分子病毒学 3病毒受体

当病毒结合到第一受体时，能引起病毒或宿主发生一些变 化，这些变化是第二受体能被结合所必需的，如果说病毒进 入机体后，能快速地与第一受体结合，第二受体则能对增加 贴附或（和）病毒侵入所需的任何缓慢过程起作用。 这种第二次与受体的结合，实际上是紧跟在初次结合发 生的，第二次受体结合是一种粘附增强作用，这种增强作用 使得结合更加稳定牢固。
病毒进化的基本特征
1、新病毒不断产生，而且基本上是从另一种宿主的 病毒演化而来。 2、新病毒产生后，在新的宿主以较快的速度进行变 异分化。 例如：
犬细小病毒是新病毒，猫的细小病毒是老病毒，两者差异不大， 但是犬细小病毒进化速度较快。 对流感病毒而言，人的流感病毒是新病毒，禽流感病毒是老病 毒；人流感病毒进化较快。 对慢病毒而言，人免疫缺陷病毒是新病毒，猴免疫缺陷病毒是 老病毒，人的免疫缺陷病毒进化比猴的免疫缺陷病毒快。
（二）受体和配体在共同进化过程中的相互影响
与受体发生完全结合的大分子通常被称为配体(ligand)。 由于病毒可以和特定的受体结合，因此，亦可以把病毒―― 受体间的关系看作是配体与受体的关系。 从一些配体与受体对的共进化关系来推测病毒与受体关系的 发生和发展过程。 蛋白质与蛋白质的相互作用所导致的氨基酸分子变异，本 身就是进化过程中的一个主要作用因素。提出这样一个问题， 即病毒与宿主细胞之间的关系是否是一个由于相互之间在一 定时期内作用和接触而导致的接触表面相关氨基酸置换，最 终形成相互适应和吻合的作用部位，亦就是受体和病毒的特 异结合位点。
仍然感到不能理解清楚的是：在病毒吸附并穿过细胞膜进 入细胞，最终繁殖摧毁细胞的过程中，细胞是以何种形式执行 其自身防卫功能的，尤其是病毒与受体结合进入细胞的过程中， 细胞做出了什么样的反应？ 细胞这样高度进化的生命结构，会在病毒的侵入过程中无 所反应，被动的趋于死亡。同时，大量的证据已经表明，在细 胞受病毒感染的后期，细胞可以启动程序化死亡（apoptosis） 的基因。使细胞在病毒繁殖完成前死亡，由此来阻断病毒的繁 殖与扩散，而病毒亦有相应的相反措施来阻断细胞程序化死亡， 这样明确的事实意味着，细胞决不可能在病毒吸附并穿入细胞 膜的过程中保持沉默。 问题是，在此阶段中，细胞是否表现，或者是怎样表现这 样一种防卫机制呢？在这个问题上，仍然只能推测性讨论。
3、新病毒稳定后，病毒的毒力大多处在中等水平。
如： 兔黏液病病毒在澳大利亚释放之后的10几年的跟踪研究，发 现强毒株逐步演变为以中等毒力为主的病毒。 副粘病毒引起的禽NDV在我国开始流行时，毒力很强，这 些年来逐渐产生了一些弱毒株，但整体上既不是以强毒为主， 也不是以弱毒为主，而是以中等毒力为主。
控制和表达的一组参与病毒结合，相互作用，便于病 毒感染宿主细胞，位于细胞膜表面的蛋白质组分。
病毒受体的分布与病毒对宿主动物的感染范围有 关，有的受体可在多种不同种属的动物细胞上存在， 而与此相适应的病毒就表现出较广的宿主范围。 在同一种易感的动物中，各种不同类型的病毒受 体，其形成却不相同，这不仅与病毒间存在的差异 有关，也与病毒受体的演变进化过程有关. 在同一种细胞的不同分化阶段，病毒受体的表达 也会有差异。
