最常見的RNA病毒——鼻病毒
? ? ? ? 從今天開始,我們介紹腸病毒(Enterovirus)。腸病毒是與幾種人類和哺乳動(dòng)物疾病相關(guān)的單鏈正義RNA病毒的合稱,該病毒是通過它們在腸內(nèi)的傳播途徑來命名的。
? ? ? ? 當(dāng)然,今天介紹的病毒分別為鼻病毒(Rhinovirus),它是最常見的RNA病毒。
簡介


? ? ? ? 鼻病毒(Rhinovirus)是人類中最常見的病毒感染因子,是引起普通感冒的主要原因。 鼻病毒感染的溫度在33-35°C(91-95°F)。在這個(gè)溫度下,最適宜鼻病毒的擴(kuò)散。 鼻病毒屬于皮可那病毒(Picornavirus)科的腸病毒(Enterovirus)屬。
? ? ?? 世界上共有三種鼻病毒(A,B和C)包括大約160種公認(rèn)的人類鼻病毒類型,它們的表面蛋白(血清型)不同。它們屬于最小的病毒,直徑約30納米。 相比之下,其他病毒,例如痘苗病毒為360納米X270納米X250納米,流感病毒約為80–120 納米,巨細(xì)胞病毒為200納米。
歷史
? ? ? 1953年,一群護(hù)士患上了輕度呼吸道疾病,約翰·霍普金斯大學(xué)的溫斯頓·普萊斯(Winston Price)采集了鼻道樣本并分離出了第一種以約翰·霍普金斯命名的鼻病毒,他稱之為JH病毒。在1956年,他發(fā)表了他的論文。
傳播途徑
? ? ?? 鼻病毒有兩種傳播方式:通過呼吸道飛沫的氣溶膠和從毒氣(受污染的表面)傳播,包括人與人之間的直接接觸。
? ? ? ? 鼻病毒遍布世界各地,是引起普通感冒的主要原因。癥狀包括喉嚨痛,流鼻涕,鼻塞,打噴嚏和咳嗽。有時(shí)伴有肌肉酸痛,疲勞,全身乏力,頭痛,肌肉無力或食欲不振。大多數(shù)鼻竇發(fā)現(xiàn)是可逆的,與鼻病毒感冒典型的自限性病毒過程一致。發(fā)燒和極度疲勞在流感中更為常見。孩子們一年可能感冒六至十二次。在美國,秋季和冬季感冒的發(fā)生率較高,大多數(shù)感染發(fā)生在9月至4月之間。季節(jié)性可能是由于學(xué)年開始和人們在室內(nèi)度過更多的時(shí)間(因此彼此靠近),從而增加了病毒傳播的機(jī)會(huì)。較低的環(huán)境溫度,尤其是室外溫度,也可能是因素,因?yàn)楸遣《緝?yōu)先在32°C(89°F)而非37°C(98°F)的溫度下復(fù)制–請參閱以下部分。花粉,草,干草和農(nóng)耕方式的變化可能是季節(jié)性因素,以及學(xué)校和社區(qū)中草坪,圍場和運(yùn)動(dòng)場的化學(xué)控制措施的使用。溫度,濕度和風(fēng)向的變化似乎是因素。還假定住房不足,人滿為患以及與貧困有關(guān)的不衛(wèi)生條件是“普通感冒”傳播的相關(guān)因素。
? ? ? ? 受鼻病毒影響最大的是嬰兒,老人和免疫力低下的人。
致病性
? ? ? 人鼻病毒的主要進(jìn)入途徑是上呼吸道(口和鼻)。鼻病毒A和B在呼吸道上皮細(xì)胞上使用ICAM-1(細(xì)胞間粘附分子1,也稱為CD54)作為主要結(jié)合受體。 A和B下的某些亞組改為使用LDL作為次要結(jié)合受體。鼻病毒C使用鈣黏著蛋白相關(guān)的家族成員3(CDHR3)介導(dǎo)細(xì)胞進(jìn)入。隨著病毒的復(fù)制和傳播,受感染的細(xì)胞釋放出稱為趨化因子和細(xì)胞因子的窘迫信號(進(jìn)而激活炎癥介質(zhì))。細(xì)胞裂解發(fā)生在上呼吸道上皮。
? ? ?? 感染迅速發(fā)生,病毒在進(jìn)入呼吸道后15分鐘內(nèi)粘附在表面受體上。感染的兩天內(nèi),超過50%的人會(huì)出現(xiàn)癥狀。只有大約5%的病例的潛伏期少于20小時(shí),而在另一個(gè)極端情況下,預(yù)計(jì)5%的病例的潛伏期將超過四天半。
? ? ?? 人鼻病毒優(yōu)選在32°C(89°F)的溫度下生長,比人平均體溫37°C(98°F)的溫度低得多。因此,病毒傾向于感染上呼吸道,在該處呼吸氣流與(較冷的)體外環(huán)境持續(xù)接觸。
? ? ? ? 鼻病毒C與鼻病毒A和鼻病毒B不同,可能會(huì)引起嚴(yán)重感染,在控制混雜因素后這種聯(lián)系就消失了。在資源匱乏地區(qū)感染了癥狀性呼吸系統(tǒng)疾病的嬰兒中,鼻病毒似乎和疾病的嚴(yán)重程度沒有聯(lián)系
分類
? ? ?? 人鼻病毒血清型名稱的格式為HRV-Xn,其中X為鼻病毒種(A,B或C),n為索引號。 鼻病毒A和鼻病毒B使用相同的索引,而鼻病毒C具有單獨(dú)的索引。 有效索引號如下:
鼻病毒A:1、2、7-13、15、16、18-25、28-34、36、38-41、43-47、49-51、53-68、71、73-78、80-82 ,85,88–90,94–96,98,100–103
鼻病毒B:3–6、14、17、26、27、35、37、42、48、52、69、70、72、79、83、84、86、91–93、97、99
鼻病毒C:1-51
病毒結(jié)構(gòu)

