汉坦病毒

汉坦病毒

一．汉坦病毒简介： 

汉坦病毒归属布尼亚病毒科，是一种有包膜分节段的负链RNA病毒，基因组包括L、M、S 3个片段，分别编码L聚合酶蛋白、G1和G2糖蛋白、核蛋白。

汉坦病毒肾综合征出血热（HFRS）由汉坦病毒引起的一种自然疫源性疾病，是严重危害我国人民健康的病毒性疾病之一，为《中华人民共和国传染病防治法》规定的乙类传染病。

二．汉坦病毒结构：

成熟的汉坦病毒呈球形或椭圆性，直径为75nm～210nm（平均为122nm），病毒外层是双层脂质包膜，表面有由病毒糖蛋白G1和G2组成的刺突。病毒的包膜中存在有3种大小的病毒核衣壳，呈螺旋对称，均由病毒核蛋白N、RNA聚合酶L分别包绕病毒核酸的不同片段（L、M、S）组成，表现为疏松的带粗颗粒的丝状结构。

三．主要分类：

汉坦病毒分两种：引起汉坦病毒肺综合征（HPS），另一种引起汉坦病毒肾综合征出血热（HFRS）。前者主要流行于美国，在阿根廷、巴西、巴拉圭、玻利维亚以及德国也发现了病例。

汉坦病毒包括引起肾综合征出血热（HFRS）的汉滩病毒（Hantaan virus,HTNV）、汉城病毒（Seoul virus,SEOV）、普马拉病毒（Puumala virus,PUUV）、多不拉伐病毒（Dobrava virus,DOBV），引起汉坦病毒肺综合征（HPS）的无名病毒（Sin Nombre virus,SNV）、纽约病毒（New York virus,NYV）、污黑小河沟病毒（Black Creek Canal virus,BCCNV）、牛轭湖病毒（Bayou virus,BAYV）、安第斯病毒（Andes virus,ANV）以及与人类疾病关系尚不清楚的一组病毒，如希望山病毒（Prospect Hill virus,PHV）、泰国病毒（Thailand virus,THAIV）、图拉病毒（Tula virus,TULV）、索托帕拉雅病毒（Thottapalayam virus,TPMV）、哈巴罗夫斯基病毒（Khabarovsk virus,KBRV）、El Moro Canyon病毒（ELMCV）、Rio Segundo病毒（RIOSV）、岛景病毒（Isla vista virus,ISLAV）、Muleshoe病毒（MULEV）、Bloodland lake病毒（BLLLV）、Rio Mamore病毒（RMV）、Topografov病毒（TOPV）等。

四．临床表现：

主要临床表现为，在4日左右的发热、头痛等前驱期症状后，出现以非心源性肺水肿和高病死率（52.4%～78.0%）为特征的急性呼吸衰竭，重症3～7日死亡，生存者则很快恢复，无后遗症。其发病机制主要是病毒的直接致病作用，肾脏是早期原发性损伤器官，病毒是肾损伤的直接因素。

汉坦病毒实验诊断方面的研究，主要集中于重组抗原的应用和实验诊断方法的快速、敏感和特异。

多项报告对HFRS和HPS的后遗症进行了调查，研究表明两种疾病的恢复病人与健康人比较，分别存在肾脏或肺功能的异常。M.Howard等对患有HPS的孕妇进行了调查，结果表明患有HPS的孕妇预后与其他HPS患者相同，患有HPS孕妇的胎儿与其他患有成人呼吸窘迫综合征的孕妇的胎儿差异不大，研究中没有发现SN病毒在人类垂直传播的现象。 

五．检测方法：

1.乳胶微粒凝集检测：

用PUU病毒重组核蛋白作为抗原，与乳胶连接进行乳胶微粒凝集试验试验，用于汉坦病毒病的快速血清学诊断，与采用PUU病毒重组核蛋白作为抗原的ELISA相比，特异性为90%，敏感性为94%。

2. ELISA检测：

将杆状病毒表达的HTN、SEO、PUU病毒核蛋白用于ELISA，至少应用2种重组抗原（HTN和PUU或SEO和PUU），可以用于汉坦病毒感染的血清学监测。杆状病毒表达N端缺失的HTN或SEO病毒核蛋白作为免疫荧光试验（IFA）的抗原，可以区分HTN与SEO病毒感染。重组核蛋白和N端缺失的核蛋白用于ELISA和IFA，提供了针对汉坦病毒感染的快速、敏感、安全的诊断方法。

