全 文 ：生命科学
Chinese Bulletin of Life Sciences
第 18卷 第 1期
2006年 2月
Vol. 18, No. 1
Feb., 2006
禽流感病毒最新研究进展
王　乐1，郭　蓓2*
（1 北京林业大学生物科学与技术学院，北京 100083；2 北京农学院生物技术系，北京 102206）
摘　要：本文针对 2004年爆发的禽流感疫病，回顾了 2004年至 2005年期间禽流感病毒的研究进展。
逆转录聚合酶链式反应技术为禽流感病毒的分型提供了一种快速、可靠、准确的方法。对 H5N1 禽流
感病毒致病机制的研究发现，其强致病性在于它可以躲避人类抗病毒细胞因子的作用，NS1 基因编码
蛋白的 92位谷氨酸在其中发挥了关键作用。由于禽流感疾病多引起结膜炎，并与病毒细胞受体的研究
结果相结合，有科学家认为眼部特异性是禽流感病毒的一个总体特征。社会普遍关注禽流感疫苗的研
制，人类和禽类流感 A 型病毒M2 蛋白胞外区域的序列比对工作为疫苗研制提供了一条新的思路，依
据神经氨酸酶抑制剂抑制病毒的出芽繁殖原理的疫苗正在研制过程中，而利用 siRNA预防和治疗禽流感
也是很有潜力的一种方法。禽流感病毒研究的另一个热点是病毒基因节段的重配问题。
关键词：禽流感；病毒；R T - P C R；s i R N A；疫苗；基因节段重配
中图分类号：S858.326.595; R979.9　　文献标识码：A
Recent advances in studies on avian influenza viruses
WANG Le1, GUO Bei2*
(1 College of Biological Sciences and Biotechnology, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China; 2 Department
of Biotechnology, Beijing Agricultural College, Beijing 102206, China)
Abstract: This article reviews the progress made in the study on avian influenza viruses during 2004 and 2005.
The technology of RT-PCR proves to be a rapid, accurate and reliable way to do genetic subtyping of influenza
A viruses. The pathogenic mechanism of H5N1 influenza viruses lies in that they are resistant to the anti-viral
factor of human. The nonstructural (NS) gene of H5N1 viruses is associated with this resistance, and the
resistance requires the presence of glutamic acid at position 92 of the NS1 molecule. Many avian influenza
patients suffered from conjunctivitis, and based on the study on cell receptors of virus, scientists raised the
question of whether an ocular tropism is a general feature of avian influenza viruses. Sequence comparison
between the extracellular domain of M2 protein in human and avian influenza A virus provides new information
for influenza vaccine design; virus budding can be restricted by a neuraminidase inhibitor; siRNAs also show
promise for the treatment of influenza. Reassortment of viruses is another key point into which scientists are
diving.
Key words: avian influenza; virus; RT-PCR; siRNA; vaccine; reassortment
收稿日期：2005-11-18；修回日期：2006-01-13
资助项目：北京市优秀人才资助项目
作者简介：王　乐( 1 9 8 3 —)，男，本科生；郭　蓓( 1 9 6 2 —)，女，硕士，副教授，* 通讯作者。
文章编号 ：1004-0374(2006)01-0035-06
