病毒载体概述

引言

基因导入系统（gene delivery system）是基因治疗的核心技术，可分为病毒载体系统和非病毒载体系统。本章主要论述用于人类基因治疗的病毒载体系统。

用于基因治疗的病毒载体应具备以下基本条件：

1、携带外源基因并能包装成病毒颗粒；

2、介导外源基因的转移和表达；

3、对机体不致病。

然而，大多数野生型病毒对机体都具有致病性。因此需要对其进行改造后才能用于人体。原则上，各种类型的病毒都能被改造成病毒载体。但是由于病毒的多样性及与机体复杂的依存关系，人们至今对许多病毒的生活周期、分子生物学、与疾病发生及发展的关系等的认识还很不全面,从而限制了许多病毒发展成为具有实用性的载体。近20年来，只有少数几种病毒如反转录病毒（包括HIV病毒）、腺病毒、腺病毒伴随病毒、疱疹病毒（包括单纯疱疹病毒、痘苗病毒及EB病毒）、甲病毒等被成功地改造成为基因转移载体并开展了不同程度的应用。

第一节病毒载体产生的原理

病毒载体的产生建立在对病毒的生活周期和分子生物学认识的基础之上。研究病毒载体首先要对病毒的基因组结构和功能有充分的了解，最好能获得病毒基因组全序列信息。病毒基因组可分为编码区和非编码区。编码区基因产生病毒的结构蛋白和非结构蛋白；根据其对病毒感染性复制的影响，又可分为必需基因和非必需基因。非编码区中含有病毒进行复制和包装等功能所必需的顺式作用元件。

各种野生型病毒颗粒都具有一定的包装容量，即对所包装的病毒基因组的长度有一定的限制。一般来说，病毒包装容量不超过自身基因组大小的105～110％。

基因重组技术的发展使病毒载体的产生成为可能。最简单的做法是，将适当长度的外源DNA插入病毒基因组的非必需区，包装成重组病毒颗粒。比如，本实验室曾将4.5kb的lacZ基因表达盒（CMV-lacZ-polyA）插入HSV1病毒的UL44（糖蛋白C）基因的XbaI位点中，病毒基因组的其余部分不改变，构建成重组病毒HSV1-lacZ100（吴小兵等，1998）。由于UL44基因产物对于HSV病毒在培养细胞中产毒性感染是非必需的，因此，该重组病毒可以在细胞中增殖传代。用这种重组病毒感染细胞，能将lacZ基因带入细胞并高效表达。用同样的方法，将AAV-2病毒的rep和cap基因片段（4.3kb）插入HSV1病毒的UL2（编码尿嘧啶DNA糖基化酶）或UL44（编码糖蛋白C）基因中，构建成具有提供重组AAV载体复制和包装所需的全部辅助功能的辅助病毒rHSV-rc（伍志坚等，1999）。

然而，这样的重组病毒作为基因转移载体有许多缺点。首先，许多野生型病毒通过在细胞中产毒性复制而导致细胞裂解死亡；或带有病毒癌基因而使细胞发生转化。因此必须经过改造使其成为复制缺陷性病毒并且删除致癌基因后才能用于基因治疗。其次，插入外源DNA的长度受到很大限制，尤其对于基因组本身较小的病毒如腺病毒伴随病毒（AAV，4.7kb）、反转录病毒（8～10kb）、腺病毒（36kb），如果不去除病毒基因，可供外源DNA插入的容量就十分小。因此，必须删除更多的病毒基因以腾出位置插入较大的外源DNA。为了增加病毒载体插入外源DNA的容量，除了可以删除病毒的非必需基因外，还可以进一步删去部分或全部必需基因，这些必需基因的功能由辅助病毒或包装细胞系反式提供。

病毒载体大体上可分为两种类型：

重组型病毒载体：这类载体是以完整的病毒基因组为改造对象。一般的步骤是选择性地删除病毒的某些必需基因尤其是立早基因或早期基因，或控制其表达；缺失的必需基因的功能由互补细胞反式提供；用外源基因表达单位替代病毒非必需基因区；病毒复制和包装所需的顺式作用元件不变。这类载体一般通过同源重组方法将外源基因表达单位插入病毒基因组中。如在传统的重组腺病毒构建方法中，将外源基因表达盒（exogenous gene expression cassette）插入穿梭质粒（如pXCX2或pFGdX1）的腺病毒同源序列中，

与辅助质粒（含有腺病毒基因组的质粒如JM17或pBHG）共转染293细胞，通过细胞内的同源重组获得含有外源基因的重组腺病毒（Graham FL and Prevec L 1995）。

第二节病毒载体的包装系统

将外源基因包装到病毒壳粒中，是病毒载体生产的核心技术。一般地，病毒载体的制备包括以下要素：宿主细胞

虽然现在已有可能对有些病毒载体（如AAV载体）进行体外（无细胞）包装（Zhou XH et al . 1998; Ding L et al. 1997），但是这种包装系统仍然需要细胞提取物，并且包装效率相当低，远远达不到可生产水平。至今为止，病毒载体的包装主要是在对该病毒敏感的宿主细胞中进行的。宿主细胞不但提供了病毒复制和包装的环境条件，许多细胞成分还直接参与了病毒复制和包装的过程。

病毒复制和包装所必需的顺式作用元件和外源基因的表达盒

一般地，病毒复制和包装所必需的顺式作用元件和外源基因的表达盒由细菌质粒携带，组成病毒载体质粒，是被包装的对象。由于病毒复制方式的不同，有些病毒载体如单纯疱疹病毒扩增子（HSV amplicon）载体在包装时，整个载体质粒都被包装进入病毒颗粒中；而有些病毒载体如反转录病毒、腺病毒伴随病毒载体的质粒骨架部分并不被包装到病毒颗粒中，只有病毒复制和包装所必需的顺式作用元件和外源基因表达盒被包装到病毒颗粒中。

构建重组型病毒载体时，病毒复制和包装所需的顺式作用元件存在于病毒基因组中（病毒基因组可以由具有感染性的病毒颗粒提供，也可以质粒形式提供）。先将外源基因表达盒插入穿梭质粒携带的病毒同源序列中；将重组穿梭质粒转染至细胞中，再用辅助病毒超感染；或将重组穿梭质粒与病毒基因组质粒共转染细胞；重组质粒与病毒基因组在细胞中进行同源重组而产生表达外源基因的重组病毒。重组腺病毒

（Graham FL and Prevec L 1995）和重组单纯疱疹病毒（Pyles RB et al. 1997；Kramm CM et al. 1997）的传统制备方法都是采用这种方式。

为了使病毒载体的生产更为方便，病毒复制和包装所必需的顺式作用元件和外源基因的表达盒除了可以用质粒携带以外，也可以用另一种病毒（往往是辅助病毒）或生产细胞来携带。

辅助元件

包括病毒复制和包装所必需的所有反式作用元件。这些元件一般包括病毒基因转录调控基因、病毒DNA 合成和包装所需的各种酶类的基因、病毒的外壳蛋白基因等。辅助元件的表现形式可以多种多样。常用的形式有：

①辅助质粒（helper plasmid），如用于产生重组腺病毒的质粒JM17，用于重组AAV包装的辅助质粒pAAV/Ad（Rolling F and Samulski J 1995）等；

