禽流感病毒对养禽业的巨大危害及其在综合防治方面存在的诸多技术难题，已成为现在和今后国内外科研的热点、重点和难点。主要研究进展如下：
1 病毒的结构
流感病毒是负链单RNA（-Srna）病毒，基因组是分节段的，每个RNA片段都是由核蛋白包被形成的RNA复合体。流感病毒粒子大约由0.8%～1.1%的RNA、70.0%～75.0%的蛋白质，20.0%～24.0%的脂质和5.0%～8.0%的碳水化合物组成。脂质位于病毒的囊膜内，大部分为磷脂，还有少量的胆固醇和糖脂。碳水化合物包括核糖(在RNA中)、半乳糖、甘露糖、墨角藻糖和氨基葡糖，在病毒粒子中主要以糖蛋白或糖脂的形式存在。
病毒蛋白及潜在的糖基化位点是病毒基因组特异的，但病毒囊膜的糖蛋白或糖脂的成分是由宿主细胞决定的。酯类来自宿主细胞膜。本病毒颗粒呈球形、杆状或长丝状，为多形性。其直径为80～120nm，表面有一层棒状和蘑菇状的纤突（Spike），前者对红细胞有凝集性，称血凝素（HA），后者有能将吸附在细胞表面上的病毒粒子解脱下来的作用，称神经氨酸酶（NA）。纤突的一端镶嵌在病毒的脂囊膜内，囊膜下面有一层膜蛋白，紧紧地包裹着呈螺旋状对称的核衣壳。核衣壳的直径为9～15nm，由RNA、核蛋白及三个多聚酶（P1、P2、P3）所组成。A型禽流感病毒有病毒颗粒表面的血凝素（HA）和神经氨酸酶（NA）的差异性，依血凝素不同有15种；依神经氨酸酶不同有9种，而它们之间相互组合后，可产生100多个血清型的毒株，各血清之间无交叉免疫反应，且毒株之间不仅常发生变化，而且各毒株的致病力也不一致。在目前已知的100多个禽流感毒株中绝大多数是低致病力毒株，具有高致病力毒株主要集中在H5、H7两个亚型，H9亚型的致病力和毒力也较强，但低于前两型。在国际上，凡发生H5、H7亚型禽流感的家禽，必须扑杀，欧美国家对H9亚型引起的发病也采取扑杀措施。从二十世纪以来世界范围内发生的高致病性禽流感流行情况看，致病的毒株主要有H5N1、H7N3、H5N9、H5N8、H5N2、H7N7、H7N4、H5N2、H7N1。我国2000～2003年对禽流感流行毒株进行调查，共收集107株禽流感病毒，其中H5N1有95株，H9N2有11株，H7N2有1株。因此我国禽流感疫情主要由H5和H9亚型禽流感病毒引起的，这就为禽流感的疫苗生产和免疫提供了依据。该病毒不仅血清型多，而且自然界中带毒动物多、毒株易变异，这为禽流感病的防治增加了难度。家禽发生高致病性禽流感具有疫病传播快、发病致死率高、生产危害大的特点。
近年来对流感病毒的分子生物学的研究，证明HA与抗原性有密切关系。强毒株HA能被细胞中蛋白酶裂解为HA1和HA2，弱毒株则不被裂解，同时也证明了在裂解区附近的氨基酸序列发生置换的变位，即点（Point）变异现象。这些都与病原性有十分重要关系。目前已证明禽流感病毒的强毒与弱毒的离体培养性质有所不同，强毒株在不添加胰酶的各种培养液中具有形成蚀斑的能力，而弱毒株则必须添加胰酶。Boseh等查明，蚀斑的形成能力与HA的裂解有关。即在不加胰酶的组织培养物中强毒株的HA能裂解为HA1和HA2，而弱毒株则不发生裂解。此结果亦说明HA与病原性的重要关系。
2 病毒编码蛋白
流感病毒A型包括8个不连续的RNA节段，RNA读码框架的体外拼接发现，基因组至少可编码10种蛋白。
2.1 聚合酶蛋白（PB1、PB2、PA）。流感病毒最大的3个RNA节段，由片段1～3编码的蛋白质，分别为PB1、PB2、PA。它们对病毒基因的表达和复制是必须的。每个病毒粒子包括30～60套聚合酶蛋白。PB2识别帽状RNA后开始内部核酸酶的活动。PB1与mRNA的延伸有关。PA的功能不清楚。
2.2 血凝素（HA）。HA是所有流感病毒蛋白中最重要的一个，由片段4编码的一种糖蛋白，主要功能是可结合宿主唾液酸之类的细胞受体，还可以帮助病毒穿透宿主的胞膜以及改变抗原性从而逃避宿主的免疫监视。它是病毒主要的保护性抗原，其抗体可中和病毒。各亚型的HA在血清学上存在差异。其三维结构及主要免疫原区已经确定。
