? ? ? ? 今天介紹的是絲狀病毒的另一個(gè)分枝——馬爾堡病毒(Marburgvirus/MARV)。

簡介

? ? ? ? 馬爾堡病毒是絲狀病毒科的一種出血熱病毒，是馬爾堡病毒屬的成員。馬爾堡病毒（MARV）在人類和非人類靈長類動物中引起馬爾堡病毒病，這是一種病毒性出血熱。該病毒被認(rèn)為是極其危險(xiǎn)的。世界衛(wèi)生組織（WHO）將其列為4級風(fēng)險(xiǎn)病原體（需要生物安全級4級等效收容）。在美國，美國國立衛(wèi)生研究院/國家過敏與傳染病研究所將其列為A類優(yōu)先病原體，而疾病控制與預(yù)防中心將其列為A類生物恐怖活動病原體。它也被澳大利亞集團(tuán)列為出口管制的生物制劑。

? ? ? ?該病毒可以通過接觸一種果蝠傳播，也可以通過不加保護(hù)的性行為和皮膚破損而通過體液在人與人之間傳播。該疾病可引起出血，發(fā)燒和其他類似埃博拉的癥狀。葬禮特別有風(fēng)險(xiǎn)。感染后無法對病毒進(jìn)行實(shí)際治療，但是早期對脫水等癥狀進(jìn)行專業(yè)治療可大大增加生存機(jī)會。

發(fā)現(xiàn)

? ? ? ? 馬爾堡病毒于1967年首次被描述。在1960年代德國城市馬爾堡和法蘭克福以及南斯拉夫首都貝爾格萊德的小規(guī)模爆發(fā)中就注意到了這一點(diǎn)。德國工人曾在該城市的前主要工業(yè)工廠Behringwerke（當(dāng)時(shí)是Hoechst的一部分）以及今天的CSL Behring接觸過受感染的綠猴（Chlorocebus aethiops）的組織。在這些暴發(fā)期間，有31人被感染，其中7人死亡。

? ? ? ? 該病毒與拉夫病毒（Ravn virus）均為馬爾堡病毒屬的兩個(gè)成員之一，該病毒隸屬于馬爾堡病毒科，屬絲狀病毒科（Filovirus）。馬爾堡病毒的名稱來源于德國黑森州的城市馬爾堡。

? ? ? ? 馬爾堡病毒是在1967年以該名稱首次引入的。在2005年，該病毒的名稱更改為維多利亞湖馬爾堡病毒，不幸的是與該物種的維多利亞湖馬爾堡病毒的拼寫相同。但是，大多數(shù)科學(xué)文章仍然提到馬爾堡病毒。因此，在2010年，恢復(fù)了馬爾堡病毒的名稱，并更改了物種名稱。

馬爾堡出血熱

? ? ? ?MARV是引起人類馬爾堡病毒?。∕VD）的兩種馬爾堡病毒之一（在文獻(xiàn)中通常也稱為馬爾堡出血熱，MHF）。 另一個(gè)是拉夫病毒（RAVV）。 兩種病毒均符合成為馬爾堡病毒物種的條件，因?yàn)樗鼈兊幕蚪M與原型馬爾堡病毒或馬爾堡病毒變種Musoke（MARV / Mus）在核苷酸水平上的差異小于10％。

病毒學(xué)特征

基因組

? ? ? 像所有單鏈反義RNA病毒一樣，馬爾堡病毒顆粒含有非感染性，線性，無節(jié)段的反義單鏈RNA基因組，其具有互補(bǔ)的3'和5'末端，不具有5'帽，無聚腺苷酸且無共價(jià)連接蛋白質(zhì)。馬爾堡病毒基因組長約19kbp，按順序包含七個(gè)基因?3'-UTR-NP-VP35-VP40-GP-VP30-VP24-L-5'-UTR

結(jié)構(gòu)

