The biology of influenza viruses
流感病毒的基因组是分节段的单负链RNA，需要病毒来源的RdRp进行复制。基因组的特殊结构和病毒蛋白的功能使得病毒可以发生抗原漂移drift和抗原转换shift，导致病毒可以逃逸许多宿主的长期适应性免疫。
1. The influenza viruses
甲、乙、丙型流感病毒，分别代表了正粘病毒科五个属中的3个，具有分节段的单负链RNA基因组。序列分析证实了这些病毒来自同一祖先，但是它们在遗传学上发生偏离，以致病毒之间RNA节段的交换只发生在各属或型之间，而不会发生在不同型之间。甲型流感病毒根据表面的糖蛋白（HA和NA）再进一步分为亚型。流感病毒的标准命名包括：型；分离出病毒的种（非人类）；分离出病毒的地点；分离的序号；分离的年；以及只有甲型流感病毒才有的HA和NA亚型。因此，A/Panama/2007/1999 (H3N2)是1999年在巴拿马分离出的甲型流感病毒，序号为2007，H3N2亚型。甲型流感病毒有许多遗传学迥异的亚型——16中HA和9种NA，只有3中HA和2种NA亚型的病毒引起过人类的流行epidemics。
2. Virion structure and organization
在电镜下，甲型流感和乙型流感实际上无法区分。在形态上呈球形或丝状，球形的直径约为100nm，而丝状的形式通常会有300nm长。甲型流感病毒粒子表面镶嵌糖蛋白刺突HA和NA，突出于宿主来源的脂质膜，比例约为4：1。基质蛋白M2的数量更少，为跨脂质包膜的离子通道，M2:HA约为1:10~100。包膜和三个膜结合蛋白HA、NA、M2外覆盖有M1基质蛋白，将病毒核心密封。在M1基质的内部为出核转运蛋白（nuclear export protein ，NEP; also called nonstructural protein 2, NS2)和核糖核蛋白复合体（RNP）,RNP由病毒RNA节段及其外部覆盖的核蛋白（NP）和RdRp异源三聚体【由2个“聚合酶碱性”和1个“聚合酶酸性”亚单位(PB1, PB2, and PA)组成】组成。乙型流感比较相似，具有四个包膜蛋白：HA、NA、NB和BM2，而没有M2。丙型流感在结构上与甲型和乙型不同，在感染细胞表面，能形成500um长的索状结构。但是丙型流感的组成成分比较相似，在蛋白基质及RNA复合体上的脂质包膜有糖蛋白镶嵌。丙型流感只有一个主要的表面糖蛋白——血凝素-酯酶-融合（HEF）蛋白，与甲型和乙型流感病毒HA和NA功能相对应，还有一个次要包膜蛋白CM2。
3. Genome structure
甲型和乙型流感病毒的基因组由8个单负链RNA节段组成，而丙型流感病毒的基因组由7个节段组成(see Table 1)。甲型和乙型流感病毒基因组的8个节段（丙型流感病毒的7个节段）由长到短的顺序编号。甲乙型流感病毒的1、3、4、5节段分别只编码一个蛋白：PB2, PA, HA 和NP蛋白。所有流感病毒都是由第2节段编码聚合酶亚单位PB1；某些甲型流感病毒毒株在第二节段也编码辅助蛋白PB1-F2，以一个a+1交替读码框（a +1 alternate reading frame）的方式编码，PB1-F2蛋白较小，只有87个氨基酸残基，具有促凋亡活性。在乙型和丙型流感病毒中没有发现与PB1-F2类似的蛋白。与甲型流感病毒第六节段只编码NA蛋白不同，乙型流感病毒的第六节段以一个a-1交替读码框的方式编码NA和NB基质蛋白，NB基质蛋白是一种膜整合蛋白，与甲型流感病毒中的M2蛋白相对应。甲、乙型流感病毒的第七节段都编码M1基质蛋白。在甲型流感病毒基因组中，M2离子通道也可由第七节段RNA 剪接的方式表达，而乙型流感病毒以a+1交替读码框的方式编码BM2膜蛋白。最后，甲乙型流感病毒都有第八节段，表达干扰素拮抗物——NS1蛋白,还通过RNA 剪接的方式表达NEP/NS2，NEP/NS2参与RNA从宿主细胞核的输出。丙型流感病毒的基因组结构与甲乙型相似，但是，HEF蛋白取代了HA和NA蛋白，因此比甲乙型流感病毒基因组少一个节段。
病毒RNA节段的末端形成螺旋形的发夹结构，并结合异源三聚体RNA聚合酶；节段的其余部分被富含精氨酸的NP覆盖，NP 带正电荷，结合在带负电荷的vRNA磷酸骨架上。每个vRNA
Table 1The genomic segments of influenza A/Puerto Rico/8/1934 (H1N1) virus and their encoded proteins
The PB2, PA, HA, NP and NA proteins are each encoded on a separate RNA segment. The M2 and NEP are both expressed from spliced mRNAs, while PB1-F2 is encoded in a+1 alternate reading frame (kindly provided by Megan L. Shaw).
Fig. 1. Ribbon diagram of an uncleaved hemagglutinin monomer from the 1918 influenza A virus (H1N1), the causative agent of the “Spanish flu” pandemic. The head contains the sialic acid receptor-binding site, which is surrounded by the five predicted antigenic sites (Sa, Sb, Ca1, Ca2, and Cb). The stem comprises helices A and B and the fusion peptide, as shown. (Adapted from a figure, kindly provided by James Stevens and Ian Wilson, in [1].)
