生物病毒（精选十篇）
生物病毒 篇1
1 形态
CPV的病毒粒子为T=1的20面体对称结构, 在电镜下呈圆形或六角形。直径约25nm。衣壳由32个长约3~4nm的壳粒组成。DNA约占整个病毒粒子重量的23%~34%, 沉降系数23~27s。
2 理化特性
病毒对外界物理化学因素的抵抗力非常强, 这也是本属病毒的一个特点, 它与病毒的化学组成和结构特点有密切关系。病毒无囊膜, 不含脂类和糖类, 结构坚实紧密。病毒在80℃存活15min。在室温下保存90d, 感染性轻度下降, 在粪便中可存活数月和数年, CPV对乙醚、氯仿能抵抗;紫外线能使CPV失活;福尔马林、次氯酸钠、等可作该病毒的消毒剂, 例如84消毒液、过氧化氢消毒液都可获得较好消毒效果;巴氏消毒法对医疗器具消毒效果较好。
3 血凝特性
CPV的血凝性较强, 不仅能凝集猪的红细胞。而且也能凝集马、猫和仓鼠的红细胞。病毒凝集红细胞的最适pH值为7.2, 但病毒在pH值6.0~8.0都能凝集红细胞。CPV-2型为温度依赖型, 其中在4℃时凝集效果最佳, CPV-2a和CPV-2b转变为温度不依赖型, 不论在4℃, 还是在37℃, 血凝滴度基本不变, 而CPV-2型在37℃时的血凝滴度比4℃至少低l6倍。
4 培养特性
CPV能在多种不同类型的细胞内增殖, 如原代、次代猫胎肾细胞、犬胎的肾、睥、胸腺和肠管细胞、水貂肺细胞系 (CCL 64) 和浣熊的唾液腺细胞内增殖和传代。近代常用MDCK、CRFK和F18等传代细胞分离培养, CPV增殖后可引起Fl8脱落、崩解和变碎等明显细胞病变。病毒能在MD-CK细胞内良好增殖, 但无明显细胞病变, 有时出现细胞圆缩, 并常形成核内包涵体。为查明是否有病毒增殖, 最好是取接种后3~5d的细胞单层作免疫荧光抗体染色, 当有病毒增殖时, 细胞核发出明显的荧光。
5 致病性
CPV只感染犬, 具有高度的接触性传染性, 各种年龄的犬都能感染最初CPV的暴发是以高发病率和高死亡率为特征的, 同群中大多数犬均临床发病。成年犬一般只出现感染后的免疫反应, 常无可见临床症状, 有时只出现一过性的白细胞减少。吃奶的幼犬可以从母体获得母源抗体而较少发病, 断奶后的幼龄犬 (尤其12周龄以下的) 最易感病。
6 免疫
最佳免疫时机与免疫程序难于确定, 不同犬种自身免疫功能的特点、母犬母源抗体的差异使得仔犬免疫时间与免疫程序的确定成为防治犬细小病毒病的难点。制定最佳免疫程序, 用最少的人力、物力, 收到最理想的免疫效果, 全面提高犬群的抗体水平, 以控制和消灭犬细小病毒病等传染病。
6.1 免疫接种与母源抗体之间的矛盾
犬虽然在出生时具有能介导体液免疫的所有细胞元素, 但它们的胸腺T细胞植入二级淋巴器官以及体液免疫应答的形成和其他家畜相比却较迟。犬对多种抗原的体液免疫应答是在后来逐步发展起来的。对于哺乳期的幼犬来说, 母犬通过胎盘和初乳可将CPV母源抗体传递给所生的仔犬, 使其获得6~8周的被动免疫力。因此, 临床上要避免出现幼犬免疫空白时间、确定首免时间。如果免疫时间选择错误, 在母源抗体干扰下及CPV毒株在强大免疫压力下产生抗原漂移, 将严重干扰幼犬对疫苗接种的免疫应答, 导致免疫失败, 甚至CPV感染。
6.2 免疫时机与免疫程序的确定
仔犬的母源抗体受母犬循环抗体的影响, 由于母犬免疫接种经过时间不同, 其后代仔犬的母源抗体水平有较大差异。在仔犬接种疫苗前, 应检测母源抗体的效价。对于母源抗体水平低、个体差异较小而又受到疫情威胁的仔犬, 或母源抗体水平参差不齐的仔犬来说, 首次接种疫苗应在早龄进行 (6~8周龄、最早可提前至28日龄首免, 以后每隔2~3周免疫1次, 连续2~3次, 可产生1年以上的免疫保护) ;反之, 母源抗体水平高的仔犬, 应推迟接种 (10~12周龄首免, 免疫程序同上) 重复接种可根据监测红细胞凝集抑制 (HI) 抗体的情况而定。如果多数仔犬的HI抗体下降至l:20以下时, 就应进行强化免疫。
7 诊断
根据患犬的临床症状和流行病学即可作出初步的诊断。尤其发生在幼犬的出血性肠炎和腹泻, 并伴随白细胞显著减少的病例。但很难与其他的传染病, 如犬温热、犬急性胃肠炎和犬冠状病毒病等, 区分开来。要作出确诊还必须通过实验室检验, 如取病犬的粪便, 用犬细小病毒酶标试剂诊断盒测试, 可在30min内检出病犬粪便中的细小病毒。还可以进行病原的分离和培养, 电镜检测、血凝血拟实验 (H1) 、琼脂扩散实验 (AGP) 、免疫荧光抗体和聚合酶链式反应 (PCR) 来检测。最终可以确定犬细小病毒病的最佳免疫时机与免疫程序。
8 讨论
犬细小病毒的生物学特性比较复杂, 本病的传染性极强, 最佳免疫时机与免疫程序难于确定, 不同犬种自身免疫功能的特点、母犬母源抗体的差异使得仔犬免疫时间与免疫程序的确定成为防治犬细小病毒病的难点。制定最佳免疫程序, 用最少的人力、物力, 收到最理想的免疫效果, 全面提高犬群的抗体水平, 以控制和消灭犬细小病毒病等传染病。
生物病毒 篇2
电脑病毒与生物病毒有很多相似之处，如病毒体都很微小、能够寄生、感染、传播、潜伏、发作等，电脑病毒程序通常小于4Kb，它会像生物病毒感染生物体一样，将自己的病毒码依附在其它程序上，随着该程序的运行而传播出去，
电脑病毒也有潜伏期，在潜伏期内不容易被发现，待条件成熟，便会进行各种破坏活动。这也是得名“病毒”的原因。
但是，电脑病毒与生物病毒有着本质的不同，它们的寄生环境不同、感染对象不同、传播途径不同、破坏活动也不同。
浅析高中生物中的病毒知识 篇3
关键词：高中生物；病毒知识；具体应用
病毒没有细胞结构，一般情况下主要由核酸与蛋白质外壳组成，部分病毒还含有脂质和多糖构成的包膜或囊膜。根据病毒的遗传类型，可将其分为以下几种：单链RNA病毒、单链DNA病毒、双链DNA病毒、双链RNA病毒。随着时代的发展，病毒也较之前有了明显改变，日常生活中由病毒而引起的疾病呈快速增长现象，因此，学生必须对病毒知识有一个更为深入的理解。对此，本文高中生物中的基础病毒知识与在实际中的应用进行了探讨。
一、高中生物中的基础病毒知识
1、病毒大小。病毒形体极小，人类很难通过肉眼直接看到，絕大部分都需要通过显微镜才能进行观察。荧光成像是目前观察病毒感染细胞与病毒装配过程的主要方法之一，但需要能够支持每秒多次成像且带有灵敏相机的高质量显微镜。
