1. 黄祯祥的脑炎病毒研究具体内容有哪些
黄祯祥,1910年2月10日出生于福建厦门鼓浪屿。病毒学家。福建厦门人。1930年毕业于燕京大学,获硕士学位。1934年毕业于北京协和医学院,获博士学位。中国医学科学院病毒学研究所教授、名誉所长。首创病毒体外培养法新技术,为现代病毒学奠定了基础,被称为“在医学病毒学的发展史上第二次技术革命”;第一次使病毒定量测定的显微镜观察法被革新为肉眼观察法;对流行性乙型脑炎的流行病学、病原学及发病机理的研究,为控制中国乙型脑炎的流行做出了重要贡献;首先发现自然界中存在着不同毒力的乙脑病毒株,并对其生态学与流行的关系、变异的某些规律、保存毒株的方法及疫苗等进行了研究;发明了用福尔马林处理麻疹活疫苗的新方法。
良好的家庭环境使他养成了好读书求知识的习惯。1926年,他以优异的成绩考取了当时的医学最高学府北平协和医学院,接受了严格的医学教育。他于1934年毕业后,担任了北平协和医院内科医生。北平协和医院是当年中国条件最好、最有权威的医学机构,黄祯祥在这里整整工作了8年。他不仅打下了坚实的医学基础,而且培养了善于观察、发现问题和独立解决问题的能力。这期间,他发表了有独到见解的关于白喉杆菌及其免疫的论文,受到了美国医学杂志的重视。青年时期的黄祯祥,凭着他敏锐的洞察力和坚实的医学基础,在对霍乱、链球菌感染、鼠疫等方面的研究上多有建树,发表了一系列研究论文。黄祯祥的才华受到了协和医院的器重,1941年被选送到美国留学。
黄祯祥在美国期间,首创了引起世界病毒学界瞩目的病毒体外培养新技术,为现代病毒学奠定了基础。这时,日本侵略军仍在蹂躏中华大地,中华民族处于危急存亡关头,他毅然谢绝了美国方面的一再挽留,于1943年末怀着忧国忧民之心,抱着科学救国的理想返回了祖国,到重庆中央卫生实验院任医理组主任。抗日战争胜利后,他回到北平任中央卫生实验院北平分院院长。
北平解放前夕,他选择了留下来等待新中国诞生的道路。
中华人民共和国成立以后,黄祯祥的专业特长开始得以发挥。尽管当时经费少,还不具备大规模开展病毒研究的条件,而人民政府尽力为他添置了科研设备,配备了助手,他开始着手流行性乙型脑炎、麻疹、肝炎等病毒的研究工作。黄祯祥决心在中国共产党的领导下为中国的病毒学事业贡献自己的聪明才智。
抗美援朝时期,他积极响应中国共产党的号召,为了粉碎敌人的细菌战争,冒着生命危险深入到中国东北和朝鲜前线进行调查,用自己的专业技术为保卫世界和平做出了贡献。
黄祯祥先后出访过苏联、罗马尼亚、荷兰、埃及、法国、菲律宾、美国等十几个国家,进行讲学和学术交流。1983年他率中国微生物专家代表团应邀赴美国参加第十三届国际微生物学大会,在美国丹顿市被授予该城的“金钥匙”和“荣誉市民”称号。
黄祯祥享有很高的国际声望。他是美国实验生物医学会会员、苏联与东欧社会主义国家合办的《病毒学杂志》编委,还担任美国《国际病毒学杂志》、《传染病学论丛》杂志的编委。1983年他被选为美国传染病学会名誉委员。
黄祯祥热心中国医学病毒学事业,他倡议和创建了中华医学会病毒学会,创办了《实验和临床病毒学杂志》(《中华实验和临床病毒学杂志》前身)。他先后主编了《医学病毒学总论》、《常见病毒病实验技术》、《中国医学网络全书·病毒学》等书。在他晚年生病住院期间还主持编写了《医学病毒学基础及实验技术》、《医学病毒学词典》。
黄祯祥为人正直,待人诚恳热情,学识渊博,治学严谨又勇于创新。1985年他加入了中国共产党,实现了多年的夙愿。正当他以极大的干劲带领研究人员投入新课题病毒免疫治疗肿瘤研究时,1987年,白血病夺去了他的生命,终年77岁。
病毒培养技术
20世纪初,国际上对病毒的研究刚刚起步,研究病毒的工作还很不成熟,方法也很落后。由于病毒是微生物中最小的生物,当时检测病毒存在与否,需要通过对动物注射含病毒物,观察动物发病或死亡来判断,显然这种方法是十分原始的。病毒还有另外一个特性,即它没有自己的酶系统,需要寄生在活细胞内,因而一般的微生物培养基不能使病毒繁殖和生存。病毒的这两个特性加大了寻找培养病毒新技术的难度。病毒培养是病毒研究中最基础、最关键的一步,可以说没有病毒培养新技术的建立,也就没有病毒研究的突破和发展。因此,许多国家为此投入了大量的人力、物力,国际上许多知名学者为此苦苦探索了几十年。