4.2 Virus entry
流感病毒HA（丙型流感为HEF蛋白）粘附到唾液酸之后，病毒被内吞。内体小室的酸性是流感病毒通过两条途径脱壳的关键。首先，低pH值触发了HA的构象改变，暴露出融合肽，融合肽介导病毒包膜与内体膜的融合，这样再打开一个小孔，病毒RNPs通过小孔释放到宿主细胞胞浆中。其次，内体的氢离子通过M2离子通道泵入病毒粒子。M2蛋白石一种跨膜粒子通道，只在甲型流感病毒中发现，有一部分与HA和NA一起在病毒包膜外。M2蛋白是金刚烷胺类抗流感病毒药的靶点，金刚烷胺类可阻断离子通道活性，阻止病毒脱壳；另外，因为M2是一个表面蛋白，它也被认为可作为疫苗成分。流感病毒粒子通过M2离子通道造成的内部酸化使内部的蛋白-蛋白联系瓦解，病毒RNPs从病毒基质释放到胞浆。
4.3 Synthesis of viral RNA
RNPs一旦从病毒粒子中释放出来，就会通过病毒蛋白的核定位信号(NLSs)运输到宿主细胞核。NLSs指导宿主蛋白将NLSs和其它病毒蛋白转运进入宿主细胞核。流感病毒RNA的合成是在细胞核完成的——包括宿主细胞以加帽加尾的mRNA作为模板翻译病毒蛋白，vRNA节段形成子代病毒的基因组。RNPs的成分之一RdRp被转运进入细胞核，以单负链vRNA为模板合成两种正链RNA：mRNA作为合成蛋白的模板；互补RNA（cRNA），通过RNA 聚合酶转录出更多单负链基因组RNA拷贝。
与宿主细胞poly（A）尾由特异的poly（A）聚合酶催化形成不同，流感病毒的poly（A）尾mRNA由单负链vRNA延伸出的5-7个U编码， 病毒聚合酶将其转录成正链时就形成poly（A）尾。mRNA加帽过程采用同样独特的方式——PB1和PB2蛋白从宿主pre-mRNA转录本“偷”5’帽子引物，启动病毒RNA的合成；这个过程被称为“cap snatching”。
病毒mRNA一旦加帽加尾完成，就会被输出并像宿主RNA一样进行翻译。细胞核输出vRNA节段是由病毒蛋白M1和NEP/NS2介导的。M1 与vRNA和NP相互作用，将这两个成分一起带到RNP复合体中；M1 还与核输出蛋白NEP相关联，NEP介导M1-RNP通过核孔蛋白输出到胞浆。
4.4 Synthesis of viral proteins
包膜蛋白HA、NA和M2 由病毒来源的mRNA 编码，在膜结合核糖体合成，进入ER进行折叠，然后转运进入高尔基体进行翻译后修饰。所有三种蛋白都有尖端分拣信号（apical sorting signals），指导蛋白质到细胞膜进行病毒粒子组装。对非包膜蛋白的翻译和分拣知之甚少，M1被认为在携带RNP-NEP复合体与包膜结合蛋白HA、NA和M2相互接触在宿主细胞膜上进行包装起作用。
4.5 Packaging of RNA and assembly of virus
流感病毒必须要具有八个节段（丙型流感病毒为7个）的完整基因组才有完全的感染性。之前认为vRNA的包装完全是一个随机的过程，vRNA节段偶然地共同进入出芽病毒颗粒，只有那些具有完整基因组的病毒才有感染性；但是最新的证据表明，病流感毒的包装过程具有较大程度的选择性，在所有vRNA节段中具有包装信号，这种分散的包装信号确保了大多数病毒粒子都具有完整的基因组。
4.6. Virus budding and release
流感病毒在细胞膜出芽释放，可能是由M1基质蛋白在脂质双层胞浆侧累积所起始。出芽完成以后，HA刺突将病毒粒子持续结合在细胞表面的唾液酸，然后NP蛋白通过唾液酸酶活性将其水解，病毒粒子释放。NA是一个蘑菇状的四聚体，通过跨膜结构域锚定在病毒包膜上。它具有受体破坏活性，裂解宿主细胞表面神经节苷脂类和糖蛋白的末端唾液酸残基，释放子代病毒。当病毒的NA失活或缺失，或有NA抑制物存在的情况下，病毒粒子在细胞表面聚集成簇，感染活性降低。NA还移除病毒包膜自身的唾液酸残基，防止病毒聚集以增强感染性。NA还可以通过裂解呼吸道分泌物中的粘蛋白类，允许病毒穿过呼吸上皮来协助病毒感染。另外，NA在对病毒进入呼吸上皮细胞可能也起一定作用。宿主抗NA抗体和神经氨酶抑制剂，阻止病毒从感染细胞的释放，从而抑制了病毒的复制。
5. Influenza viruses and vaccine development
流感病毒是一类相对简单的RNA病毒，其表面蛋白尤其是HA具有很强的免疫原性。但是，分节段的基因组以及具有错误倾向的RdRp使流感病毒可能经过抗原转换和抗原漂移，结果产生的新的病毒可逃逸哺乳动物、禽类甚至包括人类的适应性免疫。流感病毒由于其适应能力，对人类生产长效抗流感疫苗持续地制造困难。