第三节　病毒学基础

一、病毒的基本性状

病毒是一类具有独特生物学性状的非细胞型微生物。其基本特性可归纳为：体积微小、结构简单、专性寄生、复制增殖。病毒体积微小，必须用电子显微镜放大几万甚至几十万倍才可观察。

病毒的结构十分简单，不具有细胞结构，仅有一种核酸类型（DNA或RNA）作为其遗传物质，外周包裹着蛋白衣壳或包膜，以保护其核酸不被破坏。因此，病毒可被看作是“一包基因”或核酸蛋白分子。由于缺乏自身增殖所需的酶类和能量等物质，病毒必须在活细胞内寄生才显示其生命活性，是严格的细胞内寄生物。与其他专性细胞内寄生的微生物不同，病毒进入宿主细胞后，不是进行类似细菌等的二分裂繁殖，而是根据病毒核酸的指令，使受感染细胞改变一系列自身的生命活动，转为病毒的核酸复制、蛋白质转配等过程，最后产生大量子代病毒，导致细胞病变甚至死亡。

二、理化因素对病毒的影响

病毒受理化因素作用后，失去感染性，称为灭活。灭活的病毒仍保留其抗原性、红细胞吸附、血凝和细胞融合等特性。不同病毒对理化因素的敏感性不同，理化因素对病毒的灭活机制可以是：直接破坏核酸，如高温、化学消毒剂和射线等；使病原蛋白变性，如酸、碱和高温等；破坏包膜病毒的脂质结构，如冻融、脂溶剂或去垢剂等。了解理化因素对病毒的影响，不仅对采取正确的消毒措施有实用价值，而且在对病毒分离、疫苗制备和预防病毒感染等方面具有重要的意义。

（一）物理因素

1.温度

大多数病毒耐冷不耐热。在0℃以下，特别是在低温（-70℃）、液氮温度及冷冻真空干燥环境，可长期保持其感染性。病毒一旦离开机体，在55～70℃ 1h，即因表面蛋白质变性而大多数灭活。超过70℃时，核酸与蛋白质均被破坏。热对病毒的灭活作用主要是使病毒衣壳蛋白质和包膜病毒的糖蛋白发生变化，阻止病毒吸附。

2.pH值

大多数病毒pH值在6～8范围内较稳定，而在pH值低于5或高于9的环境中可被迅速灭活。但各种病毒对pH耐受能力有很大不同，故病毒对pH值的稳定性常作为病毒体鉴定的指标之一。

3.射线

电离辐射（如X射线、γ射线）及紫外线，因能破坏病毒核酸而灭活病毒。X射线因能引起糖磷酸盐骨架断裂而破坏核酸分子，在多核苷酸链上的任何一处发生致死性断裂均能破坏病毒，故X射线作用单链核酸病毒比双链病毒更有效。紫外线易被病毒核酸中的嘌呤和嘧啶环吸收，或在多核苷酸链上形成双聚体，抑制病毒DNA和RNA的复制，因而能灭活病毒。

（二）化学因素

1.脂溶剂

包膜病毒的包膜内含脂质成分，能被脂溶剂，如乙醚、氯仿与阴离子去污剂和去氧胆酸盐等所溶解，使病毒失去吸附宿主细胞的能力。因此包膜病毒进入人体消化道后，即被胆汁所破坏。此外，也可利用这种特性来鉴别包膜病毒与无包膜病毒。

2.化学消毒剂

除强酸、强碱消毒剂外，酚类、氯化剂、卤素类和醇类等对病毒也有很强的灭活作用。但消毒剂灭活病毒的效果不如杀灭细菌，可能是因为病毒缺乏酶类。不同病毒对化学消毒剂的敏感性不同，无包膜的小病毒抵抗力较强。醛类消毒剂由于能破坏病毒感染性但可保持抗原性，故常用来制备灭活病毒疫苗。

三、病毒感染的预防

1.人工主动免疫

目前普遍采用各种疫苗来进行人工主动免疫。现代疫苗的发明人英国医师琴纳，在18 世纪天花流行时发现感染牛痘的挤奶女工不会罹患天花，从而发明了用接种牛痘病毒来预防人类天花的方法，开创了疾病预防的新纪元。约100 年后法国科学家巴斯德发明狂犬病疫苗，奠定了现代疫苗的基础。

疫苗，特别是病毒疫苗已经成为人们预防传染病的最重要和最有效的手段，越来越受到医学生物学界的重视。随着现代医学和生物学的发展，疫苗的研究和使用得到了快速发展，特别是近30 年来，生物工程技术和分子生物学的迅猛发展极大地促进了疫苗的研究和开发。这些疫苗的广泛使用，使曾经严重危害人类生命与健康的疾病，像天花、小儿麻痹症、麻疹、白喉等疾病的流行得到了有效控制，其中天花已被消灭，开创了使用疫苗在自然界中消灭一种病原微生物的医学奇迹。

大多数疫苗是根据免疫手段来设计的，就是通过刺激机体免疫系统，使其在以后暴露于特定病毒时免疫群体的患病率和病死率得以降低。

从疫苗生产所使用的技术来看，病毒疫苗可分成传统疫苗和新型疫苗两类。传统疫苗包括灭活疫苗、减毒活疫苗和用天然病毒的某些成分制成的亚单位疫苗等。新型疫苗主要指基因工程技术生产的疫苗，包括基因工程亚单位疫苗、基因工程载体疫苗、核酸疫苗以及基因缺失减毒活疫苗等，通常也习惯地将遗传重组疫苗、合成肽疫苗和抗独特型抗体疫苗包括在新型疫苗范围内。

2.人工被动免疫

常用的人工被动免疫制剂有免疫血清、胎盘球蛋白、丙种球蛋白以及与细胞免疫有关的转移因子等。注射人免疫球蛋白对甲型肝炎、麻疹和脊髓灰质炎等具有紧急预防作用，可使接触者不出现症状或仅出现轻微症状。近年来应用含有高效价抗-HBs 的乙肝病毒免疫球蛋白来预防乙型肝炎，已取得了一定疗效。