够在 4 h 之内检测出
甲型 H1N1 流感病毒。2009 年 5 月,我国军事医学
科学院军事兽医研究所也研制出了一种新型基因芯
片,借助这种芯片能在 5 h 内获得检测结果[11]。这
种基因芯片能够用来检测 1 - 16 亚型的甲型流感病
毒,并可以对当前流行的甲型 H1N1 流感病毒进行
特异性检测,还可以对 H1、H3、H5、H7 和 H9 亚型流
感病毒进行分型检测。该检测方法可同时对 12 个
样品进行快速、灵敏、特异性检测(阳性样品显示特
异荧光) ,并在 3. 5 - 5 h 内获得检测结果。
3 新型甲型 H1N1 流感的预防和治疗
3. 1 新型甲型 H1N1 流感的流行特点
本次流行的甲型 H1N1 流感病毒包含有猪流
感、禽流感和人流感 3 种流感病毒的基因片段。虽
然这种新型病毒是由猪流感病毒演变而来,但这种
病毒只导致人类患病,并在人与人之间传播[12]。而
且其蔓延迅速,说明该病毒具有较强的传染性。同
时,本次流感病毒感染人群的年龄段要低于季节性
流感。虽然目前各国报告的确诊病例从婴儿到老年
人都有,但年轻患者感染严重或死亡较多是该次疫
情早期的一个显著特点[13]。一般身体健康者在感
染了本次甲型 H1N1 流感病毒后症状通常非常轻
微,但患有某种慢性病的人在感染后发病较重,甚至
出现死亡。
3. 2 新型甲型 H1N1 流感的临床症状
新型甲型 H1N1 流感的潜伏期可长达 7 d[14],
比一般流感和禽流感的潜伏期要长。其早期症状表
现轻微,与普通流感的症状相似。大多数病例表现
为不复杂的、典型的流感样症状。最常见的症状包
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2010 年第 7 期 刘明等:2009 甲型 H1N1 流感病毒研究进展
括咳嗽、发烧、咽喉痛、不适和头痛,但不是所有的病
例都会出现发烧症状,因此给检疫工作带来了一定
的困难[15]。另外,也有少数病例病情发展迅速,会
出现呼吸衰竭、脏器功能不全或衰竭等症状。
3. 3 新型甲型 H1N1 流感的预防和治疗
由于新型甲型 H1N1 流感传染途径与季节性流
感类似,通常是感染者咳嗽和打喷嚏等呼吸道分泌
物通过空气传染的,因此应尽量避免前往人群拥
挤的公共场所,避免接触流感样症状(发热、咳嗽
和流涕等)或肺炎等呼吸道病人。平时应注意个
人卫生,经常使用肥皂和清水洗手,尤其在咳嗽或
打喷嚏后。多加强体育锻炼,提高自身的免疫力。
出现流感征兆或病症者,例如发烧,要尽早到医院
发热门诊检查确诊。感冒后患者应在家休息,在
没有被确诊之前最好不要出门、上班,限制与其他
人接触。
对于已经被确诊为新型甲型 H1N1 流感的患
者,目前还没有专门针对人类感染甲型 H1N1 流感
的特效药,通常使用的抗流感药物有 4 种,但临床显
示,新型甲型 H1N1 流感对其中的 2 种具有抗药性。
因此美国疾控中心(CDC)建议使用瑞士罗氏制药
公司生产的磷酸奥司他韦胶囊(商品名为“达菲”胶
囊)和英国葛兰素史克公司生产的扎纳米韦吸入粉
雾剂(商品名为“乐感清”)。同时,患者应注意多休
息,多饮水,对于协助治疗有很大帮助。
4 结语
2009 年 3 月开始在墨西哥和美国流行的新型
甲型 H1N1 流感疫情,在短短的几个月内便蔓延到
了世界各地,引起了各国的高度重视。经研究发现
此次流感病毒基因组与以往病毒有较大变化,主要
在人与人之间传播。临床症状与季节性流感相似。
其检测主要依靠专业实验室通过分子生物学检测手
段确诊。抗病毒药物奥司他韦和扎那米韦可用于流
感患者的治疗。关于 2009 年新型甲型 H1N1 流感
病毒抗原变异后对病毒的毒力和感染力的影响、疫
苗研制等方面还需进行更多的研究。
参 考 文 献
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