②辅助病毒（helper virus），如用于HSV 扩增子载体包装的辅助病毒HSV1 tsK株；

③包装细胞系如用于反转录病毒载体包装的PA317细胞。

这些表现形式之间可以相互转化或合并。例如，辅助病毒可以转化为辅助质粒：传统的AAV载体生产系统常用腺病毒作为辅助病毒。研究发现，并非腺病毒的所有基因对AAV病毒的产生都是必需的，只需要腺病毒E1a, E1b, E2a, E4和VA RNA 5种基因就行了。因此，将这5种基因置于同一个质粒中，构建成的这种新的辅助质粒就完全可以替代原来的辅助病毒（Xiao X et al. 1998; Grimm D et al. 1998 ），不但提高了包装效率，而且避免了产品中腺病毒污染的问题。

上述几种要素的不同组合，便产生了各种各样的病毒载体包装策略。根据病毒载体生产系统的组成因素的多少，可将其分成以下几种：

单组成因素生产系统（one-component system）：

所有的组成成分都集中在生产细胞中。经典的反转录病毒生产系统就是由产病毒细胞（VPC）组成，重组反转录病毒由VPC细胞不断分泌至培养上清中。这种生产系统操作最为简单，但是往往产量不高或不稳定。采用这种策略，需要将重组病毒产生所需要的所有元件都稳定地置于生产细胞中。由于许多病毒基因产物本身对细胞有破坏作用或不能在细胞中稳定表达，因此这种策略在许多病毒载体的生产中难以实施。

双组成因素生产系统（two-component system）

这种生产系统一般由"一株病毒/一株细胞"组成。典型的例子是重组腺病毒生产系统。先用共转染的方法获得重组腺病毒毒种，再由该毒种和生产细胞（如293细胞）组成一个双组成因素的生产系统使病毒大量扩增。

多组成因素生产系统（multi-component system）

是由两种以上的组成因素组成的生产系统。传统的AAV载体生产系统就是由载体质粒，辅助质粒，辅助病毒和生产细胞4种因素组成。这种策略的缺点是影响因素多，操作复杂，产量不容易稳定，不利于大规模生产。以上各种生产系统也可以相互转化。我们实验室通过将上述AAV载体生产系统的4种因素进行两两合并，即将辅助质粒和辅助病毒合并成一种重组的辅助病毒，将载体质粒和生产细胞合并成AAV前病毒细胞株，成功地将其转化成一种双组成因素的新型高效生产系统（伍志坚等，1999）。

一般来说，发展新的包装策略主要是为了以下几种目的：

（1）减少生产系统中的组成因素，简化操作过程；

（2）提高生产效率，降低生产成本；

（3）避免或降低野生型病毒的产生；

（4）避免使用难以与产品病毒分离的辅助病毒。

第三节病毒载体的纯化方法

重组病毒的纯化与基因工程产品的纯化既有许多共性，又有显著的不同之处。病毒可以看作是一个具有特定结构的生物大分子，一般都由位于中心的核酸和包裹于其外的蛋白外壳组成。有些病毒还具有脂质膜和糖蛋白或糖脂。许多分离纯化蛋白质的方法如离心和梯度离心、盐析、柱层析、超滤、透析等方法都可用于病毒的纯化。然而，由于病毒结构的复杂性，纯化时不能采用蛋白质变性和复性的方法，因为一旦病毒蛋白发生变性，或病毒结构发生破坏，在体外就很难再重建成有感染性的病毒颗粒。因此，在病毒的纯化过程中必须保持病毒的结构不受破坏，并且监测其感染活性。

病毒的纯化一般分为以下几个步骤：

初始物（start material）的收集或制备

根据病毒产生方式的不同而采取不同的方式。对于不导致细胞病变和死亡的病毒如反转录病毒，可不断收集产毒细胞（VPC细胞）的培养上清作为初始物；对于在生产病毒过程中宿主细胞发生病变和死亡的病毒如腺病毒，在病毒产生达到高峰时，收集培养上清，并裂解细胞以释放细胞内的病毒。

培养上清和细胞裂解液都可作为纯化的初始物。在实验室的小规模制备中，往往采用将培养上清与细胞一起反复冻融3～4次的方法制备细胞裂解液作为初始物。对于初始物体积大于500ml的较大规模的制备，则需要考虑采用不同初始物的损益率。如果收集时大部分（90％以上）目标病毒仍存在于细胞中，为了减少操作大体积初始物带来的不便，可以考虑放弃上清中含有的目标病毒，而通过低速离心收集细胞，重悬于较小体积的缓冲液中进行细胞裂解制备细胞裂解液。对于腺病毒和AAV病毒的大规模制备都可以采用这种方式。如果通过延长培养时间可以使大部分的目标病毒释放到培养液中，也可以只收集培养上清而弃去细胞，从而省去反复冻融的步骤。

除了用反复冻融方法裂解细胞外，还可以根据目标病毒的生物学性质采用其它不影响其感染性的方法，如超声法、化学法（如在AAV病毒制备中用脱氧胆酸或氯仿）等。

初始物的浓缩

当初始物体积较大时，要考虑对其进行浓缩后再分离纯化。浓缩时最好同时能获得初步纯化对于效果。在不影响目标病毒的感染性的前提下，可选用盐析、超滤、透析等方法进行浓缩。盐析法不仅可以用来浓缩初始物，同时也能达到一定的分离纯化效果。最常用的盐是硫酸铵；许多病毒如腺病毒、AAV病毒和单纯疱疹病毒用聚乙二醇/氯化钠系统沉淀可获得很好的效果并且不影响病毒的感染性。

目标病毒的分离纯化

氯化铯密度梯度离心法至今仍是分离纯化各种病毒的最常用方法。主要是依据不同病毒具有特征性的浮力密度，使其与细胞裂解液中的其它成分分离开来。收集到目标病毒特异的组分后，用透析法除去其中的氯化铯，获得纯化的病毒。用这种方法有时可获得极高纯度的病毒。目前在临床实验中应用的重组腺病毒大都是用这种方法进行纯化的。然而，这种方法也存在明显的弊病，主要是费时且操作难度较大，重复性较差；并且氯化铯对人体有毒性。因此随着基因治疗研究和应用的发展，用这种方法纯化的重组病毒可能不能适应人体内应用的要求。

用柱层析法尤其是亲和层析法分离纯化病毒可能成为用于临床的重组病毒载体大量纯化的主要方向。将病毒的特异性受体、抗体或化学合成的配体偶联在层析基质上并制备成亲和层析柱。将含有目标病毒的初始物经简单处理后直接上柱，最后洗脱和收集目标病毒。这类方法最近在AAV病毒载体的纯化中得到很高评价（Summerford C and Samulski J 1999）。

第四节病毒载体在基因治疗中的应用

自1989年开展第一例人体基因转移（标记基因）以来，据不完全统计，至今已开展了近400项基因治疗临床试验，涉及病人1000余人。2/3以上的临床方案中应用了病毒载体进行基因导入。

由于各种的病毒载体具有其特定的生物学特性，这些特性决定了其在基因治疗中的应用。

表2列举了常用的病毒载体的特性和适用范围

载体顺式作用元件经典包装方式

反转录病毒载1）两个长末端重复序列（LTR）：含有整

合和调节转录的必需序列；含有转录增强

载体质粒转染整合了所有

必需基因（gag,pol,env）

可调控表达外源基因的病毒载体：在许多疾病的基因治疗中，实现外源基因的可调控表达十分重要。如糖尿病的基因治疗，外源的胰岛素基因的表达最好能受血糖水平的调控；肾性贫血的基因治疗，EPO基因的表达最好能受血氧含量的调控等。目前所研究的表达调控系统主要包括各种药物诱导的表达"开关"。其中四环素控制系统（Tet-on和Tet-off）是人工设计的一种基因表达调控模式。这个系统在体外和动物体内实验中都表现出良好的表达调控作用（Fotaki ME et al.1997; Miller N and Whelan J 1997）。然而，由于其中的反式作用蛋白（tTA或rtTA）是异种蛋白，在机体内可能引起毒性作用和免疫反应，因此用于人体前还需考虑其安全性和长期有效性。

