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

簡(jiǎn)介

? ? ? ? 狂犬病毒是一種嗜神經(jīng)性病毒，可在人和動(dòng)物中引起狂犬病?？袢〉膫鞑タ赏ㄟ^動(dòng)物的唾液發(fā)生，而很少通過與人類唾液的接觸發(fā)生。像許多彈狀病毒一樣，狂犬病毒的宿主范圍非常廣泛。在野外，已發(fā)現(xiàn)感染許多哺乳動(dòng)物，而在實(shí)驗(yàn)室中，已發(fā)現(xiàn)鳥類可被感染，以及哺乳動(dòng)物，鳥類，爬行動(dòng)物和昆蟲的細(xì)胞培養(yǎng)物也可被感染。

? ? ? ? 狂犬病毒具有圓柱形形態(tài)，是彈狀病毒家族狂犬病毒的代表種。這些病毒被包膜，并具有反義的單鏈RNA基因組。遺傳信息被包裝為核糖核蛋白復(fù)合物，其中RNA被病毒核蛋白緊密結(jié)合。病毒的RNA基因組編碼五個(gè)基因，其順序高度保守。這些基因編碼核蛋白(N)，磷蛋白(P)，基質(zhì)蛋白(M)，糖蛋白(G)和RNA聚合酶(L)?？袢《就暾幕蚪M序列長(zhǎng)度為11932bp——疫苗株/悲傷的B19(SAD-B19)。

? ? ? ? 所有轉(zhuǎn)錄和復(fù)制事件都發(fā)生在專門的“病毒工廠”(Negri體，以Adelchi Negri命名)的細(xì)胞質(zhì)中。它們的直徑為2–10μm，是狂犬病感染的典型特征，因此已被用作這種感染的明確組織學(xué)證據(jù)。

結(jié)構(gòu)

? ? ?狂犬病毒的衣殼具有螺旋對(duì)稱性，因此它們的感染顆粒呈近似圓柱形，這在感染人類的病毒中是很不尋常。通常感染人類的病毒通常具有二十面體對(duì)稱性，并具有近似于規(guī)則多面體的形狀。

? ? ? ? 狂犬病毒基因組編碼五種蛋白質(zhì)：核蛋白(N)，磷蛋白(P)，基質(zhì)蛋白(M)，糖蛋白(G)和RNA聚合酶(L)。所有彈狀病毒都有兩個(gè)主要的結(jié)構(gòu)成分：螺旋狀的RNA-核蛋白核心（RNP）和周圍的包膜。在RNP中，基因組RNA被核蛋白緊密包裹。其他兩個(gè)病毒蛋白，磷酸蛋白和RNA聚合酶(L蛋白)與RNP相關(guān)。糖蛋白形成緊密排列在病毒表面上的約400個(gè)三聚體刺突。 M蛋白與包膜和RNP相關(guān)，并且可能是狂犬病毒裝配的中心蛋白。

? ? ? ? 狂犬病毒像一顆致命的子彈，其長(zhǎng)度約為180 nm，橫截面直徑約為75 nm。一端是圓形或圓錐形，另一端是平面或凹形。脂蛋白包膜帶有由糖蛋白G組成的類似球形的尖峰。尖峰不覆蓋病毒體（病毒顆粒）的平面端。包膜下方是膜或基質(zhì)（M）蛋白層，該層可能在平面端侵入。病毒體的核心由螺旋排列的核糖核蛋白組成。

基因組成

?? ? ? ?狂犬病毒是一種擁有包膜的，桿狀或子彈狀的病毒，其中包含5種蛋白質(zhì)。 核蛋白（N）以一種蛋白質(zhì)的單體到9個(gè)核苷酸的比率覆蓋RNA，形成具有螺旋對(duì)稱性的核衣殼。與核衣殼相關(guān)的是P（磷蛋白）和L蛋白(RNA聚合酶)的拷貝。 L蛋白是眾所周知的，其基因占據(jù)了基因組的大約一半。 它是多功能蛋白的事實(shí)證明了它的大尺寸。 M（基質(zhì)）蛋白在核衣殼和包膜之間形成一層，G（糖蛋白）的三聚體形成從包膜突出的刺。附帶一提， 所有彈狀病毒的基因組都編碼這五個(gè)蛋白。除彈狀病毒基本基因——N、P、M、G、L外，許多彈狀病毒還編碼一種或多種蛋白質(zhì)。

