非复制期病毒的微生态环境

　　非复制期的病毒可以看作是核酸、蛋白和酯类分子的堆积体，处于无生命状态。除病毒以外的其它生命形式都是细胞形态，在非分裂期仍然有代谢存在，仍然和环境有物质流、能量流和信息流的交换。非复制期病毒和它所处的微生态环境没有物质和能量的交换，类似于非生命物质存在于环境之中，任凭环境因子对其进行馊蚀和吞噬。如同一枚铁钉任凭空气、水流、光线和其它环境因子的馊蚀，这在生态体系中是病毒这种生命形式所特殊的。

　　和铁钉在环境中不同的是，非复制期病毒和微生态环境仍然有信息的交换：溶原态的入嗜菌体得到一定量的紫外线或化学信息而进入复制期，巨噬细胞得到流感病毒衣壳的结构而介导抗体的合成。T4嗜菌体得到E.coli细胞表面受体的信息收缩衣壳将DNA注入E.coli体内。病毒在从非复制期进入复制期往往都可以看作非复制期病毒在得到了微生态环境中的化学、物理和生物信息，作出了“主动”反应而进入了复制期。铁钉对任何环境信息都没有反应，永远在“非复制期”。这就是非复制期病毒和无生命物质的根本区别。

　　病毒在非复制期有三类微生态环境。

　　第一类是从一个宿主到另一个宿主间的生态环境，如感冒病毒存在于空气中；甲肝病毒存在于下水道中；虫媒病毒存在于昆虫的消化道，或脊髓灰质炎病毒疫苗存在于糖丸中。在第一类微生态环境中，病毒与环境的关系是病毒对环境因子的耐受，类似于前面讲到的铁钉存在于自然界。病毒存在于第一类微生态环境总是按一定的半衰期消失，病毒在这种生态环境中没有进入复制期的可能性，但有机会进入第二或第三类微生态环境。这类微生态环境可以称业“病毒的抵抗性生态环境”。病毒如果总是停留于抵抗性生态环境中，最终的结果只有死亡。

　　病毒存在于抵抗性生态环境中，对其影响较大的目前已知的环境因子有紫外线、氧气或其它氧化物、去垢剂及各种蛋白、核酸变性剂、消化水解酶等。在医学上用照射紫外线，熏蒸甲醛(蛋白变性剂)、醋酸或乳酸(氧化剂)杀灭空气和物体表面的病毒，用次氯酸盐溶液浸泡瓜果、餐具，可以快速杀灭病毒。

　　不同的病毒对相同的环境因素的耐受是不相同的，往往在医学病毒学有关“病毒的理化特性”可以查阅到相关的知识。如黄祯祥主编的《医学病毒学基础及实验技术》第666页描述流感病毒的理化性质为：

　　流感病毒通常56℃加热30分钟被灭活，在-70℃或冰冻干燥后病毒活性可以长期保存。病毒活性在含有50%甘油盐水的感染组织中，在0℃条件下能保存数月。最适pH为7.0-8.0,在pH3.0时感染力迅速被破坏，但禽类流感病毒具有耐酸性。病毒对脂溶剂敏感并被紫外线、甲醛、去污剂和氧化剂所灭活。

　　病毒在这种环境中往往是它繁殖周期中最为脆弱的环节。

　　有关病毒在抵抗性生态环境的知识可以告诉我们怎样杀灭在这个时期的病毒，或怎样在需要时保存病毒。

　　第二类生态环境病毒在是宿主的细胞间或腔管内，如乙肝病毒存在于人体的淋巴液和其它细胞间液；HIV病毒存在于血液；轮状病毒存在于消化道内。

　　非复制期病毒的第二类生态环境是宿主体内的细胞间环境。病毒在这个环境中也不能进入复制状态。由于存在于宿主体内，病毒的微生态环境中不存在氧化剂、脂溶剂、蛋白变性剂及紫外线等天然的或人为的因素。对病毒造成损伤的环境因素主要是细胞间液或血液中的各种酶类和宿主的免疫体系。