最近Binley K等（1999）报道了用缺氧反应元件（hypoxia response element ,HRE）腺病毒载体中外源基因的表达。缺氧可激活bHLH/PAS 家族转录因子的表达，它们可结合HRE核心序列上，诱发其下游基因的表达。

自我扩增型载体（self-amplifying vector）（Herweijer H and Wolff JA 1997）：目前的基因转移方法基因转移的效率仍相对较低，尤其是在体内。为了提高外源基因表达总水平，除了提高基因转移效率外，另一种方法是尽量提高外源DNA在细胞中的表达水平。用自我扩增型的表达载体是达到此目的的方法之一。这些载体是以正链RNA病毒Sindbis病毒和Semliki Forest 病毒为基础的。用目的基因代替病毒的外壳蛋白编码序列，导入靶细胞中，病毒的复制蛋白大量复制重组的基因组，mRNA水平的大量增加导致高水平的转导基因表达。自我扩增型载体的表现形式可以是RNA，DNA和重组病毒。

特异性复制型性病毒载体（specifically replicating vector）：指可在某种特性的组织中产毒性复制，而在其它组织中不增殖的病毒载体。这类病毒载体主要用于特异性裂解肿瘤细胞。如腺病毒突变株Onyx-015是55Kdal E1B基因功能缺失的腺病毒突变株，可以选择性地在p53基因突变的肿瘤细胞中增殖，而在正常组织细胞中不增殖。用这种突变株联合化疗治疗恶性肿瘤II期临床结果令人鼓舞（Kirn D et al. 1998），已进入III期临床试验，从此，许多人工改造的腺病毒突变体被用于肿瘤治疗研究中。如将腺病毒E1基因的表达用甲胎蛋白（AFP）启动子控制，使得该病毒只能在甲胎蛋白阳性的肝癌细胞中增殖导致细胞死亡。也可以将这种病毒的基因组分开装在两个互补的缺陷性腺病毒载体上（Alemany R et al. 1999），其中一个载体除了腺病毒复制和包装所必需的顺式作用元件外，只含有E1区基因，其中E1A基因的表达受AFP启动子的控制；另一个载体为E1区缺失的重组腺病毒。这两个载体同时感染AFP阳性的肝癌细胞时，病毒可不断增殖而引起细胞死亡；对于AFP阴性的细胞，E1A基因不表达，因而病毒不能增殖。类似的设计在HSV载体系统也有报道。除了用甲胎蛋白作为反式激活因子外，各种其它组织特异性表达的蛋白和调控序列都可被用来控制病毒的增殖。

嵌合型病毒载体（hybrid viral vector）：是指将不同病毒的基因元件进行组合，形成的重组杂合病毒。如腺病毒与AAV病毒的杂合体病毒，既具有腺病毒的感染性和基因组特性（双链线状DNA），又具有AAV病毒的染色体整合性（Lieber A et al. 1999）。各种病毒基因元件组合形成新的杂合载体的报道层出不穷，如单纯疱疹病毒扩增子与AAV病毒杂合载体（Johnston KM et al. 1997）、腺病毒与EB病毒复制子杂合载体（Tan BT et al. 1999）腺病毒与反转录病毒杂合载体（Caplen NJ et al. 1999）等，不一而足。这些杂合载体使重组病毒的特性多样化，以适应不同基因转移目的的需要。

靶向性病毒载体（targeted viral vector）：是指能特异性地结合并感染某种细胞的病毒载体。靶向性病毒载体的产生主要有两种方法。一种方法是将病毒颗粒与某一靶向分子（Harari OA et al.1999 ）或特异性抗体（Bartlett JS et al. 1999）偶联；另一种方法是通过改变病毒外壳蛋白的结构，使其对细胞的亲嗜性发生改变（Reynolds P et al. 1999；Krasnykh VN et al. 1996 ）。

用各种其它病毒构成新型病毒载体：略。

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病毒学论文

辽宁大学病毒学课程综述设计题目：关于禽流感病毒及其概述姓名：邹虎山学号：121303111 院系：生命科学院专业：生物技术（1）班课程号：1330472 教师：郑方亮 2014年6月5日

关于禽流感病毒及其概述邹虎山（辽宁大学生命科学院生物技术1班）摘要：禽流感是禽流行性感冒的简称，这是一种由甲型流感病毒的一种亚型引起的传染性疾病综合征，被国际兽疫局定为Ａ类传染病，又称真性鸡瘟或欧洲鸡瘟。不仅是鸡，其它一些家禽和野鸟都能感染禽流感。按病原体的类型，禽流感可分为高致病性、低致病性和非致病性三大类。非致病性禽流感不会引起明显症状，仅使染病的禽鸟体内产生病毒抗体。低致病性禽流感可使禽类出现轻度呼吸道症状，食量减少、产蛋量下降，出现零星死亡。高致病性禽流感最为严重，发病率和死亡率高，感染的鸡群常常“全军覆没”。最早的禽流感记录在1878年，意大利发生鸡群大量死亡，当时被称为鸡瘟。到1955年，科学家证实其致病病毒为甲型流感病毒。此后，这种疾病更名为禽流感。禽流感被发现100多年来，人类并没有掌握有效的预防和治疗方法，仅能以消毒、隔离、大量宰杀禽畜的方法防止其蔓延。高致病性禽流感暴发的地区，往往蒙受巨大经济损失。关键词：禽流感；致病性；感染；人流感；免疫 0引言禽流感病毒（AIV）属甲型流感病毒。流感病毒属于RNA病毒的正黏病毒科，分甲、乙、丙3个型。其中甲型流感病毒多发于禽类，一些甲型也可感染猪、马、海豹和鲸等各种哺乳动物及人类；乙型和丙型流感病毒则分别见于海豹和猪的感染。感染人的禽流感病毒亚型主要为H5N1、H9N2、H7N7，其中感染H5N1的患者病情重，病死率高。要预防禽流感病毒，除了要勤洗手，减少接触家禽，食用家禽应当彻底煮熟以外，建议可以适当饮用星群夏桑菊。星群夏桑菊含有“夏枯草、桑叶、菊花”三味优质中药，能提高人体对禽流感病毒的抵抗力，被誉为“中药达菲”；在2009年，独家获得了国家防治流感、禽流感的专利号。 1：病原禽流感是由A型流感病毒引起鸡、火鸡、鸭、鹅、鹌鹑等家禽的传染病，同时也是一种人畜共患病、我国将其列为一类动物传染病[1]。鸡、火鸡、鸭和鹌鹑等家禽及野鸟、水禽、海鸟等均可感染，发病情况轻重不一，从急性败血性死