2004年爆发的禽流感大规模疫病不仅在全球造
成了巨大的经济损失，也对人类的健康乃至生命安
全提出了前所未有的挑战。最近的研究表明，H5
型禽流感病毒与以前相比已经更容易使哺乳动物致
病，并更广泛的在鸟类中传染[1]。另一项研究认为
感染了H5N1病毒的鸭子会有很长一段时间不表现任
·评述与综述 ·
3 6 生命科学 第18卷
何症状，这一潜伏期暗示了鸭子在病毒传染中的作
用[2]。到目前为止，已经发现了感染禽流感病毒的
猫、老虎和雪豹，禽流感的宿主范围变得越来越
广。普通的禽流感病毒具有高度的变异性，可以在
候鸟和水禽中广泛传播。最开始人们以为禽流感不会
直接感染给人，因为人类和禽类的病毒受体不同。
然而，此次爆发的禽流感却可以从鸡直接传播给人。
在 2005年 1月的《新英格兰医学杂志》上确认了第
一例在人与人之间传播的禽流感病例。由于猪既具有
人类病毒的受体，又具有禽类病毒的受体，所以猪
可以同时感染两种病毒，并发生重配，进而感染人
类，这是禽流感病毒传播的最可能途径。这一切都
在说明禽流感病毒的研究任重而道远。
1　禽流感病毒简介
禽流感病毒(avian influenza virus)是负链RNA病
毒，在病毒分类学上属于正粘病毒科(Orthomyx-
ovoridae)中的Ａ型流感病毒属(Influenzavirus A
genus)。正粘病毒科还包括了B型流感病毒属和C型
流感病毒属，其中Ａ型流感病毒感能够感染人、
猪、马和禽类；C 型流感病毒主要感染人和猪；
而 B型流感病毒仅感染人类。流感病毒的株系或毒
株 是 根 据 流 感 病 毒 表 面 结 构 蛋 白 凝 集 素
(hemagglutinins, HA)和神经氨酸酶(neuraminidase, NA)
抗原性的差异加以区分和命名的，Ａ型流感病毒有
15种不同的血凝素亚型(H1~H15)和9种神经氨酸酶
亚型(N1~N9)，因此，从理论上来说共有 135种亚
型组合。根据毒株对禽类致病性的不同，又可将禽
流感病毒分为高致病力毒株、低致病力毒株和无致
病力毒株。
2　逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)技术为禽流感
病毒分型
根据血球凝集素抗原性的差异，A型禽流感病
毒可分为15种亚型，根据神经氨酸酶抗原性的差异
可分为 9种亚型，因此，一旦发现禽流感病例或者
疾病爆发，一种能够快速、准确、可靠地确定禽
流感病毒亚型的方法就非常必要。Phipps等[3]运用
RT-PCR技术解决了这个问题。他们根据HA2基因
的一段保守区域设计的单一引物可以识别A型流感
病毒的所有 15种HA亚型。他们最初选用了代表 6
种HA亚型的 12株标准禽流感病毒毒株进行研究，
随后又用了30种毒株。他们所选用的病毒已经涵盖
了目前从禽类、猪和人类分离出的所有流感病毒亚
型。RT-PCR产物的序列分析表明，所得结果与传
统的用血清学方法分析的结果完全相同。这种方法
已被认为是快速、可靠、大量鉴定A型流感病毒HA
亚型的有力工具(图 1)。
3　改进血球凝集素抑制实验检测禽流感病毒
血球凝集素抑制实验是一种用来评价流感血球
凝聚素免疫反应的简便方法。然而，用这种方法检
测接种过疫苗或自然感染后的禽流感抗体反应却并
不敏感。原因在于禽流感病毒用 α-2,3糖苷键连接
的唾液酸作为受体，而人类流感病毒用 α-2,6糖苷
键连接的唾液酸作为受体。基于这一点对该方法进
行改进，在血球凝集素抑制实验中使用马的红细
胞，并增加 α-2,3糖苷键的比例，可以较好地检测
人体内 H5禽流感病毒的抗体[4]。
4　H5N1病毒致病机制
H5N1型禽流感病毒致病性非常强，但它在人
体内有强致病性的机制是什么呢？Seo等[5]的研究结
果表明致死型的H5N1流感病毒不同于其他的人类、
猪或禽类流感病毒，因为它可以抵抗干扰素和肿瘤
致死因子的抗病毒作用。H5N1病毒的一种非结构
基因(NS1)与这种抗性有关。Seo等[5]将重组过的携
带了H5N1病毒NS1基因的人类H1N1流感病毒毒株
接种到猪体内，并也用野生型人类H1N1流感病毒
毒株接种猪作为对照，结果感染了重组病毒的猪所
表现出的病毒血症、发热、体重减轻等症状明显加
重，而且病症持续时间延长。
进一步研究发现，要产生以上的影响必须有
NS1分子中 92位的谷氨酸存在，也即 92位的谷氨
图 1　A型流感病毒HA亚型的RT-PCR分析[3]
3 7第1期 王　乐，等：禽流感病毒最新研究进展
酸使NS1基因在与人类的抗病毒细胞因子的对抗中
更胜一筹(图 2)。
5　禽流感的眼部特异性
近来研究发现血清型腺病毒37和血清型肠道病
毒70等人类眼部病原体用以α-2,3糖苷键与半乳糖连
接的唾液酸作为细胞受体，由此，一些科学家认为
禽流感A型病毒对眼睛的攻击也与该细胞受体有关。
流感A型病毒具有高度物种和受体特异性，所
以，以 α-2,3糖苷键连接的唾液酸作为受体的禽流
感A型病毒不容易传染人类；相反地以 α-2,6糖苷
键连接的唾液酸作为受体的人类流感病毒也不容易
传染给禽类。但是，在 2003年荷兰爆发禽流感时
人们发现了一种奇怪的器官特异性：感染禽流感的
人类病症主要表现在眼部，而不是呼吸系统。在用
