第14卷第2期中国生态农业学报Vol.14No.2 2006年4月Chinese Journal of Eco-Agriculture April,2006
烟草病毒研究现状与展望*
马国胜何博如
(苏州农业职业技术学院园艺与园林系苏州215008)(中国烟草总公司郑州烟草研究院郑州450000)
摘要简述了烟草病毒主要种类、最新分类地位、鉴定与检测技术、抗病毒基因工程等方面研究进展,并展望了烟草病毒病检测技术、抗病毒制剂研制与开发以及烟草抗病毒基因工程技术等方面研究发展趋势。指出应加强用于烟草病毒诊断与检测的试剂盒研究及开发。
关键词烟草病毒分类检测基因工程
Current statu s and recent advances on the tobacco viruse s.MA Guo-Sheng(Department of Horticulture and Gardening, Suzhou Polytechnical Institute of Agriculture,Suzhou215008,China),HE Bo-Ru(Zhengzhou Tobacco Research Institute of Chinese Total Tobacco Company,Zhengzhou450000,China),CJEA,2006,14(2):150～153
Abstract Recent research advances on the main kinds,latest taxonomy,determination and probe technique,and genetic engineering of anti-virus,etc.,of tobacco viruses are briefly stated.The related fields of further studies on determining and probing techniques,development of anti-virus medicaments,and genetic modified tobacco,et al,are prospected.Research and development of reagent box to determine and probe tobacco viruses are recommended,too.
Key words Tobacco virus,T axonomy,Probe,Genetic engineering
(Received Dec.23,2004;revised Jan.29,2005)
1烟草病毒的发现与主要种类及其分类
烟草病毒是引起烟草病毒病的植物病毒总称,可危害多种植物,是烟草普遍发生且危害严重的侵染性病原,也是世界范围内重要病害之一。近年来由于气候、耕作制度和农业产业结构的调整,烟草病毒病对植物的危害日益严重。烟草病毒病最早于1857年由Swieten以烟草反常现象为特征所记载[20];1886年May-er首次将烟草发生的这种反常病害命名为烟草花叶病“Mosaic”,并证明病株汁液具有传染性[1,2,20];1898年Beijerinck再次证实烟草花叶病病原的传染性,并证实其具有滤过性,首次使用“传染性活液(Contagium vivumfluidum)”即“病毒(Virus)”一词本意称谓烟草花叶病病原[1,2];1939年德国科学家Kausche等利用最新电子显微镜第一次观察到烟草花叶病毒的长形病毒粒子,拉开了植物病毒学研究的序幕[1,2]。人们还相继发现了其他种类烟草病毒[3],1888年美国首次报道了甜菜曲顶病毒;1906年Lownsberry报道并描述了烟草出现的斑萎症状,1930年由Samuel鉴定了番茄上的病原,并定名番茄斑萎病毒;1912年荷兰Peters, Schwarta报道了烟草曲叶病毒病,并于1931年确定病原;1916年Doolittle发现了黄瓜花叶病毒;1917年Fromme首次报道了烟草环斑病毒;1928年Valleau,Johnson最早发现烟草蚀纹病毒,并于1932年报道了烟草线条病毒;1931年Smith率先发现马铃薯X病毒和Y病毒,并于1946年首次记录了番茄黑环病毒;1935年Smith,Bald定名了烟草坏死病毒;1943年Quanjer首次报道了烟草脆裂病毒;1966年我国台湾省首次发现烟草脉带花叶病毒;1992年我国谢联辉等首次报道了烟草番茄不孕病毒。
据报道[1,2,4],目前世界烟草病毒种类有近40种,常见的约20余种,主要包括烟草花叶病毒(Tobacco Mosaic Virus,TMV)、黄瓜花叶病毒(Cucumber Mosaic Virus,CMV)、马铃薯Y病毒(Potato Virus Y,PVY)、烟草蚀纹病毒(Tobacco Etch Virus,TEV)、马铃薯X病毒(Potato Virus X,PVX)、烟草褪绿斑驳病毒(Tobac-co Chlorosis Mottle Virus,TCMV)、苜蓿花叶病毒(Alfalfa Mosaic Virus,AM V)、烟草斑驳病毒(Tobacco Mot-tle Virus,TMtV)、烟草脉斑驳病毒(Tobacco Vein Mot tle Virus,TVMtV)、烟草曲叶病毒(Tobacco Leaf Curl Virus,TLCV)、烟草坏死病毒(Tobacco Necrosis Virus,TN V)、烟草坏死矮缩病毒(Tobacco Necrosis Dwarf
*苏州农业职业技术学院重点项目(050104)、江苏省“青蓝工程”(2005-12)和江苏省高校自然科学研究计划项目(05KJD210197)资助收稿日期:2004-12-23改回日期:2005-01-29
第2期马国胜等:烟草病毒研究现状与展望151
Virus,TNDV)、烟草矮化病毒(Tobacco Stumpy Virus,TStuV)、烟草环斑病毒(Tobacco Ring Spot Virus, TRSV)、烟草宽环斑病毒(Tobacco Broad Ring Spot Virus,TBRSV)、烟草脆裂病毒(Tobacco Rattle Virus, TRV)、烟草线条病毒(Tobacco Streak Virus,TSV)、烟草脉带花叶病毒(Tobacco Vein-banding Mosaic Virus, TVBMV)、烟草脉扭病毒(Tobacco Vein Distort Virus,TVDV)、番茄不孕病毒(Tomato Aspermy Virus, ToAV)、番茄黑环病毒(Tomato Black Ring Virus,ToBRV)、番茄斑萎病毒(Tomato Spot Wilt Virus,TSWV)、甜菜曲顶病毒(Beet Curly-top Virus,BCTV)等23种。由于我国烟区跨度大,南北方气候、耕作制度和农业生态条件均有较大差异,因此烟草病毒种类复杂,据调查[4]目前我国发生的烟草病毒种类主要有17种。
按最新生物五界分类系统,病毒属单列一界即病毒界,但界以下分类一直处于变化之中,追溯病毒分类发展史可分为4个时期[1],即1961年前为第一时期不同领域科学家各自提出或建立一些分类系统,病毒分类进展缓慢,缺乏国际间的协作;1962～1966年为第二时期建立了国际病毒命名委员会(International Com-mittee on Nomenclature of Viruses,ICN V);1966～1970年为第三时期Wildy组织病毒分类的国际协作并发表了国际病毒命名委员会首次报告;1971～1999年为第四时期病毒分类工作得到巩固和发展。1973年5月国际病毒命名委员会改名为国际病毒分类委员会(ICTV),并在1995年发表的国际病毒分类委员会第六次报告中取消了病毒分类中的组和亚组,统一使用科、属、种分类系统[21]。1999年由Pringle执笔公布了国际病毒分类委员会第七次报告的病毒分类检索表[22],并设立3个目、64个科、9个亚科、233个属、约400个种,界以下则根据核酸类型分为8大类群,即单链DNA病毒(ssDNA)、双链DNA病毒(dsDNA)、负链单链RNA病毒(-ssRNA)、正链单链RNA病毒(+ssRNA)、双链RNA病毒(dsRNA)、裸露RNA病毒、DNA与RNA逆转录病毒和类病毒,并将亚病毒因子单设1类,这就使病毒分类单元成为界、类群、目、科、亚科、属、种。种系病毒最基本分类单元,是指构成1个复制谱系、占有一特定生态环境、具有多个分类特征的病毒,种以下分类和命名国际病毒分类委员会暂不规定。烟草常见病毒在这一最新分类系统中的分类地位见表1。