宏基因组学的研究进展

宏基因组学的研究状况及其发展摘要：宏基因组学是近年来发展起来的一门新兴学科，主要技术包括从环境样品中提取微生物混合基因组DNA、利用可培养的宿主菌建立宏基因组文库及筛选目的基因。该技术可以克服传统培养技术的不足，是研究未培养微生物、寻找新功能基因和开发获得新资源的重要新途径。目前宏基因组学已广泛应用于各个领域，并在医药、农业、能源开发、环境修复、生物技术、生物防御等方面有了较深入的研究。关键词：宏基因组学、宏基因组、基因组文库构建、文库筛选、未培养微生物、研究进展随着微生物学的发展，微生物基因组全序列测定计划正在全球被快速地推行，但现有技术条件下，自然界存在的可培养微生物不到总数的1％，阻碍了该计划的发展，使得绝大多数的微生物资源不能被开发和利用。21世纪初，随着测序能力的提高和基因组学的发展，科学家提出了一种研究不可培养微生物基因组的新思路——直接对含有各种不可培养的微生物的群体进行基因组序列的测定。这类研究称为Metagenomics，前缀“Meta”源于希腊语。意思是“超越”。科学家选择它来表示这种基因组研究超越了传统意义上分析单一物种的基因组学，将研究对象定为由种类众多的微生物组成的整个菌落。国内的研究者也据此将该术语翻译为“宏基因组学”。 1 宏基因组的概念宏基因组 (也称微生物环境基因组、宏基因组学、元基因组学、生态基因组学) 是由Handelsman等1998年提出的新名词, 其定义为“the genomes of the total microbiota found in nature”，即生境中全部微小生物遗传物质的总和。它包含了可培养的和未可培养的微生物的基因, 目前主要指环境样品中的细菌和真菌的基因组总和。而所谓宏基因组学就是一种以环境样品中的微生物群体基因组为研究对象, 以功能基因筛选和测序分析为研究手段, 以微生物多样性、种群结构、进化关系、功能活性、相互协作关系及与环境之间的关系为研究目的的新的微生物研究方法。一般包括从环境样品中提取基因组 DNA, 克隆DNA到合适的载体,导入宿主菌体,筛选目的转化子等工作。宏基因组文库既包含了可培养的又包含了不能培养的微生物基因，避开了微生物分离培养的问题，极大地扩展了微生物资源的利用空间，增加了获得新的生物活性物质的机会，为新的医药产业和发现新的生物技术提供丰富的基因文库，并利于环境微生物有机群体的分布和功能的研究。 2 宏基因组学的研究过程 2．1 宏基因组文库的构建宏基因组文库的构建沿用了分子克隆的基本原理和技术方法，并根据具体环境样品的特点和建库目的采用了一些特殊的步骤和策略。一般包括样品总DNA的提取、与载体连接和克隆到宿主中。 2．1．1样品总DNA的提取宏基因组文库构建的关键之一是获得高质量的目的样品的总DNA。目的样品的采集是第一步，除了需严格遵循取样规则外，取样中应尽量避免对样品的干扰，缩短保存和运输的时间，使样品能更好地代表自然状态下的微生物原貌。根据提取样品总DNA前是否分离细胞，提取方法可以分为原位裂解法和异位裂解法。原位裂解法主要是通过去污剂处理(如SDS)、酶解法(如蛋白酶K)、机械

宏基因组学概述

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宏基因组学概述王莹，马伊鸣（北京交通大学土木建筑工程学院环境140２班）摘要:随着分子生物学技术的快速发展及其在微生物生态学和环境微生物学研究中的广泛应用，促进了以环境中未培养微生物为研究对象的新兴学科——微生物环境基因组学(又叫宏基因组学、元基因组学，英文名Mｅｔａｇenomics)的产生和快速发展。宏基因组学通过直接从环境样品中提取全部微生物的DNＡ,构建宏基因组文库，利用基因组学的研究策略研究环境样品所包含的全部微生物的遗传组成及其群落功能．在短短几年内,宏基因组学研究已渗透到各个领域，包括海洋、土壤、热液口、热泉、人体口腔及胃肠道等,并在医药、替代能源、环境修复、生物技术，农业、生物防御及伦理学等各方面显示了重要的价值。本文对宏基因组学的主要研究方法、热点内容及发展趋势进行了综述关键词:宏基因组宏基因组学环境基因组学基因文库的构建 Mａcｒo summary of Ｍetagenｏｍｉcs WanｇＹｉng，Ma Ｙi-Mｉｎｇ (BeｉjinｇＪiaoｔｏngUniｖeｒsiｔy, Inｓtitute of civiｌ enｇｉneerｉｎｇ,）Key ｗords:Metａgenｏmｅ; Ｍetagenoｍiｃs;The eｎviｒｏｎｍental genｏmics 宏基因组学（Meｔａgeｎomｉｃｓ)又叫微生物环境基因组学、元基因组学。它通过直接从环境样品中提取全部微生物的DNＡ,构建宏基因组文库,利用基因组学的研究策略研究环境样品所包含的全部微生物的遗传组成及其群落功能。它是在微生物基因组学的基础上发展起来的一种研究微生物多样性、开发新的生理活性物质（或获得新基因）的新理念和新方法。其主要含义是:对特定环境中全部微生物的总DNA(也称宏基因组，metａgeｎomｉc)进行克隆,并通过构建宏基因组文库和筛选等手段获得新的生理活性物质；或者根据ｒDNA数据库设计引物,通过系统学分析获得该环境中微生物的遗传多样性和分子生态学信息。 1.起源宏基因组学这一概念最早是在19９８年由威斯康辛大学植物病理学部门的Jo Haｎｄelsman等提出的,是源于将来自环境中基因集可以在某种程度上当成一个单个基因组研究分析的想法，而宏的英文是"meta－"，具有更高层组织结构和动态变化的含义。后来伯克利分校的研究人员Kevin Chen和LｉoｒPaｃｈｔer将宏基因组定义为"应用现代基因组学的技术直接研究自然状态下的微生物的有机群落,而不需要在实验室中分离单一的菌株"的科学。 2 研究对象宏基因组学(Ｍeｔagenｏｍics)是将环境中全部微生物的遗传信息看作一个整体自上而下地研究微生物与自然环境或生物体之间的关系。宏基因组学不仅克服了微生物难以培养的困难, 而且还可以结合生物信息学的方法, 揭示微生物之间、微生物与环境之间相互作用的规律, 大大拓展了微生物学的研究思路与方法, 为从群落结构水平上全面认识微生物的生态特征和功能开辟了新的途径。目前, 微生物宏基因组学已经成为微生物研究的热点和前沿, 广泛应用于气候变化、水处理工程系统、极端环境、人体肠道、石油污染、生物冶金等领域, 取得了一系列引人瞩目的重要成果。 3 研究方法

病毒宏基因组学方法优缺点及意义

病毒宏基因组学方法优缺点及意义病毒宏基因组学方法优缺点及意义随着时代的发展和生物科学技术的进步，新兴的病毒宏基因组学为解决这些问题提供了契机，以下是一篇关于病毒宏基因组学探究的论文范文，供大家阅读参考。病毒个体微小，多数病毒直径在100nm(20~200nm)，较大的病毒直径300~450nm,较小仅为18~22nm,结构简单，不能独立复制需要依赖于宿主细胞复制繁殖，被许多生物学家认为是处于生命和非生命交叉区域的存在物。据估计目前对病毒的发掘还不到1%[1],对病毒的研究具有广阔的前景和现实意义。病毒独特的结构和特性给病毒的研究和鉴别带来许多困难，主要体现在两个方面：第一，病毒没有专门的宿主细胞系，60%以上的病毒无法成功的进行离体培养[2]或在培养中不能表达致病性;第二，病毒基因本身变异率高，通过与宿主间的相互作用进化，增加核酸多样性，产生新病毒，导致宿主范围扩大、跨物种传播[3].对细菌的研究可以通过保守的16sRNA的分析来定位分类信息、进化关系和种群多样性等。对于真菌有18sRNA及ITS序列。然而病毒不像细菌真菌，没有固定保守的进化标记基因。所以一些传统研究方法的应用受到限制，不能完全满足病毒研究的需要。如电镜观察病毒的灵敏性不高，细胞培养病毒可能观察不到细胞病变，血清学反应中不但难以获得高价抗体而且容易出现交叉反应导致错误结果，传统PCR方法对未知序列及高变异的病毒研究难以发挥作用。加之近年来病毒流行病的频繁发生及其可怕的传染性，对人类及动植物的健康产生严重威胁，如HIV病毒、SARS病毒、禽流感病毒和在西非等地肆虐的埃博拉病毒[4]等，给人们造成了巨大的恐慌和经济损失。因此，对病毒基因组的研究、致病源的探索、病毒在生物体和环境中如何存在及传播、病毒病防治的研究已迫在眉睫。随着时代的发展和生物科学技术的进步，新兴的病毒宏基因组学为解决这些问题提供了契机，宏基因组学(Metagenomics)的概念是1998年由Handelsman[5]首次提出，对特定环境中基因组的总和进行研究，包括培养的和未培养的.微生物。病毒宏基因组学(Viral metagenomics)就是宏基因组学在病毒领域的应用，即从环境或生物组织中浓缩病毒粒子的遗传物质进行生物学信息分析的技术。它的应用需要一些交叉学科的创新技术的支持，随机