3. IgG和IgM检测：

将杆状病毒表达的PUU病毒核蛋白用于IgG和IgM检测，将大肠杆菌表达的PUU病毒核蛋白用于IgM检测，敏感性达100%，部分表达的核蛋白用于IgG检测，敏感性较低（70%）。他们还报道了在PUU病毒感染的急性病例中，2/3的病例可以采用RT-PCR试验，从病人的血或尿中检出病毒RNA。

4.RT-PCR检测：

用5’端生物素标记汉滩病毒特异性寡核苷酸探针，结合磁性分离技术及改进的异硫氰酸胍-酚一步法两种方法提取病毒RNA，进行反转录套式PCR，用于检测临床HFRS病人血清。

六．基因结构与功能

汉坦病毒属(hantavirus, HV)归类于布尼亚病毒科,为单股负链RNA病毒,其基因组由LM和S3个片段组成,长度依次为6.5kb、3.6kb和1.7kb,分别编码依赖RNA的RNA聚合酶、包膜糖蛋白(G1和G2)及核衣壳蛋白(NP)。L M、三个基因片段均由单一的长开放读码框架组成,每个片段的3'5端高度保守, 3端为AUCAUCAUCUG,与5端反向互补而形成手柄样二级结构。这种结构是布尼亚病毒科基因组的一个重要特征,其长度至少为.17bp,其中14个碱基具有属特异性。该手柄区碱基并非完全互补,存在错配或非规则配对。这.种手柄样结构可能在病毒的转录和复制中起调节作用。HV3个基因片段中以M片段核苷酸变异最为显著,原因可能是M片段基因编码的包膜糖蛋白承受的来自HV感染动物的免疫压力最大。不同基因型HVM片段长度相似,但s片段长度变异较大(1 696nr~ 2 084nt),特别是s片段3端非编码区(3 honcoding region, 3’NCR),它是HV基因组中最复杂的部分。

HV的核衣壳蛋白NP)由428~ 433个氨基酸(aa)组成,含有4个保守的半胱氨酸位点。NP氨基端约100aa的亲水性区域含有与大多数HVMcAb特异性结合的位点,Yoshimaysu等研究表明HTN (Hantaan)、SN (SinN ombre)、 PUU (Puumala)病毒的NP非构象依赖性抗原表位亦位于此区域,是HV属特异性抗原决定簇所在部位。NP高度保守的羧基.端约100aa 是RNA结合部位,与其结合的RNA可为病毒特异性的单链RNA,但非病毒特异性双链RNA也易与该部位结合[4。NP在.感染细胞中过量表达,可形成颗粒状或丝状包含体。

HV M基因编码一个大的包膜糖蛋白前体,其mRNA的蛋白质编码顺序为5 G1-G2-3;其中部有一个由5aa(WAASA)组成的共翻译切割点,在细胞内质网内前体大蛋白被切割加工成G1和G2两个成熟的包膜糖蛋白,并以异二聚体形式存在。HV G1和G2均富含半胱氨酸,半胱氨酸分子间形成的二硫键对蛋白质的空间构象有很大影响。G1和G2至少存在5个潜在的天门冬酰胺糖基化位点,其中3个位于G1上,2个位于G2上。糖蛋白的功能与其空间结构和糖基化密切相关,特别是其抗原表位对空间结构的依赖性强。G1蛋白的氨基端为高变区,此区包括主要的型特异性表位。

七．复制周期：

汉坦病毒通过与细胞表面受体（可能是β3整合素）作用而吸附敏感细胞表面，经过膜融合与吞饮作用穿入细胞，在细胞内酶的作用下完成脱壳和病毒核酸释放。
   一方面，病毒L和S基因的mRNA直接合成L和S蛋白；而M基因的mRNA需要在膜性核蛋白体上合成G1和G2蛋白后，在高尔基体中进行糖基化处理。另一方面，病毒的RNA首先合成互补RNA，进而以互补RNA为模板合成病毒RNA。最后，病毒RNA与病毒RNA多聚酶和核蛋白形成核衣壳后，通过出芽的方式自高尔基体膜或细胞膜获得含有G1和G2糖蛋白的病毒包膜，并释放形成完整的病毒颗粒。