　　由于生存在环境的选择，细胞间或腔管内的酶类只能杀灭偶然进入这种环境的病毒，而对适宜生存的病毒种类是无能为力的。轮状病毒如果不能抵抗人的胃酶或肠道中的胰酶的攻击，就不能在肠道细胞中繁殖，势必在自然界消失。肝炎病毒如果不能抵抗血液和淋巴液中的酶类的打击，就不可能长期存在于人体中。

　　第二类微生态环境是病毒在感染途径中必需越过的环境。

　　第二类生态环境中最有意义的对病毒的破坏因子是宿主的免疫体系，包括体内外屏障作用，巨噬细胞、NK细胞、K细胞等，其中抗体系统在抵御病毒的侵犯的过程中意义最大。

　　非复制期病毒在宿主免疫系统的攻击下并不是无能为力的，在进化选择在压力下病毒可以通过这样一些途径避免全军覆没：

　　1.在不触发集体特异免疫反应的区域存在，如局限于表皮生长的痘病毒，扁平疣病毒，一些多瘤病毒。

　　2.在没有初始免疫的个体中越过第二类微生态环境；如正粘病毒科的感冒病毒，风疹病毒，甲肝病毒，以及不久前被消灭了的天花病毒。

　　3.在机体中和抗体下降，或机体免疫功能下降的时候经二类微生态环境。当抗体水平上升时，病毒已经躲进细胞内。比较典型的例子是水痘-带状疤疹病毒，HIV病毒。

　　4.不产生触发免疫系统的物质，如类病毒，拟病毒。

　　所有能在动物和人体寄生的病毒都能利用这样或那样的方法在非繁殖期度过第二类微生态环境。人类希望改变微生态环境的方法来消灭第二类环境中的病毒，除传统采用的免疫接种以外尚无成功的例证。

　　病毒的第三类生态环境是在宿主的细胞内，如腺病毒整合于鼠类动物细胞的染色体上；虹彩病毒结晶于昆虫的体表细胞内；水痘一带状疱疹病毒潜伏于人体背根神经细胞中。

　　存在于宿主细胞内的病毒明显处于非复制期的有两种情况：一是昆是虹彩病毒，多角体病毒在病毒成熟以后结晶；二是宿主细胞死亡，其余很难分清病毒是否处于非复制期。象乙肝病毒，SV10病毒整合于宿主细胞染色体上，也有部分基历不同程度的表达，不能严格的称为非复制期。

　　细胞内的环境对病毒的生存是有利的：细胞内的水解酶被约束在溶酶体中，机体的免疫体系鞭长莫及，不能在细胞内发挥作用?

　　在第二和第三类病毒的微生态环境中，一百多年来人类试图通过改变生态环境使之不适宜病毒的生存。明显取得成功的是接种免疫：以此消灭了天花病毒，降低了乙肝病毒、脊髓灰质炎病毒等严重危害人类健康病毒病的发生。目前还进行下一些实验，虽然没有显著成果，却是人类战胜毒性疾病的努力方向：

　　1.药物，期望向克服细菌疾病一样克服病毒性疾病。

　　2.反义基因，将病毒基因组永远封闭在非复制期。

　　3.特定酶的抑制剂，如HIV逆转录酶抑制剂，将HIV病毒封闭于非复制期。

　　病毒在宿主细胞中进入复制期后，完整的病毒颗粒不再存在。病毒的核酸面对的是宿主细胞代谢系统的分子环境。如果该细胞适于病毒的繁殖，病毒充分利用环境中的原材料、能量和酶，开动复制机器，复制病毒元件，装配新病毒。如果细胞的代谢系统只有部分可以被病毒基因所利用，如人腺病毒C亚属在猴细胞中的复制，不能包装出完整的新病毒。但腺病毒基因产物转化细胞，基因整合到染色体中，随细胞的分裂而遗传下去。一些种类的病毒不只是利用环境，还复制出特定的核酸和蛋白，抑制细胞自身的分子合成。总之，病毒在复制期的分子生态也和其它生物在生态系统中作用类似，存在个体-环境的相互作用。

　　作者单位:舒煦　刘荣敏　刘必刚　吴俊辉　四川省肿瘤研究所　610041

　　参考文献

　　［1］黄桢祥.医学病毒学基础及实验技术.科学出版社.1990

　　［2］侯云德.分子病毒学.学苑出版社.1990