流行性感冒

第二节流行性感冒 Avian Influenza（AI）一、流行性感冒（一）概述流行性感冒（简称流感），是由流行性感冒病毒（简称流感病毒）引起人和多种动物的一种急性、热性、高度接触性传染病在人和哺乳动物，此病以发热和伴有急性呼吸道症状为特征，在禽类则表现为急性败血症、呼吸道症状、隐性感染等多种临床症状发病急骤、传播迅速，感染谱广，呈流行或大流行性本病分布于世界各地，普遍存在于多种动物和人群之中历史很久。鸡群—1878，意大利；猪群—1918，美国；马—1955，欧洲；人—1918，美国。有详细记载的人流感共有6次世界大流行，分别是1918（全球2100万人死亡）、1946、1957、1967、1976、1999 危害和损失与FMD相似。1997年以来，流感在全球范围内的流行有泛滥肆虐之势，引起高度警惕对人具有感染性的亚型及大事件（二）病原学 1 病原流感病毒(Influenza virus)，属于正粘病毒科(Orthomyxoviridae) ，RNA病毒，有囊膜 2 分类主要有A型、B型、C型流感病毒属 A型在禽类、哺乳动物和人群中存在，B、C型流感病毒，主要是人类的病原造成危害的禽流感病毒主要是A型 3 形态结构流感病毒粒子呈多型性，多呈球形，还常见椭圆形或长丝状等。A、B型流感病毒的基因组分为8个节段，C型为7个节段囊膜上有两种密集排列的纤突，即血凝素（HA）和神经氨酸酶（NA） HA具有凝集红细胞的特性，并可被相应抗体所阻断，HA、HI试验 HA能够与宿主细胞上的特异受体结合，便于病毒侵入细胞 NA主要与病毒成熟后从细胞内通过细胞膜出芽释放或从细胞膜上脱落有关 4 抗原和血清型表面抗原：HA和NA，糖蛋白，良好的免疫原性，很强的变异性。至今，A型流感病毒HA抗原有16个亚型（H1～H16），NA有9个亚型（N1～N9）。两者可组合形成众多的血清亚型，如H1N1、H1N2、H1N3、H5H2、H7N1、H9N2等作用：HA诱导的抗体能够中和病毒和抑制病毒血凝活性;NA诱导的抗体可以干扰病毒释放、抑制病毒复制内部抗原：核蛋白(NP)和膜基质(M)抗原，保守性强。据此可将流感病毒分为A、B、C三型（琼脂扩散试验），其中B型仅感染人，C型感染人很少引起动物发病，A型可对人、猪、马、禽致病抗原变异：流感病毒基因组具有多个片段，复制时不同片段间很易发生重组和交换。主要发生在HA和NA抗原上抗原漂移（antigenic drift）:HA或NA抗原的微小变异，只引起个别氨基酸或抗原位点的变化。只产生新的毒株

病毒宏基因组学方法优缺点及意义【可编辑版】

病毒宏基因组学方法优缺点及意义【可编辑版】病毒宏基因组学方法优缺点及意义病毒宏基因组学方法优缺点及意义病毒个体微小，多数病毒直径在100nm，较大的病毒直径300~450nm,较小仅为18~22nm,结构简单，不能独立复制需要依赖于宿主细胞复制繁殖，被许多生物学家认为是处于生命和非生命交叉区域的存在物。据估计目前对病毒的发掘还不到1%,对病毒的研究具有广阔的前景和现实意义。病毒独特的结构和特性给病毒的研究和鉴别带来许多困难，主要体现在两个方面: 第一，病毒没有专门的宿主细胞系，60%以上的病毒无法成功的进行离体培养或在培养中不能表达致病性;第二，病毒基因本身变异率高，通过与宿主间的相互作用进化，增加核酸多样性，产生新病毒，导致宿主范围扩大、跨物种传播.对细菌的研究可以通过保守的16sRNA的分析来定位分类信息、进化关系和种群多样性等。对于真菌有18sRNA及ITS序列。然而病毒不像细菌真菌，没有固定保守的进化标记基因。所以一些传统研究方法的应用受到限制，不能完全满足病毒研究的需要。如电镜观察病毒的灵敏性不高，细胞培养病毒可能观察不到细胞病变，血清学反应中不但难以获得高价抗体而且容易出现交叉反应导致错误结果，传统PCR方法对未知序列及高变异的病毒研究难以发挥作用。加之近年来病毒流行病的频繁发生及其可怕的传染性，对人类及动植物的健康产生严重威胁，如HIV病毒、SARS病毒、禽流感病毒和在西非等地肆虐的埃博拉病毒等，给人们造成了巨大的恐慌和经济损失。因此，对病毒基因组的研究、致病源的探索、病毒在生物体和环境中如何存在及传播、病毒病防治的研究已迫在眉睫。随着时代的发展和生物科学技术的进步，新兴的病毒宏基因组学为解决这些问题提供了契机，宏基因组学的概念是1998年由Handelsman首次提出，对特定环境