1943年黄祯祥在美国发表了《西方马脑炎病毒在组织培养上滴定和中和作用的进一步研究》,这一研究论文立即引起举世瞩目,并得到同行的普遍认可。
这一新技术概括为:
第一步,用人为的方法将动物组织经过处理消化成单层细胞,并给这种细胞以一定的营养成分使其在试管内存活。
第二步,将病毒接种在这种细胞内,经过一段时间,细胞就会出现一系列病理改变。观察者只要用普通显微镜观察细胞有无病变,即可间接判断有无病毒的繁殖。
这项新技术把病毒培养从实验动物和鸡胚的“动物水平”,提高到体外组织培养的“细胞水平”。也正是这项技术的建立,拓宽了国际上病毒学家的思路,世界上许多国家的病毒学者采用或改良了这一技术,成功地发现了许多病毒性疾病的病原,分离出许多新病毒。20世纪50年代,美国著名病毒学家恩德斯获得诺贝尔奖金,就是在采用了黄祯祥这一技术的基础上取得的成果。美国1982—1985年各版的《世界名人录》,称黄祯祥这一技术为现代病毒学奠定了基础。
病毒学研究的实践证明:病毒学研究发展到今天的分子病毒学水平,黄祯祥所发现的这一新技术起着重要的作用。迄今为止,世界上还没有找到比这一技术更先进的病毒体外培养的方法。这一新技术至今还广泛应用于病毒性疾病的疫苗研制、诊断试剂的生产和病毒单克隆抗体、基因工程等高技术研究领域。世界上许多国家采用这种技术分离了诸如流行性出血热、麻疹、脊髓灰质炎(小儿麻痹)病毒。近年来在全球引起震动的艾滋病病毒也是采用组织培养这一技术分离得到的。
乙型脑炎研究
中华人民共和国建立初期,流行性乙型脑炎是当时严重威胁劳动人民健康的传染病之一。黄祯祥清楚地知道要开展乙型脑炎的研究,着手解决这一医学难题,困难是很大的。然而,作为新中国第一代病毒学者的责任感,激励着他不能不主动请缨,他向卫生部领导要求,要从乙型脑炎入手开始新中国的病毒研究事业。卫生当局满足了他的愿望,支持他的工作,给了他人力、物力的保证。乙型脑炎的研究工作从此开始了。
由于当时科技水平的限制,对乙型脑炎这种传染病的认识还很肤浅,乙型脑炎的病原、发病机制、传播规律、诊断、免疫等问题都还没有解决,甚至于在中国流行的乙型脑炎(当时俗称大脑炎)和日本等亚洲国家所流行的乙型脑炎是不是一种病都未能搞清楚。这些问题在当时的病毒学界都是有待揭示的课题。
在新中国成立后的头两年中,黄祯祥组织进行了全面、系统的有关调查工作,由于卫生当局的大力协助及各医疗卫生机构的热诚合作,这项工作是相当顺利的。在进行了大量的流行病学调查之后,黄祯祥带领科研人员开始了病毒分离、实验诊断方法的建立、乙型脑炎传播媒介昆虫生态学、乙型脑炎病毒特性等方面的研究,基本摸清了中国乙型脑炎的流行规律、传播途径及特点,并着重指出蚊虫是传播乙型脑炎的媒介昆虫,从而在技术上具体地指导了建国初期轰轰烈烈的群众爱国卫生运动。
1949年,黄祯祥在中国首先开始了乙型脑炎疫苗的研制工作。他在一篇论文中阐述了最初研制乙型脑炎疫苗时的想法:“当1949年我们开始了流行性脑炎的研究之后,首先对这种传染病的流行病学问题进行了调查研究,并且用血清学和病毒分离的方法确定了该病的病原是流行性乙型脑炎病毒。这些研究的结果给预防工作指出了方向,为了更好地配合预防工作上的需要,于1949年我们开始了疫苗制造试验。”这是中国开展乙型脑炎疫苗研究文献中最早的记录。在这以后的几十年中,乙型脑炎疫苗的研制工作一直在进行着,最初从研究死疫苗开始,继而发展到利用组织培养技术进行乙型脑炎减毒活疫苗研究。这些研究成果无一不渗透着黄祯祥的心血。乙型脑炎疫苗的研制这一成果获得了1978年全国科学大会奖。
众所周知,预防医学研究所取得的成果,绝不是靠某一个人独自奋斗所能取得的,必须要有长时期的,有时甚至几代人的共同努力才能取得。中国乙型脑炎的研究从1949年开始,经过整整40年的工作,终于被社会所承认。1989年这项成果获得了卫生部科技进步一等奖。颁奖时,虽然黄祯祥已不在人世,甚至获奖者的名单中也没有他的名字,但是人们不会忘记黄祯祥在中国乙型脑炎研究中开拓者的地位和他在取得这项成果中的重大作用。
病毒免疫贡献