表1主要烟草病毒在国际分类系统中的地位(根据核酸类型编排)*
Tab.1The international taxonomy status of the main tobacco viruses(based on the type of nucleic acid)病害名称病毒种名属名科类群Disease Species Genus Family Taxon 甜菜曲顶病毒病Beet Curly-top Virus甜菜曲顶病毒属(Cu rtov irus)双粒病毒科(Gemini v iridae)ssDNA 烟草曲叶病毒病Tobacco Leaf Curl Virus菜豆金黄色花叶病毒属(Begomovi rus)同上ssDNA 番茄斑萎病毒病Tomato Spot Wilt Virus番茄斑萎病毒属(Tospov ir us)布尼安病毒科(B un yav iridae)-ssRNA 烟草环斑病毒病Tobacco Ring Spot Virus线虫传多面体病毒属(Nepov irus)豇豆花叶病毒科(Comov iridae)+ssRNA 马铃薯Y病毒病Potato Virus Y马铃薯Y病毒属(Poty vir us)马铃薯Y病毒科(Poty viridae)+ssRNA 烟草蚀纹病毒病T obacco E tch Virus同上同上+ssRNA 烟草脉带花叶病Tobacco Vein-ba nding Mosaic Virus同上同上+ssRNA 烟草坏死病毒病Tobacco Necrosis Virus-番茄丛矮病毒科(Tombusv iridae)+ssRNA 烟草线条病毒病T obacco Streak Virus等轴不稳环斑病毒属(Ila rvir us)同上+ssRNA 黄瓜花叶病毒病Cucumber Mosaic Virus黄瓜花叶病毒属(Cucu movi rus)雀麦花叶病毒科(Bromov iridae)+ssRNA 番茄不孕病毒病T omato Aspery Virus同上同上+ssRNA 苜蓿花叶病毒病Alfalfa Mosaic Virus苜蓿花叶病毒属(Al f amovi rus)同上+ssRNA 烟草花叶病毒病Tobacco Mosaic Virus烟草花叶病毒属(Toba mov ir us)-+ssRNA 烟草脆裂病毒病T obacco R att le Virus烟草脆裂病毒属(T obra vi rus)-+ssRNA 马铃薯X病毒病Pota to Virus X马铃薯X病毒属(Potex vir us)-+ssRNA *表内均无或未确定亚科,也均未确定目;“-”表示尚未确定科或属。
2烟草病毒鉴定和检测技术与烟草抗病毒基因工程
生物学方法是植物病毒研究工作的基本环节,亦是准确诊断鉴定病毒的关键,曾在植物病毒鉴定与检测工作中起着重要作用。其常规内容主要包括寄主范围测定、鉴别寄主反应、病毒汁液钝化温度、稀释限点、体外存活期等离体性状测定和传播途径测定等,这些常规方法在许多文献中[2,5,6]均有详尽描述,但较费时、费事。血清学方法即利用抗原和抗体间发生的专化反应来鉴定与检测病毒的方法,包括抗血清制备和血清学反应两方面内容[5],血清学方法具有快速、灵敏、准确等优点,可用于植物病毒检测和鉴定的血清学技术约20多种,按其反应原理可分为沉淀反应、凝集反应和标记抗体反应3类,其相应检测灵敏度分别为0.05～1.0mg/mL、1.0～10.0μg/mL、1.0～10.0ng/mL。灵敏度单位为mg/mL的检测方法主要有试管沉淀法、毛细管沉淀法、玻片凝集法、微量沉淀法、试管扩散法、平板免疫双扩散、免疫电泳法、对流电泳法和比较对流电泳法等;灵敏度单位为
152中国生态农业学报第14卷
μg/mL的检测方法主要有皂土凝集法、炭凝集法、乳胶凝集法、A蛋白丙体凝集法、血球凝集法和荧光抗体技术等;灵敏度为ng/mL的检测方法主要有放射免疫法和酶联免疫技术等[2,5],其中酶联免疫技术是目前生产应用最便捷、使用范围最广泛的血清学技术。酶联免疫全称为酶联免疫吸附反应(ELISA),是酶标记抗体球蛋白技术的应用、固相吸附和免疫酶技术的结合,是把抗原抗体免疫学反应和酶的高效催化反应有机结合而发展起来的免疫学鉴定新技术[2],具有灵敏度高、特异性强和操作简便等优点,适于大量田间样品的检测。自酶联免疫技术建立以来经不断改进和提高,目前已形成直接ELISA、间接ELISA、双抗体夹心法、Fab法、异种动物抗体夹心法、A蛋白酶联法、点免疫结合技术(Dot-ELISA,DIBA)和组织印迹法等多种测试方法[2,7]。电子显微镜技术是20世纪40年代以来建立的病毒鉴定和检测技术,现已形成叶浸蘸法、负染法、超薄切片法和免疫电镜技术等多种电镜技术[2],其中免疫电镜技术(IEM)是将免疫学与借助于电子显微镜的超微结构形态学结合的一种新的病毒检测与鉴定技术,具有快速、灵敏、特异性强和抗血清用量少等特点,20世纪80年代后免疫电镜技术在植物病毒检测与鉴定中得到较广泛应用,目前免疫电镜技术已发展为经典法、直接法、琼脂法、捕捉法、修饰法和A蛋白免疫电镜吸附等不同方法,其中以修饰法和A蛋白免疫电镜吸附法使用范围最广泛。修饰法操作步骤为:A用病毒悬液包被复膜铜网,几分钟;B用30滴重蒸水洗涤、吸干;C加1滴稀释的抗血清,保湿15min; D同B;E1%醋酸双氧铀(UA)负染后观察,病毒粒子周围有抗体形成的深色晕圈则为阳性反应,反之为阴性。A蛋白免疫电镜吸附法操作方法为:先将A蛋白吸附在铜网上然后加抗血清,再加病毒抗体最后负染镜检,该法观察到的病毒粒子比修饰法高25倍以上,大大提高了该技术灵敏度,扩大了免疫电镜技术适用范围[2]。核酸分子杂交技术又称为探针检测技术,是近年发展起来的一种新的病毒检测与鉴定方法,对鉴定DNA或RNA 病毒有高度特异性和敏感性[5],其具体方法是先制备单链互补脱氧核糖核酸(cDNA)探针,然后用32P同位素标记cDNA探针,将病株汁液点在醋酸纤维膜上,80℃固定后加cDNA探针杂交,最后通过放射自显影技术分析检测结果,使用核酸分子杂交技术时只要有某种病毒的cDNA探针,即可对大量病株汁液样本进行检测,该技术不仅用于检测DNA或RNA病毒,还可用于类病毒和卫星病毒的检测。
烟草抗病毒基因工程技术是20世纪70年代初发展起来的一门新兴学科,自美国斯坦福大学Berg P.博士等成功建立重组DNA技术以来,世界各国都十分重视发展该项技术,并将其应用于相关研究领域[8]。80年代植物基因工程兴起,并最早用于烟草植物基因工程研究,1983年[23]世界首例转基因植物(烟草)问世,1986年[24]首次报道通过将TM V外壳蛋白基因(CP)转入烟草,并获得对TMV具有很高抗性的转基因抗病毒烟草。此后基因工程技术很快被应用到CMV、TRV、AM V、PV Y等烟草病毒病的研究,至1998年国际上已报道近50例转基因抗病毒烟草实验成功例子[1],如转CP的抗TMV、CM V、PVX、PV Y、TEV、TRV、TSV、AMV、TSWV烟草;转卫星RNA基因的抗CM V、TRSV烟草;转反义RNA基因的抗CMV、PVY、TEV烟草;转复制酶基因的抗TMV、PVY烟草等。我国自20世纪80年代始开展烟草抗病毒基因工程的研究,并于1992年成为世界首位将转基因植物———转基因烟草商业化种植的国家[9,10]。中国科学院微生物研究所于1985年提出把卫星RNA的cDNA转化到植物中,并获得国内烟草———抗CMV烟草转基因工程植株,于1988年在北京通过鉴定[11],同时还利用CP基因获得转基因单抗CMV、双抗CMV和TM V的转基因工程“NC89”烟株[12,13],1991～1992年大田试验研究表明转基因“NC89”品种对花叶病抗性强且产量稳定,烟叶均价和产值明显提高[10]。目前,我国烟草抗病毒基因工程的研究已见诸报道[11～16],如利用TMV-CP转育出抗TM V的香料烟品系;通过PVY复制酶基因转导,得到抗PVY的转基因烟草等。
3讨论与展望