2、病毒细胞结构。病毒没有细胞结构，一般情况下主要由核酸与蛋白质外壳组成。其中，核酸是构成病毒的核心，主要位于病毒粒子的中心部位，而蛋白质外壳则包围着核心，保护着病毒粒子。蛋白质外壳属病毒粒子的抗原，其能够有效保护核酸。学界称这两者的结合为核医壳，所有病毒均有该结构，是病毒的基础所在。除此之外，还有部分病毒较为复杂，核衣壳之外还存在着一层囊膜包被。
3、病毒分类。病毒分类主要根据病毒携带的核酸进行，所有病毒均只有一种核酸，即RNA与DNA。RNA病毒主要包括流感病毒、烟草花叶病毒、艾滋病毒、车前草病毒等；DNA病毒则主要包括疱疹病毒、噬菌体以及各种腺病毒等。
4、病毒存活。病毒具有较强的“专一性”，它们只存活于宿主的活性细胞中，如噬菌体，便是专门以细菌为食的病毒；由于HIV病毒抵抗力极差且不耐高温，一旦离开人体便难以存活，因此其只能寄生于动物细胞中，该病毒也因此被称为动物病毒。
5、病毒敏感性。病毒对抗生素不敏感，对干扰素敏感；有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中，并诱发潜伏性感染。
二、高中生物病毒知识的应用
1、促进动物细胞融合。动物细胞融合技术是动物细胞工程中的核心技术之一。就目前而言，诱导细胞进行融合的方法较多，物理、化学、生物等方面均能实现。其中，物理主要采用电刺激、离心、震动等方法对细胞进行处理；化学则是采用聚乙二醇等物质来诱导细胞进行融合；生物则是采用灭活的病毒促使细胞进行融合。至于病毒是如何促使细胞进行融合的，目前学界给出的答案是：病毒表面含有一定的酶与蛋白质，而细胞膜表面则含有糖蛋白，这三种物质能够互相产生作用，使细胞膜上的脂质分子与蛋白质分子进行重新排列，实现细胞膜的融合。另外，该方法中使用的病毒必须是灭火病毒，通过化学、物理等方式在不损害病毒抗原的基础上将或病毒杀死。唯有如此，才能在促使细胞进行融合的过程中不对细胞造成感染，即保护细胞的安全。但就目前而言，使用灭活细胞促使细胞进行融合还存在一定的问题，如细胞感染率不高且一直难以提升、细胞融合速度过慢、反应具有较高要求、融合体病毒难以有效去除等等。这些问题严重影响了细胞融合，还需要学者与专家进行进一步的深入研究。由此，目前进行细胞融合的主要方法是电刺激与聚乙二醇等。
2、诱发细胞癌变。细胞癌变的原因极多，且均较为复杂，若要进行归纳则主要有化学、物理与生物三种，而生物中则主要是病毒。学界进行大量研究后提出，病毒中含有能够致癌的核酸与病毒癌基因，这是造成细胞癌变的主要因素。其原理为首先对人体细胞进行感染，接着将病毒基因组整合进入人的基因组中，从而诱发人体的细胞癌变。
3、作为疫苗。目前，人们需要接种大量疫苗，这是由于疫苗能够有效预防传染病。疫苗是通过基因工程或人工滅活、减毒等方法将病毒、立克次氏体、细菌等原微生物与其代谢产物进行处理制作而成。当动物体接触到这种无毒刺激后，免疫系统会自动产生特殊抗体、活性生理物质、特殊抗体等保护物质，一旦动物体再次接触到这种病原菌，免疫系统对该病毒的记忆便会被唤醒，产生更多的保护物质来防止动物体受到该病毒的侵害。
至于病毒是否会在人体内进行大量繁殖，这是无需担心的。用于制作疫苗的病毒、细菌、立克次体等必须通过化学、物理等方法进行减活，疫苗自然也失去了繁殖能力，但其免疫原性却仍有保留。由于死疫苗在进入人体后无法繁殖，只能在较短的一段时间内对动物体进行刺激，因此，想要提高对该病毒的免疫力，需要进行多次重复接种。活性疫苗接种后能够在动物体内反之，与自然感染极其相似，能够激发动物体对该病毒的持久免疫力。目前较为常用的活性疫苗主要有麻疹医疗、卡介苗、脊髓灰质炎疫苗等。较之于死疫苗，活疫苗不但用量较小，并且免疫持续时间极长，免疫效果明显高于死疫苗。
三、结语
随着时代的发展，越来越多的病毒对人类的生命安全造成严重威胁。在此背景下，懂的更多的病毒知识显然是有益无害的。高中生物中的病毒知识虽然只是大千世界中的病毒基础，但若没有基础，遑论大厦了。本文对高中生物中病毒知识进行了探讨，旨在希望能够为病毒知识的普及尽一份绵薄之力。
参考文献
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生物病毒 篇4
1 易感动物的演变
动物的易感性主要由流感病毒的特异性唾液酸受体介导, 大量微生物与宿主的相互作用都依赖于唾液酸配体识别, 而唾液酸也在不断通过修饰作用提供特异保护。事实上唾液酸的多样性、复杂性正是由动物与病原体的“军备竞赛”演变出来的。不同流感病毒受体的特异性不同, 有两种类型的受体:一种为唾液酸-α-2, 3-半乳糖受体 (SAα-2, 3 Gal) , 另一种为唾液酸-α-2, 6-半乳糖受体 (SAα-2, 6 Gal) 。多数禽流感病毒优先结合于唾液酸-α-2, 3-半乳糖受体, 而人流感病毒则优先结合于唾液酸-α-2, 6-半乳糖受体。倘若血凝素蛋白第226位氨基酸为含硫氨基酸 (Met) , 则同时对这两种受体具有相同的结合能力。有人推测, 导致1997年香港禽流感病毒感染人的另一个重要原因可能是禽流感A/Hongkong/156/97 (H5NI) 血凝素第226位氨基酸为含硫氨基酸。在自然情况下, 流感病毒感染宿主的范围有一定的特异性, 但禽流感病毒感染宿主的范围并不十分严格。在很多禽类、哺乳类动物体内都同时发现了唾液酸-α-2, 3-半乳糖受体和唾液酸-α-2, 6-半乳糖受体, 只是表达部位和水平不同, 从而造成禽流感宿主范围广泛, 自然感染过程复杂。从整个易感动物发展史来看, 鸟类的起源要远远早于哺乳类, 禽流感是由水禽传播给陆生禽、禽类传播给哺乳类, 新宿主不同的选择压力和进化强迫倾向使病毒基因向不同方向发生不同程度的改变, 以逃避新宿主的免疫系统, 从而造成易感动物的不断增加。
2 禽流感病毒的变异及其进化
在生态系统中, 病毒扮演着分解者的角色, 禽流感病毒也不例外。在RNA病毒的进化过程中, 随着病毒RNA分子质量的增大, 病毒基因数及基因编码的多肽数增多;病毒粒子直径逐渐增大, 粒子对称性从立方对称变成螺旋对称。当RNA分子质量增至4×106 ku (披膜病毒科) 后病毒具有外膜;增至 (3.5～4.6) ×106 ku (弹状病毒科) 时, 病毒携带一种转录酶。禽流感病毒正是这样一个长期进化的结果。虽然新基因的遗传信息有着无限的变化机会和非常特异的功能, 但这只能通过逐步的变化来获得, 基因的进化是逐渐积累的过程[1]。禽流感病毒在长期进化过程中获得了能很快适应环境的各种变异, 主要包括抗原性变异、毒力变异、耐药性变异、形状变异及对理化因素抵抗力的变异等, 其中抗原性变异机制有4种, 即抗原漂移、抗原转变、缺损颗粒干扰和RNA重组。
