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RNA病毒

RNA病毒是病毒的一種,屬于一級(jí)。它們的遺傳物質(zhì)是核糖核酸(RNA ribonucleic acid)。通常其核酸是單鏈的(ssRNA single-stranded RNA),也有雙鏈的(dsRNA double-stranded RNA)。單鏈RNA病毒根據(jù)他們的翻譯意義可分為正譯、負(fù)譯和雙譯的RNA病毒,正譯的RNA病毒與mRNA相似,可以直接被核糖體翻譯出蛋白質(zhì);負(fù)譯RNA病毒則需要RNA聚合酶的作用,以自身為模板合成與自身互補(bǔ)的正譯RNA,之后再以此RNA作為mRNA翻譯蛋白質(zhì)。
RNA病毒RNA病毒
植物病毒,除少數(shù)例外(如花椰菜花葉病毒 Caulif- lower mosaic virus),幾乎都是RNA病毒。RNA病毒有自我復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄兩種復(fù)制方式,病毒RNA的復(fù)制過(guò)程中,其錯(cuò)誤修復(fù)機(jī)制的酶的活性很低,幾乎是沒(méi)有的,所以其變異很快。而疫苗是要根據(jù)病毒的固定基因或蛋白進(jìn)行開(kāi)發(fā)制作的,所以RNA病毒的疫苗較難開(kāi)發(fā)。與DNA病毒相比,RNA病毒更加容易導(dǎo)致疾病,對(duì)宿主更加致命,更容易突變,因此種類(lèi)更多,更難研制有效疫苗,難以預(yù)防。RNA病毒的抵抗力普遍比DNA病毒弱,治愈也更容易。但也有例外,例如雙鏈RNA病毒的抵抗力就很強(qiáng),逆轉(zhuǎn)錄病毒的治愈就極其困難。
常見(jiàn)的RNA病毒有:艾滋病病毒(為逆轉(zhuǎn)錄病毒),丙型肝炎病毒,乙型腦炎病毒,全部流感病毒,鼻病毒,脊髓灰質(zhì)炎病毒,柯薩奇病毒,登革熱病毒,輪狀病毒,煙草花葉病毒,SARS 病毒,MERS病毒,埃博拉病毒(Ebola virus),馬爾堡病毒,一小部分噬菌體(大部分噬菌體都是DNA病毒)、新型冠狀病毒(2019-nCoV)等。
目錄

病毒類(lèi)型

病毒的核酸包括雙鏈DNA(dsDNA)、單鏈DNA(ssDNA)、雙鏈RNA(dsRNA)、單鏈RNA(ssRNA)等不同類(lèi)型;病毒顆粒中的組成成分有簡(jiǎn)有繁,有的用顆粒自帶專(zhuān)門(mén)于病毒復(fù)制的核酸酶,有的則無(wú)。有的病毒核酸并不僅有一個(gè)分子,如流感病毒有8條RNA,呼腸孤病毒有11-12條dsRNA。由于病毒種類(lèi)繁多,核酸類(lèi)別不同,因而病毒的復(fù)制機(jī)制不盡相同。

ssRNA病毒的復(fù)制

有些ssRNA病毒,一旦病毒顆粒中的RNA進(jìn)入寄主細(xì)胞,就直接作為mRNA,翻譯出所編碼的蛋白質(zhì),其中包括衣殼蛋白和病毒的RNA聚合酶。然后在病毒RNA聚合酶的作用下復(fù)制病毒RNA,最后病毒RNA和衣殼蛋白自我裝配成成熟的病毒顆粒。這類(lèi)病毒很多,如ssRNA、脊髓灰質(zhì)炎病毒、鼻病毒、TMV等。
RNA病毒
RNA病毒
還有另一類(lèi)ssRNA病毒,它們的復(fù)制特點(diǎn)是病毒顆粒中的ssRNA病毒為負(fù)鏈,進(jìn)入 寄主后不能直接作為mRNA,而是先以負(fù)鏈RNA為模板由轉(zhuǎn)錄酶轉(zhuǎn)錄出與負(fù)鏈RNA互補(bǔ)的RNA,再以這個(gè)互補(bǔ)RNA作為mRNA翻譯出遺傳密碼所決定的蛋白質(zhì)。這類(lèi)病毒稱(chēng)之為負(fù)鏈非侵染型病毒,如濾泡性口腔炎病毒、流感病毒、副流感病毒、萵苣壞死黃化病毒等。
此外,還有一類(lèi)特殊的ssRNA病毒即反轉(zhuǎn)錄病毒。該類(lèi)病毒通常引起人和動(dòng)物的腫瘤,其中包括造成人免疫性缺陷癥的艾滋病病毒、白血病病毒肉瘤病毒等。在它們的髓核中攜帶反轉(zhuǎn)錄酶,能使RNA反向轉(zhuǎn)錄成DNA,豐富和發(fā)展了分子生物學(xué)的中心法則。它們的復(fù)制有其特有的特點(diǎn),一是單鏈RNA的基因組必須反轉(zhuǎn)錄雙鏈DNA;二是隨后這種DNA必須整合到細(xì)胞DNA中;三是整合狀態(tài)長(zhǎng)期持續(xù)下去并傳給子代細(xì)胞,也可能轉(zhuǎn)錄RNA,生產(chǎn)子代病毒或使細(xì)胞轉(zhuǎn)化;四是感染細(xì)胞不會(huì)死亡,分裂不停止。也就是說(shuō)這類(lèi)病毒的潛伏期很長(zhǎng),有時(shí)可以終身帶毒而不發(fā)病。

