流感病毒课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,*,流感病毒及,SARS,病毒感染及其致病性研究,Influenza/SARS-CoV Virus Infection and Its Pathogenesis,1,流感病毒,(3),临床有哪些特异性抗流感病毒的药物？它们的作用机理是什么？,(1),如何扩增流感病毒？有哪些实验室检测手段？,(2),什么是流感病毒的,vRNA,mRNA,cRNA,？,(4),为什么流感病毒在细胞培养中传代后会丧失感染性？如何克服,2,流感病毒流行历史与现状,希波拉底,(,古希腊医生，被誉为医学之父,),记载的流感疫情最早始于公元前,412,年。,1933,年英国人威尔逊,史密斯（,Wilson Smith,）第一次分离出人流感病毒。,流感病毒,每隔一定的时间就会在世界不同地区发生。,自,1997-,至今，在亚洲及全世界暴发,H5N1,血清亚型的高致病禽流感,3,Influenza pandemic in history,H1N1:The Spanish flu that killed 50 million people worldwide from 1918 to 1919(scientists identified its proteins long after the pandemic was over),H2N2:The Asian flu that caused a pandemic from 1957 to 1958,H3N2:The Hong Kong flu,which caused the worlds most recent pandemic in 1968,4,1918,1919,年世紀西班牙流感病毒,死亡人,数估计,2000 5000,万,人,5,An Emergency Hospital for Influenza Patients,6,流感病毒简介,Influenza Virus,有包膜的单链负义,RNA,病毒,正黏病毒科,直径,80,120nm,，呈球形或丝状,分,A,、,B,、,C,（甲、乙、丙）三型,7,流感病毒的分类,根据,NP,抗原性，将流感病毒分为,A,、,B,、,C(,甲、乙、丙）三型,三型病毒具有相似的生化和生物学特征。,A,型流感病毒常以流行形式出现，能引起世界性流感大流行，它在动物中广泛分布，并也能在动物中引起流感流行和造成大量动物死亡。,B,型流感病毒常常引起局部爆发，不引起世界性流感大流行，至今尚未找到它存在于人之外其它动物中的确凿证据。,C,型流感病毒主要以散在形式出现，主要侵袭婴幼儿，一般不引起流行，猪也是它天然宿主之一。,8,Influenza Virus infection in MDCK cells,狗肾细胞,9,What Is Influenza Virus Like?,10,NP,核蛋白,PA,聚合酶,8RNAs,PB1,聚合酶,PB2,聚合酶,M1,基质蛋白,M2,基质蛋白,HA,血凝素,NA,神经氨酸酶,NS1,非结构蛋白,NS2,非结构蛋白,内层,中层,外层,不存在病毒粒子中,11,流感病毒的结构,由三层构成,内层为病毒核衣壳，含核蛋白（,NP,）、,P,蛋白和,RNA,。,NP,是可溶性抗原，具有型特异性，抗原性稳定。,P,蛋白（,PB1,、,PB2,、,PA,）是病毒,RNA,聚合酶亚单位。,12,流感病毒的结构,中层为基质蛋白，它构成了病毒的外壳骨架。实际上骨架中除了基质蛋白,(M1),之外还有膜蛋白,(M2),。基质蛋白与病毒最外层的包膜紧密结合起到保护病毒核心和维系病毒空间结构的作用。,M1,抗原性稳定，也具有型特异性。,13,流感病毒的结构,外层为病毒包膜，是包裹在基质蛋白之外的一层磷脂双分子层膜，其上具有两种不同糖蛋白构成的辐射状突起，即血凝素（,hemagglutinin,，,HA,）和神经氨酸酶,(neuraminidase,，,NA),14,流感病毒的结构,血凝素,(HA),呈柱状，能与人、鸟、猪豚鼠等动物红细胞表面的受体相结合引起凝血，故而被称作血凝素。,是,病毒吸咐于敏感细胞表面的工具。,NA,（右下）,则能水解蛋白，水解细胞表面受体特异性糖蛋白唾液酸受体，是,病毒复制完成后脱离细胞表面的工具,。,15,流感病毒的抗原性变异,在亚型内部经常发生小变异（量变），称为抗原漂移（,antigenic drift,）。