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与人类息息相关的几种病毒

2008-06-03吕春兰

中学生物学 2008年3期
关键词:糖蛋白免疫系统流感病毒

吕春兰

病毒在自然界广泛分布,人、动物、植物、昆虫以及真菌和细菌等均会因病毒寄居而引起感染,对人的健康和社会经济都有很大影响。人类急性传染病中约70%由病毒引起,有些病毒还能引起肿瘤。

1 HIV病毒

1.1 HIV病毒的特点

艾滋病病毒是一种逆转录病毒,简称HIV(人类免疫缺陷病毒)。其遗传信息存在于两个相同的RNA单链模板中,仅有9749个核苷酸。HIV病毒攻击人体免疫系统的T4淋巴细胞。病毒的繁殖和复制使免疫系统遭到破坏,最终使免疫系统崩溃,致使人体丧失对各种疾病的抵抗能力。

1.2 HIV病毒增殖过程

HIV病毒能与人类免疫系统中的T4细胞上的CD4抗原分子结合,使HIV病毒进入T4细胞中。HIV感染细胞后,RNA和逆转录酶进入受体细胞,并合成双链DNA,随后转入细胞核,在整合酶作用下将HIV病毒基因组拼接到宿主细胞的DNA上。宿主细胞分裂时,病毒DNA就随着细胞基因的每一次复制而复制,因此感染一旦发生就是永久性的。

新病毒的形成是在HIV生命周期的后期产生的,这只是偶尔发生于部分感染细胞中。整合的病毒DNA转录成RNA,部分RNA将成为新一代HIV病毒的遗传物质,其余RNA则作为mRNA,产生结构蛋白和病毒携带的酶。HIV病毒最终利用其外侧的包膜蛋白与T4细胞CD4蛋白的高亲合性,促使T4细胞不断融合成为巨大细胞团(合胞体),造成T4细胞死亡。

1.3 HIV抗体对HIV病毒无能为力

虽然在人类体内也能产生HIV抗体,但由于HIV病毒包膜蛋白上具有重要功能的位点大部分因其形态而免遭抗体损害;同时由于该包膜蛋白有糖分子覆盖,而编码它的基因不时发生突变,致使它不断变化而免遭抗体的攻击。艾滋病病毒的迅速变异能力也给目前特效药和疫苗的研制工作造成很大困难。

1.4 艾滋病是一种综合征

艾滋病不是一种病症,而是一种综合征。人体的免疫系统可以杀死对人体有害的细菌及病毒,保护人体不受伤害。一旦免疫系统崩溃,人体完全丧失抵抗力。艾滋病患者随着免疫力的降低,越来越频繁地感染上各种致病微生物,而且感染的程度也会变得越来越严重,最终会因各种复合感染而导致死亡。

1.5 艾滋病是完全可预防的传染病

艾滋病病毒的特点是一旦离开血液和体液,在自然界环境中抵抗力很弱而不具备传染性,高温和许多消毒剂都可以迅速将其杀灭。因此艾滋病不具备呼吸道传染病的飞沫传染的能力。从严格意义上讲,艾滋病是少有的可以百分之百预防的病毒性传染病,良好的卫生和生活习惯,是预防艾滋病的有效办法。

2 SARS病毒

2.1 形态结构

“SARS”病毒属于巢状病毒目,冠状病毒科,冠状病毒属,其外形象一定皇冠,也称冠状病毒。SARS病毒的遗传物质是RNA。

2.1.1 SARS病毒的粒子

SARS病毒粒子呈不规则形状,直径约60~220 nm。病毒粒子外包着脂肪膜,膜表面有三种糖蛋白:刺突糖蛋白(是受体结合位点、溶细胞作用和主要抗原位点);小包膜糖蛋白(较小,与包膜结合的蛋白);膜糖蛋白(负责营养物质的跨膜运输、新生病毒出芽释放与病毒外包膜的形成)。少数种类还有血凝素糖蛋白。

2.1.2 SARS病毒的核酸

SARS病毒的核酸为单链(+)RNA,长27~31kD,是RNA病毒中最长的RNA核酸链,具有正链RNA特有的重要结构特征:即RNA链5端有甲基化“帽子”,3端有PolyA“尾巴”结构。这一结构与真核mRNA非常相似,也是其基因组RNA自身可以发挥翻译模板作用的重要结构基础,而省去了RNA-DNA-RNA的转录过程。

2.2 SARS病毒增殖过程

由于该病毒的核酸是单链(+)RNA,可以直接作为翻译的模板进行蛋白质的合成。当SARS病毒进入宿主细胞的细胞质之后,利用宿主细胞中的蛋白质合成系统首先所需的RNA聚合酶,在RNA聚合酶的作用下,病毒以(+)RNA为模板合成与其互补的—RNA;再在RNA聚合酶的作用下,以(-)RNA模板合成出无数子代(+)RNA和mRNA。病毒mRNA在宿主细胞的核糖体上合成出病毒结构蛋白,子代(+)RNA与结构蛋白质在宿主细胞的内质网处组装成新的病毒颗粒,由高尔基体分泌到细胞外。

2.3 SARS疫苗研制的困难

SARS病毒变异快,导致疫苗失效。SARS病毒的RNA和RNA之间重组率非常高,病毒出现变异正是由于这种高重组率。重组后,RNA序列发生了变化,由此核酸编码的氨基酸序列也变了,氨基酸构成的蛋白质随之发生变化,使其抗原性发生了变化。而抗原性发生变化的结果是导致原有疫苗失效,免疫失败。

3 HBV病毒

3.1 HBV病毒结构

乙型肝炎病毒(HBV)是嗜肝脱氧核糖核酸(DNA)病毒。完整的乙型肝炎病毒颗粒又称为丹氏颗粒,是成熟的病毒,有很强的感染性。具有双层核壳结构,外壳相当于包膜,含有乙型肝炎病毒表面抗原,俗称“澳抗”。剥去外膜则为HBV的核心部分,核心内含有核心杭原和e抗原,颗粒内部有HBV的脱氧核糖核酸(HBV-DNA)。除丹氏颗粒外,还有直径22 nm的小球型颗粒和长度不一的管型颗粒,这两种颗粒是不完整的HBV,因不含核酸不能复制,因此没有传染性。

3.2 HBV病毒抵抗力强

HBV的抵抗力很强,能耐受60℃ 4 h及一般浓度的消毒液,但是,煮沸10 min或65℃ 10 h或高压蒸汽消毒液可以灭活。在血清中30~32℃可保存6个月,-20℃中可保存15年。

4 流感病毒

流感病毒属正粘病毒科,也是RNA病毒。病毒内部的核心由单链核糖核酸及核蛋白组成,根据核蛋白的抗原性不同可分为A、B、C三型。核心外有一层脂质囊膜,从脂质中伸出许多微粒,即血凝素(H)和神经氨酸酶(N),后两者是流感病毒的表面抗原,根据H与N的不同可区分为不同亚型。流感病毒有变异的特点,主要是H与N的变异。A型变异较快,每2~3年可发生一次,B型变异较慢。A型流感病毒的变异,可导致世界性流行,B型流感可局部流行,而C型流感未见变异,常呈散发流行。

流感的潜伏期一般为1~3 d。起病多急骤,主要以全身中毒症状为主,呼吸道症状轻微或不明显。流感的临床表现和严重程度差异颇大。根据临床表现,流感可分为单纯型、肺炎型、中毒型、胃肠型。病程通常持续5~7 d。

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