雙鏈RNA病毒的復(fù)制

雙鏈RNA病毒有兩個(gè)特點(diǎn),一是它的基因組為10-12條雙鏈RNA分子;二是它有單層或者多層衣殼,而沒(méi)有囊膜。病毒的RNA-RNA 聚合酶存在于髓核中,在該聚合酶的作用下病毒基因組轉(zhuǎn)錄正鏈RNA,它們自髓核逸出。它們既能作為mRNA,又能作為病毒基因組的模板。MRNA翻譯結(jié)構(gòu)蛋白,裝配內(nèi)層衣殼后,正鏈RNA進(jìn)入,并形成雙鏈RNA。然后又重復(fù)上述過(guò)程,最后獲得了外層衣殼。
綜上所述,病毒復(fù)制的特點(diǎn)表現(xiàn)在:一是利用寄主細(xì)胞的物質(zhì)和能量進(jìn)行病毒生物大分子的合成;二是復(fù)制周期短,繁殖效率高;三是反轉(zhuǎn)錄病毒的復(fù)制方式,豐富了遺傳信息傳遞的中心法則。

負(fù)鏈RNA病毒復(fù)制

負(fù)鏈RNA病毒復(fù)制的主要步驟
負(fù)鏈RNA病毒復(fù)制的主要步驟
負(fù)鏈RNA病毒復(fù)制的大致過(guò)程是:首先病毒通過(guò)其表面糖蛋白與宿主細(xì)胞的特異性受體結(jié)合,接著病毒囊膜與細(xì)胞漿膜(即通過(guò)不依賴(lài)于PH途徑)或有酸性環(huán)境的核內(nèi)體膜(PH依賴(lài)途徑)融合后釋放病毒核糖核蛋白復(fù)合體(RNP)至細(xì)胞漿,在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中每一mRNA得以合成,而通過(guò)復(fù)制產(chǎn)生全長(zhǎng)反義基因組RNA,使其作為病毒基因組RNA的模板。很多負(fù)鏈RNA病毒在感染細(xì)胞的胞漿中復(fù)制,而一些正粘病毒和布尼亞病毒在細(xì)胞核中復(fù)制。新合成的RNP復(fù)合體與病毒結(jié)構(gòu)蛋白在細(xì)胞漿膜或高爾基體膜組裝,然后釋放新合成的子代病毒。
在動(dòng)物正鏈RNA病毒的研究上,1996年,Meyers G等構(gòu)建了豬瘟病毒(Classical swine fever virus,CSFV)基因組全長(zhǎng)cDNA克隆,將cDNA克隆體外轉(zhuǎn)錄后獲得的RNA轉(zhuǎn)染豬腎細(xì)胞后最終產(chǎn)生了有感染性的CSFV,雖然拯救出的帶有遺傳標(biāo)記的CSFV比野生型生長(zhǎng)能力上差一些,但仍具有感染性。這是較早的有關(guān)CSFV拯救的報(bào)道。此外,有報(bào)道首先建立表達(dá)T7 RNA 聚合酶的豬腎細(xì)胞系SK6,然后將CSFV基因組cDNA克隆線(xiàn)性化后轉(zhuǎn)染該細(xì)胞系,結(jié)果成功拯救出與野生型CSFV生物學(xué)特性一樣的病毒,且病毒的效價(jià)比用體外制備轉(zhuǎn)錄本的方法高200倍,如對(duì)cDNA克隆不進(jìn)行線(xiàn)性化直接用環(huán)型重組體進(jìn)行轉(zhuǎn)染,則拯救出的病毒效價(jià)高20倍。此外,在CSFV疫苗株C株的反向遺傳研究上已有很多報(bào)道,其中在對(duì)標(biāo)記疫苗、病毒復(fù)制、毒力和宿主特異性等方面都有相關(guān)報(bào)道。

提取方法

試劑準(zhǔn)備

1、 TROzlo試劑、氯仿、75%乙醇(0.1% DEPC配制)。
2、塑料器皿需用0.1% DEPC水浸泡。
3、 0.1%DEPC水:100ml dd水中加入DEPC0.1ml,充分振蕩,37℃孵育12h以上,121℃高壓滅菌20min,于4℃保存。

操作步驟

1、樣品處理
(1)組織:50-100mg組織中加入1ml TROzlo試劑。
(2)單層細(xì)胞:加入TROzlo試劑1ml/cm2平板。
(3)懸浮細(xì)胞:處理前洗滌細(xì)胞,以防止RNA降解。每5-10×105動(dòng)物、植物或酵母細(xì)胞,或1×107細(xì)菌加入1 ml TROzlo試劑。
2、將上述樣品于15-30℃靜置5min,使核蛋白充分解離。
3、加入0.2ml(1 ml TROzlo試劑)氯仿,蓋緊蓋子,充分劇烈振蕩15s并于15-30℃靜置2-3min。
4、于2-8℃ 12000g離心15min。離心后樣品分層,上層水相中含RNA,下層有機(jī)相中含蛋白和DNA。
5、取上清,加入0.5ml異丙醇,輕輕混勻,于15-30℃靜置10min后,在管底會(huì)出現(xiàn)膠狀沉淀,即為RNA。
6、于2-8℃ 12000g離心10min后棄去上清。
7、向沉淀中加入1ml 75%乙醇,輕輕混勻。
8、于2-8℃ 7500g離心5min后棄上清。
9、將RNA樣品涼干(不要徹底干燥),加入適量DEPC水溶解(可于55-60℃促溶10min)。

