醫學微生物學/抵抗力與變異

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醫學微生物學

病毒的一般性狀
- 病毒的形態與結構
- 病毒的增殖
- 抵抗力與變異
- 病毒的分類與命名

一、病毒對理化因素的抵抗力

1．溫度大多數病毒（除肝炎病毒外）耐冷而不耐熱。病毒一旦離開機體，經加熱56～60℃30分鐘，由於表面蛋白變性，而喪失其感染性，即被滅活。病毒對低溫的抵抗力較強，通常在-20～196℃仍不失去活性，但對反覆凍融則敏感。一般可用低溫真空乾燥法（Lyophilization）保存病毒，但在室溫條件下乾燥易使病毒滅活。

2．鹽類對病毒的穩定作用克分子濃度的鹽可提高病毒對熱的抵抗力。MgCl2對脊液灰質炎病毒、MgSO4對正粘和副粘病毒、Na2SO4對皰疹病毒具有穩定作用。因此在減毒活疫苗中須加這類穩定劑。有囊膜病毒即使在-90℃也不能長期保存，但加入保護劑如二甲基亞碸（DMSO）可使之穩定。

3． pH 病毒一般在pH5.0～9.0的環境是穩定的，但在某些病毒的血凝反應中，pH改變可影響改變試驗的結果。

4．射線紫外線、X線和高能量粒子可殺活病毒，這是因為光量子可擊毀病毒核酸的分子結構，不同病毒其敏感度不一。

某些活性染料（如甲苯胺蘭、中性紅、丫啶橙）對病毒具有不同程度的滲透作用，這些染料與病毒核酸結合後，易被可見光滅活。

（二）化學因素

1．脂溶劑有囊膜病毒可迅速被脂溶劑破壞，如乙醚、氯彷、去氧膽酸鈉。這類病毒通常不能在含有膽汁的腸道中引起感染。病毒對脂溶劑的敏感性可作為病毒分類的依據之一。

2．甘油大多數病毒在50%甘油鹽水中能活存較久。因病毒體中含游離水，不受甘油脫水作用的影響，故可用於保存病毒感染的組織。

3．化學消毒劑一般病毒對高錳酸鉀、次氯酸鹽等氧化劑都很敏感，升汞、酒精、強酸及強鹼均能迅速殺滅病毒，但0.5%～1%石炭酸僅對少數病毒有效。飲水中漂白粉濃度對乙型肺炎，腸道病毒無效。β-丙內脂（β-Propiolactone)及環氧乙烷(Ethylene oxide)可殺滅各種病毒。

4．抗生素抗生素及磺胺對病毒無效。利福平（Rifampin）能抑制痘病毒複製，干擾病毒DNA或RNA合成，但也干擾宿主細胞的代謝，有較強的細胞毒性作用。

二、病毒的變異

（一）突變

病毒的突變（Mutation）是指基因組中核酸鹼基順序上的化學變化，可以是一個核苷酸的改變，也可為上百上千個核苷酸的缺失或易位。病毒複製中的自然突變率10-5～10-8，而各種物理、化學誘變劑(Mutagens)可提高突變率，如溫度、射線、5-溴尿嘧啶、亞硝酸鹽等的作用均可誘發突變。突變株與原先的野生型病毒(Wild-type virus)特性不同，表現為病毒毒力、抗原組成、溫度和宿主範圍等方面的改變。

1．毒力改變有強毒株及弱毒株，後者可製成弱毒活病毒疫苗，如脊液灰質炎疫苗、麻疹疫苗等。

2．條件致死突變株指病毒突變後在特定條件下能生長，而在原來條件下不能繁殖而被致死。其中最主要是的是溫度敏感條件致死突變株（Temperature-sensitive conditional lethalmutant），簡稱溫度敏感突變株(ts株)，在特定溫（28～35℃）下孵育則能增殖，在非特定溫度（37～40℃）下孵育則不能繁殖，而野生型在兩種溫度均能增殖。顯然是由於在非特定溫度下，突變基因所編碼的蛋白缺乏其應有功能。因此大多數ts株同時又是減毒株。現已從許多動物病毒中分離出ts株，選擇遺傳穩定性良好的品系用於製備鹼毒活疫苗，如流感病毒及脊髓灰制裁炎病毒ts 株疫苗。

3．宿主適應性突株例如狂犬病毒突變株適應在兔腦內增殖，由「街毒」變為「固定毒」，可製成狂犬病疫苗。

（二）基因重組

當二種有親緣關係的不同病毒感染同一宿主細胞時，它們的遺傳物質發生交換，結果產生不同於親代的可遺傳的子代，稱為基因重組（Genetic recombination）。

1．活病毒間的重組例如流感病毒兩個亞型之間可基因重組，產生新的雜交株，即具有一個親代的血凝素和另一親代的神經氨酸酶。這在探索自然病毒變異原理中具有重要意義。流感每隔十年左右引起一次世界性大流行，可能是由於人的流感病毒與某些動物（雞、馬、豬）的流感病毒間發生基因重組所致。

2．滅活病毒間的重組例如用紫外線滅活的兩株同種病毒，若一同培養後，常可使滅活的病毒復活，產生出感染性病毒體，此稱為多重複活（Multiplicity reactivation），這是因為兩種病毒核酸上受損害的基因部位不同，由於重組合相互彌補而得到復活。因此現今不用紫外線滅活病毒製造疫苗，以防病毒復活的危險。

3．死活病毒間的重組例如將能在雞胚中生長良好的甲型流感病毒（A0或A1亞型）疫苗株經紫外線滅活後，再加亞洲甲型（A2亞型）活流感病毒一同培養，產生出具有前者特點的A2亞型流感病毒，可供製作疫苗，此稱為交叉復活(Cross reactivation)。

（三）基因產物的相互作用

1．表型混合(Phenotypemixing)兩種病毒混合感染後，一個病毒的基因組偶而裝入另一病毒的衣殼內，或裝入兩個病毒成分構成的衣殼內，發生表型混合。這種混合是不穩定的，傳代後可恢復其原來的特性。

2．基因型混合(Genotypemixing)指兩種病毒的核酸偶而混合裝在同一病毒衣殼內，或兩種病毒的核衣殼偶爾包在一個囊膜內，但它們的核酸都未重組合，所以沒有遺傳性。

3．互補(Complementation)指兩種病毒通過其產生的蛋白質產物（如酶、衣殼或囊膜）相互間補助不足，例如輔助病毒與缺損病毒間、兩個缺損病毒間、活病毒與死病毒間都可以互補，互補後仍產生原來病毒的子代。

4．增強(Enhancement)指兩種病毒混合培養時，一種病毒能促進增強另一種病毒的產量，可能是因為前者壓制了產生干擾素所致。

（四）病毒變異的實際意義

1．研製減毒活疫苗如ts株、宿主適應性突變株的研製。

2．應用於基因工程(Geneticengineering)基因工程是將一個生物體的基因(Gene)，也就是攜帶遺傳信息的DNA片段，轉移到另一個生物內，與原有生物體的DNA結合，實現遺傳性狀的轉移和重新組合，從而使人們能夠定向地控制、干予和改變生物體的變異和遺傳。目前病毒基因工程正沿著二個向發展：一是將編碼病毒表面抗原的基因移植到質體中去，在大腸桿菌中產生大量表面抗原物質，以製備疫苗或診斷用抗原。如乙型肺炎病毒編碼表面抗原的DNA片段已在酵母菌中表達，該疫苗正進行人體觀察；二是探索病毒作為基因工程載體的可能性，以便將所需要的外源基因帶入人體或支物體內，以治療人類遺傳疾病或創造動物新品種的目的。