2.1 抗原性变异
抗原漂移是基因组自发点突变引起的小幅度变异, 导致氨基酸改变积累到一定程度或突变氨基酸正好使抗原决定簇改变, 从而引起抗原性变异。由于RNA依赖的RNA聚合酶缺乏矫正功能, 出错率较高, 因此RNA病毒的突变率比DNA病毒高。在A型流感病毒中, 抗原漂移是由血凝素和 (或) 神经氨酸酶基因发生点突变引起的, 其中血凝素基因的变异率最高, 每个核苷酸在每个复制周期中的变异率可高达2×10-3。影响抗原漂移的内因还有核苷酸序列丢失或插入造成的点突变, 病毒含有的8个不同节段可能会因细胞酶促活性造成核苷酸断裂, 然后在连接酶作用下重新连接, 从而引起变异。引起抗原性变异的外因主要是免疫压力和气候异常。
抗原转变是突变幅度较大导致产生的新亚型。造成抗原转变的原因主要有:①不同亚型病毒同时感染同一宿主细胞时, 病毒基因组可发生节段变换。②通过中间宿主产生来自不同宿主的流感病毒, 在同一宿主体内产生新亚型, 如猪被认为是禽流感病毒和其他不同流感病毒的混合器, 因为猪细胞同时具有禽流感病毒受体和人流感病毒受体, 是禽流感病毒基因重新分配的活载体。
缺损颗粒干扰, 也称 “不完全”病毒, 它能干扰正常病毒的复制, 导致病毒出现不同程度的抗原性变异, 这种现象也称为Von Magnus氏现象。
RNA重组是病毒负链RNA分子内的重组, 在感染细胞内细胞mRNA插入替代部分血凝素片段而导致子代病毒获得致病力, 这种方式比较罕见, 但却提供了病毒快速进化的一种模式。
2.2 毒力变异
编码血凝素的片段4是基因组中变异率最大的一个片段, 禽流感病毒的毒力强弱主要体现在血凝素基因的变异, 高致病力毒株通常由非致病力毒株的血凝素变异而来, 血凝素能否被裂解为HA1和HA2是决定病毒致病力的主要原因。血凝素裂解位点插入的碱性氨基酸数量及裂解位点附近糖基化改变均可影响病毒的致病性, 同时血凝素的稳定性直接决定着禽流感病毒的稳定性及能否获得气溶胶呼吸道传播的特性。
神经氨酸酶是禽流感病毒的另一个主要表面抗原, 在病毒感染宿主细胞时, 主要起着识别细胞表面流感病毒受体及促进病毒进入靶细胞内的作用。Matrosovich等研究发现, 禽流感病毒为适应新宿主而改变血凝素受体结合活性的同时会伴随着神经氨酸酶序列的改变, 说明血凝素和神经氨酸酶在功能方面的匹配对病毒感染至关重要, 如N1亚型禽流感病毒常通过神经氨酸酶颈部氨基酸的缺失来调节神经氨酸酶活性, 神经氨酸酶颈部氨基酸缺失后其酶活性也相应降低。
非结构蛋白由片段8编码, 可编码2种蛋白质, 即NSl和NS2。非结构蛋白在感染的细胞内具有固定功能, 若改变非结构蛋白基因组结构可影响病毒逃逸宿主细胞干扰素作用的能力, 这表明非结构蛋白基因可能是一个毒力因子。野外分离的禽流感病毒的某些毒株, 其NS1的羧基端有氨基酸缺失现象。
聚合酶由PA、PB1和PB2构成, PB1-F2是存在于PB1上的潜在重叠基因, 是2001年Chen等学者发现的第11种功能蛋白, 试验结果表明它能诱导细胞凋亡, 推测其能损害细胞内部的能量工厂线粒体, 杀死单核细胞, 从而使机体无法对抗禽流感病毒的攻击。也从另一面证明了新基因形成的进化规律。另外, PB2的第627位氨基酸变化会对宿主特异性产生直接影响, 禽流感病毒为谷氨酸, 而人流感病毒为赖氨酸。因此, PB2单个氨基酸的变化就能导致毒力发生很大变异。
2.3 耐药性变异
基质蛋白包括基因组片段7编码的2种蛋白, 即M1和M2。M1除了作为结构蛋白外, 还参与调控病毒的转录和被感染细胞的胞核与胞浆间的物质转运。M2在内核体里的病毒子脱核衣壳时发挥离子通道作用, 促使离子进入病毒子, 解除蛋白质之间 (主要是M1与核蛋白) 的作用。Okada A等报道, M2的跨膜区内具有抗流感病毒药物金刚烷胺的作用位点, 金刚烷胺是通过M2的跨膜区第31位丙氨酸、第37位组氨酸、第41位色氨酸来阻断M2 H+通道作用的。此外, 神经氨酸酶第274位氨基酸残基突变可形成对奥塞米韦的抗药性[2]。
2.4 形状变异及对理化因素抵抗力的变异
流感病毒多形性是一种遗传特征, 可能与活力和传播途径有关。禽流感病毒呈球形, 直径为80～100 nm, 起初分离为长丝状, 直径20 nm, 长达300～3 000 nm。研究发现, M1的氨基端和羧基端区域又决定长丝状病毒粒子的功能, 并且M1与血凝素、神经氨酸酶相互作用共同维持病毒粒子的稳定性。
3 传播途径的变化
禽流感病毒的不同亚型在不同宿主的不同时期传播方式是不同的。在水禽中, 禽流感病毒是肠道分泌型病毒, 优先在肠道中复制, 分泌到粪便中, 因此粪便中的病毒效价非常高, 造成水系污染, 导致病毒在水禽中沿着粪便—水—口的途径传播, 进而通过候鸟的南北迁徙将病毒进一步扩散开来。由于气溶胶呼吸道传播感染具有爆发性强、感染剂量小、不易防治、病毒容易变异的特点, 禽流感病毒各个亚型是否具有气溶胶呼吸道传播感染能力有重要防控意义。微生物的空气传染能否实现, 取决于易感动物的机体免疫状态、呼吸频率、体温、暴露时间和吸入病原体的数量, 外界环境的温度、湿度、辐射、风速, 气溶胶的体积、数量、组成等, 病原微生物的大小、组成、形状等, 但最关键的是该病原微生物在空气中的生物学特性, 尤其是存活力和感染力[3]。在自然条件下, 禽流感的传播途径还可能有垂直传播、人的机械传播、蚊虫传播、密切接触等。就目前的流行情况来看, 尚没有充足证据表明有人传人的能力。
参考文献
[1]赵晓明, 宋秀英.生物遗传进化学[M].北京:中国林业出版社, 2003.
[2]MARIJA L, MIHAJLOVI C, PETAR M, et al.Another look at the molecular mechanism of the resistance of H5N1influenza A virus neuraminidase (NA) to oseltamivir (OTV) [J].Biophysical Chemistry, 2008, 136:152-158.