流感病毒A与B和副流感病毒均有细胞受体破坏酶，即神 经 氨 酸 酶 (neuraminidase) ， 它 能 破 坏 N- 乙 酰 神 经 氨 酸 酶 （Neu5Ac）的糖苷键，提示Neu5Ac就是这些病毒的受体。 逆转录病毒也是利用特异性的细胞受体产生感染的。 HIV与其细胞受体CD4吸附，随后进入细胞完成复制。 CD4分子主要存在于TH细胞和单核巨噬细胞表面，在试管内 HIV-1的感染仅限于带有分化抗原的细胞，T4就是受体的主要 成分。而且用T4抗原决定簇的单克隆抗体可以阻断HIV-1的感 染和诱导的细胞融合。近来研究表明，感染了不同毒株的逆转 录病毒至少表达8个不同类型的受体分子。
病毒和多个受体的结合，病毒颗粒和宿主细胞相互作用在 感染的早期可能只涉及到一个病毒蛋白质分子， Polio V的VP4成分和一个受体蛋白分子结合，而且这种结合 并不紧密，可以重新分开，当毒粒上的多个位点与多个受体相 结合时，就可能发生不可逆的结合，病毒与细胞受体间的相互 作用不仅涉及到病毒本身的性质，也涉及到细胞受体多个组合。 很多病毒都可以识别1个以上的受体，如HIV除识别CD4糖蛋白 受体，也识别半乳糖基神经酰胺受体，HSV糖蛋白C结合硫酸乙 酰肝素，而糖蛋白D结合的是细胞中限量存在的一个蛋白质分子， EBV的B淋巴细胞受体是CR2或CD21，也是C3a/c3dg补体片段的 受体，有些病毒的第二次受体结合对于病毒的侵入是必须的， 例如，CD4DNA被转移到对HIV不敏感的细胞中，可以表达CD4 抗原，使HIV病毒结合到细胞表面，但不能进入细胞，显然是病 毒于细胞的融合过程受到阻碍。
病毒受体的发生和进化
(一)受体功能的进化
在磷脂双分子层中镶嵌着大量的具有各种各样生物学功 能的蛋白质，这些蛋白质在结构上都是以双分子层为支架， 两端分别游离于细胞质内和细胞表面的空间中。它们的形状 不同，是基于其所执行的各种各样功能而形成的。 在最早的单细胞生物中，细胞膜上几乎没有具有特定功 能的蛋白质分子，随着生物的进化，细胞膜蛋白才随着细胞 进化而成为不同类型细胞特征之一。细胞膜蛋白成分的形成， 正是为实现细胞的各种功能而具备的进化产物。
（三） 病毒和受体的结合与宿主细胞的防御功能在进 化中的关系
各种病原微生物促进了宿主的防御机制蛋白异向趋化的现 象的确存在。即病毒逃逸宿主防御机制的方法是去除宿主的前 炎性介质，如EB病毒的BCRF-1可结合IL-10的受体。 病毒在与机体的相互作用过程中，在进化的选择压力下， 病毒形成了可能与某些细胞膜蛋白受体－它们本身是一些细胞 因子或其他功能蛋白的受体－相结合的特殊蛋白质模拟分子， 这些蛋白质模拟分子与受体的结合，一方面阻断细胞对某些抗 炎细胞因子的反应，另外，亦为病毒进入细胞提供条件。
病 毒 受 体
（virus receptor）
病毒的进化
病毒的进化是一个非常复杂而难以研究的问题 病毒特别小，用常规的进化生物学研究方法不能来研究病 毒的进化。 病毒在演化史中没有“化石”或“遗体”，难以获得系列 的病毒材料供进化研究。 病毒进化具有一定的随机性，每种病毒的每一步演变都不 是唯一的可能事件，而是在一定概率下发生的结果，使我们很 难从病毒的现状，或短暂时间内病毒演变情况来推论出病毒演 变的过去和未来。
三．病毒与受体间的相互作用 （一）病毒与细胞受体的结合
对任何一种病毒来说，其宿主细胞上需要有相应的受体， 才能表现为对病毒的易感性。否则不能形成感染。 Poliovirus可以感染人鼻咽部细胞，消化道细胞和某些中枢 神经细胞（脊髓前角细胞），是因为这类细胞表面具有该病毒 的特异性受体，而其它组织不被感染，是因为缺乏该类病毒受 体的关系。 轮状病毒（Rotavirus，RV）具有很强的宿主局限性，一般 只引起婴幼儿及哺乳动物的感染，而且病毒有明显的种族差异， 同样于受体有关。