,大的抗原变异出现的亚型（质变）即称抗原转变（,antigenic shift,），其为,H,和（或）,N,都发生了大的变异，由此而产生新的亚型，可引起世界性大流行。,HA,和,NA,均有变异特性，故只有株特异的抗原性，其抗体具有保护作用。流感病毒的抗原性变异就是指,HA,和,NA,抗原结构的改变，主要是,HA,。,16,流感病毒的抗原性变异,HA,：,15,种亚型变异。,NA,：,9,种亚型变异。,如：,H1N1,，,H3N2,，,H5N1,A,型流感病毒的抗原变异较快，,2,3,年可发生一次。,B,型流感病毒的抗原变异很慢，未划分成亚型转变。,C,型流感病毒尚未发现抗原变异。,17,流感病毒的基因组,8,个独立的,RNA,片段（,A,型、,B,型）或,7,个独立的,RNA,片段（,C,型）,核酸总长度为约,13.6 kb,所有,RNA,片段,5,末端的,13,个核苷酸及,3,末端的,12,个核苷酸高度保守，且,5,端与,3,端反向互补结构。,共编码,10,种蛋白质，其中,8,种（,PB1,、,PB2,、,PA,、,HA,、,NA,、,NP,、,M1,、,M2,）为结构蛋白，,2,种（,NS1,、,NS2,）为非结构蛋白。,18,流感病毒的基因组,19,流感病毒的基因组,RNA1,3,编码,PB2,、,PB1,和,PA,蛋白。,RNA4,编码,HA,蛋白。,RNA5,编码,NP,蛋白。,RNA6,编码,NA,蛋白。,RNA7,编码,M1,，,M2,蛋白。,RNA8,编码,NS1,，,NS2,蛋白,20,Influenza A viral genome,NS1,NS2,检测目标,?,21,流感病毒的感染及复制过程,吸附,侵入,脱壳,表达、复制及装配,成熟及释放,22,流感病毒的感染及复制过程,23,流感病毒的吸附,-HA,血凝素,(HA),呈柱状，,血凝素蛋白经过宿主细胞的蛋白酶水解,后分为重链,HA1,和轻链,HA2,两部分，,HA1,可以与宿主细胞膜上的唾液酸受体相结合，,HA2,则可以协助病毒包膜与宿主细胞膜相互融合。血凝素在病毒导入宿主细胞的过程中扮演了重要角色。血凝素具有免疫原性，抗血凝素抗体可以中和流感病毒。,24,流感病毒的侵入,病毒吸附至宿主细胞表面后，其包膜可通过与宿主细胞质膜融合形成内吞体，并通过受体介导的胞吞作用进入细胞内。,25,流感病毒的脱壳,M2,(,离子通道,),流感病毒通过受体介导的内吞作用进入细胞，形成内吞体（,Endosome,）。此时，,M2,被激活并打开离子通道，,H+,进入病毒使,PH,降低，酸化引起,HA,构象变化，介导病毒囊膜与内吞体膜融合。同时，病毒颗粒内也发生酸化，导致病毒核衣壳与基质蛋白,M1,之间解离，,vRNPs,释放,抗流感病毒药物,M2,抑制剂金刚烷胺,26,流感病毒的表达、复制及装配,病毒蛋白的合成，,NP,、,P,蛋白和,NS1,在感染后数小时即生成，其它蛋白如,HA,、,NA,、,M1,、,M2,和,NS2,合成较晚。病毒蛋白合成时间的控制可能受到病毒,mRNA,向核外运输的调节，并可能与病毒蛋白,NS1,的功能有关。,27,流感病毒的成熟及释放,病毒成熟前，各种病毒成份已结合在细胞表面，最后通过出芽的方式，使局部的细胞膜向外隆起，包围住结合在细胞膜上的核衣壳，成为新合成的有感染力的病毒。,28,神经氨酸酶,(NA),是一个呈蘑菇状的四聚体糖蛋白，具有水解唾液酸的活性，当成熟的流感病毒经出芽的方式脱离宿主细胞之后，病毒表面的血凝素会经由唾液酸与宿主细胞膜保持联系，需要由,神经氨酸酶将唾液酸水解，切断病毒与宿主细胞的最后联系,。因此神经氨酸酶也成为流感治疗药物的一个作用靶点,流感病毒的成熟及释放,-NA,抗流感病毒药物,NA,抑制剂达菲,29,有关流感病毒的释放问题,(1),子代病毒包膜上的的,HA,分子是否会与宿主细胞表面的唾液酸分子结合，从而病毒无法释放？,(2),子代病毒是否会因囊膜上既有,HA,分子又有唾液酸分子而彼此吸附形成聚集？,病毒包膜上的,NA,分子可水解去处细胞膜表面的唾液酸残基，促使完整的病毒颗粒从细胞释放。