可侵染烟草的病毒种类繁多,我国相继成功鉴定出烟草17个病毒种类。浙江大学于2002年经过生物学、血清学及病毒基因序列测定,发现并命名了2种烟草病毒“云南烟草曲叶病毒”(Tobacco Leaf Curl Yunan Virus,TLCY V)和“烟草曲基病毒”(Tobacco Curly Shoot Virus,TCSV)[17]。有研究[17]表明植物DNA病毒基因重组可产生新病毒,而此2种病毒均为DNA病毒。随着血清学、电镜技术和生物技术的发展,烟草病毒检测与鉴定技术日臻完善,血清学技术已成为我国烟草病毒检测的主要手段,据报道[7]应用较广泛的为双抗体夹心法(DAS-ELISA)、抗原直接包被法(DAC-ELISA)和点免疫结合法,而双抗体夹心法具有较强的株系特异性,且比抗原直接包被法灵敏,而点免疫结合法简单快速、灵敏且经济。组织印迹法(Tissue blots-ELISA)无株系特异性,比点免疫结合法更简单、快速,适合田间大量制样带回实验室检测,其缺点是必须使用新鲜样品,且结果易受干扰[7]。对比不同方法可知,间接ELISA、Dot-ELISA必将成为最主要的血清学检测手段。cDNA探针的制备是核酸分子杂交技术的关键,杂交灵敏度则依赖于cDNA探针中32P标记核酸数
第2期马国胜等:烟草病毒研究现状与展望153
量,其比例越高、放射性越强,灵敏度则越高。但同位素标记存在放射性污染和安全问题且同位素不便长期保存,探针制备复杂,费用昂贵,检测时某些植物组分还会对检测结果形成干扰,因此核酸分子杂交技术有待于探针制备和同位素标记等环节加以改进。此外为满足实际生产中对烟草病毒病快速准确检测与鉴定的需要,开发相应的病毒诊断与检测试剂盒将使烟草病毒检测诊断更加简便、快捷。
烟草抗病毒基因工程的研究已建成1套较系统的方法程序并取得一定成就,但距转基因烟草大规模生产应用还差距很大,诸多问题尚待解决。外源目的基因的选择范围小、转化体系繁杂、基因表达活性及稳定性不高、抗性单一、抗病延迟和抗性不高、转基因烟草安全性问题以及对病毒具有系统获得抗性的转基因烟草的获得等[18]都有待于进一步深入研究。今后该方面的研究应着力于进一步取得抗病毒基因工程烟草生产应用实质性进展———转基因烟草的安全性评价。1992年我国主产烟区河南省种植抗花叶病“NC89”纯合系转基因烟草[10],后停止生产,其中转基因植物安全性评价体系在世界范围内不健全是限制转基因烟草商业化种植的主要原因,自1997年后我国再无转基因烟草种植的报道[9]。据报道[9]自1994年美国第一个转基因植物产品批准上市至1996年全球转基因作物开始大规模种植以来,全球转基因作物种植面积呈逐年上升趋势,2001年全球转基因作物种植面积已达5260万hm2,16个国家550万农户接受了转基因植物。既然转基因抗病毒烟草有较高抗病性和良好的农艺性状[10],且转基因植物已为许多人所接受,其产品也已正式摆上各国商品货架,就连一直拒绝转基因植物的欧盟也于最近接受了转基因植物,我国是否可再次考虑在目前烟草病毒病危害猖獗而又无有效防治手段下推广种植兼具良好抗病毒和品质特性的转基因烟草,并根据蚜传病毒病危害日益严重现状,加强研究兼抗蚜虫和病毒的蚜毒双抗转基因烟草。有研究[19]表明将对蚜虫传播PVY必需的56kb蛋白编码基因封闭,蚜虫就会丧失传播PVY的能力,提示若56kb蛋白编码基因与抗PVY基因结合,其获得的转基因烟草防病效果将更好;烟草转化植株必须具有目的基因表达活性,表现出相应抗性,避免基因沉默;针对多种烟草病毒病混合发生的事实,可同时导入多个不同类型的抗病基因,以获得同时抗2个以上烟草病毒的多抗转基因烟草。
参考文献
1谢天恩,胡志红.普通病毒学.北京:科学出版社,2002
2梁训生,谢联辉.植物病毒学.北京:中国农业出版社,1994
3朱贤朝,王彦亭,王智发.中国烟草病害.北京:中国农业出版社,2002
4陈瑞泰,朱贤朝,王智发等.全国16个主产烟省(区)烟草侵染性病害调研报告.中国烟草科学,1997,14(1):1～7
5方中达.植病研究方法(第三版).北京:中国农业出版社,1998
6许志刚.普通植物病理学(第二版).北京:中国农业出版社,2000
7刘勇,杨树军,李天飞.应用点免疫结合法和组织印迹法检测烟草组织中的T MV和CM V.实验草科技,2000(12):42～44
8马国胜等.分子生物技术及其在植物病原菌研究中的应用.有害植物综合治理策略与展望.北京:中国农业科技出版社,2001.57～62 9闫新甫.转基因植物.北京:科学出版社,2003
10程功,李跃峰,李新德等.转基因NC89品种对花叶病的抗病性研究及主要性状分析.烟草科技,1993(5):44～45
11韩晓东.用卫星互补DNA构建的抗C MV的基因工程烟草研制成功.烟草科技,1988(2):48
12方荣祥.抗烟草和黄瓜花叶病毒的双价抗病毒工程烟草.科学通报,1990(35):1358～1359
13方荣祥,田颖川,王贵玲等.双抗转基因烟草纯合系的选育及田间试验.中国科学B辑,1993,23(5):481～488
14黄文川.论我国烟草抗病毒基因工程.安徽师范大学学报(自然科学版),1999(2):283～285
15吴元华,郑云泽,贝纳新等.转复制酶基因烟草的获得及抗性分析.中国烟草科学,1997(3):23～26
16王振东,刘玉乐,房纯德.马铃薯Y病毒复制酶基因植物表达载体构建及转基因烟草的培育.沈阳农业大学学报,1995,26(3):249～253 17浙江大学学报编辑室.浙江大学周雪平教授等发现两种新植物病毒.浙江大学学报(农业与生命科学版),2001,27(2):212
18钟德义,李友权.烟草抗病毒基因工程研究进展.烟草科技,2000(6):43～47
19项瑜,杨兰英,周雪荣等.表达马铃薯Y病毒外壳蛋白基因的转基因烟草抗病性研究.病毒学报,1995,11(2):158～162
20Bawden F.C.植物病毒和病毒病害(第三版).北京:科学出版社,1958
21Pringle C.R.T he universal system of virus taxonomy of the Interna tion al Commit tee on Virus T axonomy(ICT V),including new proposals ratified since publicat ion of the sixth ICT V report in1995.Arch.Virol.,1998,143(1):203～221
22P ringle C.R.Virus t axonomy-1999,th e universal system of virus taxonomy,updated to include the new proposals ratifie d by the Intern ation al Commit tee on Virus Taxonomy during1998.Arch.Virol.,1999,144(2):421～429
23Zambryske P.Ti plasmid vector for the int roduct ion of DNA into plant cells without alteration of their normal regulation capaci ty.Embo.J., 1983,2:2143～2150
24Powell Abel P.,Nelson R.S.,De B.,et al.Delay of disease development in transgenic pla nts tha t express th e tobacco mosaic virus coat protein gen e.Scie nce,1986,232:738～743
烟草病毒病的发生特点及防治技术 摘要介绍了烟草病毒病的发病症状、侵染循环特点,分析了其发病因素,总结了其防治技术,以期为烟草病毒病防治提供参考。 关键词烟草病毒病;发生特点;防治技术 黄烟是韶关市的重要经济作物,每年种植面积逾2万hm2,主要集中在南雄、乐昌、始兴等县,是当地农民的主要经济来源。烟草病毒病俗称烟草花叶病,多年来是韶关市烟草生产上分布较广、发生较为普遍、危害较重的一大类病害[1]。烟草感染病毒后,减产幅度可达20%～60%,还严重影响烟叶的内在品质,上等烟比例减小,品质变劣,使烟农收入和财政收入大大减少。近年来,通过开展病毒病的发生规律研究和综合防治措施,取得了较好的增产增收效果。现将其发生特点及防治技术总结如下。 1发病症状 一是烟草普通花叶病毒病。烟株感病后,表现为整株系统症状。在高温强光条件下,5~7 d内就表现症状。幼苗感病后,先在新叶上发生“明脉”,叶脉组织变浅绿色,对光看呈半透明状。后蔓延至整个叶片,形成黄绿相间的斑驳。几天后,叶片局部组织叶绿素褪色,形成浓绿和浅绿相间的“花叶”症状。早期发病烟株节间缩短、植株矮化、生长缓慢。接近成熟的植株感病,只在顶叶及杈叶上表现“花叶”,有时有1~3个顶部叶片不表现花叶,但出现坏死大斑块,称“花叶灼斑”,植株中下部叶片常有1~2片叶沿叶脉产生“闪电”状坏死纹。二是烟草黄瓜花叶病毒病。此病发病流行速度极快,来势迅猛,常在移栽后团棵期发生,造成烟株生长发育停滞,严重减产。整个生育期均可发病,苗床期感染,移栽后开始发病,旺长期为发病高峰。发病初期表现“明脉”症状,后逐渐在新叶上表现“花叶”,病叶变窄,伸直呈拉紧状,叶表面茸毛稀少,失去光泽。有的病叶粗糙如革质、发脆,叶基部常伸长,两侧叶肉组织变窄变薄,叶尖细长,有些病叶边缘向上翻卷。病株根系发育不良,植株矮化,遇干旱或强光曝晒,极易引起“花叶灼斑”症状。 2侵染循环特点 烟草普通花叶病一般在茄科作物(番茄、辣椒等)及杂草上越冬,成为主要毒源。田间感病的烟株是大田再侵染的毒源。此病主要靠植株之间的接触及农事操作时手、衣服、工具等与烟株的接触传毒。黄瓜花叶病毒一般侵染烟草种子、杂草种子,并随种子越冬,也能侵染多年生植物和杂草,并随这些寄主在田间越冬(如蔬菜、多年生树木及农田杂草)。带毒种子及田间寄主和杂草是主要侵染来源。在自然条件下主要由蚜虫传播,此外,病害的扩散和加重也和农事操作等机械传染有重要关系[2]。
