(5)病毒的分类、遗传和变异

一、病毒的命名与分类系统进展概况 自从1898年贝杰林克（Beijerinck）首次提出 “病毒”的概念以来，已经过去100多年时间。 病毒的种类由最初的几十种、几百种，发展到 今天的5000多种，为了使如此多的病毒种类 能够得到科学的命名和分类，国际病毒分类委 员会(International Comittee on Taxonomy of Viruses, ICTV)已提出和多次修订了病毒的命名 和分类原则，并且建立了由目、科（亚科）、 属和种分类阶元构成的病毒分类系统。

二、病毒的重组 病毒重组机制
当两种有亲缘关系的不同病毒感染同一宿主 细胞时，它们的遗传物质发生交换，结果产生不 同于亲代的可遗传的子代，称为基因重组 （Genetic recombination）。 病毒重组时，来自两个或多个病毒颗粒的遗 传物质重配于子代重组体病毒中，病毒重组体含 有来自两个或多个亲代病毒基因的核酸序列，出 现与亲代病毒不同的基因型和表型。
第二节
病毒的遗传与变异

遗传和变异是生命的基本特征。遗传是 生物体亲代与子代之间的形态结构与生理机能 等方面的相似性。而变异则是亲代与子代之间、 子代各个体之间的差异性。

病毒是一种极为简单的分子生物，具有 明显的遗传稳定性，但由于病毒不具有细胞 结构，其遗传物质易受周围环境的影响。特 别是病毒是以基因组的分子形式在细胞内复 制繁殖，在繁殖过程中，病毒核酸更易受细 胞内分子环境的影响而发生改变，这就决定 了病毒的遗传具有较大的变异性。
1999年 根据“Virus taxanomy-1999”、病毒 分类系统达到了3个目，62个科。另外亚病毒 感染因子（Subviral agent）下设卫星、类病 毒和朊病毒，其中类病毒分类新设立了2个科， 7个属。 同年 ICTV公布第七个国际病毒分类报告，植 物病毒的分类有了非常大的进展，列出15个植 物病毒科、73个植物病毒属，其中已归科的属 有49个， 未归到科的属有24个。


7、病毒在细胞培养上的特性 包括对细胞和 宿主的特异性；病毒在感染细胞内的复制过程； 合成和装配部位；在核内、细胞质内或细胞表 面成熟的情况；细胞内包涵体的形成和细胞病 理变化。
8、除脂溶剂外对其它化学和物理因子的敏感 性 包括对酸的稳定性、对热的稳定性和加入 两价阳离子后的稳定性。



一般认为病毒的进化是独立于宿主的进化进行 的，质粒、转座子、插入片段、反转子等的进 化与病毒的进化有一定的相关性。

病毒与细胞关系的多元化给病毒起源的研究增 加了许多困难，1988年以来，随着对病毒与 细胞相互作用的分子模型分析和病毒核酸的分 子生物学研究以及病毒基因克隆技术的发展， 对病毒的起源目前形成了三种代表性的学说。

第一种学说认为，病毒是地球上生物进化过 程中的一种最为原始的生命物质，病毒既具有 化学大分子的属性，又具有生物的部分特征。 这似乎提示，在从无机自然界到生命出现这一 漫长的转变过程中，病毒正处于非生物到生物 的过渡位置，也就是说病毒正好填补从化学大 分子到原始细胞生物中间的空白。

其要点是：地球上生命物质产生的环境中首先 由无机物质演化为有机物质，再演化为大分子 生命物质。这个学说是根据生命起源学说和分 子进化理论所提出来的一种纯粹的假设，缺乏 任何进化上的证据。
Committee on Nomenclature of Viruses, ICNV），


并通过了上述新的8项分类原则。

1971年 ICNV公布了关于病毒分类和命名的第 一次报告，将当时了解得比较清楚的500多种 病毒分为RNA和DNA病毒两大类，并且分为 43个病毒属。

1973年 ICNV正式更名为国际病毒分类委员 会(International Committee on Taxonomy of Viruses, ICTV)。
例如用紫外线灭活的两株同种病毒，若一同培养 后，常可使灭活的病毒复活，产生出感染性病毒 体，此称为多重复活（Multiplicity reactivation）。
原因：因为两种病毒核酸上受损害的基因部位不 同，由于重组合相互弥补而得到复活。因此现今 不用紫外线灭活病毒制造疫苗，以防病毒复活的 危险。

