埃博拉病毒(Ebola virus; EBOV)所在的丝状病毒属与马尔堡病毒属和Cuevavirus属同归为丝状病毒科。EBOV是单股负链RNA病毒。该病毒在电子显微镜下一般呈线形。病毒直径约80纳米,长度不一,通常为1000纳米左右,最长可达14000纳米,病毒基因组长度约为19千碱基对。由病毒RNA 3′端到5′端依次编码核蛋白(NP)、病毒蛋白VP35、VP40、糖蛋白(GP)、VP30、VP24以及依赖于RNA的RNA聚合酶(L)等结构蛋白。另外基因组还编码两个非结构蛋白,包括可溶性的糖蛋白(sGP)和小可溶性糖蛋白(ssGP),二者与糖蛋白约有300个氨基酸的重叠区,sGP和ssGP与EBOV的细胞毒性有关。成熟的病毒颗粒由囊膜及其内部的核衣壳组成。核衣壳与囊膜之间是由病毒蛋白VP40和VP24组成的基质空间。在病毒内部,螺旋状病毒RNA与NP、VP35、VP30和L蛋白组成核衣壳。病毒囊膜上的主要蛋白GP为跨膜蛋白,形成三聚体刺突,与细胞受体结合和膜融合有关。VP35具有拮抗I型干扰素的作用,VP24和VP40与病毒粒子成熟和释放有关。EBOV基因组两端及内部的非编码区含有重要的信号,与病毒转录、复制和颗粒包装有关。
埃博拉病毒属包括5个种:扎伊尔型(Zaire ebola virus)、苏丹型(Sudan ebola virus)、塔伊森林型(Taï Forest ebola virus)、本迪布焦型(Bundibugyo ebola virus)和莱斯顿型(Reston ebola virus)。它们的基因组同源性不同,宿主范围不同,毒力不同,所致疾病的病程进展也各不相同。其中,扎伊尔型对人致病性最强;苏丹型、本迪布焦型、塔伊森林型对人致病性较弱,对黑猩猩致病性强;莱斯顿型可以感染人类,无致病或死亡的报道,曾在菲律宾的猕猴中发现。2011年,中国曾在猪中检出莱斯顿型RNA;2015年,中国科学家利用病毒宏基因组学技术从云南的棕果蝠体内发现了丝状病毒的核酸序列,但尚缺乏病毒分离的结果,提示中国仍需加大对丝状病毒病原生态学的调查与监测力度。自1976年发现扎伊尔型EBOV以来,截至2017年已发现的EBOV病毒株与1976年的毒株均具有同源性,推测1976年后暴发的数次埃博拉疫情的病毒均由1976年的毒株突变而来。特别是2013年底至2016年初的西非暴发的有史以来最大规模的埃博拉疫情中,通过深度测序技术对疫情期间的EBOV全基因组进行了近乎实时的测序和进化分析。结果显示此次西非疫情起源的几内亚毒株与已发现的1976年刚果EBOV病毒株的同源性97%,因而推测此次暴发疫情的病毒株可能仍来源于中非。此外,2014年以前EBOV的进化速率约为0.93×10–4/突变位点/年,而基于在西非埃博拉疫情早期的序列分析数据,推测2014年EBOV进化速率达到1.9×10–4/突变位点/年,对埃博拉药物和疫苗研发提出了挑战。然而2014年底,中国在西非援塞抗埃的科学家通过现场的埃博拉测序平台对170多株病毒进行测序和分析,将2014年西非EBOV的进化速率矫正为1.23×10–4/突变位点/年,表明埃博拉进化并非那么快,提高了药物和疫苗研发信心。此外,深度测序技术除提供了EBOV的基因组信息外,也提供了大量的宿主内单个核苷酸多样性(iSNV)位点的信息,这些iSNV的特征有利于解析病毒在人群中的传播以及进化规律。