(一)物理因素
1.溫度大多數(shù)病毒(除肝炎病毒外)耐冷而不耐熱。病毒一旦離開機體,經(jīng)加熱56~60℃30分鐘,由于表面蛋白變性,而喪失其感染性,即被滅活。病毒對低溫的抵抗力較強,通常在-20~196℃仍不失去活性,但對反復凍融則敏感。一般可用低溫真空干燥法(Lyophilization)保存病毒,但在室溫條件下干燥易使病毒滅活。
2.鹽類對病毒的穩(wěn)定作用克分子濃度的鹽可提高病毒對熱的抵抗力。MgCl2對脊液灰質(zhì)炎病毒、MgSO4對正粘和副粘病毒、Na2SO4對皰疹病毒具有穩(wěn)定作用。因此在減毒活疫苗中須加這類穩(wěn)定劑。有囊膜病毒即使在-90℃也不能長期保存,但加入保護劑如二甲基亞砜(DMSO)可使之穩(wěn)定。
3. pH 病毒一般在pH5.0~9.0的環(huán)境是穩(wěn)定的,但在某些病毒的血凝反應中,pH改變可影響改變試驗的結(jié)果。
4.射線 紫外線、X線和高能量粒子可殺活病毒,這是因為光量子可擊毀病毒核酸的分子結(jié)構(gòu),不同病毒其敏感度不一。
某些活性染料(如甲苯胺蘭、中性紅、丫啶橙)對病毒具有不同程度的滲透作用,這些染料與病毒核酸結(jié)合后,易被可見光滅活。
(二)化學因素
1.脂溶劑有囊膜病毒可迅速被脂溶劑破壞,如乙醚、氯彷、去氧膽酸鈉。這類病毒通常不m.quanxiangyun.cn/wszg/能在含有膽汁的腸道中引起感染。病毒對脂溶劑的敏感性可作為病毒分類的依據(jù)之一。
2.甘油 大多數(shù)病毒在50%甘油鹽水中能活存較久。因病毒體中含游離水,不受甘油脫水作用的影響,故可用于保存病毒感染的組織。
3.化學消毒劑一般病毒對高錳酸鉀、次氯酸鹽等氧化劑都很敏感,升汞、酒精、強酸及強堿均能迅速殺滅病毒,但0.5%~1%石炭酸僅對少數(shù)病毒有效。飲水中漂白粉濃度對乙型肺炎,腸道病毒無效。β-丙內(nèi)脂(β-Propiolactone)及環(huán)氧乙烷(Ethylene oxide)可殺滅各種病毒。
4.抗生素抗生素及磺胺對病毒無效。利福平(Rifampin)能抑制痘病毒復制,干擾病毒DNA或RNA合成,但也干擾宿主細胞的代謝,有較強的細胞毒性作用。
(一)突變
病毒的突變(Mutation)是指基因組中核酸鹼基順序上的化學變化,可以是一個核苷酸的改變,也可為上百上千個核苷酸的缺失或易位。病毒復制中的自然突變率10-5~10-8,而各種物理、化學誘變劑(Mutagens)可提高突變率,如溫度、射線、5-溴尿嘧啶、亞硝酸鹽等的作用均可誘發(fā)突變。突變株與原先的野生型病毒(Wild-type virus)特性不同,表現(xiàn)為病毒毒力、抗原組成、溫度和宿主范圍等方面的改變。
1.毒力改變有強毒株及弱毒株,后者可制成弱毒活病毒疫苗,如脊液灰質(zhì)炎疫苗、麻疹疫苗等。
2.條件致死突變株指病毒突變后在特定條件下能生長,而在原來條件下不能繁殖而被致死。其中最主要是的是溫度敏感條件致死突變株(Temperature-sensitive conditional lethalmutant),簡稱溫度敏感突變株(ts株),在特定溫(28~35℃)下孵育則能增殖,在非特定溫度(37~40℃)下孵育則不能繁殖,而野生型在兩種溫度均能增殖。顯然是由于在非特定溫度下,突變基因所編碼的蛋白缺乏其應有功能。因此大多數(shù)ts株同時又是減毒株,F(xiàn)已從許多動物病毒中分離出ts株,選擇遺傳穩(wěn)定性良好的品系用于制備堿毒活疫苗,如流感病毒及脊髓灰制裁炎病毒ts 株疫苗。
