人鼻病毒

小RNA病毒科鼻病毒属的一种

人鼻病毒

人鼻病毒是小RNA病毒科、鼻病毒属的一种,是人患普通感冒的主要病原。[0]与肠道病毒的区别如下:①不耐酸,pH3~5溶液中易被破坏;②人肾细胞中只在33℃旋转培养物中才能很好繁殖,而肠道病毒在36~37℃静止培养可繁殖;③比重大,氯化铯浮力密度为1.38~1.42。

鼻病毒是小RNA病毒科、鼻病毒属的一种,是人患普通感冒的主要病原。[1]

肠道病毒的区别如下:①不耐酸,pH3~5溶液中易被破坏;②人肾细胞中只在33℃旋转培养物中才能很好繁殖,而肠道病毒在36~37℃静止培养可繁殖;③比重大,氯化铯浮力密度为1.38~1.42。

鼻病毒抗原性复杂,有100多个血清型。感染后可获得免疫力,但维持时间短,不同型鼻病毒之间很少交叉保护,因而人可多次患感冒。对普通感冒尚无特异预防和治疗方法。

概述

人鼻病毒最早发现于20世纪50年代,自Price用组织培养的方法分离出第1株后,至今鉴定的HRV血清型已超过150多种,是人类血清型最多的病毒,与流感病毒呼吸道合胞病毒一起被认为是呼吸道感染的主要致病病毒。[2]

呼吸道感染,无论是急性还是慢性,都是人类最为常见的疾病之一。据统计数据显示,平均每个人每年发生呼吸道感染的几率超过了30%,而在儿童群体中,其发病率和病死率更是显著偏高。除了细菌之外,病毒也是导致呼吸道感染的重要病原微生物之一。

人鼻病毒
人鼻病毒

人鼻病毒(HRV)感染后,其典型表现就是感冒症状。据统计,大约有10%至20%的成年人感冒是由HRV感染所引发的,而在婴幼儿中,这一比例更是高达15%至30%。

尽管HRV感染通常具有一定的自限性,但有时它也可能引发诸如哮喘、充血性心衰、支气管扩张以及包囊纤维化等严重的并发症。此外,HRV还常常与其他呼吸道病毒合并感染,如呼吸道合胞病毒腺病毒、副流感病毒、冠状病毒以及肠道病毒等,这无疑增加了病情的复杂性。

人鼻病毒(HRV)
人鼻病毒(HRV)

特别值得注意的是,对于儿童和本身患有呼吸道基础疾病的易感群体来说,HRV感染后还可能出现较为严重的后遗症。这些后遗症会严重影响患者的生活质量,同时也给家庭和社会带来了沉重的经济负担。因此,对于HRV的研究和治疗方案越来越受到各界的关注和重视。

病毒结构与基因组成

HRV属于小核糖核酸病毒科(Picornaviridae)肠道病毒属(Enterovirus,EV),是单股正链RNA,编码7200个核苷酸。基因组结构中唯一阅读框转录翻译11个蛋白片段。病毒衣壳由结构蛋白VP1、VP2、VP3、VP4组成,VP1、VP2、VP3是与细胞受体相结合的场所,VP1是病毒逃避宿主免疫反应、中和抗体和连接分子受体的重要部分,也是抗病毒物质的结合位点,是产生保护性抗体的主要抗原。

血清分型与基因分型

大体上,人鼻病毒被分为三个大类,Humanrhinovirus A、Human rhinovirus B以及Human rhinovirus C。其中,HumanrhinovirusB为该病毒的模式类型。根据病毒表面蛋白的不同,人鼻病毒还可以被分离出99种不同的血清型。它们自然裂解为更小的病毒颗粒,直径大约为30纳米。其他的病毒,如天花病毒和牛痘病毒,它们的直径大约为300纳米,是人鼻病毒直径的10倍。[1]

人鼻病毒(HRV)
人鼻病毒(HRV)

根据对VP4/VP2衣壳蛋白编码区基因序列的系统进化分析,传统鼻病毒有HRV-A(74种血清型)和HRV-B(25种血清型)两型,现已完成这99种血清型的全基因序列测定。Lamson D等应用Mass Tag PCR技术发现另一种新型病毒簇:HRV-C,近几年相继又有60多种HRV亚型被发现,大部分被确定为HRV-C型,部分被建议归为可能存在的HRV-D型。HRV-C型的血清型分型尚未能确定。核苷酸序列水平方面,VP4/VP2编码区是区分HRV各基因型的基础,VP1编码区利于区分HRV各基因型亚型,易于发现新型HRV的可能,HRV-A、HRV-B和HRV-C各型在VP4/VP2编码区的差异性分别为10%、9.5%、10%,在VP1编码区的差异性分别为13%、12%、13%。最新发现的HRV-C在亚基因型分型的判断依据上,目前主流的观点是以VP4/VP2基因区核苷酸差异性>10%将目前发现的HRV-C分为28种亚型,而Simmonds和McIntyre等学者建议依据HRV-C中VP1核苷酸序列差异性>13%为一标准,将发现的HRV-C分成33种亚型。[3]

