脊椎动物病毒

脊椎动物病毒可引起许多人类疾病，如流行性感冒、肝炎、疱疹、流行性乙型脑炎、狂犬病、艾滋病、非典型急性肺炎（由SARS病毒引起）等。在已发现的动物病毒中约有1／4的病毒具有致肿瘤作用，至少有5类病毒（乳头瘤病毒、反转录病毒、疱疹病毒、肝DNA病毒和黄病毒）与癌症发病有关。动物病毒侵入寄主细胞后可引起4种结果，见图3-13。畜、禽等动物的病毒病也极其普遍，如猪瘟、牛瘟、口蹄疫、鸡瘟、鸡新城疫和劳氏肉瘤等。许多还是人兽共患的病，且危害严重。

图3-13 动物病毒感染的结果（引自Prescott et al.，2002）

动物病毒大多呈球状，含有单链或双链的DNA或RNA。有些是有包膜的，有些无包膜（裸露的），大小差异很大。

动物病毒的增殖过程与噬菌体相似，但在某些细节上有所不同。大多数动物病毒无吸附结构，少数病毒如流感病毒在其包膜表面长有刺突，可吸附在宿主细胞表面的黏蛋白受体上。

动物病毒感染时，首先是病毒表面的吸附蛋白与敏感宿主细胞表面特异的受体结合，病毒的核壳体或整个病毒粒子侵入细胞。此过程不像噬菌体感染原核生物细胞时那样，壳体蛋白留在细胞外面。动物病毒基因组和壳体的分离发生在细胞内，称脱壳（uncoating）。然后病毒基因组在细胞核或在细胞质中进行病毒大分子的生物合成，包括病毒核酸的复制和转录，以及病毒结构蛋白和非结构蛋白的合成，最后装配成子代病毒。若是无包膜的病毒，装配成熟的核壳体就是子代病毒体。若是有包膜的病毒，核壳体还要在细胞内，或通过与细胞膜的相互作用获得包膜才能成熟为子代病毒体（见图3-14）。

图3-14 动物细胞吸收有包膜的病毒粒子的过程

（a）病毒核壳体与包膜分离的过程 （b）从宿主细胞质膜芽出时获得包膜

1.人类免疫缺陷病毒（HIV）

在人类的病毒病中，最严重的是1981年1月发现的引起艾滋病即获得性免疫缺陷综合征（acquired immune deficiency syndrome，AIDS）的病毒，即人类免疫缺陷病毒（human immuno-deficency virus，HIV），其结构见图3-15。HIV病毒呈球形，直径100～120nm。病毒核心内含有RNA和酶（逆转录酶、整合酶、蛋白酶）。病毒壳体由两种蛋白组成，核心蛋白（P24）和核壳蛋白（P17）。病毒壳体外包围着包膜，包膜系双层脂质蛋白膜，其中嵌有GP41和GP120两种糖蛋白分别组成刺突和跨膜蛋白。

当HIV病毒进入寄主细胞后，其逆转录酶利用病毒的RNA作为模板，逆转录相应的DNA分子。然后DNA转移到细胞核，并整合到染色体上，以此作为病毒复制的基地。HIV病毒的寄主细胞通常是T淋巴细胞，这种白细胞在调节免疫系统上起主要作用，一旦受到HIV病毒的侵染和破坏，就会引起人体免疫功能的丧失。

HIV病毒主要通过血液和分泌物（精液、乳汁等），并经黏膜表面和皮肤的破损处进入体内。传播方式包括性生活、输血和使用血制品。患艾滋病的母亲也可通过胎盘或乳汁传给胎儿。

2.非典型肺炎病毒（SARS）

2003年，引起传染性非典型肺炎（atypical pneumonia）的病原体，是冠状病毒的一个变种，为SARS病毒。SARS即为严重急性呼吸综合征（severe acute respiratory syndrome，SARS）。SARS病毒在分类学上属于冠状病毒科中的冠状病毒属。

冠状病毒粒的直径为60～200nm，平均直径为100nm，呈球形或椭圆形，具有多形性。病毒粒子外有包膜，包膜上存在刺突，整个病毒形状像日冕（图3-16）。冠状病毒结构蛋白主要有核蛋白、膜蛋白、刺突糖蛋白、血凝素—酯酶糖蛋白。核蛋白为磷酸化蛋白，可以和RNA结合成核衣壳，诱导细胞免疫，可能和RNA合成的调节有关。膜蛋白是病毒包膜的重要成分，和病毒出芽部位有关，可能和核衣壳相互作用，诱导产生干扰素。刺突糖蛋白结合病毒特异性受体，诱导细胞融合，产生细胞免疫应答。

冠状病毒是正链RNA病毒（碱基排列顺序与mRNA相同，定为正链）。所有冠状病毒的基因排列顺序均相同，为聚合酶－S蛋白－M蛋白－N蛋白。我国科学家和加拿大科学家相继完成了SARS病毒全基因组测序，分别为29727个碱基和29736个碱基，差别很小。

SARS病毒主要通过患者口鼻中喷出的飞沫进行传播。冠状病毒科的病毒只感染脊椎动物，可引起人和其他动物的呼吸道、消化管和神经系统的疾病。SARS病毒引起的“非典”，给人类生命和经济造成重大损失。目前，由SARS病毒引起的传染性非典型肺炎尚无特异的预防和治疗药物，主要防治措施是注意个人卫生，加强生活和工作场所通风。

图3-15 艾滋病病毒结构示意图

图3-16 SARS病毒结构示意图

引起2003年人类非典型肺炎的冠状病毒结构如图3-16所示。

3.甲型流感病毒H1N1

目前正在引起人类甲型流行性感冒的病毒H1N1电镜照片见图3-17。这次甲型流感实际上是由猪流感病毒（Swine influenza virus，SIV），一种可引起猪群地方性流行性感冒的正黏液病毒（Orthomyxovirus）引起的。实验室中所分离出来的病毒，多被辨识为C型流感病毒，或是A型流感病毒的亚种之一。A型（国内称为甲型）流感病毒有很多个不同的品种， H1N1、H1N2、H3N1、H3N2和H2N3亚型病毒都能导致猪流感的感染。人类甲型流行性感冒是由H1N1亚型引起的。

图3-17 甲流病毒H1N1的电镜照片

H1N1亚型猪流感病毒毒株，包含有禽流感、猪流感和人流感三种流感病毒的脱氧核糖核酸基因片断，同时拥有亚洲猪流感和非洲猪流感病毒特征。这种新型流感病毒具有病毒杂交特性。世界卫生组织称，这次引发猪流感的病毒是禽流感和人类流感经过“洗牌效应”产生的新病毒。不同的病毒相遇后交换基因，变异为新型的混种病毒，因此人类对其缺乏免疫力。但该病毒的攻击性取决于人体免疫力的个体差异和人类从对抗各种流行性感冒中所获取的综合抵抗力。人类感染H1N1猪流感病毒疫情曾在1976年和1988年出现。