八年级上册生物病毒教案 篇5
1、描述病毒的主要特征。
2、列举几种与人类生活有密切关系的病毒。
3、关注病毒与生物圈中其他生物之间的关系，特别是与人类的关系。
二、导航快车
阅读课本，根据相关问题认识一下病毒，自学中遇到的问题可以求助于本组同学，在交流中发现问题，解决问题。
1形态特征1)、当时的科学家为什么用普通显微镜可以看见细菌，却未发现病毒呢?
2)病毒与细菌,动植物细胞相比是一种特殊的生物，从结构方面谈谈你的理解。
2生命活动1)、病毒能否独立生活?他的生活方式是怎样的?
2)、病毒没有细胞结构，为什么说它属于生物?谈谈你的看法。
3病毒的类型
病毒种类繁多，你能给病毒分类吗?请说出你的分类依据。
4与人类的关系
根据自己的生活经验及平时对病毒的认识，谈谈病毒与人类的关系。
三、独树一帜
学生提出在预习过程中遇到的疑难问题
四、自主广场
1.下列生物中不具有细胞结构的是。
A、细菌;B、水螅;C、烟草花叶病毒;D、蚯蚓。
2.下列生物属于病毒的是()。
A、痢疾杆菌;B、结核杆菌;C、痢疾杆菌噬菌体;D、大肠杆菌。
3.下列叙述中不属于病毒特点的是()。
A、个体微小，要用电子显微镜才能观察到;B、没有细胞结构;C、在寄主细胞里进行繁殖;D、可以独立生活。
4.噬菌体属于下列哪一种病毒类型()。
A、无脊椎动物病毒;B、脊椎动物病毒;C、植物病毒;D、微生物病毒。
5.下列哪一项不是人类利用病毒为人类服务的实例()。
A、无脊椎动物病毒制成杀虫剂;B、给高烧病人注射青霉素;
C、用噬菌体治疗烧伤病人的化脓性感染;D、给健康人注射流行性乙型脑炎疫苗。
6.病毒壳体的组成成份是：
A核酸B.蛋白质C.多糖D.脂类
五、拓展迁移
1.分析资料回答问题。在20世纪80年代末，人们视艾滋病为一种可怕的疾病，它是由于感染了人类免疫缺陷病毒(简称HIV)后引起的一种致死性传染病。HIV主要破坏人体的免疫系统，使机体逐渐丧失防卫能力而不能抵抗外界的各种病原体，因此极易感染，一般健康人所不易患的感染性疾病和肿瘤，最终导致死亡。艾滋病患者受到歧视。艾滋病从发现至今还不到，但它在全球所引起的广泛流行，已使3000多万人受到感染，1000多万人失去了生命。
(1)、你知道预防艾滋病日是哪一天吗?
(2)、预防艾滋病的标志性图案是什么?
(3)、如何看待艾滋病患者?
生物病毒 篇6
【关键词】宫颈癌；阴道内环境； 人乳头瘤病毒；五联检
阴道和宫颈炎症有着很高的发病和复发率，是经常困扰妇科医生及就诊病人的多发病。有研究表明，它的发生与多种微生物的长期持续侵袭而使其内环境改变密切相关。人乳头瘤病毒（HPV）是一种与宫颈癌高度相关的乳突病毒，近年来关于其基因分型检测及与宫颈内瘤变的关系研究比较成熟，然而关于HPV感染与阴道内微生物感染的关系研究却非常稀少。笔者为了找出更加客观准确的阴道炎、宫颈炎检测方法、探讨高危HPV感染与不同种类微生物感染之间的关系、为宫颈癌的预防提供依据，特撰写本文。
1 资料与方法
1.1 对象 选取前来我院妇科门诊就诊的已婚女性，要求24小时内无性行为，避过生理期、三日内未做局部冲洗和放药。选取的526例妇女年龄波动在18～60岁，将其根据HPVDNA定量结果分为阳性组（HPV>500copy/ml）113例和阴性组（HPV<500copy/ml）413例。
1.2 采样方法
妇科医生用女性专用无菌拭子在阴道后穹窿处及宫颈管内转动数周后，停留数秒，采集分泌物置密闭无菌管内送检验科检测。
1.3 测定方法
（1）阴道分泌物常规测定：使用传统的盐水玻片法，由高年资的临检人员在显微镜下进行湿片检查。然后用格兰染液检查，试剂由珠海贝索公司提供。（2）阴道炎五联检试剂：由郑州安图生物工程公司提供。将样本稀释液滴于洁净试管内，把所采集的分泌物拭子置入，将其中的水分挤压干净。测定其PH值，并将其滴入专用反应卡各孔中，按要求滴加试剂或放置37℃温箱，并判定结果。（3）高危8个型HPV检测：仪器为广州中山大学达安基因工程公司的DA-7600型实时荧光定量检测系统，使用其配套检测试剂。
1.4 统计学方法
率的比较采用卡方检验。
2 结果
（1）526例女性阴道炎患者中，高危HPV感染率为21.48%。
（2）按照高危HPV感染情况分组检测阴道微生物感染情况如表一所示。两组间霉菌和滴虫感染无差别，而细菌性阴道病和代表着阴道清洁度指标之一的阴道杆菌两组间差别显著。
（3）阴道炎五联检与传统玻片法比较，霉菌性阴道炎检出率分别为30.52%和13.2%（P<0.05）；滴虫性阴道炎检出率分别为10.86%和11.19%（P>0.05），细菌性阴道病检出率分别为22.91%和14.35%（P<0.05）。
3 讨论
3.1 有研究表明，宫颈癌患者中HPV 感染率达到99. 7%[1]。本研究中，高危HPV感染率为21.48%，这比陈 朴等[2]的研究比率低很多，可能是由于地域差別和样本量不足的原因。目前，人乳头瘤病毒基因分型技术广泛开展、日趋成熟，有条件的阴道炎、宫颈炎、宫颈糜烂等患者可以每年检测，如若发现其持续感染则积极治疗，对预防宫颈癌的发生有着重大意义。
3.2 HPV感染与阴道内环境的关系。本研究中，根据阴道杆菌等指标，将其清洁度进行划分，结果发现其内环境越差，HPV感染率越高，这与孟晓峰等人的研究相同[3]。霉菌与滴虫的存在不增加HPV的感染率[4]；而阴道杆菌的多少及细菌性阴道病的存在与HPV感染关系密切。这是由于除外阴道乳酸杆菌的存在，任何细菌感染都会改变女性阴道正常菌群的分布状况，进而改变阴道PH值、降低宿主对其它微生物的抵抗力，包括HPV。PH值的变化也是高危HPV感染最密切相关的危险因素之一 [5]。所以，对细菌性阴道病的积极治疗不仅有益于改善阴道内环境，还是减少HPV感染机率、减低宫颈癌发生风险的重要措施。
3.3 盐水玻片法镜检已经在妇科应用得十分广泛，它以简便、快速而备受妇科医生的青睐。然而，这种传统的方法原理是以检查病原体的形态特点为主的，而且主观性比较大，要求操作员有扎实的形态学基础及丰富的经验。而且取材的好坏直接影响其结果的准确性，即便如此，也很难发现细微的病变，敏感度较低。近年来，五联检试剂在临床应用逐渐增多，这种新方法操作简便，结果判读快速，大大提高了工作效率和检测的敏感度。本研究中，五联检试剂对霉菌性阴道炎及细菌性阴道炎检出率均有明显优势。但是，该方法对样本要求较高，不能混入血液。所以，临床大夫应当根据病人情况，结合两种检测结果进行合理客观的分析，可以提高病原体检出率，让患者得到更加积极的治疗。
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生物病毒 篇7
犬细小病毒病作为一种烈性传染病,以剧烈呕吐、腹泻、急性出血性肠炎、化脓性心肌炎为主要特征。通常发病率为50% ~ 100% ,死亡率为10% ~50% ,是对犬群危害性最大的疾病之一[1]。随着犬细小病毒( CPV) 新变异株的出现,对其预防和监测的工作越来越受到大家的关注。
