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为什么病毒能致病?

已有 11555 次阅读 2014-2-9 11:25 |个人分类:狂犬病防治|系统分类:科普集锦| 病毒, 诺如病毒, 疾, 《玖, 圆环病毒

  病毒的毒力,即病毒致病的能力,在不同的病毒间差别很大。有些病毒会导致致命的疾病,而有些却完全不致病。例如,几乎所有感染狂犬病毒的人都会发展成中枢神经系统的疾病,最终结局都是死亡。与此相反,大多数人都感染了圆环病毒(circoviruses),但都不引起明显的症状。

从进化的角度看,具有毒力对病毒是否有利?

对病毒毒力的一种解释是,它有利于传播。然而,对两种肠道病毒:脊髓灰质炎病毒和诺如病毒(norovirus)感染的比较,不支持这种普遍的看法。这两种病毒都感染胃肠道,并通过粪便污染而实现在人与人之间有效的传播。然而,诺如病毒感染会引起呕吐和腹泻,而肠道内的脊髓灰质炎病毒感染通常没有症状(仅在罕见的情况下才入侵神经系统,并在随后引起瘫痪;对于该病毒来讲,这是一个偶然的死胡同)。这两种病毒都已经成功地定居于人体内多年,为何只有其中一种会引起胃肠道疾病?

最近有两项关于细菌毒力的研究提供了一些关于毒力进化的线索。

其中一项研究(论文下载:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24348252)简介如下:

在巨噬细胞存在的情况下连续繁殖一种大肠杆菌的共生菌株,巨噬细胞是免疫系统中一种能吞噬和杀灭细菌的细胞。经过多次这样的传代,可获得能逃脱巨噬细胞吞噬和杀灭的细菌克隆。这些克隆也增加了对小鼠的致病性。换句话说,允许细菌逃避免疫反应的基因变化,也能导致毒力的增加

关于毒力进化的另一项研究(论文下载:http://www.pnas.org/content/110/3/1059.full?sid=3d03ad6d-0c51-41ed-a936-ed152036cf7a)简介如下:

发现铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)可以感知竞争性革兰氏阳性细菌的存在,因为后者能分泌细胞壁成分-肽聚糖。作为对该分子的反应,铜绿假单胞菌可分泌出能杀死其他细菌的蛋白质。这些分泌蛋白质也使该细菌在宿主中的毒力增强,而在这些蛋白质不存在时,该细菌的毒力较弱。换句话说,铜绿假单胞菌在试图除去邻近的细菌竞争对手时,会伤害其宿主

在这两种有关细菌的例子中,毒力可以被看作是附带产生的损害:是逃避免疫反应,或扼杀竞争对手的努力的副产品。具备毒力不是主要目的。对细菌毒力的这种解释是直接的和令人信服的:在进化过程中毒力不是直接被选择,而是“搭便车”。

这种解释可以应用到病毒吗?

所有的真核病毒必须编码至少一种可拮抗宿主免疫反应的蛋白质,否则它们将被宿主清除。这些免疫逃逸蛋白当然是毒力因子:在一般情况下,当它们被删除或改变时,该病毒在宿主中引起疾病的能力会被降低。与细菌的毒力相似,病毒的毒力可能是为逃避免疫反应而引发的附带的损害。这个假设似乎合理,但也可能过于简单化。需要反思的是,如果无处不在的无毒力的圆环病毒不设法逃避宿主的反应,那么它们将被从人群中清除。

为什么有些病毒具有毒力而其他病毒却没有?其原因仍然是难以捉摸的。

可能通过人为诱发突变来减少病毒毒力,但这种类型的实验不能揭示为什么病毒会引起疾病。

与此相反的实验,即从无毒力的病毒群体中选择那些能够引起疾病的病毒,则可能提供更多的信息。这样的实验结果将有助于确定哪些选择压力会使病毒进化到毒力更强。 




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