朊病毒及朊病毒病的研究进展 1982年，美国生理学家Prusiner及其同事，在大量实验的基础上，突破经典病毒学理论而提出朊病毒（prion）的概念，认为绵羊瘙痒病的病原体是一种尚未证实有核酸结构的蛋白质侵染颗粒（proteinaceous infectious particles），并将其称为朊病毒蛋白（Prion protein），简称为PrP。朊病毒是医学生物学领域中至今尚未彻底弄清，与病毒和类病毒都很不相同的一种蛋白质传染病原体。它是一组至今不能查到任何核酸、对各种理化作用具有很强抵抗力、传染性甚强、分子重量在27000～30000道尔顿的蛋白质颗粒，它们是在人和动物中引起可传递的海绵脑病的特殊病因。 朊病毒是一个超出经典病毒学和生物学的全新概念，蛋白质在特定条件下发生突变或构型上的变化由良性变为恶性，即变为具有传染性的侵染颗粒，可引起人和动物脑内神经元空泡变性（即海绵状变性），所以这类病毒引起的疾病被称为传染性海绵状脑病 （ Transmissible Spongiform Encephalopathy，TSE），又称为朊病毒病。 一、朊病毒引起的相关疾病 朊病毒都是致死性中枢神经系统的慢性退化性疾病，病理学上的特点是大脑皮层的神经元细胞退化、空泡变性、死亡、消失，最终被星状细胞取代，因而造成海绵状态。患者具有痴呆、共济失调、震颤等症状。已知人和动物朊病毒有以下几种：人的库鲁氏病，又称新几内亚震颤病（Kuru）；克－雅氏病（Creutzfeldt－Jakob disease，CJD），又称皮质－基底节－脊椎变性综合征，也有人称其为人类海绵状脑病和早老性痴呆症（Presenile Dementia）；致死性睡眠综合症（Fatal Familial Insomnia，FFI）；吉斯综合症，又称脑软化病（Gersrmann -Straussler-Scheikerg disease，Gss）;疯牛病（ Mad Cow Disease，MCD），即牛海绵状脑病（ Bovine Spongiform EncePhalopathy，BSE）；传染性紫貂脑病（TME）；猫海绵状脑病（ Feline Spongiform Encephalopathy， FSE）；羊瘙痒症（Sctapie），有绵羊瘙痒（Scrapie of sheep）和山羊瘙痒症（scrapie of gaats）两种；大耳鹿慢性消耗病（Chronic Wasting Disease of Mule Deer，CWD）；传染性雪貂白质脑病（Transmissible Mink Encepholopathy，TME）。 这些疾病有些在二百年前就已发现，如人们在羊群中发现一种传染病，其主要表现为兴奋、瘙痒、瘫痪等症状，最后死亡，称之为羊瘙痒病（Sctaple in sheep and goat）。1985年英国暴发疯牛病事件，人们注意到疯牛病的症状及脑部病理变化与羊瘙痒症类似，同属于海绵状脑病，多有食用病羊和病牛内脏或骨粉饲料的病史，于是人们才认识到种间传播的可能性，并将它们和人类的某些中枢神经疾病相联系，同时开始怀疑疯牛病会传染给人，至此，对此类疾病的研究达到高潮。 二、朊病毒病原学特征及分子机制 羊瘙痒病是最早发现的传染性脑病，其病原体也是研究最早和最多的病原体。1961年Chandler通过实验成功地把羊瘙痒病传染给小鼠，随后其他实验室的动物模型如白鼠、豚鼠、大鼠等相继获得成功，羊瘙痒病伴随纤维（Scrapie Associated Fibrile，SAF）是在Scrapie感染的小鼠脑组织用去污剂处理提取的膜性部分中观察到的一种特殊纤维结构。它有两个类型：Ⅰ型纤维，直径为11～14nm，由两根直径为4～6nm的原纤维相互盘绕而成，螺距为40～ 80nm不等；Ⅱ型纤维，直径为34nm，有四根相同的原纤维组成，每两根之间间隙为3～4nm。Ⅱ型纤维每100～120nm即出现一个狭窄区，狭窄区的直径约为9～11mn。进一步研究表明，无论是自然发生朊病毒病的动物还是人工感染朊病毒病的实验室动物，在脑组织的提取物中均观察到SAF，而对照组均为阴性。 1982年，Prusiner等人发现羊瘙痒因子感染的仓鼠脑组织中部分纯化的Scrapie病原的片段，经过了修饰或者蛋白酶水解后能够减弱其抗原性，同时发现寻求Scrapie特异性核酸所作的试验不能证实它有独立的传染性，他将分离出的这一特殊的蛋白质——蛋白酶抗性蛋白称之为朊病毒蛋白（PrP）。PrP是一种膜蛋白，存在于大部分组织细胞中，其正常功能尚不十分清楚，可能与细胞表面的信号识别和粘着有关；在淋巴细胞中，PrP可能与激活有关；在神经系统中，PrP可能与突触功能及调节生物钟节律有关。随着实验的进展，Prusiner又把朊病毒（PrP）称作传染性蛋白颗粒（proteineceous infectious particle）。该蛋白能够抵抗蛋白酶K的消化作用，分子质量为27000～30000道尔顿，故又称作PrP27－30，用免疫亲和层析纯化去污剂溶解的病脑提取物时，PrP27－30浓度与朊病毒滴度成正
艾滋病病毒疫苗研究历程 2015212374 世祺 摘要 艾滋病是一种病死率高、传播围广的传染性疾病。全世界许多国家对病毒疫苗的研制都很成功，但艾滋病疫苗研究却一直没有成功，这主要与HIV特殊的生物学特性有关。目前没有针对HIV的特效治疗方法。曾经由大卫·巴尔迪摩领导研发的整合酶抑制剂的疫苗被认为是最有希望的研究，然而这项耗时经年、耗资过亿的实验最终仍然宣告了失败。整合酶抑制剂的疫苗实验失败了之后，艾滋病研究领域一时充满了悲观的声音，但更多的观点认为，目前艾滋病研究只是误入歧途。目前DNA疫苗成为了比较有希望的研究新方向，然而仍然有许多专家报以谨慎观望态度。随着对HIV的深入研究，HIV流行特点、流行株的克隆、测序和重配等基础工作的完成，以及HIV病毒本身生物学特性的阐明，我们依然有理由乐观的相信，人类将不断开发出新的更有效的疫苗，最终实现预防和治疗艾滋病感染。 一、为什么至今未能研制出HIV疫苗 全世界许多国家对病毒疫苗的研制都很成功，但艾滋病疫苗研究却一直没有成功，这主要与HIV特殊的生物学特性有关。高度变异性是HIV及其他反转录病毒所具有的显著特征。HIV外壳蛋白的抗原性很低，而且存在不同型1。HIV可以分为主型M(main genotype)及A～I亚型，不同的亚型之间的差异可达30％以上，而且不同分化体之间还会产生重组体。HIV感染者虽然可以产生各种中和性抗体，但是这些抗体通常是病毒株特异的而不能交叉中和。艾滋病病毒的变异非常“聪明”。它们在复制的过程中错误率至少比人类高一千到一万倍。艾滋病病毒复制高错误率的代价就是一些变异后代的死亡，但是它的优势也很明显，就是药物对旧病毒有抑制作用的时候，它立刻就会有新的病毒出现，避开药物的侵害。 1BurtonDR，WilliamsenPA，PattenPW，el：a1．Antibodyandvirus：bindingandneutralization．Virology，2000，270：1