? ? ? ? 狂犬病毒為單倍體基因組——僅含有一條線形反義ssRNA，基因組總長(zhǎng)度為11942bp——疫苗株悲傷的B19/SAD-B19。RNA占病毒粒子重量的1%~2%。RNA的5’端有一個(gè)三磷酸根，3'端無PolyA尾巴，RNA兩端含有倒置的互補(bǔ)序列。在病毒群體RNA中已分離到缺損型RNA，其大小要小于全長(zhǎng)RNA的一半，通常這些分子也是翻譯的，但可形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，缺損RNA只有在同源的輔助彈狀病毒(偶爾也可為異源輔助彈狀病毒)存在時(shí)才能復(fù)制，并可能含有功能基因。全長(zhǎng)正義RNA可能占病毒RNA群體的5%。病毒通常含有5種主要結(jié)構(gòu)蛋白：核蛋白(Nucleoprotein, N)、磷蛋白(Phosphoprotein, P)、基質(zhì)蛋白(Matrix protein, M)、糖蛋白(Glycoprotein, G)和RNA聚合酶(RNA polymerase，L)，某些彈狀病毒還含有其他蛋白，但功能未知。結(jié)構(gòu)蛋白占病毒粒子重量的65%~75%，在有些病毒中曾將P蛋白稱為NS，M1或M2蛋白，M蛋白病毒稱為M1或M2蛋白。病毒所含酶類包括RNA聚合酶(L蛋白)，5’端加帽酶，鳥苷酸及甲基轉(zhuǎn)移酶，蛋白激酶(病毒或寄主編碼)，三磷酸核苷酶和二磷酸核苷激酶。病毒含15%~25%脂類，一般磷脂占總脂類的55%~50%，固醇和糖脂占35%~40%。G蛋白有一個(gè)共價(jià)結(jié)合的脂肪酸，這個(gè)脂肪酸位于脂質(zhì)包膜近端。碳水化合物占病毒粒子重量的3%，以N-交連的聚糖鏈形式或者以糖脂形式存在于G蛋白上。

生活史

? ? ? ?在與受體結(jié)合后，狂犬病毒通過內(nèi)體運(yùn)輸途徑進(jìn)入其宿主細(xì)胞。在內(nèi)體內(nèi)部，低pH值會(huì)誘導(dǎo)膜融合過程，從而使病毒基因組到達(dá)胞質(zhì)溶膠。糖蛋白G催化受體結(jié)合和膜融合這兩個(gè)過程，而糖蛋白G在發(fā)病機(jī)理中起著至關(guān)重要的作用(沒有G蛋白的突變病毒無法繁殖)。

? ? ? ? 入侵后的下一步是通過P-RNA聚合酶復(fù)合物/P-L復(fù)合物(P是RNA聚合酶必不可少的輔助因子)轉(zhuǎn)錄病毒基因組，以制備新的病毒蛋白。病毒聚合酶只能識(shí)別核糖核蛋白，不能使用游離RNA作為模板。轉(zhuǎn)錄受病毒基因組上的順式作用序列和蛋白質(zhì)M調(diào)控，蛋白質(zhì)M不僅對(duì)于病毒出芽必不可少，而且還調(diào)節(jié)復(fù)制產(chǎn)生的mRNA量。在感染后期，聚合酶的活性轉(zhuǎn)為復(fù)制以產(chǎn)生全長(zhǎng)正義RNA拷貝。這些互補(bǔ)的RNA被用作制作新的反義RNA基因組的模板。它們與蛋白質(zhì)N一起包裝形成核糖核蛋白，然后可以形成新病毒。

感染

? ? ? ? 1931年9月，特立尼達(dá)的約瑟夫·倫諾克斯·帕萬(Joseph Lennox Pawan)在習(xí)慣不同的蝙蝠的大腦中發(fā)現(xiàn)了Negri體。1932年，帕旺首次發(fā)現(xiàn)受感染的吸血蝙蝠可以將狂犬病傳播給人類和其他動(dòng)物。有關(guān)特立尼達(dá)與狂犬病有關(guān)的早期發(fā)現(xiàn)的一些爭(zhēng)議的簡(jiǎn)短歷史，請(qǐng)參閱詹姆斯·沃特曼的簡(jiǎn)短歷史。

? ? ? ? 從進(jìn)入傷口開始，狂犬病毒沿著周圍神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)途徑快速傳播?？袢《鞠蛑袠猩窠?jīng)系統(tǒng)的逆行軸突運(yùn)輸是自然感染過程中發(fā)病機(jī)制的關(guān)鍵步驟。盡管已顯示狂犬病毒的P蛋白與動(dòng)力蛋白輕鏈蛋白DYNLL1的結(jié)合，但這種轉(zhuǎn)運(yùn)的確切分子機(jī)制尚不清楚。P還充當(dāng)干擾素拮抗劑，因此降低了宿主的免疫應(yīng)答。

? ? ? ? 狂犬病毒從中樞神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)一步傳播到其他器官。位于口腔和臉頰組織中的唾液腺接受高濃度的病毒，因此借助唾液而使其進(jìn)一步傳播。從初次感染開始，死亡可能發(fā)生在兩天到五年之間。但是，這在很大程度上取決于充當(dāng)病毒載體的動(dòng)物種類。大多數(shù)被感染的哺乳動(dòng)物在幾周內(nèi)死亡，而諸如非洲黃鼬(Cynictis Penicillata)之類的感染狂犬病毒可能在無癥狀的情況下存活數(shù)年。

癥狀

? ? ? ? 狂犬病的最初癥狀可能與流感的癥狀非常相似，包括全身無力或不適，發(fā)燒或頭痛。 這些癥狀可能會(huì)持續(xù)數(shù)天。 咬傷部位可能還會(huì)有不適或刺癢感，幾天之內(nèi)就會(huì)發(fā)展為腦功能障礙，焦慮，精神錯(cuò)亂，躁動(dòng)的癥狀。?

