最危险的副黏病毒——亨德拉病毒
今天介绍的病毒是亨德拉病毒(Hendra Virus)。虽然这个病毒是副黏病毒,但是不像她的亲戚麻疹病毒那样“温柔”,它可是最危险的生物安全等级4级病毒(BSL-4),如果没有P4实验室,你只能用Minigenome或慢病毒载体研究她。
简介


亨德拉病毒是一种蝙蝠传播的病毒,与马和人的高度致命性感染有关。亨德拉病毒已引起澳大利亚许多马匹疾病暴发,因此亨德拉病毒有一个旧称为马麻疹病毒(Equine Morbillivirus)。但现在,亨德拉病毒不属于麻疹病毒,而是亨尼帕病毒。由于该病毒与尼帕病毒相似度极高,因此亨尼帕病毒得以命名。(Hendra Virus+Nipah Virus=Henipavirus)
病毒的历史
1994年,一名著名的驯马师和他的13匹多次获奖的马的死亡使得人们首次发现了亨德拉病毒。最初的病毒鉴定认为是由麻疹病毒引起的,故该病毒被定了一个不正确的名字——马麻疹病毒(Equine Morbillivirus)。在澳大利亚昆士兰州郊区关在马厩里的马发病后,该病毒又被改称为亨德拉病毒(Hendra Virus)。马群中总共爆发了6起亨德拉病毒病,最近一次于2006年初发生在澳大利亚昆士兰州。在这些爆发中,两起感染人的事件由人接触了因感染亨德拉病毒而死亡的马匹后所引起。两名受感染的病人经历了感冒样的症状后恢复了健康。另外两人没有如此幸运,一位死于呼吸性疾病,另一位
死于晚发病型脑炎。在这几次爆发中,没有其他家畜表现出对该病毒的自然感染。实验显示猫和豚鼠对德拉病毒病极度敏感。
在该病首次爆发时,表明该病毒可以传染给猪与人类,少部分猫,狗和马也感染。在马来西亚半岛的商业用猪群中,一种呼吸系统疾病由于生猪由一个农场到另一个农场运输和销售而迅速传播。猪起到了作为放大了的宿主的作用,通过与感染病毒的猪接触而使人感染。截止1999年6月,马来西亚报道有超过265的人患脑炎,其中105人死亡。新加坡报道11起,其中1人死亡。为了控制病毒爆发差不多有120万头猪被屠宰,人们希望这样的疫情不会再次爆发。
给人造成致命的脑炎并似乎首次使得人与人传播成为主要传播方式。在这些疫情中没有任何家畜或其它动物被证明能够被感染,这表明,这也许是该病毒第一次直接由贮藏宿主传递给人类。
在2000年Wang等指出两种新发现的副黏病毒——亨德拉病毒与尼帕病毒和其他的副黏病毒不同之前,还没有哪种副黏病毒像1999年发生在马来西亚的尼帕病毒那样曾引起如此快速和危害性强的人畜共患病。还没有哪种病毒像尼帕病毒那样杂乱且与亨德拉病毒关系那样密切。当时其基因组是已发现的副粘病毒中最长的:亨德拉病毒基因组全长18234bp,尼帕病毒基因组长达18246bp。其增加的基因组部分由于大部分转录单位的3端有与在马尔堡病毒和埃博拉病毒中所观察到的类似的较长的一段非翻译区。与其他副粘病毒不同的是,亨德拉病毒的P基因编码多个蛋白,分别称为P、V、C与W。这是一种与在弹状病毒和丝状病毒的一些病毒相似的基本小蛋白。
病毒的特征


亨德拉病毒是多形的(形状各异),直径范围从40到600nm。它们具有覆盖病毒基质蛋白外壳的脂质膜。 核心是与N(核衣壳)蛋白紧密结合并与L蛋白(大蛋白/RNA聚合酶)和P蛋白(磷蛋白)紧密结合的反义RNA的单螺旋链,在复制过程中提供RNA聚合酶活性。

嵌入脂质膜中的是F(融合)蛋白三聚体和G(附着)蛋白四聚体的尖峰。G蛋白的功能(墨江病毒棘突蛋白G除外)是通过EphrinB1,B2或B3(一种高度保守的哺乳动物蛋白家族)将病毒附着于宿主细胞的表面。附着糖蛋白的结构已通过X射线晶体学确定。F蛋白使病毒膜与宿主细胞膜融合,从而将病毒体含量释放到细胞中。 它还会导致感染的细胞与邻近细胞融合,形成大的多核合胞体。
病毒与疾病的关系
感染了亨德拉病毒的果蝠产生了病毒血症,并将病毒在尿液,粪便和唾液中散发了大约一周。 但是,没有其他迹象表明它们患病。
人类感染亨德拉病毒的症状可能是呼吸道疾病,包括出血和肺水肿,或者在某些情况下是病毒性脑膜炎。 在马匹中,感染通常会引起一种或多种肺水肿,充血和神经系统症状。
病毒基因组