生命科学学院11级生物工程 C01114013 宋强微生物学 朊病毒综述 一、朊病毒的发现 早在300年前，人们已经注意到在绵羊和山羊身上患的“羊搔痒症”。其症状表现为：丧失协调性、站立不稳、烦躁不安、奇痒难熬，直至瘫痪死亡。20世纪60年代，英国生物学家阿尔卑斯用放射处理破坏DNA和RNA后，其组织仍具感染性，因而认为“羊搔痒症”的致病因子并非核酸，而可能是蛋白质。由于这种推断不符合当时的一般认识，也缺乏有力的实验支持，因而没有得到认同，甚至被视为异端邪说。1947年发现水貂脑软化病，其症状与“羊搔症症”相似。以后又陆续发现了马鹿和鹿的慢性消瘦病（萎缩病）、猫的海绵状脑病。最为震惊的当首推1996年春天“疯牛病”在英国以至于全世界引起的一场空前的恐慌，甚至引发了政治与经济的动荡，一时间人们“谈牛色变”。1997年，诺贝尔生理医学奖授予了美国生物化学家斯坦利·普鲁辛纳（Stanley B.P Prusiner），因为他发现了一种新型的生物——朊病毒（Piron）。“朊病毒”最早是由美国加州大学Prusiner等提出的，在此之前，它曾经有许多不同的名称，如非寻常病毒、慢病毒、传染性大脑样变等，多年来的大量实验研究表明，它是一组至今不能查到任何核酸，对各种理化作用具有很强抵抗力，传染性极强，分子量在2.7万～3万的蛋白质颗粒，它是能在人和动物中引起可传染性脑病（TSE）的一个特殊的病因。 二、朊病毒的概念 1982年stanly B1prusiner等提出蛋白质感染颗粒（pro teinaceous infectious particles，prion）假说，提出了朊病毒（prion）的概念，他给朊病毒所下的定义是：朊病毒是不被大多数修饰核酸的方法灭活的蛋白质传染性颗粒（proteinaceous infectious particle；缩写为prion，今的朊病毒假说是唯蛋白质说，认为朊病毒是一种蛋白质，不含核酸，分子量33kD~35kD，抗蛋白酶的PrPSc是其唯一（或主要）成分；它是宿主PrP基因编码的蛋白PrPC经翻译后修饰构象改变形成，在朊病毒病病理发生中起主导作用，其复制和分离物（或毒株）的不同特性都由其自身和宿主PrPC相互作用决定，而不依赖于任何核酸。
浅谈当今国内艾滋病研究与防治现状 曹译文 （西南民族大学社会学与心理学学院，成都，610225） 摘要通过对已有艾滋病相关文献的检索与分析，探究在艾滋病领域存在的相关心理学研究，以艾滋病污名和社会支持两方面进行阐释，并从心理学与医学两个领域探讨艾滋病的防治现状。本文旨在了解当前社会艾滋病领域的研究现状，提出未来艾滋病研究方向的新思考。 关键词艾滋病；社会态度；防治现状 1引言 艾滋病（Acquired immunodeficiency syndrome，AIDS）是有艾滋病病毒是（Human immunodeficiency virus，HIV）感染引起的以T细胞免疫力功能缺陷为主的一种免疫缺陷疾病。[1] 1985年，我国发现了首例HIV感染者，此后AIDS在我国迅速传播开来。截至2011年10月，已累计报告艾滋病病毒感染者和病人43万例。据中外机构联合组成的专家组权威评估指出，截至2011年底，估计中国存活艾滋病感染者和艾滋病病人（People Living with HIV/ADIS, PLHIV）78 万。目前，中国已发现的感染者和病人存活34.6万，即目前约56%的感染者尚不知情。[2]艾滋病疫情估计和预测为准确掌握疫情、科学指导防治提供了重要的决策依据。在病例报告数与实际感染数差异较大的情况下，估计艾滋病病毒感染者和艾滋病病人数成为了解人群实际感染情况的重要手段。艾滋病被普遍认为具有高度致死性，因此导致人们对它产生本能上的恐惧。 艾滋病以传播速度快，死亡率高的两大特点引起了整个国际社会的高度重视。近年来，各国均加大对艾滋病的相关研究的投入，从预防方法、健康教育等多方面预防艾滋病，也从有效疫苗、治疗方法等方面试图解决艾滋病这一难题。在艾滋病研究与防治这一方面，我国也从未停止努力的步伐。政府高度重视艾滋病防治工作，投入了大量的人力、物力和财力，随着艾滋病防治工作的深入开展，关于我国艾滋病防治状况的论文新发表数量和累积数量越来越多。[3] 2艾滋病相关研究 在HIV感染者数量逐年增长的当今社会，因HIV的高致死率以及感染途径，使民众对艾滋病产生了心理上的恐惧与排斥。伴随着HIV感染者数量的提升，其心理健康情况也受到了社会的广泛关注。 2010年刘颖等人发表的《艾滋病污名的形成机制、负面影响与干预》中探讨了艾滋病污名形成的相关理论及社会影响因素，试图探究其污名形成的心理学原因。同时就污名对艾滋病患者的影响进行分析，包括其个人的发展影响与对家庭的影响，最后提出其干预措施，建议增加非感染者与感染者的积极接触以便包容与理解，除此外也加大知识传播的力度给予公众对艾滋病广泛正确的认识。 耿柳娜等人采用实验法探讨正念在吸毒人群对艾滋病污名的干预中的作用，实验结果显示吸毒者存在内隐艾滋病污名；内隐艾滋病污名和外显艾滋病污名相关不显著，而正念干预对内隐艾滋病污名和外显艾滋病污名均产生了显著的影响。研究最终得出正念
烟草花叶病毒 摘要：草花叶病毒（Tobacco mosaic virus；TMV），又译为烟草花叶病毒，是一种RNA病毒，专门感染植物，尤其是烟草及其他茄科植物，能使这些受感染的叶片看来斑驳污损，因此得名（mosaic为马赛克，也就是拼贴之意）。19世纪末期人们已知有某种威胁烟草作物生存的疾病，但直到1930年才确知此病毒的存在。是烟草花叶病等的病原体，属于Tobamovirus群。烟草花叶病和番茄花叶病早为一般所了解。叶上出现花叶症状，生长陷于不良状态，叶常呈畸形。如今通过大量实验的积累，已总结出了大量的防治经验。 关键词：烟草花叶病毒综合防治 前言：烟草花叶病严重危害烟叶产量和品质, 常造成巨大的经济损失, 成为优质烟叶生产的制约因素之一。因此, 寻找一种经济、有效的烟草花叶病防治措施成为烟草生产上的迫切任务。此篇文章将对烟草花叶病毒作详细的介绍以及综合防治，综述了烟草花叶病毒的研究发展进程。 正文： 1烟草花叶病毒概论 1.1烟草花叶的分类地位 烟草花叶病毒(Tobaccomosaicvirus,TMV)作为烟草花叶病毒属(Tobamovirus)代表种，其研究始于一个多世纪前。Mayer(1886年)
首次发现烟草花叶病,并通过实验证明其汁液具有传染性。伊凡诺夫斯基(1892年)(D.1.Iwanowski)首次证明：TMV是由滤过性病原体(病毒)所引起的。1898年，“病毒学之父”——贝叶克林(Beijerinck)研究发现：TMV不属于细菌，也不是微小体，是一种可滤过性的病原，一种“传染活液”或“病毒”。斯坦利(w.M.Stanley)发现病原体是蛋白质，1935年他首次从病叶榨汁中分离到病毒状结晶，并发现这种蛋白质还含有核酸，并确定病原就是TMV。他因为这一发现获得诺贝尔奖。1939年，贝杰林克(Kansche)借助电子显微镜，第一次观察到杆状的TMV粒体。此后，在病毒形态结构、理化特性及其分子生物学特性研究中将TMV作为一种模式材料，对病毒学的发展起到极其重要的作用。如最早被提纯的病毒是TMV，最早被证明其RNA携带有遗传信息并具有侵染性是TMV。TMV也是第一个被发现可以自我组装的病毒，TMV外壳蛋白(CoatproteincP)是第一个被测序的病毒蛋白。首例抗性转基因植株也是由TMvCp介导的。 1.2烟草花叶病毒的病原形态 TMV为杆状病毒，大小300*18(nm)，病毒粒体存在一中央空洞区，直径4nm。核酸(RNA)和外壳蛋白是TMV病毒粒体仁要组分，2130个相同亚基组成外壳蛋白，每个亚基长7nm，含158个氨基酸，端部稍细，呈椭圆形，直径2.3nm，分子量为17.6kDa。亚基呈右手方向排列，呈单一螺旋状，螺旋间距为 2.3nm，一圈由16又1/3个亚基组成，共130圈，排3圈螺旋重复一次，所以
朊病毒特性与致病机理研究进展 刁小龙，徐志良，边静静，施福明，杨飞宇，胡鹏年，陈扶香 甘肃农业大学生命科学技术学院，甘肃兰州（730070） E-mail：dxl841016@https://www.doczj.com/doc/9b9748262.html, 摘要:朊病毒病是人和动物的一种退行性脑病，主要包括羊骚痒病，疯牛病，以及人的克——雅氏综合症。其致病因子被认为是一种由正常细胞PrP蛋白经非正常折叠所形成的蛋白质（PrP sc）。PrP sc和PrP c来自于同一基因具有相同的氨基酸序列，但在二级结构和三级结构上有很大的不同。因为PrP sc是一种不含有核酸的蛋白质感染因子，所以关于朊病毒的致病机理至今还没有完全弄清楚。但有关研究表明该病是由于PrP sc或ctm PrP在大脑中积累所致。 关键词；朊病毒，PrP，PrP sc 引言 朊病毒,也称为朊粒，是一种只有蛋白质而没有核酸的传染因子。它是动物和人传染性海绵状脑病（Transmissible Spongiform Encephloathy, TSE）的主要致病因子。Prusiner的“唯蛋白”假说认为：TSE是哺乳动物细胞中普遍存在的正常细胞型PrP(Cellular Isoform Of Prion Protein, PrP c)转变为致病性的异常痒病型PrP(Scrapie Isoform Of Prion Protein, PrP sc)所致。