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文档简介
1、病毒是怎样入侵人体的?当埃博拉病毒肆虐西非,感染者的器官与组织出血不止并在剧烈疼痛 中死去时;当看到红丝带,让人联想到那可怕的至今已夺去数十万人 生命的艾滋病毒时;当曝光某野生动物成为人类餐桌上的新宠, 使我 们担忧的想到因为捕食果子狸而爆发的“非典型肺炎”时;当禽流感爆发,大量的家禽被捕杀时,我们不禁要问,哪里来的这么多的病毒? 在医学发达的今天,病毒何以如此可怕?面对病毒,我们该怎样回击?显微镜下的病毒若要弄清楚以上几个问题,需要对病毒进行全面的剖析。作为世界上 最小的生物,病毒要比细菌还小百倍。所以狡猾的病毒能通过除菌滤 器。只有借助电子显微镜才能看见。病毒的结构非常简单,大多数病 毒只
2、是一团由蛋白壳体做“外衣”包裹着基因物质的核壳体而已。 但一般生物细胞中的核酸均含有DNAW RNA两种遗传物质,但是病毒却只拥有其中的一种,如 乙肝病毒内的核心部分为双链 DNA而艾滋病毒内部的遗传密码却是 分布在RN砌子上,更为奇特的是引起疯牛病的肮病毒居然只是蛋白 质分子,不含任何遗传物质;另外,病毒的内部结构虽然极为简单,但外部形态却有很多种。如乙肝病毒与艾滋病毒均为颗粒状;埃博拉病毒属于丝状病毒;SARSW毒则是一种冠状病毒的变种。也正是因为病毒的结构极为简单,据此,一些科学家猜想,病毒可能是从普通细胞中“逃逸人体”出来的 ONAg RNAt断,在获得了一些蛋白质或是部分细胞膜作为它
3、们的外壳后而成为了独立的生命体病毒。 如果这种猜想是真实的话,那么就意味着病毒这种古老的生物自20 亿年前细胞最早出现后,就一直在地球上作乱。事实上, 确实是从史前时代起,人类就遭遇到过病毒的侵害。除鼠疫、天花、 牛痘等在人类历史上曾经有过“横扫世界”的强进势头并且造成重大损失的传统病毒外,最近几十年新的病毒正以一种令人胆颤的神秘方式不断出现。尤其是其中的大多数属于尚不为人所知的热带地方性病毒。目前,地球上大约有4000 多种病毒,其中大约有100 多种与人类疾病密切相关。其中的新兴病毒已经在人类全球健康网络上打开了缺口。比如,震惊全世界、至今无药可治的艾滋病毒;目前正在西非蔓延同样没有有效治
4、愈方式,同时致死率又极高的埃博拉病毒; 由蚊子携带并且可以随着气候变化的美国西尼罗河病毒等等。这些“新兴病毒”本是长期隐藏于密林之中的,作为病毒的自然宿主,各种野生动物是一个巨大的天然病毒库。然而, 多年来带有病毒的野生动物们一直未发生明显的症状。它们安安静静的潜伏不动,也可以说是在蛰伏待机。一旦生存环境发生改变,这些病原体就会抓住机会,得以转移到新的宿主或产生突变体,从而引发新的疾病,进而扩大种群。在病毒传播的过程当中,地球的主宰人类,同样扮演了“重要的”角色。 当现代文明的发展使野生动物的栖息地遭到大面积破坏以后,动物们不得不向人类生活的区域转移;另一方面,随着交通工具与科学技术的发展,我
5、们的足迹已几乎遍布世界各个角落,这也增加了人类与携带病毒的野生动物接触的机会。所以, 新病毒的陆续出现大概也是人类破坏环境所付出的惨痛代价吧。以埃博拉病毒为例,它并不是第一次出现在人类的视野之中,早在1976 年就首次被发现于扎伊尔的埃博拉地区并因此而得名。据世界卫生组织(WHO的统计,当时被感染的300名患者中,共有274人被 病毒夺去了生命。没有有效的治疗与防治方法,几十年来,埃博拉病毒在非洲引起了数次发热和严重内出血的爆发流行,绝大多数的感染者难免死亡。这种可怕的病毒爆发的原因,就始于人们处理受感染的肉类或者野生动物, 特别是大型猿类动物。尽管人们还不清楚这些动物是如何传染这种病毒的。但
6、不幸的是野生动物的肉却是这一地区居民主要的蛋白质来源。 可是, 病毒到底是如何从宿主身上转移到人类体内的呢?病毒的感染机制依然和它的核壳体结构相关。 病毒需要寄生于活的宿主细胞,原因就在于病毒缺乏增殖所需要的酶系统, 因此必须依赖于寄 主细胞提供自我复制过程中所需要的原料体系、 能量和场所。外部条 件准备就绪后,病毒需要完成以下六个步骤完成其增殖活动, 分别是 吸附、侵入、脱壳、生物合成、组装和释放。吸附作为这邪恶过程的第一步是决定感染成功与否的关键环节。现已发现,在吸附过程中,细菌的细胞壁以及动物细胞膜上的一种脂蛋白 或糖蛋白充当了 “内鬼”的角色。 作为细胞表面受体,它们会与动物 病毒或和