2.3 神经氨酸酶（NA）。由vRNA片段6编码，是另一个主要的表面抗原。NA的主要功能表现在感染到靶细胞之前为要出芽的病毒粒子从宿主细胞表面释放出来清理通道，如降解细胞外的粘液受体物质，已知道了9个亚型的NA，它们在血清学上不存在交叉反应。
2.4 核蛋白（NP）。NP是由片段5编码的结构蛋白，主要功能是形成核酸与蛋白的复合体稳定片段RNA，使其免受RNA核酸酶的作用。还在基因的表达和复制过程中扮演一定的角色。NP抗体不是中和抗体，但与病毒宿主的范围有关。NP是主要的T细胞抗原。
2.5 基质蛋白（MI）。由片段7编码含量最大的蛋白质，形成核衣壳，保证病毒粒子的完整性。作为病毒的负调控基因与转录酶有关。
2.6 非结构蛋白（NS1、NS2）。由vRNA节段8编码，NS1聚在核中，可能参与病毒mRNA的合成和拼接。有研究结果表明，可抑制mRNA拼接，从而使同一位点的vRNA片段上的其它基因可以表达。NS2可能调控蛋白的合成。
2.7 其它蛋白（HE、M2、M3、NB）。由基因节段7编码，确切的功能还不清楚。
3 病毒的命名
关于流感病毒的命名，1971年提出了标准体系，1980年，世界卫生组织（WHO）颁布了一个新的A型流感病毒的命名法，即型别/宿主/分离地点/病毒序号/年代（亚型区分），如： A/Goose/Guang dong/1/96(H5N1)，可译为A型流感病毒/鹅体分离株/分离地点为广东/编号1/1996年分出（血凝素亚型为H5，神经氨酸酶亚型为N1）。
4 病毒的抵抗力
禽流感病毒对外界环境的抵抗力较弱。日光、干燥、加热、多种消毒剂均对其有杀灭作用。如加热60℃病毒10分钟、加热70℃2分钟即可灭活。在直射的阳光下40－48h可灭活病毒。氢氧化钠、消毒灵、百毒杀、漂白粉、福尔马林、过氧乙酸等多种消毒剂在常用浓度下可有效杀灭病毒。堆积发酵家禽粪便，10～20d可全部杀灭病毒。禽流感病毒对低温和潮湿有较强的抵抗力，存活时间较长。粪便中的病毒在4℃温度下可存活30～35d，20℃下存活7d；病毒在冷冻的禽肉和骨髓中可存活10个月。在凉爽潮湿的自然环境中存活时间也较长，常可从有水禽活动的湖泊及池塘中的水中分离到禽流感病毒。A型流感病毒对去污剂等脂溶剂比较敏感；福尔马林、β-丙内酯、氧化剂、稀盐酸、乙醚、去氧胆酸钠、羟胺、十二烷基硫酸钠和铵离子能迅速破坏其传染性。
病毒存在于病禽的所有组织、体液、分泌物和排泄物中。在自然条件下，AIV常常从感染禽的鼻腔分泌物和粪便中排出，而病毒受到这些有机物的保护，其抵抗力会大大增强。
5 病毒的致病性及毒力
禽流感可能是不明显或温和的一过性的综合征，也有可能造成100%发病或死亡。其症状可表现在呼吸道、肠道或生殖道，并随病毒种类、动物种别、年龄、并发感染、周围环境及宿主免疫状态的不同而异。禽流感病毒的毒力主要决定于病毒粒子的复制速率和血凝素蛋白裂解位点附近的氨基酸组成。
IOE推荐的HPAIV的鉴定标准为：（1）将无菌有感染性的鸡胚尿囊液1∶10稀释后，每只以0.2ml静脉或肌肉注射8只4～8周龄易感鸡，接种后10d内死亡率≥75%为高致病性禽流感病毒。（2）分离物符合上述标准后，其它鸡群即可依据流行病学、临床症状及相同的亚型血凝素抗体测定来确定。（3）如果致病力试验中致死率不足75%，或血凝素为H5、H7型的病毒，需进一步试验和验证。（4）如果分离的禽流感病毒只能致死8只中的1～5只，能在没有胰蛋白酶存在的细胞培养物（EF细胞）上生长，并能产生（CPE）或形成蚀斑，则必须先测定其HA相关多肽的氨基酸序列后，才能确定。（5）对所有低致病性的H5、H7毒株，血凝素切割位点的氨基酸序列与高致病性禽流感病毒一致。
另外，有些国家按欧共体规定的静脉内接种致病指数(IVPI)来判定毒力，当IVPI＞1.2时为高致病性毒株，0.5～1.2为低致病性毒株，0.5以下为无致病性毒株。我国分离出的禽流感病毒的血清亚型有H9N3、H5N1、H9N2、H7N1、H4N6，其ICPI为0.48～1.48，说明各地的毒株致病性差异较大。
