第三讲 病毒的遗传变异分析

病毒毒力有很大差异。 高致病力毒株主要有H5N1和H7N7亚型的 某些毒株。 禽流感病毒能感染人，某些毒株甚至可不 经过猪体混合重配再传染的过程，直接感 染人。

国外学者认为，在中国南部生活着密集的 人群及养殖大量的猪和鸭，彼此密切接触提 供了上述的机遇。 其实除华南之外，东南亚也具有类似情况， 2004年禽流感在该地区的广泛流行，似可 为佐证。


1901年即分离禽流感病毒，但直到1955年才明确 它与人及哺乳动物流感的关系，20世纪70年代开 始注意在水禽广泛存在的禽流感病毒是流感病毒 的“基因库”，并对家禽业构成潜在威胁。 禽流感的高致病力毒株对鸡有致病性，旧称“真 性鸡瘟”（fowl plague），现名高致病性禽流感 （Highly pathogenic avian influenza, HPAI） 是OIE规定的通报疫病。
外源性的遗传物质由供体菌进入受体菌细
胞内的过程称为基因转移（gene
transfer)；转移的基因与受体菌DNA整合
在一起称为重组(recombination)。细菌基
因转移和重组的主要方式有转化、转导、
接合。
Frederick Griffith’s Transformation Experiment - 1928
“transforming principle” demonstrated with Streptococcus pneumoniae
病毒
第一节 第二节 第三节 第四节

突变 诱变 基因重组 病毒基因产物间的相互作用

准种：由一种母序列和来自该序列的大量突 变基因组所组成的病毒群体。
亲本野生株作为辅助病毒存在时才能复制,但又干
扰亲本病毒的复制,导致后者数量减少。
含正常的衣壳蛋白质 只含有正常基因组的一部分 只能在正常同源病毒同时存在时才能繁殖, 这时同源病毒成为辅助病毒(helper virus) 特异性地干扰同源病毒的繁殖,经连续传代 后,DI颗粒增多
突变率和适应性
迅速复制的能力 较高的胞内滴度 特定细胞受体的选择 慢性感染以及隐性感染 逃避防御机制 传播方式的适应
病毒的遗传与变异
ห้องสมุดไป่ตู้
What is a gene?

Stable source of information Ability to replicate accurately Capable of change
DNA
RNA
Pr
基因激 转录起始 活 转录后加工
mRNA 降解
翻译
翻译后加工
细菌
3. 将重组DNA分子转移到适当的 受体细胞（亦称寄主细胞）并与 之一起增殖。
4. 从大量的细胞繁殖群体中，筛 选出获得了重组DNA分子的受体 细胞，并筛选出已经得到扩增的 目的基因。 5. 将目的基因克隆到表达载体上 ，导入寄主细胞，使之在新的遗 传背景下实现功能表达，产生出 人类所需要的物质.
基因重组

分子内重组
重配

一、分子内重组
将两个有亲缘关系但生物学性状不同的毒
株感染同一个宿主细胞，从而可发生核酸水平
上的互换，产生兼有两亲本特性的子代，称为
重组。
分子内重组：
两种密切的相关但序列不同的病毒核苷酸
病毒与病毒 病毒与细胞
Recombination by break-rejoin of incompletely linked genes
在
病毒的一步生长曲线（one-step growth curve） 感染比（multiplicity of infection, MOI）是指在一个系统中感染病毒的细胞 数与细胞总数之比。 在人工培养的细胞中，接种高MOI的病毒 ，使所有细胞几乎同时受到病毒感染，如 分析该培养系统中的单个细胞， 就可以代表病毒在整个体系中所有细胞生 长的情况。应用这一方法，可获得病毒一 步生长曲线试验的结果（图22-1）， 观察到病毒具有复制周期（replication cycle）。一个完整的复制周期包括吸附、 穿入与脱壳、生物合成、组装与释放等步 骤。 病毒感染细胞之后的一个短时间内，病毒 完全消失，甚至在细胞内也找不到传染性 的病毒颗粒， 直至感染数小时后子代病毒出现为止，这 阶段称为隐蔽期（eclipse period），一般 持续2~12h。

诱变
病毒复制时前者可掺入RNA病毒的核酸， 后者可掺入DNA病毒的核酸。 定点诱变，在预定的序列位置上插入核苷 酸。

1.从生物有机体基因组中，分离 出带有目的基因的DNA片段。 2. 将带有目的基因的外源DNA片 段连接到能够自我复制的并具有 选择记号的载体分子上，形成重 组DNA分子。
病毒进化的例证
粘液瘤病毒与宿主的共同进化 甲型流感病毒的抗原性转移以及漂移

人类的感染

重组的甲型流感在人群中三次大流行：
1918年西班牙流感
1957年亚洲流感
1968年香港流感
流感期間 Camp Funston 的緊急軍事醫院。
禽流感病毒（Avian influenza virus， AIV）
表型的一致性，遗传的动态差异，在变异中 保持稳定。
突变

病毒复制过程中单个或者成段的核苷酸序列发生 替换、缺失、插入等现象。 缺损型干扰（defective interfering， DI）突变 株，突变的特例

缺损型干扰(defective interfering,DI)突变株
这是一种缺失突变的产物。自身不能复制,只有在

野生水禽是禽流感病毒的基因库
病毒的变异
甲型流感病毒变异的显著特点是HA和NA发生
遗传性或抗原性漂移（genetic or antigenic drift） 遗传性或抗原性转移（genetic or antigenic shift）
二、重配(reassortment)
重配 大多数情况下特指基因组分节段的RNA病 毒，砂粒病毒 双RNA病毒 布尼病毒 正黏病毒 以及呼肠孤病毒。


两个进化相近的毒株感染同一细胞是，两者 发生了基因的交换，产生稳定或可变的重配 毒株。
Reassortment by independent assortment during dual infection