（一）、自发突变 在没有任何已知诱变剂存在的条件下，一 些病毒在子代中产生高比例的突变体。这些自 发突变体(spontaneous mutation)在病毒基因组 中累积，经历病毒进化过程中的选择压力产生 表型变异。


在DNA基因组病毒中，自发突变率极低， 每个掺入核苷酸的自发突变率仅为10-8～10-11。 在基因组为RNA的病毒中，检测到的自发突 变率高得多，每个掺入核苷酸的自发突变率高 达10-3～10-4。 原因：这种自发突变率差异的原因是RNA 基因组复制置信度低，RNA复制酶中缺少校 正阅读活性。


1997年 ICTV在法国斯特拉斯堡召开常务会议， 正式批准病毒分类系统有2个 目，55个科， 189个属（有23个属的分科未定）。 1998年 ICTV在美国加州San Diego召开了第 27次常务会议，会上又增设了1 个目，6个科， 26个属。同时批准了41条新的分类和命名规 则。



（二）、诱发突变 各种物理、化学诱变剂 (Mutagens)可提 高病毒突变率，如温度、射线、5-溴尿嘧啶、 亚硝酸盐等的作用均可诱发突变。 突变株与原先的野生型病毒 (Wild-type virus)特性不同，表现为病毒毒力、抗原组成、 温度和宿主范围等方面的改变。


1．毒力改变 有强毒株及弱毒株，后者可制成弱 毒活病毒疫苗，如脊液灰质炎疫苗、麻疹疫苗等。 2．宿主适应性突变株 例如狂犬病毒突变株适应 在兔脑内增殖，由“街毒”变为“固定毒”，可制 成狂犬病疫苗。 街毒—人们把直接从自然界中分离到的狂犬病毒称 为街毒。 固定毒—街毒在实验室中传代，其特性发生改变称 其为固定毒。



1．活病毒间的重组
例如流感病毒两个亚型之间可基因重组，产生新 的杂交株，即具有一个亲代的血凝素和另一亲代 的神经氨酸酶。这在探索自然病毒变异原理中具 有重要意义。流感每隔十年左右引起一次世界性 大流行，可能是由于人的流感病毒与某些动物 （鸡、马、猪）的流感病毒间发生基因重组所致。


2．灭活病毒间的重组

1976年 ICTV公布了病毒分类和命名的第二次 报告，将病毒已建立的属（组） 按宿主分为 五大类。 1979年 公布了病毒分类和命名第三次报告， 并根据病毒核酸类型，包膜有无将病毒分为7 大类，总共有53个科（组或群）。


1982年 公布了病毒分类和命名第四次报告， 将7大类病毒分为54个科（组）和 5个可能的 科。同时还提出了22条病毒命名的规则和新的 病毒分类方案。病毒总数为1372种。
2、病毒的形状和大小 病毒体的形状是杆状、球 状、二十面体、子弹状、砖形还是蝌蚪状等；病 毒体的长度和宽度、病毒体的直径。


3、病毒的形态结构 包括壳体的对称型、立体对 称、螺旋对称或复合对称；有无囊膜；二十面体 壳体的壳粒数目和直径、螺旋壳体的直径。 4、病毒体对乙醚、氯仿等脂溶剂的敏感性 5、血清学性质和抗原关系。 6、流行病学特点 包括病毒属的宿主范围；传 播方式和媒介种类；临床病理学特征。


一、病毒的突变 突变的定义 病毒遗传物质核酸的组成或结构发生改变 称为突变(mutation)。其中核酸中一对或少数 几对碱基的缺失、插入或置换，由于其发生变 化的范围很小，称为点突变或狭义的突变，而 目前突变的概念包括大段染色体的缺失、重复、 移位和倒位等较大范围内可遗传结构的改变。 通常，携带突变的生物个体或群体，或株系， 称为突变体(mutant)。


病毒的分类和命名大事记
1937年 Levaditi和Lepine就曾根据病毒对 组织的亲和性进行分类。 1948年 Holmes提出根据病毒所引起的宿 主症状的分类方案。