,30,反向遗传技术,-,12 plasmids system,31,反向遗传技术,-,8 plasmids system,32,Symptoms of Influenza,fever(usually high),headache,extreme tiredness,dry cough,sore throat,runny or stuffy nose,muscle aches,Stomach symptoms,such as nausea,vomiting,and diarrhea,also can occur but are more common in children than adults,33,病理,人体通过呼吸吸入病毒颗粒,病毒通过,HA,进入呼吸系统的表皮细胞,由于病毒导致细胞死亡，产生了炎症反应，咳嗽进一步加速了病毒的传播,由于,dsRNA,的出现触发了干扰素的生成，更多流感的症状,(,打喷嚏，热病，冷颤，肌肉酸疼，头疼，疲劳,),产生,因为流感对呼吸系统的伤害，更多严重的疾病,(,如肺炎,),并发。,3 DAYS pi,7 DAYS pi,Normal mucosa,34,逃逸免疫系统杀伤的机制,产生,NS1,蛋白，抑制,PKR,激活。,NS1,蛋白与双链,RNA,结合，防止双链,RNA,激活,PKR*,。,*流感病毒的双链,RNA,可诱导细胞产生干扰素（,INF,），,INF,结合至细胞相应受体，使细胞产生大量蛋白激酶即,PKR,，,PKR,可磷酸化真核细胞翻译起始所必需的,eIF2,蛋白，从而关闭细胞蛋白合成，使病毒无法合成蛋白而死亡。,包膜上抗原蛋白突变，逃避体液免疫。,35,How Is the Flu Spread?,Flu viruses spread mainly from person to person through coughing or sneezing of people with influenza.Sometimes people may become infected by touching something with flu viruses on it and then touching their mouth or nose.,36,流感病毒的传播,患者一个激烈的咳嗽反射能将含有病毒的微液滴以每小时约,100,英里的速度排出，且每个微液滴中含有上百万个病毒颗粒，而启动一个个体的感染仅仅需要几个或几十个病毒颗粒。这就导致了流感病毒可快速高效地传播。,37,流感的预防措施,自我保护,保持良好的个人及环境卫生。,勤洗手，使用肥皂或洗手液并用流动水洗手，不用污浊的毛巾擦手。双手接触呼吸道分泌物后（如打喷嚏后）应立即洗手。,打喷嚏或咳嗽时应用手帕或纸巾掩住口鼻，避免飞沫污染他人。流感患者在家或外出时佩戴口罩，以免传染他人。,均衡饮食、适量运动、充足休息，避免过度疲劳。,每天开窗通风数次（冬天要避免穿堂风），保持室内空气新鲜。,在流感高发期，尽量不到人多拥挤、空气污浊的场所；不得已必须去时，最好戴口罩,。,38,流感的预防措施,疫苗接种,流感疫苗接种是世界公认的预防流感的有效方法。实践证明，免疫预防是减少流感危害的一种重要措施和手段，对高危人群、易感人群接种流感疫苗是预防流感的有效方法。,39,The inactivated vaccine,灭活疫苗,Short lived protective;Usually given in the fall so that protection is high in December/January;Only certain formulations of the vaccine are FDA certified for young children,The live,attenuated influenza virus(LAIV)vaccine,减毒活疫苗,-(,每年一次,),Only approved for healthy individuals,；,Given nasally and should provide mucosal,humoral and cell-mediated immunity,；,It needs to be given every year,；,ontraindicated for those allergic to eggs,；,Contraindicated for children and adolescents on any therapy containing aspirin,40,流感病毒扩增与检测,扩增：,接种,9,日龄鸡胚，收获尿囊液；,MDCK,细胞,(,依赖胰蛋白酶,),检测：,1,、血球凝集试验，鸡红细胞,(,快,),豚鼠，人红细胞,(,慢,),2,、,ELISA(,需要流感病毒抗体,),3,、,RT-PCR,检测病毒的,RNA,4,、,Real-Time PCR,确定病毒,RNA,的数量,41,关于禽流感（,AIV,）,香港,1997,年,H5N1,禽流感病毒感染人引起,18,人发病，至今，已有数百人感染,H5N1,引起死亡的报道。