今天介绍的是致死率最高的病毒——狂犬病毒(Rabies Lyssavirus/Rabies Virus/RABV)。

简介

        狂犬病毒是一种嗜神经性病毒，可在人和动物中引起狂犬病。狂犬病的传播可通过动物的唾液发生，而很少通过与人类唾液的接触发生。像许多弹状病毒一样，狂犬病毒的宿主范围非常广泛。在野外，已发现感染许多哺乳动物，而在实验室中，已发现鸟类可被感染，以及哺乳动物，鸟类，爬行动物和昆虫的细胞培养物也可被感染。

        狂犬病毒具有圆柱形形态，是弹状病毒家族狂犬病毒的代表种。这些病毒被包膜，并具有反义的单链RNA基因组。遗传信息被包装为核糖核蛋白复合物，其中RNA被病毒核蛋白紧密结合。病毒的RNA基因组编码五个基因，其顺序高度保守。这些基因编码核蛋白(N)，磷蛋白(P)，基质蛋白(M)，糖蛋白(G)和RNA聚合酶(L)。狂犬病毒完整的基因组序列长度为11932bp——疫苗株/悲伤的B19(SAD-B19)。

        所有转录和复制事件都发生在专门的“病毒工厂”(Negri体，以Adelchi Negri命名)的细胞质中。它们的直径为2–10µm，是狂犬病感染的典型特征，因此已被用作这种感染的明确组织学证据。

结构

     狂犬病毒的衣壳具有螺旋对称性，因此它们的感染颗粒呈近似圆柱形，这在感染人类的病毒中是很不寻常。通常感染人类的病毒通常具有二十面体对称性，并具有近似于规则多面体的形状。

        狂犬病毒基因组编码五种蛋白质：核蛋白(N)，磷蛋白(P)，基质蛋白(M)，糖蛋白(G)和RNA聚合酶(L)。所有弹状病毒都有两个主要的结构成分：螺旋状的RNA-核蛋白核心（RNP）和周围的包膜。在RNP中，基因组RNA被核蛋白紧密包裹。其他两个病毒蛋白，磷酸蛋白和RNA聚合酶(L蛋白)与RNP相关。糖蛋白形成紧密排列在病毒表面上的约400个三聚体刺突。 M蛋白与包膜和RNP相关，并且可能是狂犬病毒装配的中心蛋白。

        狂犬病毒像一颗致命的子弹，其长度约为180 nm，横截面直径约为75 nm。一端是圆形或圆锥形，另一端是平面或凹形。脂蛋白包膜带有由糖蛋白G组成的类似球形的尖峰。尖峰不覆盖病毒体（病毒颗粒）的平面端。包膜下方是膜或基质（M）蛋白层，该层可能在平面端侵入。病毒体的核心由螺旋排列的核糖核蛋白组成。

基因组成

        狂犬病毒是一种拥有包膜的，杆状或子弹状的病毒，其中包含5种蛋白质。 核蛋白（N）以一种蛋白质的单体到9个核苷酸的比率覆盖RNA，形成具有螺旋对称性的核衣壳。与核衣壳相关的是P（磷蛋白）和L蛋白(RNA聚合酶)的拷贝。 L蛋白是众所周知的，其基因占据了基因组的大约一半。 它是多功能蛋白的事实证明了它的大尺寸。 M（基质）蛋白在核衣壳和包膜之间形成一层，G（糖蛋白）的三聚体形成从包膜突出的刺。附带一提， 所有弹状病毒的基因组都编码这五个蛋白。除弹状病毒基本基因——N、P、M、G、L外，许多弹状病毒还编码一种或多种蛋白质。

        狂犬病毒为单倍体基因组——仅含有一条线形反义ssRNA，基因组总长度为11942bp——疫苗株悲伤的B19/SAD-B19。RNA占病毒粒子重量的1%~2%。RNA的5’端有一个三磷酸根，3'端无PolyA尾巴，RNA两端含有倒置的互补序列。在病毒群体RNA中已分离到缺损型RNA，其大小要小于全长RNA的一半，通常这些分子也是翻译的，但可形成发夹结构，缺损RNA只有在同源的辅助弹状病毒(偶尔也可为异源辅助弹状病毒)存在时才能复制，并可能含有功能基因。全长正义RNA可能占病毒RNA群体的5%。病毒通常含有5种主要结构蛋白：核蛋白(Nucleoprotein, N)、磷蛋白(Phosphoprotein, P)、基质蛋白(Matrix protein, M)、糖蛋白(Glycoprotein, G)和RNA聚合酶(RNA polymerase，L)，某些弹状病毒还含有其他蛋白，但功能未知。结构蛋白占病毒粒子重量的65%~75%，在有些病毒中曾将P蛋白称为NS，M1或M2蛋白，M蛋白病毒称为M1或M2蛋白。病毒所含酶类包括RNA聚合酶(L蛋白)，5’端加帽酶，鸟苷酸及甲基转移酶，蛋白激酶(病毒或寄主编码)，三磷酸核苷酶和二磷酸核苷激酶。病毒含15%~25%脂类，一般磷脂占总脂类的55%~50%，固醇和糖脂占35%~40%。G蛋白有一个共价结合的脂肪酸，这个脂肪酸位于脂质包膜近端。碳水化合物占病毒粒子重量的3%，以N-交连的聚糖链形式或者以糖脂形式存在于G蛋白上。

生活史

       在与受体结合后，狂犬病毒通过内体运输途径进入其宿主细胞。在内体内部，低pH值会诱导膜融合过程，从而使病毒基因组到达胞质溶胶。糖蛋白G催化受体结合和膜融合这两个过程，而糖蛋白G在发病机理中起着至关重要的作用(没有G蛋白的突变病毒无法繁殖)。