与所有单反义RNA病毒基因组一样,亨德拉病毒是非分段的单链反义RNA,长度为18234bp,并包含与六个结构蛋白相对应的六个基因。
与副粘病毒的其他成员一样,亨德拉病毒基因组中的核苷酸数目是6的倍数,与所谓的“6规则”一致。通过突变或不完整的基因组合成偏离6规则,可能导致病毒复制效率低下,这可能是由于RNA和N蛋白之间的结合所施加的结构限制。
亨德拉病毒采用一种不寻常的过程,称为RNA编辑,可从单个基因中产生多种蛋白质。 肝炎病毒的特定过程涉及在翻译之前将额外的鸟苷残基插入P基因mRNA中。 添加的残基数量决定了是否合成P、V、C或W蛋白。V和W蛋白的功能尚不清楚,但它们可能参与破坏宿主抗病毒机制
病毒的传染
果蝠被确定为亨德拉病毒的宿主。 在果蝠中发现了47%的血清阳性率,表明整个澳大利亚的蝙蝠种群都已流行。暴露于受感染的果蝠的体液后,马感染了亨德拉。 当允许马在栖息地以下放牧时,这通常以尿液,粪便或咀嚼的水果的形式覆盖在果蝠的唾液中。 仅在与病马接触后,这七例人类病例都已被感染。 实际上,兽医特别容易患上这种疾病。
预防、发现与治疗
目前正在采用三种主要方法来降低对人类的风险。
马疫苗
2012年11月,一种用于马匹的疫苗问世。 根据CSIRO兽医病理学家Deborah Middleton博士的说法,该疫苗只能用于马匹,因为打破了从狐狸到马的传播周期,阻止了它传播给人类,而且,“针对人类的疫苗将需要更多年。”
该疫苗是一种中和亨德拉病毒的亚单位疫苗,由亨德拉病毒上的G表面抗原的可溶形式组成,已在雪貂模型中获得成功。
到2014年12月,已向10万多匹马施用了约30万剂。 每千人中有三人举报了这一事件; 大多数是在注射部位局部肿胀。 没有死亡的报道。
2015年8月,澳大利亚农药和兽药管理局(APVMA)对该疫苗进行了注册。 澳大利亚政府机构在其声明中发布了有关已报告的副作用的所有数据。2016年1月,APVMA批准了其在怀孕母马中的使用。
失速侧测试有助于快速诊断马匹的疾病。
尽管有关亨德拉病毒检测的研究仍在进行中,但使用抗体结合的磁性颗粒和量子点已发现了令人鼓舞的结果。
人体暴露后处理
亨德拉病毒与尼帕病毒共享最危险的麻疹病毒称号——现在她们是亨尼帕病毒,它们在1990年代从蝙蝠中出现,导致人类和家养动物的致命暴发。 国家过敏和传染病研究所(NIAID)支持的研究人员根据佐剂配制的病毒的可溶性G-糖蛋白,开发了针对亨德拉病毒与尼帕病毒的疫苗。 已显示两种疫苗在不同的实验动物中均能诱导强中和抗体。
2015年开始进行试验,评估一种单克隆抗体,以作为可能暴露于受亨德拉病毒感染的马匹的人的补充治疗。
毁林禁令
在考虑任何人畜共患病时,必须了解可能促进这种溢出的社会,生态和生物学贡献。 亨德拉病毒被认为与季节有部分关联,并且在繁殖时间和果蝠蝙蝠中亨德拉病毒的发病率增加之间存在相关性。
此外,最近的研究表明,澳大利亚森林砍伐的高涨可能导致亨德拉病毒的发病率增加。 狐蝠在一年的大部分时间里倾向于以树木为食。 但是,由于该地区缺少特定的果树,因此这些蝙蝠不得不重新安置,因此更加频繁地与马接触。 亨德拉病毒在2011年和2013年的两次最新爆发似乎与蝙蝠中营养压力的升高以及蝙蝠种群的迁移有关。 目前正在开展工作以增加马匹的疫苗接种以及将这些重要的森林重新种植为果蝠的觅食地。 通过这些措施,目标是减少高度致命的亨德拉病毒的发生率。
基因工程应用
由于亨德拉病毒的两种棘突蛋白对神经细胞具有高度亲和性,因此,亨德拉病毒棘突蛋白包装的慢病毒载体可以用于治疗神经疾病。