絲狀病毒科(Filoviridae)只有一個(gè)屬,即絲狀病毒屬(Filovirus)。它包括兩種病毒,即馬爾堡病毒(Marberg virus, MBV)和埃博拉病毒(Ebola virus, EBV)。
根據早期的形態(tài)學(xué)觀(guān)察,將馬爾堡病毒歸于彈狀病毒科,盡管這類(lèi)病毒在粒子長(cháng)度、結構及蛋白多肽等方面與彈狀病毒存在差異。進(jìn)一步的形態(tài)學(xué)及形態(tài)發(fā)生學(xué)、理化學(xué)和分子生物學(xué)研究表明,馬爾堡病毒和埃博拉病毒具有獨自的特性。1979年在“病毒學(xué)與四級致病因子”會(huì )議上,建議設立絲狀病毒科,1982年國際病毒分類(lèi)委員會(huì )正式承認上述分類(lèi),成為一個(gè)獨立的絲狀病毒科。
研究絲狀病毒具有重要的意義:(1)這兩種病毒均具有極高的傳染性,對人類(lèi)的危害極大,實(shí)際操作也要求在P4級的實(shí)驗室中進(jìn)行;(2)這兩種病毒可引起猴的嚴重感染,影響養猴業(yè)的發(fā)展和實(shí)驗猴的健康;(3)由于特有的生物學(xué)性質(zhì)和致病力,這類(lèi)病毒有可能用作生物戰劑,世界衛生組織也將其列為潛在的生物戰劑之一,應該引起人們的防范。
1.形態(tài)特征
絲狀病毒具有囊膜,形態(tài)呈多樣性,可見(jiàn)桿狀、絲狀(有時(shí)帶有大量分枝)、“U”字形、“6”字形或環(huán)狀。病毒粒子的長(cháng)度差異很大,最長(cháng)可達14 000nm,但直徑通常為70~90nm。病 毒表面突起長(cháng)約7~10nm,每個(gè)突起之間的間隔為10nm。在病毒囊膜內是一個(gè)管狀核心,直徑約為50nm,中央有一直徑約20nm的軸,由螺旋狀核衣殼所圍繞,使整個(gè)核心的表面呈橫紋結構。這是絲狀病毒在形態(tài)學(xué)上與彈狀病毒相似之處。
A. 病毒粒子的橫切面;b.馬爾堡病毒的花托樣和“6”字形形態(tài);c.埃博拉病毒的絲狀形態(tài)
2.理化學(xué)特性
病毒粒子的分子量為300~600×106Da。長(cháng)形粒子的沉淀系數很高,但具有感染性的桿狀粒子約為1 400S。在酒石酸鉀中的浮密度約為114g/cm3;在氯化銫中,核衣殼的浮密度為132g/cm3。
絲狀病毒室溫下非常穩定,但60℃30分鐘可以破壞。對脂溶劑、β丙內酯、甲醛、次氯酸、銨離子、酚類(lèi)消毒劑、紫外線(xiàn)和γ射線(xiàn)等敏感。
3.化學(xué)組成
核酸 病毒粒子含有一個(gè)非節段性、負股ssRNA,大小約為19kb,帶有互補末端序列。RNA占病毒粒子質(zhì)量的1%左右。
蛋白質(zhì)〓絲狀病毒粒子具有7種蛋白質(zhì),分別稱(chēng)為L(cháng)、G、N、VP40、VP35、VP30、VP24。
馬爾堡病毒的7種蛋白質(zhì)的大小和功能見(jiàn)表26-1。埃博拉病毒蛋白質(zhì)的大小與馬爾堡病毒相似。由RNA、L、N、VP35和VP30共同組成核衣殼。
脂質(zhì)病毒囊膜來(lái)自宿主細胞膜,因此含有與細胞膜相似的脂質(zhì)成分。
糖類(lèi) 絲狀病毒含有糖基化的蛋白質(zhì),糖蛋白有復合型、雜交型和甘露糖苷型的N聚糖,還有中性粘蛋白型的O聚糖。聚糖約占糖蛋白量的50%。馬爾堡病毒聚糖沒(méi)有唾液酸,這是它與埃博拉病毒的區別之一。
4.基因組結構與復制
負股絲狀病毒基因組含有7個(gè)開(kāi)放閱讀框架(ORF),它們的順序是3′NVP35VP40GVP30VP24L5′。圖26-2是負股191kb的馬爾堡病毒RNA的基因組結構,陰影框表示各種基因,空白處為非編碼區,垂直深色線(xiàn)表示保守的基因間序列,箭狀所指為VP30和VP24之間mRNA重疊部分的位置。
在G蛋白基因內有一個(gè)次級ORF,編碼一個(gè)15kDa的蛋白質(zhì)。在G基因的兩側,具有保守性的轉錄終止和啟始信號以及高度保守的五聚體3′UAAUU。另外,還有較長(cháng)的mRNA3′和5′非編碼區及基因組RNA末端序列。馬爾堡病毒VP30 mRNA的3′非編碼端被VP24 mRNA的5′非編碼端所覆蓋。埃博拉病毒的情況也與此相類(lèi)似,VP35的3′端為VP40 mRNA的5′端所覆蓋,G蛋白mRNA的3′端為VP30的5′端覆蓋,VP24的3′端為L(cháng) mRNA的5′端覆蓋。
5.抗原特性
在體外,絲狀病毒的感染性不易被中和,只有在稀釋病毒、固定血清的情況下才能檢測到中和抗體,而且要求使用的血清稀釋度小于1∶10。應用上述試驗,馬爾堡病毒和埃博拉病毒之間具有很小的抗原交叉反應。馬爾堡病毒目前只發(fā)現一個(gè)血清型。根據埃博拉病毒的抗原性差異,可分為3個(gè)血清型:扎伊爾(Zaire)、蘇丹(Sudan)和萊斯頓(Reston),G蛋白表位決定著(zhù)病毒的血清型。
6.生物學(xué)特性
馬爾堡病毒和埃博拉病毒均與非洲地區有關(guān)。某些毒株可以引起人的嚴重出血熱。據報道,人類(lèi)的馬爾堡病毒感染死亡率約為30%~35%。不同血清型的埃博拉病毒其致病性有很大的差異:扎伊爾型的致死率約為88%;蘇丹型的致死率約53%,并有一些亞臨床感染;萊斯頓型對人類(lèi)的致病性很微弱。
絲狀病毒的自然疫源地和自然發(fā)病史尚不清楚。在實(shí)驗室條件下,這兩種病毒可以感染猴、小鼠、豚鼠、倉鼠。某些毒株可以引起人的嚴重出血熱。
絲狀病毒具有嗜細胞性,主要是網(wǎng)狀內皮系統細胞、成纖維細胞和間質(zhì)組織細胞,尤其是肝實(shí)質(zhì)細胞。病毒在全身各組織器官中分布,肝、腎、脾、肺中含量最高。病理剖檢變化因毒株不同而有很大差異。
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