7、噬菌体表面特异性的吸附蛋白发生相互作用而完成病毒的 吸附过程;迄今为止,尚未发现植物细胞上有特异性的受体。吸附的 整个过程可在几分钟到几十分钟的时间内完成。 成功附着到宿主细胞 以后,病毒要么通过某种方式进入宿主细胞, 要么会将含有复制病毒 指令的基因物质注入宿主细胞之内。 若病毒需要进入宿主细胞,简单 来说,可以有四种方式:注射式侵入、细胞内吞、膜融合以及其他特 殊的侵入方式。有尾噬菌体可以通过尾部收缩将衣壳内的基因注入宿 主细胞内,这样的方式称为注射式侵入;而动物病毒的常见侵入方式 则是通过细胞内吞来完成。细胞膜内陷形成吞噬泡,病毒粒子从而得 以进入细胞质当中;若病毒含有包膜,那么在侵入过
8、程中,病毒包膜 可以与细胞膜融合,最终使病毒得以进入细胞。若是植物病毒那么可 以通过存在于植物细胞壁上的小伤口或天然的外壁孔侵入。植物细胞之间的胞间连丝也可以成为病毒入侵细胞的通道。 正可谓是“条条大 路通罗马”,根据病毒的种类不同,被侵入细胞的类型不同,病毒入 侵细胞的方式可以是多种多样的。完成入侵步骤以后,病毒在细胞内将会首先发生脱壳过程。这是指病毒感染性核酸从衣壳内被释放出来的过程。无包膜病毒只需要脱衣壳;有包膜的病毒,脱壳过程包括脱包膜和脱衣壳这两个步骤,方式因“病毒”而异。 紧接着病毒会“马不停蹄”的进行生物合成。 即根据基因指令,并借助宿主细胞提供的原料、能量和场所来合成核酸和蛋白
9、质。 这是病毒基因组进行复制和表达的一个过程。以病毒核酸为模板在酶的作用下合成新的核酸分子,并以病毒RN碱病毒DNA勺转 录产物作为信使RNA在细胞的核糖核蛋白体上合成衣壳蛋白,此过 程中所需要的多数酶也来自宿主细胞。而在此阶段,胞浆中并没有病毒颗粒,因此被称为隐蔽期。病毒的结构成分,核酸和蛋白质已分别准备就绪,随后在细胞核内或细胞质内发生装配过程,即组装成核衣壳。绝大多数DNAW毒是在细 胞核内组装,而RNAW毒与痘病毒类则在细胞质内组装。 无包膜病毒 组装成核衣壳以后即成为成熟的病毒体。最后即是释放过程,也是在此过程中,绝大多数有包膜病毒通过细胞内的内质网、空泡,或以出芽方式释放而成为成熟
10、病毒。在这一系列的过程当中对细胞膜破坏较轻,宿主细胞死亡慢;而无包膜病毒释放时被感染的细胞崩解,释放出病毒颗粒。宿主细胞膜被破坏,细胞也随即死亡。从单个病毒吸附开始至病毒释放完成,整个过程称为感染周期。并且鉴于病毒是严格的细胞内寄生生物,又没有独立的代谢系统,很难找到杀死病毒而不伤害寄主的处理手段和药物。因此防重于治是对付病毒的基本方针。预防病毒的主要措施有:消灭传染源、铲除传染媒介、接种疫苗也是一个有效措施。消灭传染源这是预防动、植物和微生物 病毒的有效措施,包括卫生检疫、隔离、铲除传染源;另外动植物病毒大都通过媒介传染,以昆虫为主。例如乙型脑炎通过蚊子传染、许多植物病毒通过蚜虫传播。因此消
11、灭传染媒介对于病毒的预防显得更为重要;虽然病毒的复制速度极快,杀伤力极大,但是也不可以为所欲为依然会遭遇“强敌”, 即生物免疫系统分为特异性免疫和非特异性免疫。到处“巡视”的淋巴细胞随时准备消灭外来入侵物质,一旦受到抗原刺激就会启动人体特异性免疫,产生大量的抗体与抗原相抗衡。 接种疫苗就是利用了特异性免疫学原理。在遭遇病毒的大规模袭击前,有意给人体注入病毒的蛋白壳体( 即疫苗 ) 可使人体免疫系统为病毒的大规模袭击做好准备。这种方法己经挽救了几百万人的生命。 但是据上文介绍可知病毒的结构极其的简单,这便意味着它们能够迅速变异。所以, 在一种病毒爆发以后的很长一段时间内似乎消失了,但是不知哪天就会“重整旗鼓”以一个新面孔的形式“卷土重来”。 又或者一种流感病毒疫苗不能彻底解决病毒性感冒一样。这是因为引起普通感冒的病毒通过不断改变蛋白壳体,使人类的免疫系统每次都需要对它们进行重新确认,从而为病毒在人群中传播赢得了时间。 另一方面不需要抗体参加的抗病毒作用称为非特异性免疫,其中最重要的是干扰素,它是机体对抗病毒感染而产生的一种物质。直接使用干扰素或干扰
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