PrP sc在感染动物脑内形成不溶性的、抗蛋白酶的积聚物而引起动物发病，1985年英国爆发疯牛病后，朊病毒引起了人们的极大关注。而且随着时间的推移和科研水平的提高，朊病毒蛋白的结构特征、生化特性及致病机理的研究取得了显著进展。 1 朊病毒病 1.1羊搔痒病（Scrapie） 早在1730年就有了关于羊搔痒病的记载。症状表现为：丧失协调性、站立不稳、烦躁不安、奇痒难熬、直至瘫痪死亡。但直到1936年，Cuill和Celle才通过试验证实其具有传染性。20世纪60年代，英国生物学家，阿尔卑斯用放射性物质处理破坏DNA和RNA后，其病变组织仍具有传染性，因而他认为羊搔痒病的致病因子并非核酸，而可能是蛋白质。由于这种推断不符合当时的一般认识，也缺乏有力的室验支持，因此没有得到认同。 1.2克—雅氏病（Creutzfeldt-jakob Disease,CJD） 1920年，发现克—雅氏病。由Creutzfeldt 和jakob 两位神经病理学家首先描述报道，因而被命名为克—雅氏病（CJD）。其经典病例特征是：脑组织出现明显海绵样病变，星状细胞增生及淀粉斑块，与羊搔痒病病理特征相似。 1.3库鲁病（Kuru） 19世纪50年代，在大洋洲巴布亚新几内亚东部海拔1000-2000米高地土著Fore居民中流行着原因不明的库鲁病。临床症状为：战栗性震颤并发展成为发音障碍，失语直至完全不能运动，一年内即死亡。此病受到人们的极大重视，后经检测发现库鲁病病理变化、临床经过、流行病学与痒病相似。 -1-
烟草病毒病的发生特点及防治技术(一) 摘要介绍了烟草病毒病的发病症状、侵染循环特点,分析了其发病因素,总结了其防治技术,以期为烟草病毒病防治提供参考。 关键词烟草病毒病;发生特点;防治技术 黄烟是韶关市的重要经济作物,每年种植面积逾2万hm2,主要集中在南雄、乐昌、始兴等县,是当地农民的主要经济来源。烟草病毒病俗称烟草花叶病,多年来是韶关市烟草生产上分布较广、发生较为普遍、危害较重的一大类病害1]。烟草感染病毒后,减产幅度可达20%～60%,还严重影响烟叶的内在品质,上等烟比例减小,品质变劣,使烟农收入和财政收入大大减少。近年来,通过开展病毒病的发生规律研究和综合防治措施,取得了较好的增产增收效果。现将其发生特点及防治技术总结如下。 1发病症状 一是烟草普通花叶病毒病。烟株感病后,表现为整株系统症状。在高温强光条件下,5~7d内就表现症状。幼苗感病后,先在新叶上发生“明脉”,叶脉组织变浅绿色,对光看呈半透明状。后蔓延至整个叶片,形成黄绿相间的斑驳。几天后,叶片局部组织叶绿素褪色,形成浓绿和浅绿相间的“花叶”症状。早期发病烟株节间缩短、植株矮化、生长缓慢。接近成熟的植株感病,只在顶叶及杈叶上表现“花叶”,有时有1~3个顶部叶片不表现花叶,但出现坏死大斑块,称“花叶灼斑”,植株中下部叶片常有1~2片叶沿叶脉产生“闪电”状坏死纹。二是烟草黄瓜花叶病毒病。此病发病流行速度极快,来势迅猛,常在移栽后团棵期发生,造成烟株生长发育停滞,严重减产。整个生育期均可发病,苗床期感染,移栽后开始发病,旺长期为发病高峰。发病初期表现“明脉”症状,后逐渐在新叶上表现“花叶”,病叶变窄,伸直呈拉紧状,叶表面茸毛稀少,失去光泽。有的病叶粗糙如革质、发脆,叶基部常伸长,两侧叶肉组织变窄变薄,叶尖细长,有些病叶边缘向上翻卷。病株根系发育不良,植株矮化,遇干旱或强光曝晒,极易引起“花叶灼斑”症状。 2侵染循环特点 烟草普通花叶病一般在茄科作物(番茄、辣椒等)及杂草上越冬,成为主要毒源。田间感病的烟株是大田再侵染的毒源。此病主要靠植株之间的接触及农事操作时手、衣服、工具等与烟株的接触传毒。黄瓜花叶病毒一般侵染烟草种子、杂草种子,并随种子越冬,也能侵染多年生植物和杂草,并随这些寄主在田间越冬(如蔬菜、多年生树木及农田杂草)。带毒种子及田间寄主和杂草是主要侵染来源。在自然条件下主要由蚜虫传播,此外,病害的扩散和加重也和农事操作等机械传染有重要关系2]。 3发病因素 烟草病毒病的流行及其强度,主要是受多种因素影响,其中关键是气候条件。据观察,吹干风、骤冷骤热、久雨后曝晴、久晴后突然连续低温阴雨等不良气候的出现会导致发病流行速度极快,发病急剧加重。吹干风天气促使烟田早晚无露水,烟田水分丧失快,使叶片相互摩擦,造成病毒传染。骤冷骤热和连续低温阴雨天气使烟株生理机能受到干扰,导致抗病能力相应降低。移栽时,烟农往往不注意,将病苗栽入大田后,长势很弱,叶色黄绿,植株矮小,叶片小而薄,侧芽大部畸形,在烟田管理中,病毒传到健株上,使烟株发病。连年种植烟田和与茄科作物、蔬菜混种烟田,田间病毒源丰富,使病毒病发生重。病毒病的发病轻重和早迟与蚜虫发生程度和发生时期有着密切的关系。
朊病毒概述及其所致疾病研究 李忠秋1,王君伟1,刘春龙2 (11东北农业大学动物医学院,黑龙江哈尔滨150030; 21中国科学院东北地理与农业生态研究所,黑龙江哈尔滨150040) 中图分类号:S852165+917 文献标识码:A 文章编号:1004-7034(2004)09-0083-02 收稿日期:20040412 作者简介:李忠秋(1974),女,黑龙江宾县人,在读硕士研究生1 Prusiner 提出了大分子蛋白质与感染性有关的假说,认为朊病毒是一种不含核酸、有部分蛋白酶抗性、具有感染性的蛋白粒子,且为了与病毒和类病毒(Viroids )相区分,用了朊病毒(Prion )这个概念。近几十年来,由于疯牛病(mad cow disease )导致了全世界的恐慌,特别是随着疯牛病的全球范围流行,由同一致病因子引起的人的变异型克雅氏症(new variant Creutz feldt -Jakob disease ,nvC JD ,vC JD )的出现。因此关于朊病毒的研究一直以来都是一个异常热门的领域。经过几十年的研究,已取得了一些进展。但是,在此领域里还有许多疑难问题尚待解决,需要科学家们继续努力。 1 朊病毒的发现 早期对朊病毒的认识主要是对羊瘙痒病的研究。Alper 在 研究羊瘙痒病时发现,病羊脑组织在经受能够破坏DNA 和RNA 的放射处理后,仍具有传染性,认为感染因子可能是一种不含核酸的蛋白质。1982年,Prusiner 等[1]在感染瘙痒病的仓鼠脑组织中提取一种蛋白质,经检测此蛋白质不含核酸,同时此蛋白进行紫外光灭活DNA 、RNA 和酶处理DNA 、RNA 实验后,仍具有感染力;但如果对其作蛋白酶、蛋白变性剂处理,则失去感染能力;据此Prusiner 等人认为朊病毒是一种蛋白侵染颗粒(Proteinaceous in fectious particle ),并命名为PrP 。 2 朊病毒的特性 211 PrP c 的正常蛋白 PrP c 是一类高度保守的糖蛋白,其广泛存在于哺乳动物 中,是通过人或动物单拷贝染色体基因的单一外显子所编码,并通过C 末端糖基磷酰肌醇(glycan -phosphatidyl im ositol ,G PI )锚定在细胞膜上的唾液酸糖蛋白上,从而使蛋白质可以从一个细胞移位到另一个细胞。PrP c 的编码基因在小鼠位于第2号染色体上,在牛位于13号染色体上,在人类则位于第20号染色体上。在研究过的所有物种中,PrP c 的开放阅读框架(ORFs )编码了大约250个氨基酸的蛋白,所有PrP c 分子都是经过转录后修饰的。在动物的大部分细胞上都能检测到PrP c 的存在,尤其在神经细胞上含量最高。 212 PrP sc 感染性蛋白颗粒 PrP c 和PrP sc 的空间构象明显不同,PrP c 含有40%的α-螺旋和少量的β-折迭,而具有传染性的PrP sc 具有30%的α-螺 旋和45%的β-折迭,目前研究证明PrP c 向PrP sc 的转变与此空间构象的变化有关。用蛋白酶K 消化后,正常型的PrP c 完全溶解,而PrP sc 可耐蛋白酶降解,在细胞中大量积聚,最终导致细胞调亡。正常型的PrP c 可参与神经突触的传递,当其构象改变后可导致神经系统的功能异常。自然状态下PrP c 以单体—二聚体平衡状态存在,PrP sc 不能以单体形式稳定存在,以多聚形式存在,在电镜下可观察到羊瘗相关纤维(scrapie ass ociat 2 ed fibrils ,S AP )。糖分析实验表明PrP c 至少包含52种不同的糖 成分,并且用叙利亚仓鼠进行研究时发现PrP c 和PrP sc 所含糖的种类相同,只是后者三天线糖和四天线糖的比例增加。感染动物脑组织存化PrP sc 含量最高,是惟一的一种大分子物质,PrP sc 浓度的大小与感染效价成正比,PrP sc 水解变形,感染效价降低。 3 朊病毒在人和动物中引起的主要疾病311 人类疾病 31111 Creutz feldt -Jakob 病(简称C JD ,克雅氏病) C JD 是最常 见的人朊病毒病,成全球性分布。