注意問(wèn)題

1、在加入氯仿之前(第1步),樣品能于-60- -70℃保存至少一個(gè)月。
2、 RNA沉淀(第6步)在75%乙醇中于2-8℃能保存至少一周,于-5- -20℃能保存至少一年。
四、 RNA定量
RNA(mg/mL)=40×OD260×稀釋倍數(shù)(n)/1000
RNA純品OD260/OD280=2.0

RNA電泳

(1)用1×TAE電泳緩沖液制作瓊脂糖凝膠,加1×TAE電泳緩沖液至液面覆蓋凝膠。
(2)在超凈工作臺(tái)上,用移液器吸取總RNA樣品4μl于封口膜上。在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上再加入5μl 1×TAE電泳緩沖液及1μl 的10×載樣緩沖液,混勻后,小心加入點(diǎn)樣孔。
(3)打開(kāi)電源開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)電壓至100V,使RNA由負(fù)極向正極電泳,約30min后將凝膠放入EB染液中染色5min,用清水稍微漂洗。在紫外透射檢測(cè)儀上觀察RNA電泳結(jié)果。

裝配釋放

新合成的病毒核酸和病毒結(jié)構(gòu)蛋白在感染細(xì)胞內(nèi)組合成病毒顆粒的過(guò)程稱(chēng)為裝配(Assembly),而從細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞外的過(guò)程為釋放(Release)。大多數(shù)DNA病毒,在核內(nèi)復(fù)制DNA,在胞漿內(nèi)合成蛋白質(zhì),轉(zhuǎn)入核內(nèi)裝配成熟。而痘苗病毒其全部成份及裝配均在胞漿內(nèi)完成。RNA病毒多在胞漿內(nèi)復(fù)制核酸及合成蛋白。感染后6個(gè)小時(shí),一個(gè)細(xì)胞可產(chǎn)生多達(dá)10,000個(gè)病毒顆粒。
病毒裝配成熟后釋放的方式有:(1)宿主細(xì)胞裂解,病毒釋放到周?chē)h(huán)境中,見(jiàn)于無(wú)囊膜病毒,如腺病毒、脊髓灰質(zhì)炎病毒等;(2)以出芽的方式釋放,見(jiàn)于有囊膜病毒,如皰疹病毒核膜上獲得囊膜,流感病毒在細(xì)胞膜上獲得囊膜而成熟,然后以出芽方式釋放出成熟病毒。也可通過(guò)細(xì)胞間橋或細(xì)胞融合鄰近的細(xì)胞。
病毒的增殖不只是產(chǎn)生有感染性的子代,絕大多數(shù)動(dòng)物病毒在大量感染的情況下,經(jīng)多次增殖會(huì)產(chǎn)生缺損干擾顆粒(Defective interfering particles),它是能干擾親代病毒復(fù)制的缺損病毒,其核酸有部分缺損或被宿主DNA片段替換。缺損干擾顆粒的基本特性是:
(1)本身不能繁殖;
(2)有輔助病毒存在時(shí)方能增殖;
(3)干擾同種病毒而不干擾異種病毒的增殖;
(4)在感染細(xì)胞內(nèi)與親代病毒競(jìng)爭(zhēng)性增殖。由于缺損干擾顆粒的產(chǎn)生,使同種感染性病毒數(shù)量減少,在導(dǎo)致病毒的持續(xù)性感染中具有一定的作用,但疫苗中含有大量缺損干擾顆粒會(huì)影響活疫苗的免疫效果。

遺傳學(xué)研究

近年來(lái),在分子病毒學(xué)研究領(lǐng)域興起一門(mén)新型技術(shù),即在RT-PCR和體外轉(zhuǎn)錄RNA技術(shù)基礎(chǔ)上建立起來(lái)的全長(zhǎng)感染性cDNA克隆技術(shù),也叫反向遺傳操作技術(shù)(reverse genetics manipulation ),又名“病毒拯救(rescue of virus)”,它解決了對(duì)病毒基因組RNA難以操作這一難題。從cDNA克隆拯救出負(fù)鏈RNA全病毒是90年代分子病毒學(xué)研究領(lǐng)域最振奮人心的突破之一,它開(kāi)啟了人們對(duì)病毒基因組進(jìn)行人工操作以及詳細(xì)了解病毒基因及其產(chǎn)物功能的大門(mén)。該技術(shù)發(fā)展迅速,倍受?chē)?guó)內(nèi)外研究者關(guān)注。
與經(jīng)典的從表型改變到進(jìn)行基因特征研究的思路相反,反向遺傳操作技術(shù)是指通過(guò)構(gòu)建RNA病毒的感染性分子克隆,將病毒基因組RNA逆轉(zhuǎn)錄成cDNA,在DNA分子水平上對(duì)其進(jìn)行體外人工操作,由病毒基因組cDNA和各種輔助蛋白來(lái)組裝新的RNA病毒的一項(xiàng)技術(shù)。由于最終“拯救”出的RNA病毒來(lái)源于cDNA克隆,因此,可通過(guò)中間過(guò)程中人為加入的DNA環(huán)節(jié),在DNA水平上對(duì)RNA病毒基因組進(jìn)行各種體外人工操作,如進(jìn)行基因突變、基因敲除(缺失)、基因插入、基因置換基因互補(bǔ)(即構(gòu)建嵌合病毒)等改造,以此來(lái)研究RNA病毒的基因復(fù)制和表達(dá)調(diào)控機(jī)理、RNA編輯和自發(fā)重組與誘導(dǎo)重組、病毒與宿主間的相互作用關(guān)系(如插入報(bào)告基因來(lái)研究病毒在宿主細(xì)胞間的傳遞機(jī)制)、抗病毒策略、基因治療研究以及構(gòu)建新型病毒載體表達(dá)外源基因和進(jìn)行疫苗的研制等。
1976年Goff S. P等首先報(bào)道成功拯救出SV40 DNA病毒突變株,雖然拯救出的不是RNA病毒,但這是最早的有關(guān)病毒拯救的報(bào)道。1978年,Taniguchi T 等報(bào)道從全長(zhǎng)cDNA克隆拯救出在細(xì)菌中有感染性的Qβ噬菌體。接著,基因組長(zhǎng)約150kb的單純皰疹病毒和長(zhǎng)約190kb的痘苗病毒的重組病毒的成功拯救及有關(guān)研究是病毒學(xué)研究的領(lǐng)域重大突破。為在早期反向遺傳操作體系的建立奠定了基礎(chǔ)。