,42,Reservoir Hosts,Humans,Horses,birds,and pigs,43,Avian flu H5N1 has become common in Asian poultry.Officials believe open-air poultry markets lead to the spread of the disease.,高密度开放式运输和存放,导致,AIV,快速传播,44,Infecting Other Species,.,In 2004,avian flu H5N1 infected and killed tigers,leopards and cats.The,potential danger is much more severe.,45,Fear and Panic Has Induced by the Bird Flu,46,Does the Azrael Return?,47,流感病毒感染与炎症基因连锁反应,流感病毒,(dsRNA),(NS1),105,病人,105,健康人,炎,症,反,应,COX-2,IL-32,iNOS,48,病毒感染与炎症反应,临床症状,疼痛和发烧,全身炎症反应,局部炎症反应,慢性炎症与癌症密切相关,研究背景介绍,49,人体有两种类型,COX,，,COX-1,，,COX-2,COX-1:,组成性表达,COX-2:,沉默，感染诱导表达,2.COX-2:,参与炎症反应,(,疼痛和发烧,),3.,阿司匹林可以抑制,COX-2,表达起到抗炎效果。全球使用最广泛的抗炎药物阿司匹林消耗,17,500,吨,/,年,环加氧酶,Cyclooxygenase,研究背景介绍,50,炎症基因：环加氧酶,-2,Cyclooxygenase-2(COX-2),花生四烯酸,Arachidonic Acid,前列腺素,Prostaglandins,L,COX-1,COX-2,研究背景介绍,Sir John Vane,诺贝尔奖,51,Chronic Inflammation(lung),COX-2:involved in inflammation,炎症,Normal Blood Vessel,Tissue Inflammation,52,炎症反应的双面性,正面作用：,正常炎症反应可清除病毒感染，促进组织修复，对人体有益，但过度炎症反应对人体有害。,负面作用：,扰乱正常生理参数，感染死亡率增加。,COX-2-/-,鼠对流感病毒感染,病症减轻，,死亡率降低，,但是肺组织中的病毒量明显上升。,（病毒有可能与机体和平共处）,53,诱导型,NO,合成酶,iNOS:involved in inflammation,54,NO,是人体重要的信号分子,55,Discovery of signalling moleculer NO,56,三种类型的,NO,合成酶,Sources,Ca2,/CaM activation dependence,Induced by Endotoxin and cytokine,Neuronal NOS,nNOS or NOS-I,+,_,Endothelial NOS,eNOS or NOS-III,+,_,Inducible NOS,iNOS or NOS-II,_,+,57,58,流感病毒感染与炎症基因连锁反应,流感病毒,(dsRNA),(NS1),105,病人,炎,症,反,应,COX-2,IL-32,iNOS,59,Summary,PLoSONE 2008,e1985,Eur J Immunol 2009,60,流感病毒,Q1,(1),如何扩增流感病毒？有哪些实验室检测手段？,扩增：,接种,9,日龄鸡胚，收获尿囊液；,MDCK,细胞,(,依赖胰蛋白酶,),检测：,1,、血球凝集试验，鸡红细胞,(,快,),豚鼠，人红细胞,(,慢,),2,、,ELISA(,需要流感病毒抗体,),3,、,RT-PCR,检测病毒的,RNA,4,、,Real-Time PCR,确定病毒,RNA,的数量,61,流感病毒,Q2,(2),什么是流感病毒的,vRNA,mRNA,cRNA,？,vRNA,(-),mRNA(+),cRNA (+),62,流感病毒,Q3,(3),临床有哪些特异性抗流感病毒的药物？它们的作用机理是什么？