披膜病毒科
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中文名称
披膜病毒科
英文名称
Togaviridae
分类类型
科
披膜病毒科成员
披膜病毒科基本特性
病毒形态
披膜病毒科病毒颗粒球形，直径约70nm，有囊膜。披盖病毒是最简单的有包膜动物病毒，其20面体对称的衣壳（T＝4）由单一的衣壳蛋白组成，衣壳内部含有正链单链RNA。病毒包膜来自宿主细胞膜的脂质双分子层，并且有病毒编码的糖蛋白钉状突起，突起是由E1和E2两个糖蛋白组成的异源二聚体，突起嵌入包膜之中。
病毒理化特性
披膜病毒科病毒粒子相对分子质量Mr为52×106。甲病毒蔗糖浮力密度为1.22g/cm3，S20W为280S。风疹病毒浮力密度为1.18-1.19g/cm3，S值与甲病毒相似。甲病毒在pH7-8时稳定，但在极酸性条件下迅速失活。在培养基中，病毒在18℃条件下的半生命时间为7小时。在58℃条件下，甲病毒属大多数成员的半生命时间估计为数分钟。风疹病毒比甲病毒对热更不稳定，37℃时的半生命时间1-2小时，58℃时的半生命时间为5-20分钟。一般而言，披膜病毒对有机溶剂（organic solvents）和去污剂敏感，由于它们可溶解病毒的脂蛋白囊膜。病毒对辐射的敏感性与病毒基因组的大小直接成比例。
病毒核酸
披膜病毒科病毒核酸为单分子正链ssRNA，分子大小9.7-11.8kb，基因组RNA 5’-末端有帽子结构（7-甲基鸟苷），3’-端具poly（A）。
病毒蛋白
披膜病毒基因组5’端2/3的区域编码合成非结构蛋白，它们是病毒RNA转录和基因组复制所必需的，3’端1/3的区域编码合成结构蛋白。病毒编码的结构蛋白包括一个主要衣壳蛋白C和两个囊膜糖蛋白E1和E2。C蛋白分子量为30-33×103，E1和E2的分子量为45-58×103，一些甲病毒可能还编码第3个囊膜蛋白E3，分子量为10×103。
病毒脂质
脂肪约占披膜病毒科病毒粒子干重的30%，它们来源于宿主质膜，病毒从细胞膜上芽生。甲病毒是质膜，风疹病毒是质膜和细胞内膜。病毒脂质的组成依赖于其生长的细胞。磷脂（包括磷脂酰乙醇胺、磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸和鞘磷脂）与胆固醇的分子比在甲病毒中为2：1，在风疹病毒中为4：1，因为后者在细胞内膜上成熟。
病毒碳水化合物
在囊膜糖蛋白上既有甘露糖，也有复合的N-连接多糖。另外，风疹病毒E2蛋白含O-连接多糖。
病毒基因组组成和复制
披膜病毒科病毒RNA作为病毒非结构蛋白的mRNA。在甲病毒中，多蛋白前体经病毒nsP2编码的蛋白酶切割，得到nsP1、nsP2、nsP3和nsP4四个产物。甲病毒属的10个成员中，8个成员nsP3和nsP4的末端序列是UGA，它具有20%的通读效力，而另外2个成员的这一末端序列被精氨酸密码子CGA所取代。含有nsP2的多蛋白是蛋白酶，它的主要功能是反式作用切割产生非结构蛋白。在风疹病毒中，多蛋白前体切割成2个产物，分别为P150和P90。介导这种切割的蛋白酶位于P150的近C端。