流感病毒基础的知识

流感的危害流行性感冒简称流感，是由流行性感冒病毒引起的呼吸道疾病，具有传染性强、流行面广、潜伏期短、发病率高等特点，在儿童、老人及高危人群中的死亡率很高。有数据表明，每年冬季流感爆发期会使全球人口近10％感染致病。流感病毒简介流行性感冒病毒（influenza virus）简称流感病毒，是引起流行性感冒（流感）的病原体，属于正粘病毒科（Orthomyxoviridae）。(是与粘液蛋白有特殊亲和性病毒中的1科)粘病毒是指对人或某些动物红细胞表面的黏蛋白有亲和力的病毒。正、副粘病毒的区分以其核酸是否分节段为标准，分节段者为正粘病毒，不分节段者为副粘病毒，正粘病毒科只有流感病毒一个种。（一）形态与结构流感病毒具有多形态，一般为球形，也有的呈丝状或杆状，病毒直径为80-120nm。流感病毒的结构主要包括内部的核心、衣壳（核衣壳）和外面的包膜（附图）。 Fig. (1) Schematic representation of the influenza A virus (Reference [22]) 1、核心（core）流感病毒的核酸为分节段、负链单股RNA，称为分节段基因组（segmented genome）。其中甲型和乙型流感病毒的核酸分为8个节段，而丙型流感病毒的分为7个节段。每一基因节段分别编码不同的蛋白，决定流感病毒的遗传特性。第1~6基因节段分别编码RNA多聚酶（RNA polymerase）PB 2、PB1、PA、血凝素（hemagglutinin，HA）、核蛋白（nucleoprotein, NP）、神经氨酸酶（neuraminidase, NA）；第7基因节段编码包膜蛋白，包括内膜基质蛋白（M1）和膜蛋白（M2）；第8节段编码非结构蛋白（nonstructural protein, NS）NS1和NS2。流感病毒各基因节段复制后，组装入子代病毒体中，但在组装过程中极易发生基因重组而导致新病毒株的出现，这是流感病毒容易发生变异而出现大流行的主要原因。 2、衣壳（caspid）核蛋白是流感病毒的主要结构蛋白，构成病毒衣壳卷曲包绕在RNA外，并与3种RNA多聚酶（PB1、PB2、PA）一起与RNA节段形成核糖核蛋白（ribonucleoprotein，RNP），即螺旋对称的核衣壳。RNA多聚酶PB1、PB2、PA与RNA的转录有关，核蛋白的抗原性稳定，很少发生变异，具有型特异性。 3、包膜（envelop）流感病毒包膜由内向外，可分为内膜基质蛋白（matrix protein, MP）和脂蛋白（lipoprotein，LP）两层。内膜基质蛋白M1，是包围在病毒核心外的一层膜结构，介于核蛋白与脂质双层膜之间，与组成脂质双层膜的类脂紧密结合，在维持病毒形状与完整性上起重要作用，具有型特异性。脂蛋白层是脂质双层膜的结构成分，来源于宿主细胞膜或核膜。基质蛋白M2为镶嵌其中的膜蛋白，形成膜通道，有利于病毒脱壳及血凝素的生成。流感病毒包膜上镶嵌的两种糖蛋白向外突出形成刺突（spike），一种是血凝素（hemagglutinin，HA），另一种是神经氨酸酶（neuraminidase, NA）。HA的数量是NA的4~5倍。

宏基因组学的研究

因组学研究进展及其应用摘要：本文先简要介绍了当前生物化学的一些研究热点，再针对因组学展开论述，介绍了因组学的产生背景和概念，当前的研究进展及应用。因组学尝试通过免培方法获得微生物的纯培养，主要技术包括DNA的提取、文库的构建和目标基因克隆的筛选，可用于开发新型酶、发现新基因、筛选医药等方面。关键字：因组学；因组学基本策略；文库构建与筛选；因组学研究进展及其应用引言：微生物是地球上种类最多、数量最大、分布最广的生物群。仅原核生物(细菌和古细菌)即构成地球生物总量的的25～50 %[1]。自然条件下，包括病毒在的微生物,通过群落广泛参与C、N、O 和S等重要元素的循环转化，在人体的食物消化、毒素降解及机体免疫反应，环境污染物降解等方面发挥着重要作用[2]。人们对于微生物的研究主要是建立在纯培养基础上，后来人们发现通过纯培养方法估计的环境微生物多样性只占总量的0.1%~1%[3]，多达99%以上的微生物是不可培养的, 其中蕴含着巨大的应用潜能——其代产物中可能有众多具有应用开发价值的化合物[4]。为了研究不能培养的微生物，一个全新的理念——因组学应运而生，该技术不需预先培养就能开发这些微生物基因组，目前已广泛应用于微生物活性物质的开发与利用、环境微生物种群分布及动态变化分析等方面的研究[5]。因组学的提出为解决上述问题提供了一个可行途径。因组学以生境中全部

DNA作为研究对象，通过克隆、异源表达来筛选有用基因及其产物。由于突破了传统研究领域无法涵盖不可培养微生物的瓶颈，因组学概念及研究方法一经提出，就被广泛接受。尽管在方法上还存在一定缺陷，但并不妨碍不同领域学者利用该方法来研究各种生境中微生物生态以及筛选功能基因的热情，有关因组学研究的文章逐年增多[4]。 1.因组学的概念因组( metagenome) 的概念是指从生境样本中取得全部微生物的基因组, 而不是采用传统的培养微生物的基因组。因组的样本既包括可培养的微生物，也包括更大量的传统方法无法研究的不可培养微生物[6]。而所谓因组学 (也称元基因组学Metagenomics 、微生物环境基因组学Microbial Environmental Genomics、生态基因组学Ecogenomics ) 就是一种以环境样品中的微生物群体基因组为研究对象，以功能基因筛选和测序分析为研究手段，以微生物多样性、种群结构、进化关系、功能活性、相互协作关系及与环境之间的关系为研究目的的新的微生物研究方法，一般包括克隆、构建文库和功能分析筛选等工作[7]。 2.因组学的基本策略及方法 2.1因组学的基本策略因组学的研究还处于初期发展阶段，但其研究的基本过程和基本策略已基本清楚。在此要强调的是，因组学研究有着明确的指导思想，它是在反向生物学原则指导下，基于特定生态环境基础上，依据整体、系统、动态变化和相互作用的观点，运用特殊的技术路线和方法，对研究围中所有基因组展开研究的学科。因组学是一种整体性的研究策略，它建立在微生物基因组学的迅速发展和聚

流行性感冒简介

流行性感冒简介一、什么是流行性感冒？流行性感冒简称流感，是由流感病毒引起的急性呼吸道传染病。其特点是起病急，传染性强，流行广泛，传播迅速，易引起流行和大流行。二、流感病源体的特点有哪些？流感的病源体是流感病毒，流感病毒在外界的抵抗力弱，在56℃30分钟条件下易被灭活，在室温下传染性很快丧失，100℃1分钟即被灭活，但在0～4℃能存活数周，在-20℃真空干燥条件下可长期保存。对紫外线和化学有毒剂敏感。流感病毒可分甲、乙.丙三型，同型病毒又可分为若干个亚型。甲型病毒易发生变异，常引起流行，乙型病毒变型缓慢，流行比较局限，丙型病毒很少变异，多呈散发，各型之间无交叉免疫。三、流感的传染源有哪些？流感病人是主要的传染源，自潜伏期即有传染性。发病3天内传染性最强，轻型患者在传播上有重要意义。隐性感染者排病毒的数量较少而时间短，故传染意义不大。四、流感是怎样传播的？流感是通过飞沫传播的。当病人咳嗽.喷嚏及大声说话时，病毒随飞沫喷到病人周围空气中，侵入正常人的鼻粘膜而传染，通过尘埃及日常用品的间接接触传播也有可能。五、流感的易感人群有哪些？人群对流感普遍易感，病后免疫时间短，而流感病毒变异性大，但型间无交叉免疫，所以人在一生中可多次患流感。六、流感的流行特征有哪些？本病常突然发生，传播迅速，发病率高，流行时间短，常沿交通线迅速蔓延，先集体后散居，先城市后农村，在几个月内，可遍及世界各地，造成全球性的大流行。本病一年四季均有发生，但以冬春季节多发。七、流感的临床表现有哪些？流感临床上分单纯型流感和肺炎型流感两种，潜伏期1—3天。 1.单纯型流感：起病急、畏寒.发热.头痛、肌肉酸痛.动眼痛.身软无力.恶心.食欲减退，并有轻度呼吸道症状，鼻塞.流涕.喷嚏.咳嗽.干咳.咽痛.咽痒.剧咳时可伴有胸骨后痛，少数患者有胃肠道症状。体温升高时，脉搏.呼吸相应加快，病人呈急性发热面容。发热与临床症状可在1--2日达高峰，3--5日内退热，症状也随之消失，但咳嗽可持续1--2周。 2.肺炎型流感：较少见，易发生于老.幼.弱及原有心肺疾病的患者。起病时与典型流感病人相似，起病24小时后，病情迅速加重，出现高热。烦躁、剧烈咳嗽，痰呈血性，并有呼吸困难及发绀，双肺呼吸音低，布满干.湿罗音，但无肺实变的体征。调线胸片呈双肺弥漫性结节性阴影，近肺门区较多，症状日益加重，多于5--10日内发生呼吸和循环衰竭，病死率较高。八、流感的诊断依据有哪些？诊断流感有以下几点： 1.流行病学资料。该地区是否有流感流行，有否接触史，是否多发季节。 2.临床表现。突发高热、头痛、肌肉酸痛、身软无力.全身中毒症状重而呼吸道症状较轻。 3.实验室检查。血象：白细胞总数正常或减少，肺炎型流感可有白细胞总数与中性粒细胞增高。鼻粘膜细胞检查：下鼻甲鼻粘膜压印片中，可见纤毛柱状上皮细胞堆积，并在细胞浆中