本研究结合北京市天懿然动物医院犬细小病毒病的发病情况,基于CPV北京株的VP2 基因序列,对CPV的VP2 型进行生物信息学分析,这对研究CPV抗原变异及开发新的有效疫苗具有十分重要的参考价值。
1 材料与方法
从NCBI网站上获取CPV北京株2013 - BJ -P34 VP2 基因c DNA序列,通过分子生物学软件Anthe - 2000 完成其蛋白质基本理化性质分析; 通过Prot Scale软件对VP2 基因的疏水性进行分析; 通过http: / / www. sbg. bio. ic. ac. uk / phyre2 / html / page. cgi?id = index完成蛋白质二级结构预测分析; 通过http: / / swissmodel. expasy. org / / SWISS - MODEL. htm完成蛋白质三级结构预测分析; 采用Bioedit和MAGE 4. 0 软件进行同源性比较,采用NJ( neighbour -joining) 法构建聚类树[2]。
2 结果与分析
2. 1 VP2 基因蛋白基本理化性质分析
从NCBI网站的Nucleotide模块中查找到CPV北京株VP2 基因的全长DNA序列,序列登录号为KF803643,CPV的VP2 基因DNA全长为1 755 bp,编码584 个基因。通过Prot Param程序对VP2 基因的氨基酸序列进行基本性质预测,当蛋白浓度为1 g / L、半胱氨酸未形成二硫键时,吸光系数( Abs) 为1. 703; 预测到VP2 蛋白不稳定系数为28. 91( < 40. 00) ,说明此蛋白的结构比较稳定。
2. 2 VP2 基因的疏水性分析( 结果见316 页彩图1)
由316 页彩图1 可知,CPV - VP2 蛋白亲水性最高分值为- 2. 467,疏水性最高分值为2. 178,总体来说亲水性氨基酸分布较均匀,且多于疏水性氨基酸,整条多肽链表现为亲水性。信号肽在线预测认为,CPV - VP2 无信号肽,整个编码序列可完全用于原核表达,由此推测CPV - VP2 属于亲水性蛋白。对其跨膜区域分析发现,CPV - VP2 氨基酸序列无明显的跨膜区域,与疏水性分析推测的结果一致。
2.3 VP2蛋白二级结构的预测(结果见317页彩图2)
由317页彩图2可知:利用Phyre2蛋白预测程序对氨基酸序列的二维结构进行预测,其中α-螺旋区域共58个氨基酸,占9.93%,比例很小;β-折叠区域共143个氨基酸,占24.49%,比例比较大;无规则卷曲区域共383个氨基酸,占65.58%,比例很大。
2.4 VP2蛋白三级结构的预测(结果见317页彩图3)
由317 页彩图3 可知,利用SWISS - MODEL服务器进行同源建模,获得CPV北京株2013 - BJ - P34VP2 基因的理论三维结构域,CPV - VP2 蛋白三级结构存在多个螺旋和折叠区域,主要以无规则卷曲为主。VP2 残基氨基酸位点的突变可形成CPV - 2a和CPV - 2b等不同的株型,同时还可影响CPV的抗原特性。
2. 5 不同省份VP2 基因同源性比较结果
运用Bioedit和MAGE 4. 0 软件对北京株、南京株、四川株、河南株、上海株、广州株、标准毒株在氨基酸水平上进行同源性比较,见图4; 北京株与标准毒株的两个氨基酸发生变异,见表1。关键氨基酸426为N - Asn( CPV - 2a为N - Asn,CPV - 2b为D -Asp) ,表明北京株与四川、南京、河南、上海和广州等地区同属于CPV - 2a型毒株。
2. 6 VP2 基因氨基酸序列的聚类树分析结果
选用Clustal X和Bio Edit两种分子生物学软件对VP2 基因的氨基酸序列进行比对,并用MAGE 4. 0软件进行聚类分析,7 个不同地区CPV VP2 基因氨基酸序列的聚类结果见图5。
由图5 可知,四川株和南京株与标准毒株最近,说明这两个地方的CPV更接近野生型毒株,而其他地区出现的毒株可能是在四川或南京毒株中发生变异产生的不同变异型。
3 讨论
查阅NCBI的CPV - VP2 碱基序列发现,北京市CPV的主要流行毒株为CPV - 2a和CPV - 2b,其中又以CPV - 2a亚型占主导地位,目前我国CPV流行的亚型与北京市相同,但是近几年CPV - 2b的出现频率有升高的趋势。对蛋白三级结构的分析显示,CPV的抗原中和位点位于VP2 上,VP2 是衣壳蛋白的主要成分,其N端及loop3、loop4 转角是重要的B细胞抗原表位区,决定病毒诱导机体产生特异性的中和抗体。VP2 基因编码CPV的主要抗原决定簇,一旦几个关键碱基和氨基酸发生突变就会引起抗原特性及宿主范围的改变[3]。
研究表明,VP2 的若干个碱基及氨基酸的非同义置换会改变病毒的宿主范围及抗原特性,因此对VP2 基因的研究分析、比较和分型具有非常重要的生物学意义。
在临床实践中,对北京市三家宠物医院45 例犬细小病毒病临床病例进行统计分析,结果表明: 治愈率为55. 6% ( 25 /45) ,死亡率为17. 8% ( 8 /45) ,放弃或预后不清的为11. 1% ( 5 /45) ; 就诊时体温在39 ℃以上的占48. 9% ( 22 /45) ,单纯出现呕吐现象占6. 7% ( 3 /45) ,表现为剧烈呕吐和腹泻的占71. 1%( 32 /45) ; 在所有发病犬中,未进行免疫的占64. 4%( 29 /45) ; 所有发病犬无明显品种的特异性。就诊病犬常表现为两种类型,即肠炎型和心肌炎型。肠炎型多发生于3 月龄左右的幼龄犬,潜伏期为7 ~ 14 d,腹泻后的1 ~ 3 d是死亡的高峰期。心肌炎型多见于4 ~ 6 周龄幼犬。研究发现,该病死亡率较高,应以预防为主,发现患病犬只时应积极配合治疗,防止继发感染。
控制CPV最有效的方法就是疫苗免疫接种[4]。目前,应用较广泛的疫苗免疫是接种弱毒疫苗,严格按照CPV的免疫程序进行预防免疫,做到免疫确实、不漏免[5,6]。
在治疗过程中,我国普遍使用的商品化疫苗株为CPV - 2 亚型,而主要的流行毒株为CPV - 2a亚型,这种流行毒株与疫苗毒株的差异可能是造成目前疫苗免疫力低下的原因之一。同时CPV抗原漂移的主要原因之一是病毒衣壳的氨基酸变化。N. Decaro等[7]研究发现,在病毒衣壳蛋白的主要抗原表位区,氨基酸的非同义置换不仅改变了其抗原构象,同时造成了CPV的进化。
4 结论
目前,应用较广泛的控制犬细小病毒病的免疫方法是接种弱毒疫苗。虽然传统的疫苗有较好的免疫性,但是随着环境的变化、母源抗体的干扰、不同个体间的区别和毒株亚型增多的影响,使得传统免疫方法弊端越来越多。对于CPV的核衣壳蛋白的主要编码基因VP2 的生物信息学分析发现,VP2 基因序列涵盖了CPV所有的中和抗原表位,只有深入研究病毒结构蛋白的功能及结构蛋白与宿主蛋白相互作用的机理,明确毒株的亚型,以预防为主,进行针对性研究、治疗,才能减少犬细小病毒病的发病率,从而逐步控制该病的发生。