非结构蛋白作为单个整体和多蛋白，是复制病毒RNA所必需，它可能与相关病毒蛋白作用。甲病毒的nsP1被认为涉及病毒RNA的加帽，并参加病毒负链RNA的合成。nsP2作为蛋白酶加工非结构蛋白，而且是病毒RNA复制需要的解悬酶，nsP4是病毒的RNA聚合酶，nsP3也是病毒复制必需。P123（未切割的nsP1、nsP2和nsP3前体）和nsP4形成复制酶复合体进行负链RNA的合成，而正链的有效合成需要切割P123。在风疹病毒中，P150含有MTR基元，这种基元在甲病毒nsP3中存在，但功能未知。风疹病毒P90含有解悬酶和复制酶基元，这些基元在基因组中的排列顺序不同于甲病毒。甲病毒和风疹病毒非结构蛋白基元顺序不同和加工不同，说明这两个属的进化复杂，不仅仅是一个共同祖先分化而来。在RNA的复制中，负链RNA的合成既以基因组大小的RNA为模板进行复制，也以亚基因组的26SmRNA为模板进行复制，亚基因组对应于基因组3’-端的1/3，编码病毒结构蛋白。
mRNA具帽子结构和poly（A），它翻译成多蛋白。在甲病毒中，通过结合CP中的自发蛋白酶和细胞器结合的蛋白酶加工多蛋白，产生病毒结构蛋白。在风疹病毒中，CP缺少自发蛋白酶，这个前体的所有切割都是由细胞信号内源多肽酶介导。
为了产生甲病毒的负链，并从负链拷贝出正链，需要基因组RNA5’-和3’-非翻译区的顺式作用调节因子。病毒RNA中还有一些其它顺式作用调节因子。在甲病毒属成员中，产生26S亚基因组RNA的启动子是一个24nt的扩展，它跨越SgRNA的起点，这种小24nt序列因子由上游序列上调。风疹病毒亚基因组启动子是SgRNA起始位点上游的50nt序列。风疹病毒在每个ORF前还含有顺式作用非翻译序列，它们形成茎环结构调节RNA的翻译和复制。在基因组和亚基因组启动子区域的5’-末端，甲病毒和风疹病毒顺式作用元件具有同源性。
非结构蛋白在感染细胞质中的功能与膜表面相关，粘附可能由棕榈酰化snP1介导。在一些甲病毒中，nsP2被转位到细胞核。在细胞溶胶中，CP与病毒RNA装配形成病毒核衣壳。在甲病毒属成员中，在翻译过程中插入内织网的糖蛋白经高尔基器转位到质膜。在风疹病毒中，这些糖蛋白发现在细胞内膜。装配的核衣壳通过这些膜出芽增殖，获得含有双层膜内糖蛋白的脂质膜。对风疹病毒而言，糖蛋白保留于高尔基器中，它是出芽的选择位点。与甲病毒属的成员不一样，风疹病毒衣壳没有在细胞溶胶中预装配，而是在出芽过程中形成。在感染后期，风疹病毒糖蛋白也在质膜积累，出芽也在这些位点发生。
病毒抗原特性
甲病毒属成员的确定本来就是以血清学交叉反应为基础而进行的，因此，甲病毒属的所有成员在抗原上都相互亲源。在较分化的结构蛋白质，它们共有的最小氨基酸序列一致性为40%，在非结构蛋白中为60%。依据血清学交叉反应，甲病毒属成员可分成8个抗原复合体群，分别为东方马脑炎病毒复合体、委内瑞拉马脑炎病毒复合体、西方马脑炎病毒复合体、特罗卡拉病毒复合体、米德尔堡病毒复合体、恩杜茂病毒复合体、西门利启森林病毒复合体和巴马森林病毒复合体。在非节肢动物传播的甲病毒属成员，如鲑鱼胰腺病病毒和南方海象病毒，也与本属的其它成员有特定的抗原亲源关系。风疹病毒与甲病毒属成员有不同的血清学关系，在结构蛋白上检测不到氨基酸序列同源性。
病毒生物学特性
甲病毒属大多数成员在脊椎动物中的传播有蚊子或其它节肢动物作为中间宿主。然尔，鲑鱼胰腺病病毒未知有节肢动物载体。甲病毒有宽的宿主范围，几乎全球分布。感染脊椎动物器官细胞通常是细胞裂解，并涉及宿主细胞大分子合成的关闭。在蚊子细胞中，甲病毒属成员通常建立一个不裂解细胞的感染，在这种感染中，细胞存活，变成持续性感染。东方马脑炎病毒和西方马脑炎病毒感染蚊子，已有致中肠细胞病变的报道。与甲病毒不同的是，人是风疹病毒的唯一宿主，它通过呼吸道传播。风疹病毒能在包括人、猴、鼠和仓鼠在内的多种哺乳动物细胞系中复制。病毒对这些细胞系的大多数没有致病性，只有开始持续感染的倾向。