3.宿主適應性突株例如狂犬病毒突變株適應在兔腦內(nèi)增殖,由“街毒m.quanxiangyun.cn/kuaiji/”變?yōu)椤肮潭ǘ尽保芍瞥?a class="channel_keylink" href="/pharm/2008/20081222052429_37102.shtml" target="_blank">狂犬病疫苗。
(二)基因重組
當二種有親緣關(guān)系的不同病毒感染同一宿主細胞時,它們的遺傳物質(zhì)發(fā)生交換,結(jié)果產(chǎn)生不同于親代的可遺傳的子代,稱為基因重組(Genetic recombination)。
1.活病毒間的重組 例如流感病毒兩個亞型之間可基因重組,產(chǎn)生新的雜交株,即具有一個親代的血凝素和另一親代的神經(jīng)氨酸酶。這在探索自然病毒變異原理中具有重要意義。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與某些動物(雞、馬、豬)的流感病毒間發(fā)生基因重組所致。
2.滅活病毒間的重組例如用紫外線滅活的兩株同種病毒,若一同培養(yǎng)后,?墒箿缁畹牟《緩突睿a(chǎn)生出感染性病毒體,此稱為多重復活(Multiplicity reactivation),這是因為兩種病毒核酸上受損害的基因部位不同,由于重組合相互彌補而得到復活。因此現(xiàn)今不用紫外線滅活病毒制造疫苗,以防病毒復活的危險。
3.死活病毒間的重組例如將能在雞胚中生長良好的甲型流感病毒(A0或A1亞型)疫苗株經(jīng)紫外線滅活后,再加亞洲甲型(A2亞型)活流感病毒一同培養(yǎng),產(chǎn)生出具有前者特點的A2亞型流感病毒,可供制作疫苗,此稱為交叉復活(Cross reactivation)。
(三)基因產(chǎn)物的相互作用
1.表型混合(Phenotypemixing)兩種病毒混合感染后,一個病毒的基因組偶而裝入另一病毒的衣殼內(nèi),或裝入兩個病毒成分構(gòu)成的衣殼內(nèi),發(fā)生表型混合。這種混合是不穩(wěn)定的,傳代后可恢復其原來的特性。
2.基因型混合(Genotypemixing)指兩種病毒的核酸偶而混合裝在同一病毒衣殼內(nèi),或兩種病毒的核衣殼偶爾包在一個囊膜內(nèi),但它們的核酸都未重組合,所以沒有遺傳性。
3.互補(Complementation)指兩種病毒通過其產(chǎn)生的蛋白質(zhì)產(chǎn)物(如酶、衣殼或囊膜)相互間補助不足,例如輔助病毒與缺損病毒間、兩個缺損病毒間、活病毒與死病毒間都可以互補,互補后仍產(chǎn)生原來病毒的子代。
4.增強(Enhancement)指兩種病毒混合培養(yǎng)時,一種病毒能促進增強另一種病毒的產(chǎn)量,可能是因為前者壓制了產(chǎn)生干擾素所致。
(四)病毒變異的實際意義
1.研制減毒活疫苗 如ts株、宿主適應性突變株的研制。
2.應用于基因工程(Geneticengineering)基因工程是將一個生物體的基因(Gene),也就是攜帶遺傳信息的DNA片段,轉(zhuǎn)移到另一個生物內(nèi),與原有生物體的DNA結(jié)合,實現(xiàn)遺傳性狀的轉(zhuǎn)移和重新組合,從而使人們能夠定向地控制、干予和改變生物體的變異和遺傳。目前病毒基因工程正沿著二個方向發(fā)展:一是將編碼病毒表面抗原的基因移植到質(zhì)粒中去,在大腸桿菌中產(chǎn)生大量表面抗原物質(zhì),以制備疫苗或診斷用抗原。如乙型肺炎病毒編碼表面抗原的DNA片段已在酵母菌中表達,該疫苗正進行人體觀察;二是探索病毒作為基因工程載體的可能性,以便將所需要的外源基因帶入人體或支物體內(nèi),以治療人類遺傳疾病或創(chuàng)造動物新品種的目的。