环境微生物学
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

2.3 亚病毒和新兴病毒

随着分子生物学的发展和其他现代实验技术的应用,人们对于病毒认识的不断进步,科学家对病毒性质的认识也在不断发展深化。除了上面所描述的病毒类型以外,人们又发现一些新的病毒类型,一些比病毒更小的不明致病因子被发现。它们的结构比病毒更简单,有的只有一段核酸而无蛋白质外壳;有的甚至无任何遗传物质存在,这在过去是不可思议的,但是这种具有感染性的致病因子确实是存在的。这些病毒被称为亚病毒。亚病毒的发现,是20世纪下半叶生物学上的重要事件,对于生物学基础理论和生产实践具有重大的意义。已知的亚病毒有类病毒、拟病毒和朊病毒等。

2.3.1 类病毒

类病毒(viroid)是一类寄生于高等生物细胞中最小的病原体,与病毒类似,但又有不同。

类病毒与病毒一样为严格专性寄生,化学组成和结构比病毒更为简单,仅仅是一条没有蛋白质外壳的游离的长50~70nm的棒状RNA分子,分子量约10万,约为已知最小病毒分子量的1/10。

目前对类病毒的结构、组成、复制的机理等方面的知识 积累还不多。自1971年发现第一种类病毒(马铃薯纺锤块茎类病毒)以来,已经发现的多种类病毒都是以植物为宿主的。

2.3.2 拟病毒

拟病毒(virusoids),又称为类类病毒、壳内类病毒、卫星病毒等,是一类包裹在病毒体中的有缺陷的类病毒,最早在植物绒毛烟斑驳病毒中发现(1981年),其成分是环状或线状的ssRNA分子。拟病毒所感染的对象不是细胞,而是病毒,被拟病毒感染的病毒称为辅助病毒,拟病毒的复制必须依赖辅助病毒的协助,而拟病毒又会对辅助病毒的感染和复制起着不可缺少的作用。

拟病毒大多存在于植物病毒中,近年在动物病毒如丁型、乙型肝炎病毒中也发现有拟病毒的存在。

2.3.3 朊病毒

朊病毒(virino),也称为普立昂(Prion),是自然界中存在的具有感染能力的有机物,它们能像病毒一样传播疾病,能侵染动物并在宿主细胞内复制,它不具有核酸,是小分子的无免疫性的疏水蛋白质,分子量在(2.7~3.0)×104,在电镜下呈杆状颗粒,成丛排列。

美国学者普鲁西纳(S.B.Prusiner)通过对克-雅氏症、库鲁病等类疾病病因方面的研究,发现导致这类神经系统疾病的致病因子是一种蛋白质,他称其为普立昂(Prion),这是Proteinaceous infectious particle一词的缩写,意为“蛋白质性质的感染颗粒”,在正常生物体内也存在正常的朊蛋白,但它在致病朊蛋白的影响下发生相应构象变化而转变成致病的朊蛋白(普立昂),所以两者均来自同一编码基因,具有相同的氨基酸序列,所不同的是它们在三维空间结构上的差异。为此,普鲁西纳获得了1997年的诺贝尔生理学奖。

普立昂感染,在山羊或绵羊中表现为羊瘙痒病,在牛类中为疯牛病,在人类中为克-雅氏症、库鲁病等。变异后的普立昂能抗100℃高温,抗蛋白酶水解,而且不会引起生物体内的免疫反应,因此患疯牛病牛的肉被人食用后,很可能完整进入人体,并进入脑组织,导致疾病。由于牛类的普立昂与人类的普立昂在结构上存在差异,原先人们认为存在物种间屏障,可在欧洲发生的疯牛病风波中,据报道有两位曾拥有患疯牛病牛的农场主死于克-雅氏症,使人们怀疑这一点,这也是为什么疯牛病会造成如此大的恐慌的原因。

朊病毒的发现对传统的遗传理论提出了挑战。因为生命科学的一个重大基础理论就是遗传变异的物质基础是核酸,但是朊病毒是不具有核酸的,仅仅具有蛋白质,因此很可能会对分子生物学的发展产生革命性的影响。

2.3.4 新兴病毒

新兴病毒(emerging viruses)是一个从20世纪90年代开始出现的新名词,它们是一类病毒通过基因变异或重配改变其原有的一些特征,在扩展的新区域或扩展的新宿主中迅速蔓延,对人和重要动植物造成严重危害的病毒。

每个新兴病毒都有一个现代病毒进化的故事,见表2-1,而且这张表的长度还在不断延伸。这与人类对自然的破坏有着密切关系。 

表2-1 部分新兴病毒