PCR或细胞培养的方法检测到H7N7病毒的人群中
有80多人患结膜炎，而只有七个病例患呼吸系统感
染。而且，H 7 N 7 禽流感病毒多附着在结膜上，
H3N2人类流感病毒多附着在呼吸系统中。这种奇
怪的器官特异性提出了一个问题：这种眼部特异性
很可能是禽流感的一个总体特征。当然，到目前为
止这还只是一种假说，是否成立还有待于进一步研
究(图 3 )。
图2　NS1基因重配产物在猪体内的毒力[5]
图3　禽类和人类的流感病毒与眼部及呼吸道的细胞和可溶性粘蛋白的相互作用过程[6]
6　禽流感疫苗的研制
近日，人类和禽类的流感A型病毒M2蛋白胞
外区域的序列比对研究工作为禽流感疫苗的研制提
供了新的思路。研究发现基于流感病毒M2蛋白胞
外区域研制而成的人类流感病毒疫苗在多种抗原结
构中都有广谱的免疫作用。而如果要研制基于M2
蛋白胞外区域的禽流感病毒，一个先决条件是要找
到人类、猪和禽类M2 蛋白序列的差异。通过研
3 8 生命科学 第18卷
图4　流感A型病毒M2蛋白胞外区域的宿主特异序列[7]
究，发现了M2蛋白上一个宿主特异的区段，如图
4所示。而且，这个比对结果也得到了免疫印记和
酶联免疫技术的确认，这为禽流感疫苗的研制提供
了一条新路。
另外，也有科学家想通过神经氨酸酶抑制剂抑
制病毒的出芽繁殖(图 5)。
7　利用siRNA治疗禽流感
禽流感病毒的遗传和免疫组成不断变化，这为
研制疫苗提出了巨大的挑战。siRNA(short-interfering
RNA)为治疗禽流感提供了一条可能途径。siRNA在
小鼠中的研究实验已经证明，它对于预防和治疗禽
流感感染具有很大的潜力。
疫苗是预防禽流感的最有效办法，但问题在于
病毒总能通过自身微小的改变来逃避抗体反应。当
一个细胞被两个毒株同时感染时，禽流感病毒也可
以发生基因组的重配。比如，人类和禽类的病毒基
因有可能在一个双重感染的细胞中重配，产生一种
既具有禽流感的强致病性又可以在人群中广泛传播
的病毒。近些年来，科学家们已经着手从几个方面
来解决禽流感病毒抗原性改变的问题。分子病毒学
技术的完善使得HA和 NA基因的克隆得以迅速完
成，研究者们也研制出了一些针对内源相对保守基
因的疫苗。但任何疫苗都有一种局限，那就是它依
赖于接受者自身的免疫状况，老年人经常无法受到
疫苗的免疫。所以，我们急需一条新颖的策略来预
防和治疗禽流感。Bennink等[9]用小鼠中显著的实验
结果表明，siRNA有可能解决禽流感病毒多变的问
图5　病毒正常出芽A和被神经氨酸酶抑制剂抑制的病毒出芽B对比[8]
　　注：正常情况下，神经氨酸酶( NA)，一种唾液酸酶，通过剪切细胞表面的受体加速病毒释放；在神经氨酸酶抑
　　制剂存在的情况下，病毒释放受到限制，释放的子代病毒聚集在一起
3 9第1期 王　乐，等：禽流感病毒最新研究进展
图7　病毒重配过程示意图[10]
　　注：流感病毒A的基因组分为 8个部分，这促进了人类流感和禽流感病毒共感染时的基因重配。这种共感染可发生在
　　猪体内，因为猪支持两种病毒在体内的生长，共感染也可能发生于人体内
图6　siRNA辅助下流感聚合酶RNA的降解[9]
题。他们的研究证明了慢病毒 D N A 载体表达的
siRNA和具有相似功能的shRNA(small-hairpin RNA)
可以预防和治疗小鼠中的禽流感感染(图 6)。
8　禽流感病毒基因节段的重配(图 7)
病毒基因节段的重配是一种常见的现象，在包
括肝炎病毒在内的多种病毒中都有发生。而禽流感
病毒的重配正是科学家们最担心的一个问题，因为
如果真的产生了既具有禽流感的高致病性又可以在
人群中广泛传播的病毒，后果将不堪设想。
当然，也有科学家认为此次的H5N1病毒到目
4 0 生命科学 第18卷
前还没有发生重配，一定有其内在的原因，以后也
应该不会发生重配。那么，H5N1病毒没有与人类
流感病毒重配的原因是什么呢？
要回答这个问题的惟一方法就是在实验室中保
证生物安全的前提下模拟重配现象。首先，H5N1
病毒和人类流感病毒H1或H3要得到测序和克隆，
通过反向遗传学的方法使它们的基因和蛋白在培养
细胞中得到表达，所得到的病毒要通过野生型病毒
检测确认。然后，把两种病毒接种到同一个细胞培
养瓶中，重配的病毒会具有变异性而被识别，最后
检测它的致病性和在动物中的传播能力。以上的工
作已经在一些实验室开始进行，但可能要到2005年
年底才会完成[11]。
[参　考　文　献]
[1] William N. Flu pandemic fears continue. Curr Biol, 2005, 15
(9): R313~R314
[2] William N. Alarm bells ring over bird flu threat. Curr Biol,
2005, 15(4): R107~R108
[3] Phipps L P, Essen S C, Brown I H. Genetic subtyping of
influenza A viruses using RT-PCR with a single set of primers
based on conserved sequences within the HA2 coding region.