,离子通道,M2,抑制剂：,金刚烷胺,(amantadine),，金刚乙胺,(rimantadine),为,神经氨酸酶,NA,抑制剂：,神经氨酸酶抑制剂：奥司他韦,(oseltamivir,达菲,),病毒唑：核苷类似物，针对所有,(-)RNA,病毒,63,流感病毒,(4),为什么流感病毒在细胞培养中传代后会丧失感染性？如何克服,HA0=HA1+HA2,胰蛋白酶,64,SARS-CoV,65,重症急性呼吸综合症冠状病毒,SARS Coronavirus,SARS CoV,SARS 2002,年底在佛山首次报道,66,SARS-Coronavirus,早期称非典型性肺炎“非典”，后期称,S,evere,A,cute,R,espiratory,S,yndrome,英文简称是“,SARS,”,。,引起疾病的病原体是冠状病毒的一个变种（新型冠状病毒），科学家将其命名为“,SARS-CoV”,。,在无生命物体表面可存活,24h,，在人类排泄物中存活,4,天，潜伏期,112,天，平均,4.5,天。果子狸是,SARS,病毒的主要载体。,SARS,病毒对一些普通消毒剂就很敏感，能在,5min,内将其杀死，如,10%,甲醛、,10%,次氯酸钠、,75%,乙醇和,2%,苯酚混合液。,56,以上高温可在,30min,内将其杀死，,SARS,病毒对抗菌药物不敏感。,67,多形性，单正链,RNA,，不分节段，螺旋对称,人呼吸道冠状病毒包膜表面有突起（呈花瓣状，排列为一圈）,人冠状病毒据中和试验至少可分三个血清型,可引起普通感冒和咽喉炎，某些血清型可致成人腹泻或胃肠炎,疾病多为自限性，主要经飞沫传播,目前尚无疫苗预防，也无特效药物治疗,冠状病毒,Coronavirus,68,SARS,病毒的形态,病毒形态示意图,69,SARS,病毒的形态,病毒形态电镜图,70,SARS,病毒的形态,病毒群落示意图,71,SARS Genome,72,SARS,症状,73,74,中国的,SARS,流行,75,SARS,病毒,76,Phylogenetic analysis of genome,(AY394850),of SARS-CoV WHU strain and other 46 isolates,SARS,病毒,WHU,株基因组序列分析,完成了,SARS,病毒,WHU,株的全基因组测序工作，将,SARS,病毒,WHU,株的全基因组序列与世界各地其他,47,株,SARS,病毒的全基因组序列进行了比对，分析了,SARS,病毒在流行传播过程中早期，中期，晚期病毒基因组遗传变异规律,77,Distribution of mutations on,SARS-CoV genomes,22 positions with mutation occurred on more than three genomes,P gene with the highest variation rate,Position(26477)with the highest mutation rate is,located within the M gene,Virus Genes.2005.30(1),：,93-102.,78,Role of viral proteins which induce expression of COX-2 by SARS-CoV,Inflammation,炎症,SARS-CoV,COX-2,环加氧酶,79,Screening Genes of SARS-CoV that Activate COX-2 Promoter,筛选基因,S,N,Ctrl,80,Correct localization of SARS-N is important to stimulate COX-2 expression,蛋白正确定位是关键,IJ Biochem Cell Biol,2006.38(8),核定位信号,81,SARS-N activates translocation of NF-kb and the localization of SARS-N is important for the induction of IL-6,核定位信号与核输出信号都很重要,Virology.2007 May 7,82,SARS-S,蛋白诱导,COX-2,表达,FASEB J 2007;21(7):1586-1596,83,此课件下载可自行编辑修改，供参考！,感谢您的支持，我们努力做得更好！,84,