宏基因组学的研究

宏基因组学研究进展及其应用摘要：本文先简要介绍了当前生物化学的一些研究热点，再针对宏基因组学展开论述，介绍了宏基因组学的产生背景和概念，当前的研究进展及应用。宏基因组学尝试通过免培方法获得微生物的纯培养，主要技术包括DNA的提取、文库的构建和目标基因克隆的筛选，可用于开发新型酶、发现新基因、筛选医药等方面。关键字：宏基因组学；宏基因组学基本策略；文库构建与筛选；宏基因组学研究进展及其应用引言：微生物是地球上种类最多、数量最大、分布最广的生物群。仅原核生物(细菌和古细菌)即构成地球生物总量的的25～50 %[1]。自然条件下，包括病毒在内的微生物,通过群落广泛参与C、N、O 和S等重要元素的循环转化，在人体的食物消化、毒素降解及机体免疫反应，环境污染物降解等方面发挥着重要作用[2]。人们对于微生物的研究主要是建立在纯培养基础上，后来人们发现通过纯培养方法估计的环境微生物多样性只占总量的0.1%~1%[3]，多达99%以上的微生物是不可培养的, 其中蕴含着巨大的应用潜能——其代谢产物中可能有众多具有应用开发价值的化合物[4]。为了研究不能培养的微生物，一个全新的理念——宏基因组学应运而生，该技术不需预先培养就能开发这些微生物基因组，目前已广泛应用于微生物活性物质的开发与利用、环境微生物种群分布及动态变化分析等方面的研究[5]。宏基因组学的提出为解决上述问题提供了一个可行途径。宏基因组学以生境中全部DNA作为研究对象，通过克隆、异源表达来筛选有用基因及其产物。由于突破了传统研究领域无法涵盖不可培养微生物的瓶颈，宏基因组学概念及研究方法一经提出，就被广泛接受。尽管在方法上还存在一定缺陷，但并不妨碍不同领域学者利用该方法来研究各种生境中微生物生态以及筛选功能基因的热情，有关宏基因组学研究的文章逐年增多[4]。 1.宏基因组学的概念宏基因组( metagenome) 的概念是指从生境样本中取得全部微生物的基因组, 而不是采用传统的培养微生物的基因组。宏基因组的样本既包括可培养的微生物，也包括更大量的传统方法无法研究的不可培养微生物[6]。而所谓宏基因组学(也称元基因组学Metagenomics 、微生物环境基因组学Microbial Environmental Genomics、生态基因组学Ecogenomics ) 就是一种以环境样品中的微生物群体基因组为研究对象，以功能基因筛选和测序分析为研究手段，以微生物多样性、种群结构、进化关系、功能活性、相互协作关系及与环境之间的关系为研究目的的新的微生物研究方法，一般包括克隆、构建文库和功能分析筛选等工作[7]。 2.宏基因组学的基本策略及方法 2.1宏基因组学的基本策略宏基因组学的研究还处于初期发展阶段，但其研究的基本过程和基本策略已基本清楚。在此要强调的是，宏基因组学研究有着明确的指导思想，它是在反向生物学原则指导下，基于特定生态环境基础上，依据整体、系统、动态变化

禽流感病毒的简要介绍

禽流感的介绍与防治林泽宇201400111040化学摘要：禽流感是禽流行性感冒的简称，这是一种由甲型流感病毒的一种亚型引起的传染性疾病综合征。按病原体的类型，禽流感可分为高致病性、低致病性和非致病性三大类。一般情况下，禽流感病毒并不容易使人类发病。关键词：禽流感、传播途径、对人致病性 1.引言：禽流感是禽流行性感冒的简称，这是一种由甲型流感病毒的一种亚型引起的传染性疾病综合征，被国际兽疫局定为Ａ类传染病，又称真性鸡瘟或欧洲鸡瘟。不仅是鸡，其它一些家禽和野鸟都能感染禽流感。按病原体的类型，禽流感可分为高致病性、低致病性和非致病性三大类。一般情况下，禽流感病毒并不容易使人类发病。禽流感病毒属甲型流感病毒，甲型流感病毒根据其表面蛋白质的不同被分为Ｈ1到Ｈ15等15种亚型。世界各地的禽流感主要由高致病性的Ｈ5和Ｈ7两种亚型引起，而人对其中的Ｈ1和Ｈ3亚型易感。 2.研究历史：连月来，以Ｈ５Ｎ１高致病性禽流感病毒为主要病原的禽流感疫情在亚洲多个国家先后暴发，其传播的范围和规模是空前的。尽管目前只在越南、泰国发现了人感染禽流感的病例，但这场成千上万只家禽病死或被宰杀的禽流感危机，无疑给人类健康带来巨大的威胁。禽流感病毒攻击人类在历史上已非首次。有据可查的禽流感病毒直接传染人的首个病例为１９９６年的１例结膜炎患者，Ｂａｎｋｓ等对其病毒分离株（２６８／９６）进行了ＤＮＡ测序后发现，７个神经氨酸酶（ＮＡ）及内部基因与禽流感病毒高度同源，血凝素（ＨＡ）基因的全部核苷酸序列也与１９９５年从爱尔兰火鸡身上分离出的Ｈ７Ｎ７病毒株有９８．２％相同。 3.基本特征：成分：甲型流感病毒呈多形性，其中球形直径80～120nm，有囊膜。基因组为分节段单股负链RNA。依据其外膜血凝素（H）/和神经氨酸酶（N）蛋白抗原

微生物学目的与要求

实验十病毒的形态学诊断、培养方法和血清学试验目的（一）观察病毒包涵体，并掌握其诊断意义。（二）掌握病毒的形态并了解病毒包膜的获得。（三）了解病毒培养的三种方法。（四）掌握病毒学中主要血清学反应的原理（五）熟悉病毒血凝抑制试验的测定过程内容（一）病毒的形态学诊断 1. 病毒的电镜照片（示教） 2. 狂犬病毒包涵体（示教） 3. 麻疹病毒包涵体（示教）（二）病毒的培养法（录像） 1. 病毒的动物接种法 2. 病毒鸡胚培养法 3. 病毒的组织培养法（三）血凝抑制试验（操作）一、病毒的形态学诊断病毒形态学研究方法可分为两种：一种是应用电子显微镜技术，观察其大小，形态及排列特征，以帮助诊断；另一种是应用光学显微镜通过涂片染色或切片染色，观察包涵体。病毒感染细胞所产生的包涵体，其特征基本是固定的，故对病毒性疾病的诊断具有一定价值。【方法】（一）病毒的电镜照片（示教）观察腺病毒、疱疹病毒的电镜照片，注意其形态结构、大小、排列、及其包膜的形成。（二）狂犬病病毒内基（Negri）包涵体（示教）用高倍镜或油镜观察经HE（苏木紫-伊红染色）染色的死于狂犬病的犬脑组织切片，注意包涵体在细胞内的形态、位置及染色性。（三）麻疹病毒包涵体（示教）用高倍镜或油镜观察经麻疹病毒培养后，HE染色的人胚或羊膜细胞标本片，注意包涵体在细胞内的位置、形态、染色性以及细胞融合情况。