J Virol Methods, 2004, 122(1): 119~122
[4] Stephenson I, Wood J M, Nicholson K G, et al. Detection of
anti-H5 responses in human sera by HI using horse erythro-
cytes following MF59-adjuvanted influenza A/Duck/
Singapore/97 vaccine. Virus Res, 2004, 103(1-2): 91~95
[5] Seo S H, Hoffmann E, Webster R G. The NS1 gene of H5N1
influenza viruses circumvents the host anti-viral cytokine
responses. Virus Res, 2004, 103(1-2): 107~113
[6] Olofsson S, Kumlin U, Dimock K, et al. Avian influenza and
sialic acid receptors: more than meets the eye? Lancet Infect
Dis, 2005, 5(3): 184~188
[7] Liu W L, Zou P, Ding J, et al. Sequence comparison between
the extracellular domain of M2 protein human and avian
influenza A virus provides new information for bivalent in-
fluenza vaccine design. Microbes Infect, 2005, 7(2): 171~177
[8] Monto A S. The threat of an avian influenza pandemic. N
Eng J Med, 2005, 352(4): 323~325
[9] Bennink J R, Palmore T N. The promise of siRNAs for the
treatment of influenza. Trends Mol Med, 2004, 10(12):
571~574
[10] Hien T T, de Jong M, Farrer J, et al. Avian influenza－ a
challenge to global health care structures. N Eng J Med, 2004,
351(23): 2363~2365
[11] Stöhr K. Avian influenza and pandemics－ research needs
and opportunities. N Eng J Med, 2005, 352(4): 405~407
药物所与上药集团成功实现产学研合作
——上药集团获罗氏集团生产销售奥司他韦的授权
奥司他韦(商品名“达菲”)是目前世界卫生组织推荐的防治高致病性禽流感药物，是世界著名的罗氏
制药集团在中国受专利保护的产品。
药物所自 2005年 10月底启动“抗禽流感药物研制紧急研究计划”后，调动全所优势资源，与上药
集团密切合作，积极投入抗高致病性禽流感药物的研发攻关。研究所的科研人员参考罗氏制药公司公开发
表的文献和专利资料，夜以继日、积极创新，仅用 5天时间便完成了抗禽流感药物奥司他韦的合成工艺
研究，并在打通小试工艺路线的基础上，全面开展奥司他韦的中试放大工作。上海药物所合成的奥司他
韦原料做成制剂后，经上海市药品检验所检测，与罗氏达菲产品一致。研究所根据双方签订的合作开发
合同，已将奥司他韦的原料合成工艺及制剂工艺移交给上药集团。与此同时，上药集团还利用与瑞士罗
氏公司合资建立“上海罗氏制药公司”的有利地位，及时向罗氏制药提出授权上药集团生产“达菲”产
品的请求，得到了罗氏公司的积极回应。
罗氏制药集团技术专家小组 12月初到中国对提出授权要求的企业进行了客观、公平、系统的评估，
确认上药集团完全有制造奥司他韦及其制剂的能力。在此基础上，上药集团常务副总裁黄彦正 12月 8日
率团赴瑞士罗氏总部，进行“授权协议”的具体谈判，并于 2005年 12月 12日北京时间零点在罗氏集团
巴塞尔总部签署了罗氏授权上药集团生产奥司他韦产品的协议。
这是一个在中国内陆(不包括港澳地区)制造与销售奥司他韦原料和制剂的全面授权协议。达菲是奥司
他韦制剂在中国注册的专用商品名，今后由上药集团生产的产品将不用“达菲”名称，但其成分与质量
与达菲一致。上药集团力争用六个月左右的时间，第一步先形成每月 20万人份的生产能力。
摘自 http: //www.sibs.ac.cn
·简讯 ·