病毒變異

病毒變異

病毒變異,由於各種原因致使的病毒的遺傳物質發生改變。許多化學和物理因素均可以用來誘發突變,諸如亞硝酸、羥胺、高溫等,另外,病毒變異時有時會產生機體賴藥性。

基本信息

原因

病毒變異病毒變異
病毒容易發生變異。除類病毒外,病毒可以說是生命體中最簡單的成員。它的遺傳密碼或基因組主要集中在核酸鏈上,只要這種核酸鏈發生任何變化都會影響它們後代的特性表現。實際上,病毒的基因組在其增殖過程中不是一成不變的,而是時時刻刻都自動地發生突變。其中大多數突變是致死性的,只有少數能生存下來。由於病毒在一次感染中,一個病毒粒子要增殖幾百萬次,存在產生突變的機會。因此一種病毒從群體水平看,在遺傳學上不是同源的,故病毒的“種”在嚴格意義上,不是分類學上的種,而應稱之為準種。病毒的自然變異是非常緩慢的,但這種變異過程可通過外界強烈因素的刺激而加快變異。

突變

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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-typevirus)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-sensitiveconditionallethalmutant),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

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(Geneticrecombination)。
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(Multiplicityreactivation),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(Crossreactivation)。

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.套用於基因工程(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、乾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方向發展:一是將編碼病毒表面抗原的基因移植到質粒中去,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。

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