三、病毒的变异
病毒的变异(variation)是指病毒在复制过程中出现的某些性状的改变。病毒的变异包括多方面,如毒力变异、耐药性变异、抗原性变异、温度敏感性变异等。病毒变异不仅对病毒感染性疾病的治疗、预后不利,同时也影响到病毒感染的正确诊断。病毒发生变异的机制有以下几方面。
(一)基因突变
基因突变(genemutation)是由病毒基因组中核苷酸链发生碱基置换、缺失或插入引起的。病毒在增殖过程中常发生自发突变,突变率为10-8~10-6,当用理化因素处理病毒时,也可诱发病毒的基因突变。基因突变产生多种表型突变株。
1.条件致死性突变株(conditional-lethalmutant)是指某些条件下能够增殖,而在另外一种条件下不能增殖的病毒株。例如温度敏感突变株(temperature sensitive mutant,TS)在28~35℃条件下可增殖,而在37~40℃时则不能增殖。这是由于引起TS株变异的基因所编码的蛋白质或酶在较高温度下失去功能,故病毒不能增殖,这种变异又称条件致死性突变(conditional-lethalmutant)。TS突变株通常具有减低毒力而保持其免疫原性的特点,可用来制备疫苗。如脊髓灰质炎病毒减毒活疫苗和甲型肝炎病毒活疫苗都来源于TS突变株。
2.宿主范围突变株(host-rangemutant,hr)是指由于病毒基因组改变影响了病毒对宿主细胞的感染范围,能感染野生型病毒不能感染的细胞的病毒株。例如狂犬疫苗的制备利用了狂犬病病毒病毒宿主范围突变的特性。
3.耐药突变株(drug-resistantmutant,dr)是指因为编码病毒酶基因的改变而降低了靶酶对药物的亲合力或作用,从而使病毒对药物不敏感而能继续增殖的病毒株。
(二)基因重组
两种或几种不同的病毒感染同一宿主细胞时,有时会发生基因的交换,称为基因重组(gene recombination),其子代称为重组体。重组发生在两种活病毒之间、一种活病毒与另一灭活病毒之间,甚至发生于两种或两种以上灭活病毒之间。不分节段基因病毒的重组是两种核酸分子发生断裂和交叉连接,核酸内部分子重新排列所致,如脊髓灰质炎病毒。对于基因分节段的RNA病毒,发生基因重组的频率明显高于其它病毒,当两株不同病毒感染同一宿主细胞时,核酸各节段经复制后可随机被套入同一个衣壳中,从而使子代出现重组体,这种重组又称重配,如流行性感冒病毒、轮状病毒等。
(三)基因整合
有的病毒在感染宿主细胞过程中可将病毒DNA片段插入到宿主细胞染色体DNA中,这种病毒基因组与宿主细胞基因组的重组过程称为基因整合(gene integration)。反转录病毒和多种DNA病毒都有整合宿主细胞染色体的特性,整合既能引起病毒基因的变异,也能引起宿主细胞基因的改变,导致细胞转化发生肿瘤等。
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