病毒區(qū)別

RNA和DNA病毒都能引發(fā)肝炎,丙肝由RNA病毒引起,而乙肝由DNA病毒引起。
丙肝病毒疫苗的研制“瓶頸”出現(xiàn)在RNA病毒的形態(tài)上面。DNA形態(tài)通常比較穩(wěn)定,因此,DNA病毒的復(fù)制,都與“原版”DNA高度一致,因此可以研制出許多用于預(yù)防乙肝病毒疫苗。與此相反,RNA病毒在復(fù)制過(guò)程中會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤的“拼寫(xiě)檢查”,RNA病毒的變異速度比DNA病毒快100萬(wàn)倍,而且體形經(jīng)常改變。這就使得丙肝等RNA病毒的疫苗研制很難。即使某天研制出丙肝病毒疫苗,每年還是要根據(jù)新出現(xiàn)的變異丙肝病毒不斷研制新的疫苗。
丙肝變幻莫測(cè),對(duì)人類(lèi)健康危害極大,我們?cè)鯓硬拍鼙Wo(hù)自己免受丙肝的感染呢?最佳方法就是盡早了解RNA致命病毒的本質(zhì),及其感染和傳播的原理。進(jìn)行早期診斷和治療也非常必要,判斷是否感染丙肝的唯一辦法是做丙肝測(cè)試,以確保在病毒侵害肝部之前進(jìn)行治療。專(zhuān)家們建議,在丙型肝炎高危人群中進(jìn)行丙型肝炎抗體檢查刻不容緩。有輸血史或是用靜脈注射毒品、多個(gè)性伙伴者,以及經(jīng)常和血液接觸的醫(yī)護(hù)人員,美容師,牙醫(yī),警察等都因該考慮接受丙肝檢查。

雙RNA病毒科

雙RNA
雙RNA
本科病毒形態(tài)與呼腸孤病毒相似,過(guò)去歸于呼腸孤病毒科,亦曾作為分類(lèi)地位 未定的病毒。1973年,當(dāng)人們認(rèn)識(shí)到該科成員中的傳染性胰壞死病毒和傳染性 法氏囊病病毒在形態(tài)學(xué)上很相似,尤其是它們的基因組都含有雙股雙節(jié)段RNA后,建議設(shè)立一個(gè)新科。1984年正式命名為雙RNA病毒科。在國(guó)際病毒分類(lèi)委員會(huì)(ICTV)第4次報(bào)告中,作為可能的雙RNA病毒科。在1991年ICTV第5次報(bào)告中,正式獨(dú)立為一個(gè)新的科,僅設(shè)一個(gè)屬[CD2]雙RNA病毒屬。在1995年ICTV第6次報(bào)告中,將雙RNA病毒 科分設(shè)三屬,即水生雙RNA病毒屬(代表種為傳染性胰壞死病毒)、禽雙RNA病毒屬(代表種為傳染性法氏囊病病毒)以及昆蟲(chóng)雙RNA病毒屬(代表種為果蠅的 X病毒)。該科的其它成 員還有雙瓣軟體動(dòng)物的Tellina病毒(TV)和牡蠣病毒(Oyster virus,OV)。本科病毒呈二十面體對(duì)稱(chēng),球形,粒子直徑大小約60nm,核衣殼有32個(gè)殼粒,92個(gè)形態(tài)亞單 位。無(wú)囊膜,表面無(wú)突起。無(wú)特征性雙層衣殼而區(qū)別于呼腸孤病毒。采用EDTA、胰酶或胰凝 乳蛋白酶處理純化的病毒,易于丟失核心。病毒氯化浮密度為1?33g/cm?3,對(duì)乙醚、氯仿穩(wěn)定,對(duì)酸、堿(pH3~9) 及熱(56℃,30分鐘)相對(duì)穩(wěn)定,在20℃ pH7?5的環(huán)境中,能抵抗1%SDS達(dá)30分 鐘而活力不喪失。病毒分子量為55×10?6Da,S??20w?=435。病毒粒子有4種結(jié)構(gòu)多肽和 一種依賴(lài)RNA的RNA聚合酶,不含類(lèi)脂。病毒基因組占整個(gè)病毒粒子重量的9?7% ,為線(xiàn)性雙股、雙節(jié)段RNA,無(wú)感染性,大小分別為A節(jié)段3?3kb,B節(jié)段3?8kb。病毒在胞漿內(nèi)復(fù)制,成熟的病毒粒子集積在胞漿中,細(xì)胞裂解時(shí)釋放出大約半 數(shù)的子代病毒,另一半仍與細(xì)胞結(jié)合。本科病毒能水平傳播,還可能垂直傳播,尚未發(fā)現(xiàn)任何生物傳播媒介。