? ? ? 鼻病毒具有長度在7200至8500nt之間的正義RNA基因組。在基因組的5'末端是一種病毒編碼的蛋白質(zhì),和哺乳動(dòng)物的mRNA一樣,在3'末端有poly-A尾巴。結(jié)構(gòu)蛋白編碼在基因組的5'區(qū)域,非結(jié)構(gòu)編碼在3'末端。所有皮可那病毒(Picornavirus)都是相同的。病毒顆粒本身無包被,而是二十面體結(jié)構(gòu)。


? ? ? ?病毒蛋白被翻譯成單個(gè)長多肽,并被切割成結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)病毒蛋白。人鼻病毒由衣殼組成,該衣殼包含四種病毒蛋白:VP1,VP2,VP3和VP4。VP1,VP2和VP3構(gòu)成蛋白質(zhì)衣殼的主要部分。較小的VP4蛋白具有更廣泛的結(jié)構(gòu),位于衣殼和RNA基因組之間的界面上。這些蛋白質(zhì)每個(gè)都有60個(gè)拷貝,組裝成二十面體。VP1,VP2,VP3和VP4將鼻病毒組裝成一個(gè)足球。足球結(jié)構(gòu)是所有皮可那病毒(Picornavirus)家族的特征,盡管組裝方式不同:腸病毒(Enterovirus)、甲肝病毒(Hepatovirus)是VP1,VP2,VP3和VP4;副??刹《?Parechovirus)是VP0,VP1和VP3。



? ? ? ? 抗體是針對鼻病毒感染的主要防御手段,這些抗原決定簇位于VP1-VP3的外部區(qū)域。

鼻病毒的復(fù)制過程非常簡單:
病毒與宿主受體的附著介導(dǎo)病毒向宿主細(xì)胞內(nèi)吞。
2.衣殼發(fā)生構(gòu)象變化并釋放VP4,VP4會(huì)在宿主內(nèi)體膜上打開一個(gè)孔,病毒基因組RNA會(huì)滲入宿主細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)(空衣殼保持完整)。
3.從病毒RNA中除去VPg,然后將其翻譯為加工的多蛋白。
4.通過病毒蛋白酶切割翻譯起始因子切斷細(xì)胞帽依賴性翻譯。
5.復(fù)制發(fā)生在由ER衍生的膜囊泡制成的病毒工廠中。 dsRNA基因組是從基因組正義RNA合成的。
6.dsRNA基因組被轉(zhuǎn)錄/復(fù)制,從而提供了病毒mRNA /新的正義RNA基因組。
7.新的基因組RNA被包裝到預(yù)組裝的前殼體中,隨后細(xì)胞裂解,病毒釋放
疫苗
? ? ? 由于鼻病毒血清型之間幾乎沒有交叉保護(hù),因此沒有針對這些病毒的疫苗。 已經(jīng)對影響人類的人鼻病毒的至少99種血清型進(jìn)行了測序。對VP4蛋白的研究表明,它在人類鼻病毒的許多血清型中都是高度保守的,為未來的全血清型人類鼻病毒疫苗開辟了潛力。VP1蛋白也得到了相似的結(jié)果。 像VP4一樣,VP1有時(shí)也會(huì)從病毒顆粒中“戳”出來,使其可用于中和抗體。 兩種肽均已在兔身上進(jìn)行了測試,從而成功產(chǎn)生了交叉血清型抗體。
鼻病毒3C蛋白酶
? ? ? 所有的小核糖核酸病毒/皮可那病毒,都依賴3C蛋白酶。3C蛋白酶除具有干擾RNA加帽相關(guān)的功能外,還具有干擾細(xì)胞周期的作用。例如,脊髓灰質(zhì)炎病毒的3C蛋白酶可以引發(fā)細(xì)胞凋亡。
? ? ? ?但是鼻病毒的3C蛋白酶非常特殊,它可以抑制細(xì)胞凋亡,可能的機(jī)理是剪切OCT-1基因的轉(zhuǎn)錄。
? ? ? ? 鼻病毒3C蛋白酶擁有3C蛋白酶的共同特征——在Q(谷氨酰胺)與G(甘氨酸)之間完成切割。
? ? ? ?序列L(亮氨酸)E(谷氨酸)V(纈氨酸)L(亮氨酸)F(苯丙氨酸)Q(谷氨酰氨)G(甘氨酸)P(脯氨酸)也是鼻病毒3C蛋白酶最容易識別的核心位點(diǎn),因此在多個(gè)蛋白之間用LEVLFQGP鏈接,再用鼻病毒3C蛋白酶處理,就可以用一個(gè)RNA同時(shí)得到多個(gè)蛋白。