病毒复制

有三种细胞表面受体参与HRV与细胞的结合:细胞间黏附分子1(ICAM-1)、低密度脂蛋白受体(LDLR)以及HRV-87利用的受体(衰减-加速因子),其中超过90%HRV利用ICAM-1侵入细胞。根据受体类型不同,HRV依赖或非依赖网格蛋白,行胞吞或胞饮作用侵入细胞,随之异构成疏水性亚病毒颗粒。这一过程需要ICAM-1或低PH环境。RNA基因借助病毒蛋白或细胞膜破水的微孔,穿透亚病毒颗粒膜进入胞质,接着宿主细胞核糖体转录RNA成多聚蛋白,最终复制成RNA病毒。目前HRV-C的特定细胞受体和病原学机制尚不明确。

传染和流行病学

人鼻病毒具有两种主要的传播方式:第一种是通过飞沫和气溶胶在空气中进行传播;第二种则是通过被污染的表面进行传播,包括直接的人际接触传染。

该病毒在全球范围内广泛流行,并且是导致普通感冒的主要病原体之一。所引起的症状包括:咽喉痛,流涕,鼻塞,打喷嚏和咳嗽;部分患者还可能同时伴有肌肉酸痛、疲劳、乏力、头痛、肌肉无力以及食欲不振等症状。而流行性感冒则更多地表现为发热和极度的疲惫感

鼻病毒感染后可获得免疫力。

病理学

人鼻病毒主要通过上呼吸道侵入人体。一旦进入上呼吸道,病毒颗粒再与上皮细胞的ICAM-1(CD54受体)结合。由于病毒的复制和传播,受感染的细胞会释放出趋化因子和细胞因子,这些信号分子能够进一步激活炎症介质。

病毒解剖图
病毒解剖图

在病毒进入呼吸道并与细胞表面受体结合后的15分钟内,感染就会迅速发生。仅仅只有50%的患者可能仅经历不到两天的感冒症状,而5%的病例会经历一段小于20小时的潜伏期。然而,还有另外5%的病例可能会有一段大于四天半的潜伏期。

鼻病毒在温度为33-35℃时感染加强,这也是它主要存在于鼻腔的重要原因。

结构

鼻病毒是一种无包膜的病毒,其结构呈现为二十面体形态。其基因组长度为7.2-8.5kb,属于单链正向RNA基因组。在基因组5’端病毒蛋白质,与哺乳动物相同。该病毒基因组的3’端也呈现polyA尾结构。5’端区域负责编码结构蛋白,而3’端区域则负责编码非结构蛋白,这是微小核糖核酸病毒科病毒的一个共同特征。病毒首先转录出一条长单链多肽,而后断裂成不同的结构蛋白或非结构蛋白。[1]

人鼻病毒
人鼻病毒

人鼻病毒的外部结构包括一个核衣壳,该核衣壳的表面由四种病毒蛋白组成,分别是VP1、VP2、VP3和VP4。其中,VP1、VP2和VP3蛋白共同构成了核衣壳的大部分结构。相比之下,VP4蛋白的体积远小于其他三种,但它具有更高的延展性,通常位于核衣壳和RNA基因组之间。在每个二十面体形状的核衣壳中,这四种蛋白质每种都含有四十个。人体产生的抗体主要是通过识别VP1、VP2和VP3蛋白上的抗原表位来对人鼻病毒进行识别和抵抗。[1]

研究进展

北京时间2012年7月25日消息,据英国每日邮报》报道,科学家们在近期借助当前世界上运行速度最快的超级计算机之一,成功获得了多种导致伤风感冒病症的病毒的3D立体图像,其中包括人鼻病毒。科学家们期望,这些令人瞩目的成像结果将有助于研发出更为有效的抗病毒药物。[4]

参考资料 4

  1. https://d.wanfangdata.com.cn/Thesis/ChJUaGVzaXNOZXdTMjAyNDAxMDkSCFkzMzY0ODcwGghsNTZhZ2Vmdg%3D%3D
  2. 人鼻病毒感染研究进展 — 万方医学网
  3. 人鼻病毒感染研究进展 — 中华医学杂志
  4. 科学家获得感冒病毒3D图像助研新型药物 — 新浪
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