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人类疱疹病毒
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电影《依然爱丽丝》截图
“妈,回家吃饭啦。”
“你是谁啊,我等我女儿来接我。”
“我是你女儿小可啊,妈你又把我忘记了。”小可伸手要去理妈妈额前散落的头发。王姨向后靠了一下,躲闪开来。
“你可不是我女儿,我女儿高个头,大眼睛,这会还在大学念书呢,我等她下课来接我。”
“妈,我这都大学毕业10年了。走,咱先回家吃饭....”小可苦笑了一下,从包里拿出来一张大学时候和妈妈的合照。
“你怎么有小可的照片,我说的没错吧,她就是高个头,大眼睛,比你漂亮多了。年轻的时候可多小伙子追,优秀着呢。只是这几年啊,岁月不饶人,我老了,这记性差的不行,关于她的事情都零零散散的,哎......”
“妈.......”小可眼眶湿润,别过身去擦泪。
暗黑王者——疱疹病毒成长记
“Introducedmyselftomotheragaintoday(今天,我又一次向妈妈介绍了自己),”这充满温情的六个单词,交织着阿尔兹海默病患者家属对亲人的关爱与无奈。阿尔兹海默病,也称老年痴呆症,一直是科学界研究的热点,但病因一直以来都扑朔迷离。主流学界认为,聚集在大脑内部的β淀粉样蛋白阻断神经元之间的传递,是导致阿尔兹海默病的元凶,而近来的研究又颠覆了人类对阿尔兹海默病的认知。
研究者在阿尔兹海默病患者的脑部发现β淀粉样蛋白包裹着真菌和细菌,而且该蛋白在体外能够抑制细菌生长,具有类似抗菌肽一样的正面功能。据此,他们提出β淀粉样蛋白的积累可能是机体应对外界病原菌感染的免疫保护机制。前段时间《神经元》杂志上发表的一篇大样本文章表明,相比于对照组患者,阿尔兹海默病患者脑部出现人类疱疹病毒6A和7型的几率更大,再次证明病毒与神经疾病的特殊关系。另外一篇研究指出人类疱疹1型、6A和7型在细胞和小鼠感染模型中可以加速β淀粉样蛋白的积累,揭示病毒可能是驱动阿尔兹海默病患者免疫系统的重要角色。
说起疱疹病毒你可能有些陌生,但是你小时候有没有得过水痘或者见过别人得水痘呢?那就是水痘—带状疱疹病毒搞的鬼(人类疱疹病毒3型),这个名字怎么这么奇怪?水痘就水痘呗,加个带状是什么意思?那是因为水痘—带状疱疹病毒会呈现原发感染和继发感染两种不同的感染形态。小时候原发感染被称为水痘,临床表现为以全身水泡性皮疹为主。而该病毒原发感染后会继续潜伏在宿主的神经细胞内,随后,再激活导致患者出现带状疱疹,中老年人(50岁)或免疫功能不全者是水痘—带状疱疹病毒出现继发感染的易感人群。
患水痘的儿童
还有一个人类疱疹病毒4型也是大名鼎鼎。我国南方及东南亚地区是鼻咽癌的高发区,而现在越来越多的研究结果表明该病毒与鼻咽癌相关。除鼻咽癌外,人类疱疹病毒4型还与传染性单核细胞增多症、非洲儿童淋巴瘤等多种疾病密切相关。在我国,人类疱疹病毒4型原发感染的高峰年龄在儿童时期,当10岁时,90%以上的儿童已感染了这个病毒。每年人类疱疹病毒4型相关肿瘤死亡病例达15-20万(主要是鼻咽癌和胃癌),人类疱疹病毒4型几乎可以引起所有脏器和组织疾病。
单纯疱疹病毒(人类疱疹病毒1型和2型)是导致口腔疱疹和生殖器疱疹的病原体,感染2型单纯疱疹病毒更是可以加大获得和传播艾滋病病毒的风险。WHO年数据统计显示,全球有37亿50岁以下的人(67%)感染1型单纯疱疹病毒,有4.17亿15-49岁的人(11%)感染2型单纯疱疹病毒。毫不夸张的说,每个人可能至少携带一种类型的疱疹病毒。从某种程度上说来,疱疹病毒可谓是最成功的病毒,在全球范围内广泛传播,可以引起诸如水痘、带状疱疹以及肿瘤等多种疾病。在广泛传播的同时,暗黑的疱疹病毒有独特的“感染—终身潜伏—再激活”共性,意味着当初次感染时人类多无临床症状,感染后它们会默默的潜伏起来。疱疹病毒本着“十年磨一剑”的态度卧薪尝胆,等到携带者免疫功能下降或其它因素触发时,再落井下石使得人类罹患疾病。
疱疹病毒结构示意图
简要谈了几种疱疹病毒以后,我们来系统性的了解一下人类疱疹病毒家族。人类疱疹病毒是一大类感染人体后引起蔓延性皮疹的线性双链DNA病毒,呈球形,二十面体立体对称,隶属于疱疹病毒科,分为α、β、γ三个亚科。在已发现的种疱疹病毒中,有8种疱疹病毒可引起人类疾病,依次为α亚科中的单纯疱疹病毒1型和2型(简称HSV1或HSV2)以及人类疱疹病毒3型(别称水痘—带状疱疹病毒,简称VZV)、β亚科中的人类疱疹病毒5型(别称人巨细胞病毒,简称CMV))和人类疱疹病毒6型以及7型(简称HHV6和HHV7)、γ亚科中的人类疱疹病毒4型(别称EB病毒,简称EBV)和人类疱疹病毒8型(简称HHV8)。
我们都知道病毒必需寄生在活细胞内,通过劫掠宿主细胞的原料进行生命活动和繁殖子代。那这个过程到底是怎样的呢?今天我们通过疱疹病毒,进入微观世界看看心机病毒是如何一步步攻克宿主,繁衍后代的呢?