        入侵后的下一步是通过P-RNA聚合酶复合物/P-L复合物(P是RNA聚合酶必不可少的辅助因子)转录病毒基因组，以制备新的病毒蛋白。病毒聚合酶只能识别核糖核蛋白，不能使用游离RNA作为模板。转录受病毒基因组上的顺式作用序列和蛋白质M调控，蛋白质M不仅对于病毒出芽必不可少，而且还调节复制产生的mRNA量。在感染后期，聚合酶的活性转为复制以产生全长正义RNA拷贝。这些互补的RNA被用作制作新的反义RNA基因组的模板。它们与蛋白质N一起包装形成核糖核蛋白，然后可以形成新病毒。

感染

        1931年9月，特立尼达的约瑟夫·伦诺克斯·帕万(Joseph Lennox Pawan)在习惯不同的蝙蝠的大脑中发现了Negri体。1932年，帕旺首次发现受感染的吸血蝙蝠可以将狂犬病传播给人类和其他动物。有关特立尼达与狂犬病有关的早期发现的一些争议的简短历史，请参阅詹姆斯·沃特曼的简短历史。

        从进入伤口开始，狂犬病毒沿着周围神经系统的神经途径快速传播。狂犬病毒向中枢神经系统的逆行轴突运输是自然感染过程中发病机制的关键步骤。尽管已显示狂犬病毒的P蛋白与动力蛋白轻链蛋白DYNLL1的结合，但这种转运的确切分子机制尚不清楚。P还充当干扰素拮抗剂，因此降低了宿主的免疫应答。

        狂犬病毒从中枢神经系统进一步传播到其他器官。位于口腔和脸颊组织中的唾液腺接受高浓度的病毒，因此借助唾液而使其进一步传播。从初次感染开始，死亡可能发生在两天到五年之间。但是，这在很大程度上取决于充当病毒载体的动物种类。大多数被感染的哺乳动物在几周内死亡，而诸如非洲黄鼬(Cynictis Penicillata)之类的感染狂犬病毒可能在无症状的情况下存活数年。

症状

        狂犬病的最初症状可能与流感的症状非常相似，包括全身无力或不适，发烧或头痛。 这些症状可能会持续数天。 咬伤部位可能还会有不适或刺痒感，几天之内就会发展为脑功能障碍，焦虑，精神错乱，躁动的症状。 

        随着疾病的进展，该人可能会出现狂妄，行为异常，幻觉和失眠。 狂犬病毒也可能在其宿主体内潜伏，并在很长一段时间后变得活跃。

        狂犬病是所有传染病中最凶险的一种病毒性疾病。一旦发病，预后极差，死亡率几近100%！

        临床上狂犬病治疗的基本手段是将病人置于ICU中，密切观察生命体征的同时，避免声、光、风等对其刺激，使其镇静，减轻病痛，尽可能延长生存时间。偶见狂犬病治疗恢复的案例报道，但均有不详争议之处。

        以生命的代价屡屡证明，狂犬病一旦临床症状发生，没有任何抗病毒制剂是有效的！

抗原性

       在病毒进入人体后以及在接种疫苗后，人体产生结合病毒并使病毒灭活的病毒中和抗体。 G蛋白的特定区域已显示出最具抗原性，可导致产生病毒中和抗体。 这些抗原性位点或表位被分类为I~IV区和次要位点a。 先前的研究表明，抗原位点II和III最常被天然中和抗体靶向。此外，已证明具有中和功能的单克隆抗体可靶向抗原性位点I。其他蛋白，例如核蛋白，已显示出不能引起病毒中和抗体的产生。结合中和抗体的表位既是线性的又是构象的。

演化

        所有现存的狂犬病毒似乎都在最近1500年内演化而成。狂犬病毒有七种基因型。 在欧亚大陆，病例是由其中的三种引起的：基因型1(经典狂犬病毒)和致病性程度较小的基因型5和6(欧洲蝙蝠狂犬病毒1型和2型)。基因型1在欧洲于17世纪在欧洲进化，并由于欧洲的探索和殖民化而传播到亚洲，非洲和美洲。

        自公元1281年以来，北美出现了蝙蝠狂犬病毒(95％的可能出现区间：906-1577 AD)。

应用

       灭活狂犬病毒被用于病毒神经元示踪研究，以确定突触连接和突触传递的方向性。基于狂犬病毒疫苗株——悲伤的B19(SAD-B19)的载体作为抗其他病毒性疾病的疫苗显示出巨大的希望，尽管残留的低致病性仍未得到解决。

       狂犬病毒棘突蛋白G可进行逆行轴突运输。在将基于狂犬病毒包装的慢病毒载体注入大鼠纹状体后，投射到注射部位的远端神经元，如黑质致密部的多巴胺能神经元。在黑质、海马体和脊髓中也可以发现这种逆行转运到适当的远端神经元。而当水泡型口炎病毒棘突蛋白(VSV-G)包装的慢病毒被运送到这些部位时，这种转运不会发生。此外，大鼠腓肠肌外周注射狂犬病毒包装的慢病毒可导致腰椎运动神经元的基因转染。相反，VSV-G包装的慢病毒转导的肌肉细胞仅在注射部位周围进行转染，没有转染至脊髓中的任何细胞。在神经系统中观察到基因转移后的长期表达和最小的免疫反应，再加上无创给药的可能性，大大扩展了慢病毒载体在人类神经系统疾病基因治疗中的应用。