多为散发性,少量为医源性,也由家族性(因发生基因突变)所致[2]。主要临床症状为,行为改变,运动平衡失调,逐渐发展为进行性智能衰退、痴呆或神经错乱等,并伴有脑电图异常;个别可能癫痫大发作为首发症状。患者在出现临床症状后一般在一两年内死亡,剖检所见症状与风牛病类似。C JD 潜伏期可达30年以上[3],医源性潜伏期15个月至20年,家族性所致起病缓慢,主要是发展为进行性痴呆,患者中10%有家族性染色体遗传缺损。31112 Variant Creutz feldt -Jakob disease (简称VC JD ,变异形克雅氏病) 1995～1996年,英国C D J 监测机构(Surveillance Unit )发现几例与以往散发性C JD 不同的,不寻常的C JD 病例,称为变异形克雅氏病(VC JD )。VC JD 与散发性C JD 相比,患者年轻化(平均26岁,C JD 是65岁)、病程长(平均14个月,C JD 是6个月)、最有可能是通过食用被朊病毒感染的食物所致。 31113 G ershmann -S trausser -Schein -K er disease (简称G SS ,杰氏-斯氏-斯氏病) G SS 病,1936年首次在一大家庭中发现(G RST M AN 1936),是一种家族性,常染色体显性遗传性疾病。其症状是慢性进行性供给失调、运动失调,类似老年性痴呆。主要在西欧的一些家族中发现,神经病理学变化为典型的海绵样变化、神经胶质增生、神经原损伤。31114 Fatal familial Ins omania (简称FFI ,致死性家族性失眠症) 家族性,是常染色体显性遗传性疾病,FFI 病人主要表现为难以治疗的失眠症、家庭性自主神经机能异常(如:体温过高、高血压、心动过速、呼吸急促等)、运动机能障碍、痴呆等。然而,即使是同一家族的病人表现也不相同。FFI 病不像其他朊病毒病,海绵样变化小,有的无此变化。发病年龄20～70岁,平均年龄51岁;病程6～32个月,平均为14个月。 312 动物疾病 31211 羊痒疫(Scrapie ) 羊痒疫是最常见的一种朊病毒病,慢 性、消耗性疾病,潜伏期1～3年,发病率不高。主要临床症状:运动失调、麻痹、痴呆、瘫痪。病理剖检大脑皮层变薄,白质增 ? 38?《黑龙江畜牧兽医》2004年第9期 专论与综述
朊病毒及其致病机理研究进展 摘要：朊病毒是有侵染性的蛋白颗粒，是造成人类及其它动物的多种致死性中枢神经系统的慢性退化性疾患的元凶，它不含有核酸，因而其生物学结构及特性、复制及致病机理具有特殊性，这也为朊病毒的鉴别提供了标准。此外，值得注意的是，朊病毒的遗传也具有多样性，这造成了朊病毒在不同宿主间的传播障碍。本文将针对上述问题，对朊病毒及其致病机理研究进展进行简要的介绍。 关键词：朊病毒 人类早在18世纪就发现了由朊病毒引起的致死性中枢神经系统的慢性退化性疾患[1]，但却一直无法分离出朊病毒病原。这是因为朊病毒不含有核酸和脂类，是纯粹的“有侵染性的疏水性蛋白颗粒”[2]。直到1982年，美国加州大学神经病学教授Prusiner在对绵羊瘙痒病因子的研究中，才第一次揭开其神秘的面纱[3]。朊病毒的发现，无疑使人类对生命体的认 识，达到了一种新的高度——不具有核酸却能复制的朊病毒是否属于生物的范畴，至今仍处在激烈的争论之中。现在，就让我们一起来认识这一特殊的存在。 1.生物学结构及特性 朊病毒是由朊病毒蛋白(prion protein，PrP)组成的，是具有传染性的结构简单的糖蛋白，其分子量为27000～30000Da[4]，在电镜下看不见其病原颗粒。 朊病毒蛋白的前体(cellular isoform of the prion protein，PrP C)，是一种正常无害的蛋白质，是由宿主细胞一条染色体上的一个基因产生的，多数存在于神经元中，能通过空间构象变化形成感染形式的朊病毒蛋白前体(scrapie isoform of the prion protein，PrP Sc)。PrP Sc 再经蛋白酶的酶切作用可转化为具有侵染性的PrP27～30，最后通过纤维聚合自我成核作用，形成朊病毒蛋白。PrP27～30的浓度与其传染性成正比，经化学灭活处理后，其活性与传染性将同步下降。 1.1.理化性质 由于朊病毒是纯粹的疏水性蛋白颗粒，因此能抵抗多种核酸酶（包括RNA酶和DNA酶）的作用，但却可被胰蛋白酶降解，蛋白质变性剂或氨基酸化学修饰剂也对其具有灭活或抑制作用。它耐高温，能抵抗254nm紫外线的照射，但对237nm紫外线表现敏感[5]，同时能抵抗离子辐射和超声波。一般的化学消毒剂对其无破坏作用。 1.2.生化特性 由于朊病毒不具有遗传信息载体——核酸，不能像病毒一样通过逆转录，利用宿主细胞物质合成自身所需物质，因此，它不能形成包涵体，不能产生干扰素，也对干扰素不敏感， 同时不能干扰其他病毒产生干扰素。它不破坏宿主B细胞和T细胞的免疫功能，也不会引起宿主的免疫反应。免疫增强剂和免疫抑制剂均不能改变其致病过程。在温和的清洁提取物中纤维状或短杆状朊病毒会大量聚合，表明其在非变性去污剂中不溶。朊病毒只以单体或是二聚体形式存在，所以用核磁共振（NMR）和X光谱分析不能辨别其构象[6]。 此外，由于朊病毒依赖于磷酸肌醇磷脂酶作为结合位点（GPI）附着在细胞表面，因此经过磷酸肌醇磷脂酶C（PUPLC）酶解后，朊病毒不会从膜上被释放[7]。 1.3.基因结构 PrP基因为单一基因，人、哺乳动物和禽类都具有该基因。人类朊病毒蛋白(PrP)基因定位于20号染色体，小鼠则定位于2号染色体[8]并与控制朊病毒潜伏期的基因(Prn-i)相连
朊病毒结构研究和致病机理分析 摘要 朊病毒病是人和动物的一种退行性脑病，主要包括羊骚痒病，疯牛病，以及人的克雅氏综合症等。其致病因子被认为是一种由正常细胞PrP蛋白经非正常折叠所形成的蛋白质（PrPsc）。PrPsc和PrPc来自于同一基因具有相同的氨基酸序列，但在二级结构和三级结构上有很大的不同。科学界认为朊蛋白是一种不含核酸和脂类的疏水性糖蛋白 关键词：朊病毒PrPc PrPsc 重组朊蛋白高级结构 朊病毒（Prion Protein , PrP）是一种蛋白质亚病毒，是只有蛋白质而没有核酸的病毒， 形态特征为小型蛋白质颗粒，大约有250个氨基酸组成，大小仅为最小病毒的1%。它是由动物机体中高度保守的朊病毒蛋白基因编码的蛋白质并能在机体的多种细胞中表达，在中枢神经系统及神经元细胞中表达量最高。朊病毒具有两种不同的分子构象：一种是存在于正常机体或感染动物的细胞中，没有致病作用，称为细胞朊蛋白（PrPc）,另一种是仅存在于感染动物的细胞中，称为朊病毒蛋白（PrPsc）。两种蛋白的一级结构完全相同，但二极结构及高级结构则有着显著差异。此种病毒可导致库鲁病（Ku-rmm）、克雅氏综合症（CJD）、格斯特曼综合症（GSS）、致死性家族失眠症（FFI）等常见人类疾病以及羊瘙痒病和疯牛病等动物 疾病[1]。朊病毒的传播途径包括：使用动物肉骨粉饲料、牛骨粉汤；医源性感染，如使用脑垂体生长激素、促性腺激素和硬脑膜移植、角膜移植、输血等。朊病毒特点是耐受蛋白酶的消化和常规消毒作用，由于它不含核酸，用常规的PCR技术还无法检测出来。 朊病毒的复制并非以核酸为模板，而是以蛋白质为模板。斯坦利由于发现PrPSC（一普里朊）和PrPC具有相同的一级结构而具有不同的二级和三级结构，打破了以往蛋白质的一级结构决定高级结构的定律，而获得了1997年诺贝尔生理学或医学奖[2]。 1982年普鲁宰纳提出了朊病毒致病的“蛋白质构象致病假说”，以后魏斯曼等人对其逐步完善。其要点为： 1、朊病毒蛋白有两种构象：正常型PrPc和致病型PrPsc，两者的主要区别在于其空间构想上的差异。PrPc仅存在α螺旋，而PrPsc有多个β折叠存在，后者溶解度低，且抗蛋白酶解； 2、PrPsc可胁迫PrPc转化为PrPsc，实现自我复制，并产生病理效应； 3、基因突变可导致细胞型PrPc中的α螺旋结构不稳定，至一定量是产生自发性转化，β片层增加，最终变为PrPsc型，并通过多米诺效应倍增致病[3]。 朊病毒的一级结构 PrP前体全长为253个（人）～264个（牛）氨基酸，分子质量为33～35KD。 PrP前体的N端的22个疏水氨基酸残基为信号肽序列。C端的23个（人为22个）疏水氨基酸残基是糖基磷酸肌醇结合位点（GPI）。这两部分将通过翻译后修饰水解除去，因此人的成熟PrP 仅为中间的第23位～第231位氨基酸共209个残基组成的序列。N端的23～95位氨基酸残基之间有一个富含组氨酸和甘氨酸的八肽重复区（PHGGGWGO）（51～91位氨基酸），第96～112位氨基酸序列是PrP的结构控制区，113～135位有一段跨膜区，135～231位之间是3个束状螺旋区域[4]。 成熟的PrP分子有两个N型糖基化位点，分别为第181位和第197位的两个天冬酰胺（Asn）残基，在第179位和第214位的两个半胱氨酸（Cys）残基之间有一个二硫键，第183位和