Baidu Nhomakorabea

1950年 第五届国际微生物学会提出了有关病 毒分类的8项原则。 1963年 国际微生物命名委员会病毒分会根据 安德鲁斯(Andrewes)提出的分类建议提出了 新的8项分类原则。 1966年 在莫斯科举行的第九届国际微生物学 会上成立了国际病毒命名委员会 （International
第 四 章
病毒的分类命名与遗传变异
主要内容
第一节 病毒的分类与命名
第二节 病毒的遗传与变异 第三节 病毒的干扰现象及干扰素
第一节
病毒的分类与命名


病毒分类学是随着病毒学尤其是分子病毒 学的发展而建立起来的，并逐渐走向成熟。 按生物分类学标准，分类应能反映生物体 的进化与种系发生的关系。但病毒不可能按这 个原则分类，一般仍按病毒鉴定等的实际需要 而分类。



3．条件致死突变株
指病毒突变后在特定条件下能生长，而在原 来条件下不能繁殖而被致死。 其中最主要是的是温度敏感条件致死突变株 （Temperature-sensitive conditional lethalmutant），简 称温度敏感突变株(ts株)。


显然是由于在非特定温度下 ，突变基因 所编码的蛋白缺乏其应有功能。因此大多数ts 株同时又是减毒株。现已从许多动物病毒中分 离出ts株，选择遗传稳定性良好的品系用于制 备减毒活疫苗，如流感病毒及脊髓灰质炎病毒 ts 株疫苗。


三、病毒分类原则
国际病毒分类委员会所承认的病毒分类 原则，是在许多病毒分类学家提出许多分类标 准方案中，归纳整理而得予通过的。目前所确 定的病毒分类原则，有下列八条，得到国际分 类委员会的认可。

1、 核酸的类型、结构及相对分子质量 病毒核 酸是DNA还是RNA，是单股还是双股，是线状还 是环状，是整个还是分段，核酸的相对分子质量 是多少，核酸相对分子质量占病毒体总量的百分 比，鸟嘌呤加胞嘧啶（G＋C）的含量等。


3．死活病毒间的重组
例如将能在鸡胚中生长良好的甲型流感病毒 （A0或A1亚型）疫苗株经紫外线灭活后，再 加亚洲甲型（A2亚型）活流感病毒一同培养， 产生出具有前者特点的A2亚型流感病毒，此 称为交叉复活 (Cross reactivation)。

三、病毒的进化 从进化角度来看，病毒是高度进化的生 物，并且仍在不断地进化。通过研究现存的病 毒，人们希望能够了解病毒的起源和进化历程， 了解随着环境因素的变化，病毒将怎样变异、 变异的速度如何、什么是变异的选择压力等， 从而能够有效地控制和避免人类及动物病毒病 的爆发。



二、病毒分类原理
原理：强调其分类和命名的稳定性、实用性、 认可性和灵活性。 稳定性是指病毒名称及其隶属关系一旦确定 下来，就应该尽可能的保留。 实用性是指病毒分类体制应该对病毒学研究 领域是有用的。



认可性是指病毒分类阶元和名称应该为病毒学 研究者乐意接受和使用，所以，认可性也是实 用性的必然结果。 灵活性是指病毒分类阶元可以依据某些新发 现而进行重新修订和再确定。

1991年 ICTV公布了病毒和命名第五次报告， 将2430种病毒分类73个科（组）， 比第四次 报告增加了19个（组），并且首次公布了比科 更为高级的分类阶元，即单分子负链RNA病 毒目。

1995年 ICTV公布了病毒分类和命名第六次报 告，将现在所知约4000多种病毒分为49科， 11个亚科，164个属（包括：22个未定科的 属），其中植物病毒分类不再采用组、亚组， 而统一使用科、属、种分类阶元。 1996年 在耶路撒冷第10届国际病毒大会期间， ICTV对第六次报告作了修改和补充，确定了 38条新的病毒分类和命名准则。

国际病毒分类委员会第七次报告（1999年），病毒 的分类学已经出版。将所有已知的病毒，根据核酸 的类型分为：
单股 DNA病毒 RNA病毒 双股 单股 双股
负链 正链
DNA与RNA逆转录病毒 裸露RNA病毒 类病毒
此外，还增设亚病毒因子一类。

一些属性不很明确的，尚未确定属或称暂定病 毒属，用引号和后缀“－like viruses”表示， 如“Norwalk-like viruses”(汉译为“诺瓦克样 病毒属”)。