疱疹病毒入侵宿主细胞
(左:上皮细胞;右:神经细胞)
首先,读者可以将细胞想象成一个繁忙的小城市,细胞膜就是城墙,将城市与外界坏境隔离开来。当然这个城墙上有转运蛋白把守城门,与外界其它小城市连通。在细胞里面,也有各种囊膜分隔的小作坊,而这些小作坊全都漂浮在果冻质地的细胞质中。细胞核作为这个小城市的中央指挥部,通过转运蛋白或者核孔与外界进行信息和物质交换。线粒体是细胞的动力工厂,核糖体是原材料供应商,内质网和高尔基体是出口商品的加工厂及中转站,溶酶体是垃圾处理站,细胞骨架不仅是这个城市的主干道,也可以支撑保护整个城市。
一个完整病毒复制周期分为五个阶段:吸附、侵入、增殖、装配以及释放,疱疹病毒也不例外。疱疹病毒内部含有遗传物质,中层是20面体包裹的核衣壳,外层由称为皮层的球状物质覆盖,最外层被含有短突起的囊膜包裹。要形成三层外衣(核衣壳—皮层—囊膜)包裹的完整病毒,疱疹病毒要在宿主细胞内经历至少两次出芽和膜融合过程。
疱疹病毒从宿主细胞细胞中逃逸
在长期的进化过程中,疱疹病毒的表面蛋白通过与细胞表面的受体特异性结合的方式进入胞内,对于不同的细胞城市比如说上皮细胞和神经细胞,疱疹病毒进入的方式有所差异。侵入细胞之后,疱疹病毒经由细胞骨架到达核膜,通过核孔将遗传物质注入细胞核。此时,疱疹病毒或在细胞核内潜伏,借用宿主的原料合成潜伏相关的蛋白,或继续组装形成完整的核衣壳。由于核孔太小,核衣壳便通过与核膜融合再出芽的方式进入细胞质。随后,聪明的疱疹病毒在细胞质内招募皮层蛋白穿上第二层外衣。紧接着,疱疹病毒与可能来自于高尔基体、自噬体等细胞器的囊泡融合,组装成成熟的疱疹病毒以后经由细胞膜运输到胞外。每次病毒在胞内都会复制成百上千的子孙后代,进而浩浩荡荡再去其它小城市里面扫荡。
未完待续,敬请期待!
参考资料:
1.Readhead,B.,Haure-Mirande,J.V.,Funk,C.C.,Richards,M.A.,Shannon,P.,Haroutunian,V.,...Reiman,E.M.().MultiscaleAnalysisofIndependentAlzheimer’sCohortsFindsDisruptionofMolecular,Genetic,andClinicalNetworksbyHumanHerpesvirus.Neuron.
2.Eimer,W.A.,VijayaKumar,D.K.,NavalpurShanmugam,N.K.,Rodriguez,A.S.,Mitchell,T.,Washicosky,K.J.,…Moir,R.D.().Alzheimer’sDisease-Associatedβ-AmyloidIsRapidlySeededbyHerpesviridaetoProtectagainstBrainInfection.Neuron,99(1),56–63.e3.doi:10./j.neuron..06.
3.Nicola,A.V.().HerpesvirusentryintohostcellsmediatedbyendosomallowpH.Traffic,17(9),-.
4.Lv,Y.,Zhou,S.,Gao,S.,Deng,H.().Remodelingofhostmembranesduringherpesvirusassemblyandegress.Proteincell,1-12.
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(注:图片借鉴网络资料,感谢原图作者!)
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菌小姐
在不断的尝试中汲取知识源泉,
在满腔的热情下进行菌族科普。
请多指教!
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