病毒变异突变(病毒如何引起基因突变)

一 、病毒变异的原因

病毒容易发生变异 。除类病毒外 ，病毒可以说是生命体中最简单的成员
。它的遗传密码或基因组主要集中在核酸链上
，只要这种核酸链发生任何变化都会影响它们后代的特性表现。实际上，病毒的基因组在其增殖过程中不是一成不变的 ，而是时时刻刻都自动地发生突变 。其中大多数突变是致死性的，只有少数能生存下来。由于病毒在一次感染中
，一个病毒粒子要增殖几百万次，存在产生突变的机会
。因此一种病毒从群体水平看 ，在遗传学上不是同源的
，故病毒的“种 ”在严格意义上，不是分类学上的种 ，而应称之为准种。病毒的自然变异是非常缓慢的
，但这种变异过程可通过外界强烈因素的 *** 而加快变异 。病毒的突变(Mutation)是指基因组中核酸碱基顺序上的化学变化，可以是一个核苷酸的改变 ，也可为上百上千个核苷酸的缺失或易位
。病毒复制中的自然突变率10-5～10-8
，而各种物理
、化学诱变剂(Mutagens)可提高突变率，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.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)
，在特定温(28～35℃)下孵育则能增殖，在非特定温度(37～40℃)下孵育则不能繁殖 ，而野生型在两种温度均能增殖 。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碱毒活疫苗 ，如流感病毒及脊髓灰制裁炎病毒ts株疫苗 。

3.宿主适应性突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
。当二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)。

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) ，这是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 。

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，可供 *** 疫苗 ，此称为交叉复活(Cross reactivation)
。 1.表型混合(Phenotype mixing)两种病毒混合感染后
，一个病毒的基因组偶而装入另一病毒的衣壳内，或装入两个病毒成分构成的衣壳内 ，发生表型混合。这种混合是不稳定的
，传代后可恢复其原来的特性 。

2.基因型混合(Genotype mixing)指两种病毒的核酸偶而混合装在同一病毒衣壳内，或两种病毒的核衣壳偶尔包在一个囊膜内 ，但它们的核酸都未重组合，所以没有遗传性
。

(图片来源于 *** 侵删）

3.互补(Complementation)指两种病毒通过其产生的蛋白质产物(如酶 、衣壳或囊膜)相互间补助不足
，例如辅助病毒与缺损病毒间
、两个缺损病毒间、活病毒与死病毒间都可以互补，互补后仍产生原来病毒的子代。

4.增强(Enhancement)指两种病毒混合培养时 ，一种病毒能促进增强另一种病毒的产量
，可能是因为前者压制了产生干扰素所致 。

二 、新冠病毒为什么会变异

变异新冠病毒层出不穷的消息令不少人感到恐慌
。事实上，变异是病毒自我复制过程中的常态 ，病毒并不总能完全准确地复制出其遗传物质“副本 ”
，其复制时常出现一些错误，从而导致基因突变。新冠病毒所属的RNA（核糖核酸）病毒变异相对较快 ，大多数变异并不会使病毒“性情大变”
，但也有一些变异带来值得关注的病毒性状改变 。

世界卫生组织在新一期全球新冠疫情周报中介绍说，目前全球主要流行3种“需要关注
”的变异新冠病毒 ，分别为去年9月在英国出现的B.1.1.7
、去年8月在南非出现的B.1.351以及去年12月在巴西和日本出现的P.1
。截至3月9日
，已报告出现这3种变异病毒的国家分别超过110、50和30个。

据疫情周报介绍，这3种主要流行的变异新冠病毒携带了某些相同的基因突变 。例如 ，3种变异病毒的刺突蛋白基因上都发生了N501Y突变，而B.1.351和P.1的刺突蛋白基因上均出现了K417N和E484K突变。

现有研究显示
，与未被列为“需要关注”的新冠病毒毒株相比，以上3种变异病毒均显示出更强的传播能力 ，其中B.1.1.7还可能导致感染者住院 、重症和死亡风险升高
。另外
，这3种变异病毒还能在不同程度上削弱抗体“中和 ”病毒的能力，有可能增加已康复患者再次感染新冠病毒的风险。

10日刊登在《英国医学杂志》上的一项研究显示 ，变异病毒B.1.1.7与英国社区成年新冠患者的更高死亡率有关
，其威胁需被重视 。

关于这些变异病毒会否让现有诊疗 *** 和疫苗失效的调查仍在进行中
。已有研究发现，B.1.1.7发生的基因序列缺失可能使“以新冠病毒刺突蛋白基因为标靶
”的检测 *** 失灵；B.1.351可能影响多款已投入使用的疫苗的有效性。英国牛津大学2月发布的一项初步研究结果显示 ，该校与阿斯利康制药公司合作研发的新冠疫苗对B.1.351所导致的轻度至中度感染
，仅能起到“极小”的预防作用 。

为防止病毒变异降低疫苗效果，多家疫苗厂商已着手研究如何快速开发针对变异新冠病毒的疫苗
。德国“痊愈 ”疫苗公司2月初发布公报说 ，将与英国葛兰素史克公司开展一项投资1.5亿欧元的合作项目
，共同开发下一代mRNA（信使核糖核酸）新冠疫苗，将考虑采用“多价
”策略 ，用一款疫苗预防感染多种变异新冠病毒。美国莫德纳公司2月底宣布研发了一款针对B.1.351病毒的新冠疫苗mRNA-1273.351，将启动临床试验以验证其效果 。英国 *** 近日还表示
，将资助新冠疫苗混合接种
、注射第三剂疫苗的效果等研究，以增强应对变异病毒的能力
。

世卫组织表示 ，虽然新冠病毒不断变异
，“公共卫生和社会措施”仍是遏制新冠疫情蔓延的关键，这既包括勤洗手、戴口罩等个人防护措施 ，也包括隔离 、追踪、停工停学等防疫限制措施。有证据表明
，在变异病毒广泛传播的多个国家，保持社交距离等措施可有效减少感染人数 ，进而降低新冠住院和死亡人数 。世卫组织还呼吁各国加强病毒监测和基因测序能力
，发现变异病毒后尽快报告，共享病毒基因序列并加强相关调研
。

三
、病毒为什么会变异

因为病毒复制中的自然突变率10-5～10-8 ，而各种物理、化学诱变剂(Mutagens)可提高突变率
，如温度 、射线等的作用均可诱发突变。

突变株与原先的野生型病毒(Wild-typevirus)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 。

由于病毒在一次感染中 ，一个病毒粒子要增殖几百万次，存在产生突变的机会。

因此一种病毒从群体水平看
，在遗传学上不是同源的，故病毒的“种 ”在严格意义上 ，不是分类学上的种
，而应称之为准种
。病毒的自然变异是非常缓慢的，但这种变异过程可通过外界强烈因素的 *** 而加快变异。

扩展资料

当二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 。

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 。

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(Multiplicityreactivation)，这是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
。

参考资料来源：百度百科-生物病毒