? ? ? 像所有絲狀病毒一樣，馬爾堡病毒顆粒是絲狀顆粒，可能以牧羊犬的彎曲形狀或“ U”或“ 6”的形式出現(xiàn)，并且它們可能是盤繞的，環(huán)形的或分支的。馬爾堡病毒的寬度通常為80 nm，但長度有所不同。一般而言，馬爾堡病毒的中值粒徑在795至828 nm之間（與埃博拉病毒粒子相反，埃博拉病毒粒子的中值粒徑為974–1,086 nm），但在組織培養(yǎng)中檢測到的長至14,000 nm。 馬爾堡病毒由七個(gè)結(jié)構(gòu)蛋白組成。中心是螺旋核糖核衣殼，由包裹核蛋白（NP）聚合物的基因組RNA組成。與核糖核蛋白相關(guān)的是RNA依賴性RNA聚合酶（L），聚合酶輔因子（VP35）和轉(zhuǎn)錄激活因子（VP30）。核糖核蛋白嵌入基質(zhì)中，該基質(zhì)由主要（VP40）和次要（VP24）基質(zhì)蛋白形成。這些顆粒被源自宿主細(xì)胞膜的脂質(zhì)膜圍繞。膜錨定一種糖蛋白（GP1,2），該糖蛋白從其表面突出7至10 nm的尖峰。盡管馬爾堡病毒顆粒在結(jié)構(gòu)上與埃博拉病毒顆粒幾乎相同，但在抗原學(xué)上卻截然不同。

侵入

? ? ? ? 尼曼-匹克C1（NPC1）膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白似乎對于感染埃博拉病毒和馬爾堡病毒都是必不可少的。在同一期《自然》雜志上發(fā)表的兩項(xiàng)獨(dú)立研究表明，埃博拉病毒細(xì)胞的進(jìn)入和復(fù)制需要NPC1。在實(shí)驗(yàn)室中，當(dāng)缺乏NPC1的患者的細(xì)胞暴露于埃博拉病毒時(shí)，這些細(xì)胞可以存活并表現(xiàn)出對該病毒的免疫力，這進(jìn)一步表明埃博拉病毒依賴NPC1進(jìn)入細(xì)胞。這可能意味著人類NPC1基因的遺傳突變可能使某些人對影響人類的最致命的已知病毒之一具有抗性。相同的研究描述了與馬爾堡病毒相似的結(jié)果，表明它也需要NPC1才能進(jìn)入細(xì)胞。此外，NPC1被證明對絲狀病毒的進(jìn)入至關(guān)重要，因?yàn)樗苯优c病毒包膜糖蛋白結(jié)合來介導(dǎo)感染，而NPC1的第二個(gè)溶酶體結(jié)構(gòu)域也介導(dǎo)了這種結(jié)合。

? ? ? ? ?一項(xiàng)原始研究顯示，小分子通過阻止病毒糖蛋白與NPC1結(jié)合來抑制埃博拉病毒感染。在另一項(xiàng)研究中，顯示對NPC1雜合的小鼠可免受適應(yīng)小鼠的埃博拉病毒的致命攻擊。

復(fù)制

? ? ? ?馬爾堡病毒的生命周期始于病毒體附著到特定的細(xì)胞表面受體，然后病毒體被膜與細(xì)胞膜融合，并伴隨病毒核衣殼釋放到細(xì)胞質(zhì)中。病毒RdRp會部分脫去核衣殼，并將基因轉(zhuǎn)錄成正鏈mRNA，然后將其翻譯為結(jié)構(gòu)蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白。馬爾堡病毒L與位于基因組3'端的單個(gè)啟動子結(jié)合。轉(zhuǎn)錄要么在一個(gè)基因后終止，要么繼續(xù)到下游的下一個(gè)基因。這意味著接近基因組3'末端的基因被轉(zhuǎn)錄的數(shù)量最多，而接近5'末端的基因被轉(zhuǎn)錄的可能性最小。因此，基因順序是轉(zhuǎn)錄調(diào)控的一種簡單但有效的形式。產(chǎn)生的最豐富的蛋白質(zhì)是核蛋白，其在細(xì)胞中的濃度決定了L何時(shí)從基因轉(zhuǎn)錄切換到基因組復(fù)制。復(fù)制產(chǎn)生全長的正義反基因組，然后轉(zhuǎn)錄成反義的病毒后代基因組拷貝。新合成的結(jié)構(gòu)蛋白和基因組會自我組裝并堆積在細(xì)胞膜內(nèi)部附近。病毒粒子從細(xì)胞中發(fā)芽，從它們發(fā)芽的細(xì)胞膜中獲得包膜。然后，成熟的子代顆粒感染其他細(xì)胞以重復(fù)該循環(huán)。