目前对AIV的致病性研究有了新的突破。美国D.A.Serule等人用RT-PCR和循环测序技术，对6个H5和H7亚型禽流感病毒血凝素(HA)切割位点氨基酸序列进行了测定。结果表明，所有高致病性的H5、H7亚型AIV都有多个碱性氨基酸与HA切割位点相毗连，B-X-B-R（B-碱性精氨酸或赖氨酸，X-非碱性氨基酸，R-精氨酸）是高致病力病毒最小基序。
6 病毒的血凝性
AIV的HA能与人、鸡、豚鼠等多种红细胞表面N-乙酰神经氨酸(唾液酸)受体结合引起红细胞凝集，称之为血凝特性。鸡新城疫病毒也具有血凝特性，但与动物种类有差异(见表2)。
7 病毒的培养
人工培养禽流感病毒的载体有3类：①鸡胚：9～11日龄；②原代细胞：鸡肾细胞、鸡胚成纤维细胞；③传代细胞：犬肾传代细胞系(MDCK)、Hela细胞等。
|
表2 鸡新城疫病毒与禽流感病毒对不同动物红细胞的血凝特性 | ||||||||||||
|
病 毒 |
不同来源红细胞的凝集情况 | |||||||||||
|
人 |
马 |
驴 |
骡 |
绵羊 |
山羊 |
猪 |
豚鼠 |
小白鼠 |
鸡 |
鸽 |
麻雀 | |
|
鸡新城疫病毒 |
+ |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
禽流感病毒 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
— |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
禽流感病毒有8个基因组片段，当2个或2个以上不同的病毒粒子同时感染一个宿主细胞时，不同毒株的8个基因片段可随机重新组合。禽流感病毒可通过2种机制，即抗原性转换（Shift）和抗原性漂移（Drift）改变其抗原性。RNA类病毒往往不如DNA类病毒稳定，此外RNA病毒的RNA依赖的聚合酶复合体缺乏校读能力，引起的变异有删除型突变和插入型突变，突变主要发生在第5节片段血凝素（HA）基因上。
8.1 抗原性变异 流感病毒抗原性变异的频率很高，主要以转换和漂移2种方式进行。抗原漂移可引起HA和/或NA的次要抗原变化，而抗原转换可引起HA和/或NA的主要抗原变化。①抗原性漂移：抗原性漂移是由编码HA和/或NA蛋白的基因发生点突变引起的，它可引起致病性更强的病毒株出现。②抗原性转换：抗原性转换是当细胞感染2种不同流感病毒时，病毒基因组的片段发生重组，从而引起的抗原性改变。
8.2 致病性变异 包括条件致死性变异、温度敏感性变异、冷适应变异、新宿主适应性变异等。
8.3 病毒基因组的变异 包括基因重排、基因互补、表型混合、核衣壳移植、重排抑制、突变抑制等，它是病毒抗原性变异、毒力变异以及宿主特异性变异的分子基础。
历史上高致病性的禽流感都是由H5和H7引起的，但并非H5和H7都是强毒。A型流感病毒的抗原性不断发生变异，这种变异是由HA和NA引起的，尤其是HA的变异最为常见。A型流感病毒的染色体基因组是由分子量不同的8个单链RNA片段组成，每个片段分别转录和复制不同的蛋白质。另外，来自不同宿主的病毒也易发生基因置换。
9 病毒的复制
病毒吸附在细胞表面含唾液酸的糖蛋白受体上，然后通过受体介导的细胞内吞作用进入细胞，与酸性溶酶体融合，使病毒周围的pH降至5.0，导致HA的构象改变，介导病毒囊膜与吞噬泡膜融合破裂，这样，核衣壳便进入胞浆并移向胞核。流感病毒利用独特的机理转录，启动转录时病毒的核酸内切酶从宿主细胞的mRNA上切下5′帽形结构，并以此为引物进行转录，转录出6个单顺子的mRNA，并转译成HA、NA、NP和3种聚合酶(PB1、PB2和PA)。NS和M基因的mRNA进行拼接，每个产生2个mRNA，依不同阅读框架进行转译，产生NS1、NS2、M1和M2蛋白。HA和NA在内质网内糖基化，在高尔基体内修饰，然后植入细胞膜中，并以出芽方式从质膜排出细胞。HA需要宿主细胞蛋白酶将其裂解成HA1和HA2。但两者仍以二硫键相连，这种裂解可生成具有感染性的病毒。