参考文献
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生物病毒 篇8
禽流感是禽流行性感冒 (Avian Influenza, AI) 的简称, 这是一种由甲型流感病毒的一种亚型引起的传染性疾病综合征, 被国际兽疫局定为A类传染病, 又称真性鸡瘟或欧洲鸡瘟。不仅是鸡, 其它一些家禽和野鸟都能感染禽流感。按病原体的类型, 禽流感可分为高致病性、低致病性和非致病性三大类。非致病性禽流感不会引起明显症状, 仅使染病的禽鸟体内产生病毒抗体。低致病性禽流感可使禽类出现轻度呼吸道症状, 食量减少、产蛋量下降, 出现零星死亡。最近国内外由H5N1血清型引起的禽流感称高致病性禽流感, 发病率和死亡率高, 感染的鸡群常常“全军覆没”, 危害巨大。最早的禽流感记录在1878年, 意大利发生鸡群大量死亡, 当时被称为鸡瘟。禽流感被发现100多年来, 人类并没有掌握有效的预防和治疗方法, 仅能以消毒、隔离、大量宰杀禽畜的方法防止其蔓延。
一、禽流感的生物学特性
1、形态学特点
禽流感病毒是正粘病毒, 流感病毒属的一个成员。禽流感病毒具有A型抗原, 属于A型流感毒, 列为禽流感病毒类。本病毒颗粒呈球形、杆状或长丝状, 为多形性。其直径为80-120nm, 表面有一层棒状和蘑菇状的纤突, 有囊膜, 囊膜下面有一层膜蛋白, 紧紧地包裹着呈螺旋状对称的核衣壳。
2、禽流感病毒的分型
流感病毒分为三个不同的抗原型, 即A、B、C三型。其中B、C两型仅能对人致病, A型可对人、猪、马和禽致病。依据病毒表面的两种糖蛋白血凝素〈HA〉和神经氨酸酶〈NA〉可将A型流感病毒分成若干亚型。目前已有15种HA和9种NA。
A型禽流感各亚型毒株对禽类的致病力是不同的。历史上高致病性的禽流感都是由H5和H7引起的, 但并非H5和H7都是强毒。A型流感病毒的抗原性不断发生变异, 这种变异是由HA和NA引起的, 尤其是HA的变异最为常见。来自不同宿主的病毒也易发生基因置换。病毒的这一特征, 加之感染动物复杂, 使本病的防治难度加大, 这也是流行了一个世纪的禽流感至今仍无良好的治疗和防治措施的主要原因。
3、抵抗力
对热的抵抗力较低, 60℃10分钟, 70℃2分钟即可致弱, 普通消毒剂能很快将它杀死。低温冻干或甘油保存可使病毒存活多年。
4、流行病学
禽流感在家禽中以鸡和火鸡及某些野禽的易感性最高, 并呈急性致死性传染病。鸭、鹅及其它水禽类的易感性较差, 多为隐性感染或带毒, 有时也能大批死亡。鸽子可带毒, 但很少自然发病。
迄今对本病的流行病学知识了解得不十分清楚, 一般认为是带毒的候鸟将其作世界性传播。已证明在野鸭的肠道中可存在病毒。我国学者韩冲与徐为燕等〈1980〉在南京鸡鸭加工厂的外观健康的鸭群随机取86只鸭泄殖腔棉拭子进行检查, 以接种鸡胚和血清学方法, 证实其中15例分离出了A型流感病毒;这些结果均说明在自然界中存大有大量的禽流感病毒, 带毒的野禽能将病毒大量排出于体外, 通过不同途径将其传播给鸡和火鸡。强毒可使易感家禽直接发病, 弱毒可在家禽体内反复传代增殖, 发生变异为强毒。
5、临床症状和病理变化
禽流感的症状极为复杂.根据禽类的种类〈鸡、火鸡、鸭、鹅及野鸟等〉以及病毒的亚型类别的不同, 表现各种各样的变化:有最急性、急性、亚急性及隐性感染等。
潜伏期一般较短, 通常为4-5天, 体温急剧上升至43.3-44.4.c, 精神沉郁、拒食、病鸡很快陷于昏睡状态, 有些颈部出现向后扭转的神经症状。病鸡多呈急性死亡, 有的也可能出现呼吸道症状, 咳嗽、打喷嗖, 气管出现咯音, 流泪等症状, 羽毛蓬松, 产蛋率下降, 死亡率高低不等。
二、诊断
1、病原的分离
病原的分离和鉴定可以从活体或尸体分离病毒。用棉拭子法常可从活体的气管和泄殖腔中分离到病毒, 可用不同大小的棉拭子擦取气管或泄殖腔, 然后将拭子放入灭菌的保存液〈25-50%甘油盐水、肉汤或1000u/ml青霉素和10mg/m L链霉素的细胞维持液〉中。病料的采取时间很重要, 一般在感染初期或发病急性期采取。如转为后期则因机体已形成足够的抗体而不易分离到病毒。
2、病毒分离
通常用鸡胚来进行。接种9-10日龄鸡胚尿囊腔, 继续孵育48-72h。
如材料中含有病毒时, 则接种48h鸡胚死亡, 但在多数情况下初代分离时鸡胚多不死, 为此需将经72h未死的鸡胚置冰箱内冻死后, 收集尿囊液作第二代接种。如第二代接种的鸡胚仍不死亡, 即可判定分离病毒为阴性。
三、鉴定高致病性禽流感的标准
最近国际上评价禽流感病毒致病力的经典方法是接种易感鸡。根据科学家的建议, 推出新鉴定标准。
1、任何分离到A型流感病毒, 用0.2m L1:10稀释的无菌尿囊液静脉或肌肉注射8只4-8周龄易感鸡, 10天内的死亡率不低于75%。
2、对所有低致病的H5、H7毒株, 血凝素切割位点的氨基酸序列与高致病性禽流感病毒一致。
3、H5、H7以外的A型流感病毒, 可以致死1-5只鸡, 在缺乏胰蛋白酶的情况下, 能在CEF细胞上生长形成蚀斑。
四、禽流感的传播途径
禽流感的传播有病禽和健康禽直接接触和病毒污染物间接接触两种。禽流感病毒存在于病禽和感染禽的消化道、呼吸道和禽体脏器组织中。因此病毒可随眼、鼻、口腔分泌物及粪便排出体外, 含禽病毒的分泌物、粪便、死禽尸体污染的任何物体, 如饲料、饮水、鸡舍、空气、笼具、饲养管理用具, 运输车辆、昆虫以及各种携带病毒的鸟类等均可机械性传播。健康禽通过呼吸道和消化道感染, 引起发病。
五、禽流感的防治
专家们说及时适当的预防措施可以使人类避免感染。世界卫生组织最近发表的报告说, 与病禽接触是禽流感病毒可能入侵人体的最主要途径之一, 鲜活家禽市场可能是病毒传播的重要场所。因此, 避免直接接触病禽及其排泄物、分泌物等能有效防止感染病毒。世卫组织还建议, 饲养员、屠宰工人等经常与活禽密切接触的人, 必须做好保护工作, 包括穿防护服、佩戴防护用具、及时接种流感疫苗、工作前后彻底消毒等。注重自身健康、保持良好的免疫力也是避免感染禽流感病毒的有效措施。在日常生活中, 特别是在流感易暴发的季节, 人们应注意多摄入一些富含维生素C等增强免疫力的食物和药物, 并适当地进行体育锻炼, 以增加机体对病毒的抵抗能力。韩国、日本等出现疫情的国家规定, 一旦发现禽流感疫情, 有关部门要对疫点、疫区和受威胁区进行封锁。对疫点周围3公里范围内的所有禽类全部扑杀并安全掩埋, 对疫区周围5公里范围内所有禽类按规定标准进行强制免疫, 并做好消毒工作。
参考文献
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生物病毒 篇9
1材料和方法
11.1序列数据