? ? ? ? 隨著疾病的進(jìn)展，該人可能會(huì)出現(xiàn)狂妄，行為異常，幻覺和失眠。 狂犬病毒也可能在其宿主體內(nèi)潛伏，并在很長(zhǎng)一段時(shí)間后變得活躍。

? ? ? ? 狂犬病是所有傳染病中最兇險(xiǎn)的一種病毒性疾病。一旦發(fā)病，預(yù)后極差，死亡率幾近100%！

? ? ? ? 臨床上狂犬病治療的基本手段是將病人置于ICU中，密切觀察生命體征的同時(shí)，避免聲、光、風(fēng)等對(duì)其刺激，使其鎮(zhèn)靜，減輕病痛，盡可能延長(zhǎng)生存時(shí)間。偶見狂犬病治療恢復(fù)的案例報(bào)道，但均有不詳爭(zhēng)議之處。

? ? ? ? 以生命的代價(jià)屢屢證明，狂犬病一旦臨床癥狀發(fā)生，沒有任何抗病毒制劑是有效的！

抗原性

? ? ? ?在病毒進(jìn)入人體后以及在接種疫苗后，人體產(chǎn)生結(jié)合病毒并使病毒滅活的病毒中和抗體。 G蛋白的特定區(qū)域已顯示出最具抗原性，可導(dǎo)致產(chǎn)生病毒中和抗體。 這些抗原性位點(diǎn)或表位被分類為I~IV區(qū)和次要位點(diǎn)a。 先前的研究表明，抗原位點(diǎn)II和III最常被天然中和抗體靶向。此外，已證明具有中和功能的單克隆抗體可靶向抗原性位點(diǎn)I。其他蛋白，例如核蛋白，已顯示出不能引起病毒中和抗體的產(chǎn)生。結(jié)合中和抗體的表位既是線性的又是構(gòu)象的。

演化

? ? ? ??所有現(xiàn)存的狂犬病毒似乎都在最近1500年內(nèi)演化而成。狂犬病毒有七種基因型。 在歐亞大陸，病例是由其中的三種引起的：基因型1(經(jīng)典狂犬病毒)和致病性程度較小的基因型5和6(歐洲蝙蝠狂犬病毒1型和2型)?；蛐?在歐洲于17世紀(jì)在歐洲進(jìn)化，并由于歐洲的探索和殖民化而傳播到亞洲，非洲和美洲。

? ? ? ? 自公元1281年以來，北美出現(xiàn)了蝙蝠狂犬病毒(95％的可能出現(xiàn)區(qū)間：906-1577 AD)。

應(yīng)用

?? ? ? 滅活狂犬病毒被用于病毒神經(jīng)元示蹤研究，以確定突觸連接和突觸傳遞的方向性?；诳袢《疽呙缰辍瘋腂19(SAD-B19)的載體作為抗其他病毒性疾病的疫苗顯示出巨大的希望，盡管殘留的低致病性仍未得到解決。

? ? ? ?狂犬病毒棘突蛋白G可進(jìn)行逆行軸突運(yùn)輸。在將基于狂犬病毒包裝的慢病毒載體注入大鼠紋狀體后，投射到注射部位的遠(yuǎn)端神經(jīng)元，如黑質(zhì)致密部的多巴胺能神經(jīng)元。在黑質(zhì)、海馬體和脊髓中也可以發(fā)現(xiàn)這種逆行轉(zhuǎn)運(yùn)到適當(dāng)?shù)倪h(yuǎn)端神經(jīng)元。而當(dāng)水泡型口炎病毒棘突蛋白(VSV-G)包裝的慢病毒被運(yùn)送到這些部位時(shí)，這種轉(zhuǎn)運(yùn)不會(huì)發(fā)生。此外，大鼠腓腸肌外周注射狂犬病毒包裝的慢病毒可導(dǎo)致腰椎運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的基因轉(zhuǎn)染。相反，VSV-G包裝的慢病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)的肌肉細(xì)胞僅在注射部位周圍進(jìn)行轉(zhuǎn)染，沒有轉(zhuǎn)染至脊髓中的任何細(xì)胞。在神經(jīng)系統(tǒng)中觀察到基因轉(zhuǎn)移后的長(zhǎng)期表達(dá)和最小的免疫反應(yīng)，再加上無創(chuàng)給藥的可能性，大大擴(kuò)展了慢病毒載體在人類神經(jīng)系統(tǒng)疾病基因治療中的應(yīng)用。