腺病毒的生存之道
时间:2021-07-29   来源:华南生物   作者:李建磊

        腺病毒是一个大家庭。腺病毒科含有多个属,可以感染哺乳动物、禽类、鱼、青蛙等多种生物。腺病毒为双链DNA病毒,没有囊膜,外层为由1600多个分子组成的衣壳,血清型众多,耐酸、耐低温、耐有机溶剂。六邻体上面插着纤维尾丝(主要保护性抗原),让病毒形似通讯卫星。

        病毒的纤维尾丝和六邻体一同结合细胞表面受体,之后被细胞摄入,被内体包被。病毒在内体的酸性环境中降解,移行到细胞质,将基因组释放到细胞核内。细胞核内的酶协助腺病毒转录,在转录时间上,腺病毒并非同时转录,而是分先后次序依次转录,有条不紊,井然有序。

腺病毒的复制、转录、翻译的特点

        腺病毒的基因组复制效率高于宿主细胞自身的复制效率,因为腺病毒两条双链均为同时的连续复制,而且复制起始不需要引物,只需要结合在病毒双链DNA末端的病毒蛋白来引导合成。

       腺病毒会抢夺利用宿主细胞的蛋白来协助自己的复制和合成。腺病毒侵入宿主细胞后,产生E1A蛋白,把感染细胞带入复制周期(即使细胞处于非复制状态)。这样,腺病毒就会有源源不断地来源于宿主细胞的蛋白原料用于自己的复制。更卑鄙的地方在于,腺病毒会通过关闭细胞DNA合成通道而防止原料被宿主用尽。

        腺病毒会将自身DNA复制与宿主细胞复制周期分开,使得病毒DNA复制次数远高于细胞DNA复制,这给了细胞需要大量复制DNA而产生更多的原料的假象。病毒侵入细胞8小时后,新的病毒DNA在细胞核内合成。腺病毒也想有快速的抗原漂移来应对宿主的防御,其利用自身的校对能力极弱的DNA聚合酶来指导复制,而不使用细胞的有纠错能力的DNA聚合酶。但由于双链DNA病毒的特性,其基因突变率还是很低。

        腺病毒感染细胞后,会产生两种蛋白(E1B-55K、E4ORF6)来干扰细胞的mRNA从细胞核中释放,这样就保证了病毒mRNA的翻译优先于细胞mRNA的翻译。腺病毒不仅接管感染细胞内的DNA合成,也指挥细胞蛋白质的合成。病毒蛋白严格按时间来表达,复制高效,单个感染细胞可产生近10万个病毒颗粒,新病毒产生的数量超过其他很多病毒。

对宿主防卫的逃逸

        虽然腺病毒在复制数量上超越了很多病毒,但复制过程相对较慢。从病毒入侵细胞到新病毒释放出细胞大约需要2天的时间,相比轮状病毒和流感病毒就慢了很多。这也间接地导致了腺病毒感染后的潜伏期较长。由于“慢”,获得性免疫系统会被完全激活,机体免疫力完整而持久。由于“慢”,宿主防御系统有时间来攻击,而腺病毒就要对抗宿主的防御系统。

        感染早期,E1B-55K和E1B-19K两种蛋白被表达出来,前者阻断导致细胞凋亡的基因转录,后者结合并失活引发细胞凋亡的关键宿主蛋白。从而抑制了细胞凋亡的进行,使病毒能够继续顺利在细胞内复制。

        感染后期,腺病毒表达出E3-11.6K蛋白,该蛋白可破坏宿主细胞,使细胞裂解加速,达到快速释放新病毒的目的。如果没有这种蛋白,新病毒溢出细胞需要1星期左右的时间。

        腺病毒通过制造VARNA来抵抗干扰素的破坏。VARNA与蛋白激酶PKR(蛋白感受器)结合,使其失活,而使蛋白质合成继续进行,避免了干扰素激活PKR。

        腺病毒避免病毒蛋白暴露在感染细胞表面,来对抗杀伤性T细胞对其的影响。腺病毒表达的E3-19K蛋白固定在内质网内,与大部分MHC-Ⅰ类分子结合,阻止MHC-Ⅰ类分子将从内质网捕获的蛋白片段递呈到细胞表面。

        腺病毒表达出的RID蛋白和E3-14.7K蛋白结合细胞表面的Fas受体,防止天然杀伤细胞与Fas受体结合而启动细胞凋亡程序。包含腺病毒在内的几乎所有病毒都不能防止天然杀伤细胞和杀伤性T细胞的颗粒酶作用,最终被宿主的免疫机制消灭。这弱点似乎对于病毒的繁衍来说是必要的,因为优秀的病毒不会让宿主马上死亡,而是和宿主达成一种繁殖与伤害的平衡,既保证了病毒繁衍的初衷,又不给宿主造成快速而致命的伤害。


free欧美高清猪马牛