生態(tài)學(xué)

? ? ? ?據(jù)報(bào)道，2009年從捕獲的健康埃及果蝠（Rousettus aegyptiacus）中成功分離出了傳染性MARV。這種分離以及傳染性RAVV的分離強(qiáng)烈表明，舊世界的果蝠參與了馬爾堡病毒的自然維持。有必要進(jìn)行進(jìn)一步的研究來確定埃及果蝠是MARV和RAVV的真正宿主，還是它們通過與另一只動物接觸而被感染，因此僅作為中間宿主。最近，第一個(gè)用MARV感染埃及果蝠（Rousettus aegyptiacus）的實(shí)驗(yàn)性研究進(jìn)一步了解了這些蝙蝠可能參與MARV生態(tài)學(xué)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)感染的蝙蝠至少持續(xù)5天發(fā)展出相對較低的病毒血癥，但仍保持健康且未出現(xiàn)任何明顯的總體病理。該病毒還在主要器官（肝臟和脾臟）以及可能與病毒傳播有關(guān)的器官（肺，腸，生殖器官，唾液腺，腎臟，膀胱和乳腺）中高滴度復(fù)制。該實(shí)驗(yàn)中指出的相對較長的病毒血癥時(shí)間，也可能有助于通過吸食節(jié)肢動物進(jìn)行機(jī)械傳播或通過直接接觸感染的血液感染易感脊椎動物。

演化

? ? ? ?蘇聯(lián)制定了廣泛的攻防生物武器計(jì)劃，其中包括MARV。在冷戰(zhàn)期間，至少有三個(gè)蘇聯(lián)研究機(jī)構(gòu)擁有MARV研究計(jì)劃：位于Zagorsk的微生物科學(xué)研究所的病毒學(xué)中心（今天是Sergiev Posad），科學(xué)生產(chǎn)協(xié)會“ Vektor”（現(xiàn)為國家病毒學(xué)研究中心）和Koltsovo的生物技術(shù)公司（Vektor），以及西伯利亞的伊爾庫茨克反瘟疫科學(xué)研究所和伊爾庫茨克的遠(yuǎn)東地區(qū)。由于大多數(shù)研究都是高度機(jī)密的，因此目前尚不清楚MARV計(jì)劃的成功程度。然而，蘇聯(lián)逃亡者肯·阿里貝克（Ken Alibek）聲稱，裝有MARV的武器已在哈薩克蘇維埃社會主義共和國（今天的哈薩克斯坦）Stepnogorsk的Stepnogorsk科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)基地進(jìn)行了測試，表明MARV生物武器的開發(fā)已達(dá)到先進(jìn)水平階段。缺乏對此要求的獨(dú)立確認(rèn)。在蘇聯(lián)冷戰(zhàn)期間，至少發(fā)生了一次MARV實(shí)驗(yàn)室事故，導(dǎo)致科特索沃研究員Nikolai Ustinov死亡，這是阿里貝克（Alibek）首次詳細(xì)描述的。

研究

? ? ? ? 研究馬爾堡病毒，必須在最嚴(yán)格的生物安全等級4(BSL-4)實(shí)驗(yàn)室研究。如果是在生物安全等級1級(BSL-1)或2級(BSL-2)實(shí)驗(yàn)室，可以采用馬爾堡病毒棘突蛋白包裝的逆轉(zhuǎn)錄病毒載體或慢病毒載體，或者迷你病毒(minigenome)。