流感病毒

流行性感冒簡(jiǎn)稱(chēng)流感。是由流行性感冒病毒即流感病毒感染所引起的一種急性呼吸道傳染病。
流感病毒是一種RNA病毒,醫(yī)學(xué)上根據(jù)其抗原性差異來(lái)進(jìn)行分類(lèi),主要有甲、乙、丙三種類(lèi)型的病毒。由于流感病毒的抗原特性很不穩(wěn)定,很容易發(fā)生變異,因而每一類(lèi)型病毒中又出現(xiàn)了很多的亞類(lèi)型。尤其是甲型流感病毒,其毒性最強(qiáng),最容易發(fā)生變異,臨床常可以引起嚴(yán)重的大暴發(fā)流行。乙型流感病毒對(duì)人類(lèi)的致病力較低,僅引起局部地區(qū)散發(fā)的小流行。而丙型流感病毒僅引起人類(lèi)不明顯的或輕微的上呼吸道感染,多為散發(fā)性,雖然存在特例,但極少造成大范圍流行。
流感伴隨人類(lèi)的發(fā)病已有很長(zhǎng)的時(shí)間了,歷史上曾記載過(guò)很多次大規(guī)模的暴發(fā)流行。如1918年發(fā)生了一次流感的大流行,流感病毒在幾個(gè)月的時(shí)間內(nèi)橫掃全世界,致使1000多萬(wàn)人因此而死亡。又如五十年代,中國(guó)也曾爆發(fā)流感,之后,該病毒又經(jīng)香港向全世界傳播開(kāi)來(lái),4個(gè)月內(nèi)橫掃世界各大洲。據(jù)研究,這些大流行的“罪魁禍?zhǔn)住倍际羌仔土鞲胁《炯捌渥儺惖募讈喰土鞲胁《舅隆?/span>