本文所用到的A型H1N1流感病毒株的基因序列均来自Genbank, A/California04/2009 (H1N1) 分离自美国加里福利亚圣地亚哥的一名10岁男孩;A/Brevig Mission/1/1918 (H1N1) 为第一次流感大流行的毒株, 该病毒株于1918年分离自阿拉斯加的一位流感感染死亡者;A/Japan/305/1957 (H2N2) 为第二次流感大流行的毒株, 该病毒株包含了来自禽流感病毒株的三个基因片段 (PB1, HA和NA) ;A/Hong Kong1/1968 (H3N2) 为第三次流感大流行的毒株, 该毒株包含了禽流感病毒株的两个片段 (PB1和HA) [5,6]。A/New Jersey/1976 (H1N1) 分离自美国新泽西迪克斯堡一名感染的新兵, 该病毒株被认为是潜在的流行毒株[7]。
11.2同源性分析
使用BLAST工具对流感病毒株A/California/07/2009 (H1N1) 的8个基因片段进行同源性搜索, 得到的结果使用EXCEL软件进行汇总、比较和分析。基因重排的发生就基于每个BLAST结果的整个分值来判断。在此程序中, 在A/California/07/2009 (H1N1) 序列发布之前公布的病毒株基因序列用来与之进行比对。使用相同的方法, 对另外三个病毒株也进行了分析。为判定病毒基因重排的策略, 首先假设该病毒株为两个亲本毒株基因重排所产生, 先假设该病毒的7个基因片段与一个亲本毒株对应的7个基因片段高度同源, 剩下的1个基因片段与另一个亲本毒株对应的基因片段高度同源, 如果BLAST结果不理想, 则假设该病毒的6个基因片段与一个亲本毒株对应的6个基因片段高度同源, 剩下的2个基因片段与另一个亲本毒株对应的基因片段高度同源, 如果仍得不到理想的结果, 则假设该病毒株为三个亲本病毒株基因重排所产生, 然后采用同样的方法进行比对分析, 直到得到理想的结果。在同源性分析的过程中, 运用到DNA-MAN5.2软件的动态方法。
2结果
22.1重排分析
基于GenBank上公布的基因序列, 运用BLAST工具对流感病毒株A/California/07/2009 (H1N1) 的8个基因片段进行了分析, 发现该病毒株可能由北美猪流感病毒株A/Swine/Indiana/P12439/00 (H1N2) 和欧亚类禽猪流感病毒A/swine/England/WVL7/1992 (H1N1) 基因重排所产生。运用同样的方法对A/Swine/Indiana/P12439/00 (H1N2) 和A/swine/England/WVL7/1992 (H1N1) 进行了分析, 发现A/Swine/Indiana/P12439/00 (H1N2) 可能由类似A/Swine/Iowa/533/99 (H3N2) 和A/New Jersey/1976 (H1N1) 基因重排所产生, A/swine/England/WVL7/1992 (H1N1) 可能由类似A/swine/Jamesburg/1942 (H1N1) 和A/duck/Germany/1215/1973 (H2N3) 基因重排所产生。而A/Swine/Iowa/533/99 (H3N2) 可能由类似A/Turkey/Utah/24721-10/95 (H7N3) 、A/Siena/3/1995 (H3N2) 和A/swine/California/T9001707/1991 (H1N1) 基因重排所产生 (详见图1) 。但这些病毒株并不是真正的基因重排株, 因为在重排之前和之后, 一些序列可能发生突变或重排, 另外, GenBank上公布的基因序列仅仅占流感病毒序列很小的一部分, 很多流感病毒并未分离得到或并未进行测序、公布, 分析的结果仅仅可以作为探索新的病毒株来源的一个线索。
22.2同源性计算
为进一步证实这些结果, 运用DNAMAN软件对A/California/07/2009 (H1N1) 的8个基因片段分别与A/Swine/Indiana/P12439/00 (H1N2) 和A/swine/England/WVL7/1992 (H1N1) 的对应片段进行了同源性计算。运用同样的方法, 对A/Swine/Indiana/P12439/00 (H1N2) 、A/swine/England/WVL7/1992 (H1N1) 和A/Swine/Iowa/533/99 (H3N2) 的8个基因片段与其亲本毒株进行了同源性计算, 结果进一步证实了我们的假设。各毒株的全基因组序列进行配对比较分析, 从比对结果可知, 流感株A/Siena/3/1995 (H3N2) 与第三次流感大流行毒株A/Hong Kong/1/1968 (H3N2) 同源程度达到93.63%;流感株A/swine/Jamesburg/1942 (H1N1) 与第一次流感大流行毒株A/Brevig Mission/1/1918 (H1N1) 同源程度达到95.19%。基于使用这种新的方法得出的这些结果, 可能得出结论:这种生物信息学方法能够提供关于流感病毒来源更为准确的信息, 揭示了这种方法可能在分析判断新出现流感病毒的重排来源上起到非常重要的作用。
3讨论
在1918年、1957年和1968年先后爆发了3次世界范围内大流行的流感疫情, 现已清楚引起这三次疫情的病原为3种不同抗原亚型的A型流感病毒, 分别为H1N1、H2N2和H3N2亚型流感病毒[5]。偶而流感病毒能够从一种宿主跨跃种间障碍进入另一种宿主体内, 完成种间传播[8]。探索流感基因重排的规律可以使我们了解人流感病毒的进化, 并因此预测未来潜在出现的新型流感毒株。根据对流感病毒基因序列的分析, 可以推测出新出现的流感病毒的进化来源, 比如推测出第一次大流行毒株A/Brevig Mission/1/1918 (H1N1) 先进化成类似A/swine/Jamesburg/1942 (H1N1) 的毒株, 接着与类似禽流感病毒株A/duck/Germany/1215/1973 (H2N3) 发生基因重排, 产生一株类似A/swine/England/WVL7/1992 (H1N1) 的新毒株;第三次大流行类似毒株A/Siena/3/1995 (H3N2) 与猪源H1N1流感株和禽源流感株发生基因重排产生一株类似A/Swine/Iowa/533/99 (H3N2) 的新流感株, 接着其与一株类似A/New Jersey/1976 (H1N1) 的毒株发生基因重排产生了一株类似A/Swine/Indiana/P12439/00 (H1N2) 的新流感株。A/Swine/
Indiana/P12439/00 (H1N2) 类似毒株可能与A/swine/England/WVL7/1992 (H1N1) 类似毒株发生基因重排, 导致了2009年H1N1流感疫情的发生。当前, 随着人-禽、人-猪、猪-禽之间的接触不断增多, 以及流感疫苗的大批量生产, 病毒基因重排的机率增大。近年来, 已经有数千株A型流感病毒的基因组序列提交到GenBank上, 包含了分离自世界各地的病毒株, 利用这些资源, 能够更准确地了解流感病毒进化的情况。因此, 2009年H1N1流感病毒的来源可能通过其全部基因片段的同源性分析来探究其进化来源。同时这种方法对探究新出现流感病毒的来源可能非常有用。