二、病毒动物接种法实验动物在病毒学研究中有四方面用途：①分离鉴定病毒，如乙脑病毒；②连续传代通过，以减弱有毒株对人的致病力，如狂犬病病毒；③制备抗血清；④病毒致病机理的研究。常用的实验动物有小白鼠、地鼠、豚鼠、家兔、绵羊、鸡、猴等。在病毒学研究中，动物接种时为避免动物本身可能带有病毒，多采用实验室自己繁殖的动物。首先根据研究目的选择动物种类，对病毒致病机制的研究，则选择愈接近人类的高等动物（例如灵长类）研究结果愈有价值；其次要注意动物的年龄、性别和接种的途径等各种因素，一般年幼的动物比成年动物对病毒的敏感性高。至于接种的途径应根据病毒的嗜性决定，例如脑炎病毒以脑内注射最敏感。（一）小白鼠尾静脉接种（录像）【材料】 1. 动物：小白鼠 2. 病毒悬液 3. 碘酒、酒精、二甲苯、无菌0.25ml注射器、4号针头及小铝匣【方法】 1. 将小白鼠固定在小铝匣内，露出尾部，用碘酒消毒尾部，然后用酒精棉球连续擦尾部皮肤（必要时用二甲苯擦）使血管扩张。 2. 尾背和左右两侧三根血管皆为静脉，可选一根扩张较好的静脉作接种用。左手拇指捏住尾部的远端，向下弯45°，右手持注射器，于弯处进针静脉，推液0.1毫升。注意：推注时遇阻力且皮下隆起发白时，表示针头不在血管内应拔出重新进针；如针头在血管内，推注时不感阻力，且可看到血管中血液由于注入液体而后退。接种后逐日观察动物发病情况。（二）小白鼠鼻内接种（录像）【材料】小白鼠、流感病毒鼠肺适应株病毒悬液、无菌小试管、无菌毛细管、麻醉用乙醚、棉球及小玻瓶。【方法】 1. 首先将沾有乙醚的棉球放入一清洁小玻瓶内。左手握小瓶，右手抓住小白鼠，将其头部塞入瓶口，进行全身麻醉。注意麻醉深度，不宜太浅或太深，太深时易遭致麻醉死亡或非特异性吸入性肺炎，太浅则易在滴种时打喷嚏。 2. 用无菌毛细吸管吸取病毒悬液少许，连同毛细吸管插在无菌试管中备用。 3. 用左手将小白鼠握在手掌中，大拇指及食指抓住小白鼠耳部使其头部朝前并

《病毒学》教学大纲

《病毒学》教学大纲课程编号：课程名称：病毒学总学时：28学时先修课及后续课：先修课有《生物化学》、《微生物学》、《遗传学》，后续课有《基因工程》。一、说明部分 1、课程性质近几十年来，病毒学研究进展迅猛，其基础理论、研究方法和实验技术日臻成热，现已成为生命科学领域中一门重要的分支学科。随着科学技术的不断进步，病毒学获得了巨大发展，并推动了现代生物学发展，其研究成果广泛应用于医学、兽医学、农学、环境保护及工业领域。然而在此领域，仍旧存在着大片空白等待研究。本门课程以基础病毒学为主，其内容包括病毒学的发展、分类及相互作用关系，病毒的分类及命名，病毒的生物学及分子生物学特征，各类病毒与宿主的相互关系，各类病毒的控制和利用，病毒学的基础方法及新技术，亚病毒等。通过对病毒学的教学，旨在带领本科学生进入病毒学研究领域的大门，了解病毒学研究的最新进展，掌握一些病毒学研究的方法和手段，对病毒引起的疾病的预防和治疗有明确的认识，为病毒学的基础研究提供理论支持。 2、教学目标及意义通过课程教学，培养学生观察、思考、分析问题的能力和实事求是，严肃认真的科学态度，使学生充分了解病毒，为今后从事病毒学或分子生物学的研究工作或教学工作打下良好基础。 3、教学内容及教学要求本课程安排在学生完成《普通生物学》、《生物化学》、《微生物学》、《遗传学》等有关基础和专业基础课程之后的第六学期。内容上注意与以上课程的衔接，并避免不必要的重复。课堂教学应力求使学生了解病毒学课程的内容，病毒学研究的方法和研究进展，做到心中有数，思路清晰，认真及时做好课堂记录，对于当时不能理解的理论知识则需要仔细思考，查阅资料、讨论，以便系统完整的掌握病毒学知识。 4、教学重点、难点重点是病毒基本成份的种类、组成、结构特征及功能，病毒的遗传与变异。难点是病毒的遗传变异机理、过程及病毒基因图的构建和应用等。

禽流感病毒介绍

January 10, 2006 Page 1 of 3 KEY FACTS Information about Avian Influenza (Bird Flu) and Avian Influenza A (H5N1) Virus This fact sheet provides general information about bird flu and information about one type of bird flu, called avian influenza A (H5N1) that is infecting birds in Asia and has infected some humans. Also see the Frequently Asked Questions (FAQs) (http://www.who.int/csr/disease/avian_influenza/avian_faqs/en/index.html ) on the World Health Organization (WHO) website. Avian Influenza (Bird Flu) Avian influenza in birds Avian influenza is an infection caused by avian (bird) influenza (flu) viruses. These influenza viruses occur naturally among birds. Wild birds worldwide carry the viruses in their intestines, but usually do not get sick from them. However, avian influenza is very contagious among birds and can make some domesticated birds, including chickens, ducks, and turkeys, very sick and kill them. Infected birds shed influenza virus in their saliva, nasal secretions, and feces. Susceptible birds become infected when they have contact with contaminated secretions or excretions or with surfaces that are contaminated with secretions or excretions from infected birds. Domesticated birds may become infected with avian influenza virus through direct contact with infected waterfowl or other infected poultry, or through contact with surfaces (such as dirt or cages) or materials (such as water or feed) that have been contaminated with the virus. Infection with avian influenza viruses in domestic poultry causes two main forms of disease that are distinguished by low and high extremes of virulence. The “low pathogenic” form may go undetected and usually causes only mild symptoms (such as ruffled feathers and a drop in egg production). However, the highly pathogenic form spreads more rapidly through flocks of poultry. This form may cause disease that affects multiple internal organs and has a mortality rate that can reach 90-100% often within 48 hours. Human infection with avian influenza viruses There are many different subtypes of type A influenza viruses. These subtypes differ because of changes in certain proteins on the surface of the influenza A virus (hemagglutinin [HA] and neuraminidase [NA] proteins). There are 16 known HA subtypes and 9 known NA subtypes of influenza A viruses. Many different combinations of HA and NA proteins are possible. Each combination represents a different subtype. All known subtypes of influenza A viruses can be found in birds. Usually, “avian influenza virus” refers to influenza A viruses found chiefly in birds, but infections with these viruses can occur in humans. The risk from avian influenza is generally low to most people, because the viruses do not usually infect humans. However, confirmed cases of human infection from several subtypes of avian influenza infection have been reported since 1997. Most cases of avian influenza infection in humans have resulted from contact with infected poultry (e.g., domesticated chicken, ducks, and turkeys) or surfaces contaminated with secretion/excretions from infected birds. The spread of avian

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