腸道病毒

腸道病毒是一種主要生長(zhǎng)于腸道的RNA病毒,雖然名為腸道病毒,但感染后很少出現(xiàn)腹瀉、腹痛等胃腸道癥狀。腸道感染是指胃腸消化道被微生物感染,感染的微生物包括各種細(xì)菌、真菌、病毒等,一般具有明顯的胃腸道癥狀,如腹痛、腹瀉。腸道感染多由細(xì)菌所致,以革蘭氏陰性菌為主,主要致病菌為志賀氏菌、鼠傷寒沙門(mén)氏菌大腸埃希菌等。我們?nèi)粘I钪姓f(shuō)的腸炎、痢疾都屬于腸道感染。
腸道病毒屬 由于能感染人、牛、豬等的腸道而得名。在pH3的溶液中穩(wěn)定,氯化銫浮力密度為1.33~1.45。人的腸道病毒原來(lái)包括3個(gè)種:①脊髓灰質(zhì)炎病毒3個(gè)型;②庫(kù)克薩基病毒A組23個(gè)型,B組6個(gè)型;③埃柯病毒31個(gè)型。
后來(lái)發(fā)現(xiàn)這種分類(lèi)帶有人為性質(zhì),所以自68型起統(tǒng)一按腸道病毒編號(hào)分型,目前已有腸道病毒68、69、70、71、72型(人)。在畜禽腸道病毒中,重要的有豬水皰病病毒、豬腦脊髓炎病毒、雞腦脊髓炎病毒鴨肝炎病毒等。
脊髓灰質(zhì)炎病毒 又稱(chēng)小兒麻痹病毒,大多引起隱性感染,只有約1%產(chǎn)生明顯的臨床癥狀,如頓挫型、非麻痹型和麻痹型脊髓灰質(zhì)炎,也可引起無(wú)菌性腦膜炎。脊髓灰質(zhì)炎可注射滅活疫苗或口服減毒活疫苗預(yù)防,效果很好。可控制流行的發(fā)生。
本病毒因最初于美國(guó)的庫(kù)克薩基地區(qū)被分離到而得名。可引起無(wú)菌性腦膜炎、皰疹性咽峽炎、胸壁痛、手口足病、心肌病等。A7型尚可引起麻痹型脊髓灰質(zhì)炎。
ECHO(??拢┫礒nteric cytopathic hu-man orphan的縮寫(xiě),意為腸道內(nèi)致細(xì)胞病變的人類(lèi)孤兒病毒。在剛分離出病毒時(shí),尚不知所引起的疾病,所以稱(chēng)為“孤兒”。后來(lái)才知道它可引起無(wú)菌性腦膜炎、紅疹、普通感冒等疾病。
68~71型腸道病毒 68型可引起肺炎和細(xì)支氣管炎,69型致病性不明,70型可引起急性出血性結(jié)膜炎,71型可引起致死性腦炎和麻痹型脊髓灰質(zhì)炎。
甲型肝炎病毒(HAV)又稱(chēng)72型病毒,直徑27納米,其RNA的分子量為1.9×106。只有 1個(gè)血清型。易感者除人外,尚有黑猩猩、南美的白唇猴和狨猴。中國(guó)紅面猴也可感染。近年已在猴胚腎細(xì)胞和人肺二倍體細(xì)胞上培養(yǎng)成功。甲型肝炎潛伏期為15~40天。潛伏期的后期和發(fā)病早期,病毒由糞便排出,有傳染性?;疾『罂色@終身免疫力。愈后良好,很少轉(zhuǎn)為慢性。
豬水皰疹病毒(SVDV)只有 1個(gè)血清型。與人的庫(kù)克薩基病毒B5型有共同抗原免疫血清能交互中和。豬是唯一的自然宿主,主要經(jīng)傷口感染。在口腔粘膜、鼻頭、乳房、蹄部發(fā)生水皰,外觀與口蹄疫難以分辨。病毒主要存在于水皰皮和皰液中,內(nèi)臟和肌肉含病毒量極微。皰皮中的病毒能抗強(qiáng)酸強(qiáng)堿。病毒可用豬原代腎細(xì)胞或傳代細(xì)胞培養(yǎng)并產(chǎn)生病變。接種乳鼠弱毒疫苗、組織培養(yǎng)弱毒疫苗、水皰皮和皰液滅活疫苗能控制本病的流行。
豬腦病毒(PEV)有兩個(gè)亞型,捷克豬捷申病病毒和英國(guó)豬太法病病毒。除美洲和亞洲外,世界許多國(guó)家都已發(fā)現(xiàn)。主要病變?yōu)橹袠猩窠?jīng)灰質(zhì)壞死,病死率90~100%。滅活疫苗有一定效果,但未能完全控制此病。
雞腦脊髓炎病毒(AEV)單一血清型。自然病毒株均有嗜腸性,雞胚適應(yīng)的Van Roekel株有高度嗜神經(jīng)性。經(jīng)糞便和蛋傳播,雛雞、鶉、雉均可被自然感染。人工接種可感染小鴨和小鴿。病毒可用易感雛雞神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞或纖維母細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)??捎靡呙珙A(yù)防。
鴨肝炎病毒(DHV)可感染2周齡以下的小鴨,成年鴨、雞、鵝都不感染。人工接種1~7日齡雛火雞能發(fā)病。此病在歐、亞、美3洲均有發(fā)生。從糞中排病毒,由消化道感染??捎螟喤呋螂u胚細(xì)胞培養(yǎng)病毒。母鴨可在產(chǎn)蛋前2~4周接種弱毒疫苗,使蛋黃中有足夠的抗體,以保護(hù)雛鴨。
鼻病毒屬 能感染人、馬、牛的鼻腔而得名。
人患普通感冒的主要病原。與腸道病毒的區(qū)別如下:①不耐酸,pH3~5溶液中易被破壞;②人腎細(xì)胞中只在33℃旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)物中才能很好繁殖,而腸道病毒在36~37℃靜止培養(yǎng)可繁殖;③比重大,氯化銫浮力密度為1.38~1.42。鼻病毒抗原性復(fù)雜,有100多個(gè)血清型。感染后可獲得免疫力,但維持時(shí)間短,不同型鼻病毒之間很少交叉保護(hù),因而人可多次患感冒。對(duì)普通感冒尚無(wú)特異預(yù)防和治療方法。
心病毒屬 代表種為鼠腦心肌炎病毒,不耐酸。氯化銫浮力密度1.34,RNA含量31%。只有1個(gè)血清型。
口瘡病毒屬 因代表種口蹄疫病毒引起口瘡而得名。直徑23~25納米,氯化銫浮力密度1.43~1.45,RNA含量31.5%,不耐酸。
病毒 病毒抗原性易變異。已發(fā)現(xiàn)A、O、C、Asia 1、SAT1、SAT2、SAT37個(gè)正型和 60多個(gè)亞型。能自然感染偶蹄動(dòng)物,以牛、豬最為易感。人也可被感染,但癥狀輕。病毒對(duì)初生幼畜感染性強(qiáng),有些毒株對(duì)牛致病力強(qiáng)而對(duì)豬致病力弱,有些毒株則相反。1981年,用基因工程技術(shù)已培育出帶有口蹄疫免疫原性蛋白基因的細(xì)菌,將用于制造疫苗。

歷史信息

80多年前有一個(gè)至少在全球造成2000萬(wàn)人死亡的兇手,它還從未接受正義的審判,它就是著名的“西班牙流感病毒”。科學(xué)家相信,研究惡貫滿(mǎn)盈的1918年“西班牙流感”可能有助于人類(lèi)防范另一場(chǎng)災(zāi)難性流感的襲擊。今天,1918年在人們的記憶中是模糊的。那年,第一次世界大戰(zhàn)同盟國(guó)的戰(zhàn)敗投降而告終。戰(zhàn)爭(zhēng)造成了1000多萬(wàn)人死亡,更多的人流離失所。在經(jīng)歷了4年之久的慘烈戰(zhàn)爭(zhēng)后,人們盼望著和平寧?kù)o的生活。然而就在此刻,一場(chǎng)更大規(guī)模的災(zāi)難使得一次大戰(zhàn)的死亡幽靈相形見(jiàn)絀。這場(chǎng)在很多歷史書(shū)中只是一則小小腳注的災(zāi)難,就是所謂的“西班牙流感”。