艾滋病的治疗药物研究进展 摘要：艾滋病是一种难以治愈的传染性疾病,随着HIV病毒的传播，感染人数逐渐增多。艾滋病已经成为最严重的危害人类健康的全球性流行性疾病之一。本文收集了近期以来的一些文献进行整理，对治疗艾滋病的药物进行了综述。 关键词：艾滋病抑制剂 艾滋病即“获得性免疫缺陷综合症”, 1981年在临床诊断中被发现,我国1985年出现首例报道[1]，1983年证实人类免疫缺陷病毒(Human immunodeficiency virus, HIV)是其病原体，人体感染此病毒后,使患者以CD4+T淋巴细胞减少，免疫机能缺陷[2]，抵抗力降低,导致多种病原体侵袭而发生诸多机会性感染。抵抗力降低加上机会性感染,成为艾滋病患者死亡的主要原因[3,4]。AIDS传播速度惊人,死亡率极高,传播速率稳定[5]，然而迄今为止,艾滋病仍是一种无法治愈的致命性传染性疾病。所以治愈艾滋病是世界医药工作者的一个重大课题。 随着人类对病毒及其感染过程的分子生物学研究以及药物研发技术的不断创新, 抗HIV的药物有了突飞猛进的发展。自齐多夫定(zidovudine,AZT)被美国FDA批准上市以来,迄今为止治疗艾滋病的药物已发展到31个品种[6]。 本文通针对艾滋病的治疗药物研究作一综述。 1. HIV 及其感染机制及危害 HIV 属于逆转录病毒科慢病毒属[7]，参与HIV进入CD4 T淋巴细胞的主要病毒表面蛋白gp120和gp41 ,使病毒与宿主细胞膜接近,导致病毒包膜与细胞膜最终融合,病毒RNA进入细胞。HIV基因组为单股正链RNA 形成的二倍体，两条链的5' 端借氢键形成二聚体，包含了编码多种病毒蛋白的开放读码框区。其中pol 区编码HIV-1 复制过程中所必需的三种酶：整合酶、逆转录酶和蛋白酶，分别在病毒整合进入宿主细胞基因组、HIV RNA 转录成cDNA 和多聚蛋白的翻译后加工过程中起到关键作用，是目前药物主要作用靶点。HIV 又分为HIV-1 型和HIV-2 型。世界上大部分地区的艾滋病患者是被HIV-1 病毒所感染。[8,9] HIV感染后能激发机体产生特异性细胞免疫反应和对各种病毒抗原产生相应抗体。最终致使CD4+T淋巴细胞减少，还可造成其他免疫活性细胞和免疫组织的损伤。另外周淋巴组织(包括淋巴结和脾脏)是HIV不断复制的场所,所以淋巴组织受到不断破坏。HIV感染时,嗜神经性HIV毒株对大脑的感染所致中枢神经系统紊乱，HIV感染人体后还会破坏胃肠道系统，吸收不良、营养不良和腹泻等结果[10]。
第14卷第2期中国生态农业学报Vol.14No.2 2006年4月Chinese Journal of Eco-Agriculture April,2006 烟草病毒研究现状与展望* 马国胜何博如 (苏州农业职业技术学院园艺与园林系苏州215008)(中国烟草总公司郑州烟草研究院郑州450000) 摘要简述了烟草病毒主要种类、最新分类地位、鉴定与检测技术、抗病毒基因工程等方面研究进展,并展望了烟草病毒病检测技术、抗病毒制剂研制与开发以及烟草抗病毒基因工程技术等方面研究发展趋势。指出应加强用于烟草病毒诊断与检测的试剂盒研究及开发。 关键词烟草病毒分类检测基因工程 Current statu s and recent advances on the tobacco viruse s.MA Guo-Sheng(Department of Horticulture and Gardening, Suzhou Polytechnical Institute of Agriculture,Suzhou215008,China),HE Bo-Ru(Zhengzhou Tobacco Research Institute of Chinese Total Tobacco Company,Zhengzhou450000,China),CJEA,2006,14(2):150～153 Abstract Recent research advances on the main kinds,latest taxonomy,determination and probe technique,and genetic engineering of anti-virus,etc.,of tobacco viruses are briefly stated.The related fields of further studies on determining and probing techniques,development of anti-virus medicaments,and genetic modified tobacco,et al,are prospected.Research and development of reagent box to determine and probe tobacco viruses are recommended,too. Key words Tobacco virus,T axonomy,Probe,Genetic engineering (Received Dec.23,2004;revised Jan.29,2005) 1烟草病毒的发现与主要种类及其分类 烟草病毒是引起烟草病毒病的植物病毒总称,可危害多种植物,是烟草普遍发生且危害严重的侵染性病原,也是世界范围内重要病害之一。近年来由于气候、耕作制度和农业产业结构的调整,烟草病毒病对植物的危害日益严重。烟草病毒病最早于1857年由Swieten以烟草反常现象为特征所记载[20];1886年May-er首次将烟草发生的这种反常病害命名为烟草花叶病“Mosaic”,并证明病株汁液具有传染性[1,2,20];1898年Beijerinck再次证实烟草花叶病病原的传染性,并证实其具有滤过性,首次使用“传染性活液(Contagium vivumfluidum)”即“病毒(Virus)”一词本意称谓烟草花叶病病原[1,2];1939年德国科学家Kausche等利用最新电子显微镜第一次观察到烟草花叶病毒的长形病毒粒子,拉开了植物病毒学研究的序幕[1,2]。人们还相继发现了其他种类烟草病毒[3],1888年美国首次报道了甜菜曲顶病毒;1906年Lownsberry报道并描述了烟草出现的斑萎症状,1930年由Samuel鉴定了番茄上的病原,并定名番茄斑萎病毒;1912年荷兰Peters, Schwarta报道了烟草曲叶病毒病,并于1931年确定病原;1916年Doolittle发现了黄瓜花叶病毒;1917年Fromme首次报道了烟草环斑病毒;1928年Valleau,Johnson最早发现烟草蚀纹病毒,并于1932年报道了烟草线条病毒;1931年Smith率先发现马铃薯X病毒和Y病毒,并于1946年首次记录了番茄黑环病毒;1935年Smith,Bald定名了烟草坏死病毒;1943年Quanjer首次报道了烟草脆裂病毒;1966年我国台湾省首次发现烟草脉带花叶病毒;1992年我国谢联辉等首次报道了烟草番茄不孕病毒。 据报道[1,2,4],目前世界烟草病毒种类有近40种,常见的约20余种,主要包括烟草花叶病毒(Tobacco Mosaic Virus,TMV)、黄瓜花叶病毒(Cucumber Mosaic Virus,CMV)、马铃薯Y病毒(Potato Virus Y,PVY)、烟草蚀纹病毒(Tobacco Etch Virus,TEV)、马铃薯X病毒(Potato Virus X,PVX)、烟草褪绿斑驳病毒(Tobac-co Chlorosis Mottle Virus,TCMV)、苜蓿花叶病毒(Alfalfa Mosaic Virus,AM V)、烟草斑驳病毒(Tobacco Mot-tle Virus,TMtV)、烟草脉斑驳病毒(Tobacco Vein Mot tle Virus,TVMtV)、烟草曲叶病毒(Tobacco Leaf Curl Virus,TLCV)、烟草坏死病毒(Tobacco Necrosis Virus,TN V)、烟草坏死矮缩病毒(Tobacco Necrosis Dwarf *苏州农业职业技术学院重点项目(050104)、江苏省“青蓝工程”(2005-12)和江苏省高校自然科学研究计划项目(05KJD210197)资助收稿日期:2004-12-23改回日期:2005-01-29