摘要：2009年, 墨西哥和美国发生新型猪源H1N1流感, 造成全球性流行将近1年。流感病毒基因组由8个片段组成, 基因重排是该病毒进化的主要动力。在探究一个新出现流感病毒株的重排进化起源时, 利用生物信息学方法对所有片段的来源进行比对, 如果其中的几个片段与某一个亲本毒株具有高度同源性, 与另一个亲本毒株具有较低同源性, 而剩余的几个片段则正好相反, 我们就能推测这株新出现的流感病毒可能为这两个亲本毒株基因重排产生的杂合株。本文尝试用这种方法探索2009A/H1N1流感病毒多水平基因重排进化的来源。通过进一步证实这种方法的可靠性, 表明这种方法可能在今后探究新出现流感病毒的重排来源上发挥重要作用。
关键词：流感病毒,重排,来源
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生物病毒 篇10
EMCV是微RNA病毒科心病毒属的唯一成员, 该病毒基因组全长约7.8 kb, 只包含一个大的开放阅读框 (ORF) , 在病毒粒子形成过程中, EMCV的前体蛋白最终裂解为结构蛋白VP1、VP2、VP3、VP4和非结构蛋白2A、2B、2C、3A、3B、3C、3D。其中VP1蛋白的免疫原性最强, 同时该蛋白还与病毒粒子表面的拓扑结构、受体吸附及脱壳有关[2,3,4]。
1 材料
以EMCV河北株VP1蛋白氨基酸序列为分析对象, 氨基酸序列来自NCBI网站, 该蛋白的NCBI编号为JQ669731.1。
2 方法
运用专业的蛋白质分析软件分析VP1蛋白的氨基酸组成、疏水性、等电点等理化性质, 同时对其二级结构、空间构象、跨膜结构、磷酸化位点进行预测, 并运用DNAStar软件对VP1蛋白进行B细胞抗原表位分析预测。
3 结果与分析
3.1 VP1蛋白的理化性质分析
运用EXPASY在线工具对VP1蛋白的各种理化性质进行分析发现, VP1蛋白约编码277个氨基酸, 分子质量为30.576 ku, 理论等电点为6.48, 说明该蛋白呈弱酸性;其不稳定系数为37.33, 说明该蛋白稳定;脂肪指数为67.51, 疏水性的平均值为-0.280, 说明该蛋白具有亲水性;根据哺乳动物网状细胞体外标准估测其半衰期为30 h, 该蛋白中脯氨酸 (Pro, P) 含量最高达到9.7%, 其次为丝氨酸 (Ser, S) 含量为8.7%, 蛋氨酸 (Met, M) 含量最低为1.1%。
3.2 VP1蛋白二级结构分析
经EPASY软件的GOR4预测, EMCV河北株VP1蛋白的二级结构如下:α螺旋区域 (alpha helix) 有12个氨基酸 (amino acid, aa) , 占4.33%;伸展区域 (extended strand) 有83个氨基酸, 占29.96%;无规则卷曲区域 (random coil) 有182个氨基酸, 占65.70%。
3.3 VP1蛋白三维构象预测
运用专业软件SWISS-MODEL, 以数据库中的2mev.1.A (3.00A) 序列为模板, 序列一致性为96.75%, 对提交的EMCV河北株VP1蛋白氨基酸序列进行三维结构预测, 结果见290页彩图1。
由图1可知, EMCV河北株VP1蛋白存在多个螺旋和伸展性区域, 其三维空间结构主要以无规则卷曲为主。
3.4 VP1蛋白信号肽的预测
运用专业蛋白信号肽预测软件Signal IP预测VP1蛋白的信号肽, 结果EMCV河北株VP1蛋白没有可能的信号肽, 由此推断, 该蛋白可能不是分泌型蛋白, 结果见291页彩图2。
3.5 VP1蛋白糖基化位点的预测
应用专业蛋白分析软件Dicty OGlyc对VP1蛋白进行糖基化位点分析, 结果见291页彩图3。
由图3可知:VP1蛋白有2个可能的糖基化位点, 第1个糖基化位点在第150位氨基酸处, 可能系数为0.928 4, 阈值为0.420 7;第2个糖基化位点在第170位氨基酸处, 可能系数为0.738 4, 阈值为0.498 6。
3.6 VP1蛋白磷酸化位点的预测
应用专业蛋白分析软件Net Phos对VP1蛋白进行磷酸化位点预测分析, 结果见291页彩图4。
由图4可知, VP1蛋白共有16个磷酸化位点, 其中丝氨酸磷酸化位点有7个, 分别位于第41, 52, 101, 108, 164, 166, 195位氨基酸处;苏氨酸磷酸化位点有7个, 分别位于第31, 47, 72, 100, 150, 260, 268位氨基酸处;酪氨酸磷酸化位点有2个, 分别位于第81, 112位氨基酸处。
3.7 VP1蛋白抗原表位的分析
应用专业蛋白分析软件Protean对VP1蛋白进行表位分析, 结果见图5, 按照Kyke-Doolittle方法的标准, 其亲水性位点主要在第2~15, 24~32, 74~112, 146~157, 200~211, 258~268位氨基酸区段;根据Emini方法的标准来分析VP1蛋白表面可及性, 结果该蛋白中表面可及性较高的区域主要分布在第25~30, 36~40, 79~88, 95~100, 104~111, 149~155, 201~209, 240~244位氨基酸处;选择表面可及性较高且同时处在亲水性较高的区段, 根据Jameson-Wolf方法的标准预测VP1蛋白抗原系数, 结果VP1蛋白的第26~31, 37~40, 79~88, 94~99, 106~112, 149~156, 202~209, 240~245位氨基酸区段亲水性、抗原系数、表面可及性都较高, 可能是B细胞抗原表位的优势区段。
4 讨论
A.α螺旋区域;B.β折叠区域;T.转角区域;C.无规则卷曲区域。
目前, EMCV给我国养猪业造成了极大的经济损失。EMCV只有1个血清型, 但其抗原性存在差异;具有血凝性, 可以凝集绵羊红细胞, 这种凝集作用能被特异性免疫血清抑制。EMCV可以在BHK-21细胞中增殖并产生明显病变。EMCV在5'端有Poly (C) , 大小为50~150 nt。在病毒基因组所编码的4个结构蛋白和7个非结构蛋白中, VP1蛋白位于病毒粒子的最表面, 也是EMCV结构蛋白中免疫原性最好的抗原蛋白[4,5], 同时还是病毒中和抗体和特异性抗体的结合位点, 在诱导免疫和刺激机体产生中和抗体的免疫反应中发挥重要作用。此外, 由于VP1蛋白有很好的抗原性, 也将其用于猪脑心肌炎的诊断。目前, 我国该病的阳性感染率虽然很高, 但对其研究还处于初步探索阶段, 中国市场上也没有很好的预防该病的疫苗。本研究通过对EMCV河北株VP1蛋白进行生物信息学分析, 得到的结果有助于了解该病毒的蛋白空间构象、信号肽区域, 更能通过分析出来的可能性线性表位用于诊断该病毒和研发表位疫苗, 这为EM-CV的研究提供了理论依据。
参考文献
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