最危險(xiǎn)的感冒

“西班牙流感”也被稱(chēng)作“西班牙女士”(SpanishLady),不過(guò)它卻有些名不符實(shí)。首先,它似乎并不是從西班牙起源的。其次,這場(chǎng)流感絕對(duì)沒(méi)有它的名稱(chēng)那樣溫柔。現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)資料表明,“西班牙流感”最早出現(xiàn)在美國(guó)堪薩斯州的芬斯頓(Funston)軍營(yíng)。1918年3月11日午餐前,這個(gè)軍營(yíng)的一位士兵感到發(fā)燒、嗓子疼和頭疼,就去部隊(duì)的醫(yī)院看病,醫(yī)生認(rèn)為他患了普通的感冒。然而,接下來(lái)的情況出人意料:到了中午,100多名士兵都出現(xiàn)了相似的癥狀。幾天之后,這個(gè)軍營(yíng)里已經(jīng)有了500名以上的“感冒”病人。在隨后的幾個(gè)月里,美國(guó)全國(guó)各地都出現(xiàn)了這種“感冒”的蹤影。這一階段美國(guó)的流感疫情似乎不那么嚴(yán)重,與往年相比,這次流感造成的死亡率高不了多少。在一場(chǎng)世界大戰(zhàn)尚未結(jié)束時(shí),軍方很少有人注意到這次流感的爆發(fā)———盡管它幾乎傳遍了整個(gè)美國(guó)的軍營(yíng)。
隨后,流感傳到了西班牙,總共造成800萬(wàn)西班牙人死亡,這次流感也就得名“西班牙流感”。9月,流感出現(xiàn)在波士頓,這是“西班牙流感”最嚴(yán)重的一個(gè)階段的開(kāi)始。10月,美國(guó)國(guó)內(nèi)流感的死亡率達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的5%。戰(zhàn)爭(zhēng)中軍隊(duì)大規(guī)模的調(diào)動(dòng)為流感的傳播火上澆油。有人懷疑這場(chǎng)疾病是德國(guó)人的細(xì)菌戰(zhàn),或者是芥子氣引起的。這次流感呈現(xiàn)出了一個(gè)相當(dāng)奇怪的特征。以往的流感總是容易殺死年老體衰的人和兒童,這次的死亡曲線(xiàn)卻呈現(xiàn)出一種“W”型———20歲到40歲的青壯年人也成為了死神追逐的對(duì)象。到了來(lái)年的2月份,“西班牙流感”迎來(lái)了它相對(duì)溫和的第三階段。數(shù)月后,“西班牙流感”在地球上銷(xiāo)聲匿跡了。不過(guò),它給人類(lèi)帶來(lái)的損失卻是難以估量的。科學(xué)家估計(jì),大約有2000萬(wàn)到4000萬(wàn)人在流感災(zāi)難中喪生。相比之下,第一次世界大戰(zhàn)造成的1000萬(wàn)人死亡只有它的1/2到1/4。據(jù)估計(jì),在這場(chǎng)流感之后,美國(guó)人的平均壽命下降了10年。

善化裝兇手

作為一種傳染病,流感至少已經(jīng)有了2000多年的歷史。1918年“西班牙流感”的危害甚至超過(guò)了中世紀(jì)歐洲爆發(fā)的鼠疫,與最近20年流行的艾滋病打了一個(gè)平手(全球大約有7000萬(wàn)人感染艾滋病,2000萬(wàn)人死亡)。流行性感冒是比你想象的更嚴(yán)重的疾病。即便流感只有2.5%的死亡率,如果有10億人感染,那么后果就是“西班牙流感”這樣的災(zāi)難。流感的另一個(gè)危險(xiǎn)之處是它的不穩(wěn)定性:今年你患上了流感,你得到了一定的免疫力。但是你可能仍然逃不過(guò)明年的那場(chǎng)流感。相比之下,風(fēng)疹或者天花之類(lèi)的傳染病只要患過(guò)一次就能獲得終身的免疫力。
流感病毒的結(jié)構(gòu)決定了它總是能侵害你。流感病毒的遺傳物質(zhì)是單鏈的核糖核酸(RNA),而不是你我身體中的遺傳物質(zhì)DNA。有兩種蛋白質(zhì)像大頭針一樣“扎”在流感病毒的蛋白質(zhì)外殼上,一種叫做血凝素(HA),另一種叫做神經(jīng)氨酸酶(NA)。HA和NA的作用是負(fù)責(zé)讓病毒———準(zhǔn)備入侵細(xì)胞的和已經(jīng)在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制、組裝好的———順利進(jìn)出細(xì)胞。人體的免疫系統(tǒng)也正是以HA和NA作為“靶子”。如果指導(dǎo)HA和NA合成的流感病毒RNA發(fā)生了變化(這種變化發(fā)生的可能性要比DNA變化的可能性大),那么人體免疫系統(tǒng)就對(duì)改變了結(jié)構(gòu)的HA和NA“視而不見(jiàn)”。直到流感痊愈,你終于獲得了對(duì)新的HA和NA的識(shí)別能力,不過(guò)很不幸:下一次流感病毒的HA和NA可能又變得讓你的免疫系統(tǒng)無(wú)法識(shí)別了。迄今為止已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了15種HA和9種NA??茖W(xué)家使用HA和NA區(qū)別各種流感病毒的身份,例如1968年的“香港型”流感被稱(chēng)作H3N2。
盡管大多數(shù)人可能不知道或者早已忘記1918年的“西班牙流感”,科學(xué)家卻一直保持著警惕。弄清85年前的那場(chǎng)災(zāi)難的原因有助于防止悲劇的重演。尋找將近一個(gè)世紀(jì)之前的疾病的病因并不是一件簡(jiǎn)單的事。直到1930年代,人類(lèi)才分離出流感病毒。1950年代,美國(guó)曾經(jīng)組織了考察隊(duì)趕赴阿拉斯加挖掘死于1918年“西班牙流感”的病人的尸體,期望得到可供研究的病原體。很遺憾,那些埋葬在永久凍土帶的尸體因?yàn)榻鈨龈癄€而失去了研究?jī)r(jià)值。
直到1997年,美國(guó)軍事病理研究所的病理學(xué)家陶本伯杰(JefferyTaubenberger)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組才第一次找到造成“西班牙流感”的感冒病毒RNA片斷。陶本伯杰所在的研究所保留了將近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)病人的組織樣本,包括一些浸泡在福爾馬林中的“西班牙流感”病人的肺組織。在28份當(dāng)年的樣本中,只有一位21歲士兵的肺部樣本完全符合當(dāng)時(shí)“西班牙流感”的狀況。正是在這份標(biāo)本中,陶本伯杰用逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)的方法找到了9段當(dāng)年流感病毒的RNA“碎片”。RNA比DNA更容易分解,但是陶本伯杰發(fā)現(xiàn)的RNA片斷已經(jīng)能夠提供一些“西班牙流感”病毒的線(xiàn)索了。這9段RNA片斷分屬5個(gè)不同的基因,其中包括制造HA和NA的基因。
通過(guò)比較,陶本伯杰發(fā)現(xiàn)造成“西班牙流感”大流行的病毒與豬流感有相似之處,如果把它歸類(lèi),那么它應(yīng)該是H1N1型的。此前的理論認(rèn)為,造成1918年流感大流行的病原體,可能是一種禽流感。2001年,澳大利亞的科學(xué)家吉布斯(MarkGibbs)在陶本伯杰的基礎(chǔ)上有了進(jìn)一步的發(fā)現(xiàn)。吉布斯把1918年流感病毒中負(fù)責(zé)制造HA的基因與30種類(lèi)似的豬流感、禽流感、人類(lèi)流感病毒中的相同基因進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果發(fā)現(xiàn)了一個(gè)很有趣的現(xiàn)象:在這個(gè)基因的前部和后部是人類(lèi)流感病毒的編碼,而在基因的中段則是豬流感病毒的編碼。吉布斯認(rèn)為,造成1918年全球流感大流行的原因,就是豬流感病毒的一段編碼“跳”到了人類(lèi)流感病毒的RNA中。