4、病毒的进化既有一定的随机性，又受到一定的选择 压力而呈现一定的方向性和稳定性。
病毒在现代进化生物学中的地位
病毒是沟通分子进化理论和传统进化理论的桥梁； 病毒基因组特别小，进化特别快，受干扰的因素特别 少，因而在分子生物学飞速发展的今天，它是进化研 究的很好材料，从中能得出一些较为肯定的结论。
病毒受体的基本概念
1 受体(receptor)是指分子水平上的靶部位，通过与配体的相互 作用能在这个部位结合上的某种物质，这个部位可能在细胞膜 上，也可能在细胞壁上或者在细胞里面的酶上。被连上去的配 体，可能是病毒，抗原成分，激素或药物。 病毒受体具有受体的共性也有其自身特定的意义。
病毒受体较准确的理解是由宿主基因组所编码，
许多病毒以其宿主之间存在这种受体与配体之间结合机制 已研究的很清楚。同一病毒也可在不同的细胞种类中发现该病 毒受体，RV可以感染上皮细胞，如小肠末端刷状缘细胞、猴肾 细胞MA104株，另外RV还可使某些动物的红细胞发生凝集现象， 说明病毒可以吸附到红细胞上，红细胞上存在其受体。 Polio V 在人体内不感染肾组织细胞，而在实验室，人肾细 胞、猴肾细胞对Polio V很敏感，用来分离病毒野毒株或制备活 疫苗。 有些病毒经过一段时间的适应性培养，可以在原来不敏感的 宿主中复制，说明也许与病毒本身身在特定的环境中，求得生 存某种新的感染机制有关，也可能在病毒与宿主细胞培养其间 病毒受体的演变进化有关，病毒很可能利用细胞表面的自然蛋 白进入细胞内，例如狂犬病毒，可利用乙酰胆碱受体进入细胞， 痘病毒可通过上皮生长因子受体进入宿主细胞，MHC-I类分子 是SV40的受体，细胞黏附分子ICAM-1是鼻病毒的受体，免疫球 蛋白超家族是Polio V的受体。
Poliovirus在50－200个病毒中仅有一个病毒颗粒可以感 染细胞。只有少量的病毒感染细胞的现象并非是由于大多数 病毒颗粒存在缺陷。又如Poliovirus（包括可以进入细胞开 始感染和不能进入细胞的部分）在开始接触细胞时，均吸附 到了细胞膜上，并发生了壳体蛋白的构象变化，脱去壳蛋白 VP4，变成为135S的颗粒，之后大部分135S的颗粒离开细胞， 而以135S形式存在的病毒颗粒不再具有感染力。所有病毒颗 粒脱下的VP4基本留在细胞膜上。 这个现象提示了这样一种可能性，即大量病毒颗粒提供的 VP4，似乎是病毒体为克服细胞膜受体阻止病毒颗粒进入细 胞所作的努力。这样的可能性暗示着细胞膜受体并非被动的 接受病毒颗粒的结合而进入，而有着一种尚未人类所知的机 制在不同程度上阻止被?
多数有包膜病毒往往一经接触后就与宿主细胞的多个受体立 即发生不可逆的结合，通过毒粒包膜与细胞膜融合进入胞浆， 在这个融合过程或多或少会有一部分病毒的核衣壳要进入到胞 浆。无包膜病毒则不同，只有当受体移行至毒粒，才能发生不 可逆性的结合，而且发现核衣壳在这个过程中并不进入胞浆。 有包膜病毒与无包膜病毒在不可逆结合上存在明显差异，可 能原因：有包膜病毒受体是糖蛋白，在细胞膜表面的分布十分 丰富，而无包膜病毒的受体虽然也可能是糖蛋白，但在细胞膜 表面的分布不十分丰富。对于那些较大的，结构较复杂的病毒， 如Reo病毒，痘病毒等也是通过受体介导的内吞作用使完整的病 毒进入到细胞内。而对大多数病毒而言，单纯的吞噬作用仅仅 是病毒与宿主细胞间一种简单的结合，这种简单的结合并不能 造成感染的发生。可能是一种特殊的形式吞噬作用，而决定能 否进入细胞，病毒的特异性受体起到关键性作用 。