繼續(xù)追蹤

然而,也有一些科學(xué)家認(rèn)為吉布斯的證據(jù)不夠充分。他們認(rèn)為,這種人類(lèi)流感病毒的HA基因和豬流感病毒的HA基因“混合”(科學(xué)家稱(chēng)之為“重組”)的可能性不大。陶本伯杰更是認(rèn)為,吉布斯“錯(cuò)誤理解”了他的數(shù)據(jù)。
要完全認(rèn)識(shí)“西班牙流感”為什么如此兇惡,可能需要測(cè)出它的基因組的全部序列。一些科學(xué)家正在試圖挖開(kāi)更多的死于1918年流感的人的墳?zāi)埂惗氐默旣愅鹾筢t(yī)學(xué)院教授奧克斯福德(JohnOxford)就是其中之一。去年,他打算從伯恩(PhyllisBurn,一位住在倫敦南部的20歲的女性)的尸體中采集肺部樣本。伯恩當(dāng)年因“西班牙流感”而去世,她被安葬在一個(gè)灌滿(mǎn)了酒精的密封鉛制棺材中。牛津相信,在伯恩的體內(nèi)保存有完好的“西班牙流感”病毒。重新調(diào)查“西班牙流感”有一定的危險(xiǎn)性??茖W(xué)家建議在生物安全性最好的實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行研究,以免“西班牙流感”病毒———假如真的能完整找到的話(huà)———泄漏出實(shí)驗(yàn)室,再度危害人類(lèi)。不過(guò)相比之下,大自然才是終極的“生物恐怖分子”。研究表明,野生的水禽是感冒病毒的“基因庫(kù)”———它們擁有全部15種HA基因和9種NA基因,因此近些年,具有較強(qiáng)殺傷力的各類(lèi)“禽流感”層出不窮。而豬由于既能感染水禽身上的流感病毒,又能感染人類(lèi)流感病毒,它很可能會(huì)成為一種病毒的“混合器”,即產(chǎn)生了擁有新的HA和NA的流感病毒。這樣一來(lái),人類(lèi)的免疫系統(tǒng)就可能面臨一場(chǎng)像1918年那樣的嚴(yán)峻考驗(yàn)(所以現(xiàn)在中國(guó)很多地方就禁止在水源一公里范圍內(nèi)飼養(yǎng)禽畜)。
數(shù)十年來(lái),世界衛(wèi)生組織(WHO)在全世界系統(tǒng)地監(jiān)視人類(lèi)流感病毒的變化趨勢(shì),但是對(duì)于豬流感,卻沒(méi)有一個(gè)很好的監(jiān)視系統(tǒng)。今年2月份,在WHO的一次關(guān)于流感疫苗的會(huì)議上,病毒學(xué)家韋伯斯特(RobertWebster)提議,WHO應(yīng)研制儲(chǔ)備針對(duì)所有15種HA的疫苗,以防止類(lèi)似1918年“西班牙流感”的出現(xiàn)。科學(xué)家們還在繼續(xù)追蹤“西班牙流感”。用陶本伯杰的話(huà)說(shuō),80多年前這個(gè)惡貫滿(mǎn)盈的兇手,還從未接受正義的審判。

研究發(fā)現(xiàn)

2022年4月,據(jù)“今日俄羅斯”報(bào)道,全球權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》雜志4月7日發(fā)表的一項(xiàng)新研究表明,一個(gè)國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)在全世界的海洋中發(fā)現(xiàn)了超過(guò)5500種新的RNA病毒。

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