1954年,世界上分离麻疹病毒获得成功。用组织培养技术研制麻疹疫苗就成为世界病毒学界探讨的重要课题。1961年,黄祯祥以极大的热情和充沛的精力投入到麻疹疫苗的研究工作中。他和著名儿科专家诸福棠教授合作,对麻疹病毒的致病性、免疫性进行了深入研究。他们的合作推动了当时中国麻疹病毒的研究工作。此后,黄祯祥和他领导的麻疹病毒研究室对麻疹病毒血凝素、麻疹疫苗的佐剂、疫苗的生产工艺等进行了广泛的研究。《福尔马林处理的麻疹疫苗》是他这一时期发表的重要论文。这篇论文曾在第四届国际病毒大会上宣读,得到与会者的好评。
1980年以后,黄祯祥致力于病毒免疫的研究,先后发表了《被动免疫对活病毒自动免疫的影响》等论文。在病毒免疫治疗肿瘤的研究方面,他指导研究生进行了探索性的工作,先后发表了《不同病毒两次治疗腹水瘤小鼠的初步研究》、《病毒与环磷酰胺联合治疗小鼠瘤的研究》、《肿瘤抗巨噬细胞移动作用的研究》等多篇论文。这些研究成果无疑对寻找抗肿瘤治疗方法提供了有思考价值的线索和依据。黄祯祥提出的病毒免疫治疗肿瘤的新设想,将是肿瘤治疗研究中有待开发的一块具有广阔前景的领域。知识点黄祯祥的影响
由于黄祯祥在医学病毒学研究中的重要贡献,1981年他当选为中国科学院生物学部委员,被任命为中国预防医学科学院病毒学研究所名誉所长。他还担任了中国微生物学会常务理事、中华医学会微生物学和免疫学会常务理事、中华医学会病毒学会主任委员。
黄祯祥逝世后,为了纪念他在医学病毒学研究中取得的成绩,他在海内外的同事、亲友共同发起成立了黄祯祥医学病毒基金会,以黄祯祥的名义颁发奖学金,以奖励在医学病毒学研究中做出贡献的新人。中华医学会病毒学会、中国预防医学科学院病毒学研究所共同主编、出版了《黄祯祥论文选集》,以纪念他在病毒学研究中的突出贡献。
2. 首先研究出减毒活疫苗的科学家是
首先研究出减毒活疫苗的科学家是巴斯德
巴斯德 首先利用固定毒株制成减毒活疫苗,预防狂犬病。
减毒活疫苗是指病原体经过甲醛处理后,A亚单位(毒性亚单位)的结构改变,毒性减弱,但B亚单位(结合亚单位)的活性保持不变,即保持了抗原性的一类疫苗。将其接种到身体内,不会引起疾病的发生,但病原体可以引发机体免疫反应,刺激机体产生特异性的记忆B细胞和记忆T细胞。起到获得长期或终生保护的作用。
3. 糖丸是谁发明的,什么时候产生的
糖丸是顾来方舟教授,顾方舟源教授是我国组织培养口服活疫苗开拓者之一,1958年他在我国首次分离出“脊灰”病毒,为免疫方案的制定提供了科学依据。
上世纪60年代初,他研制成功液体和糖丸两种活疫苗,使数十万儿童免于致残。同时提出采用活疫苗技术消灭“脊灰”的建议及适合于我国地域条件的免疫方案和免疫策略。2000年10月,经中国国家以及世界卫生组织西太区消灭“脊灰”证实委员会证实,中国本土“脊灰”野病毒的传播已被阻断,成为无脊灰国家。
糖丸:
中国使用的脊灰疫苗是减毒活疫苗,是混合糖丸疫苗。糖丸疫苗需用奶粉、奶油、葡萄糖等材料作辅剂,将液体疫苗滚入糖中,即糖丸疫苗。糖丸疫苗为白色,对热非常敏感。属于国家免疫规划的第一类疫苗。
4. 世界哪个国家最早创造疫苗接种法
古时候在疫苗被发明之前,各种烈性传染病简直如洪水猛兽,一旦爆发瘟疫,被传染被致死的人以几万几十万甚至以百万来计。在疫苗被发现之前,古时候烈性传染病也没有什么好的办法,最多只能隔离一下。古时候曾经爆发过几场很有名的瘟疫大流行,造成了毁灭性的后果。
那么疫苗是怎么被发现的呢?其实在中国古代,天花经常盛行,染上天花的人很难逃得过去,让人闻之色变。后来,人们发现得过天花的人如果幸运活过来,再遇上天花病人,就没事了,不会被传染上,于是考虑得过天花的人体内可能产生了能够抵抗天花的物质,于是,在中国古代就发明了接种天花患者体内的脓液以预防天花的办法。
如果非要追根究底的说哪个国家最早创造的疫苗接种法,这也很难完全分的清,因为在漫长的历史长河中,和传染病作斗争是人类一直在进行的行为。在早先,也都多多少少的积累了一些经验。
5. 医学上最伟大的发明——疫苗,mRNA疫苗会是未来的希望吗
疫苗是对很多病的一种阻断的有效方式,所以疫苗的发展是人类的一个伟大的贡献。
6. 化学家的杰出代表
门捷列夫:(俄语:Дми́трий Ива́нович Менделе́ев,1834年2月8日—1907年2月2日 )俄国化学家。1834年2月7日生于西伯利亚托博尔斯克,1907年2月2日卒于圣彼得堡。1850年入圣彼得堡师范学院学习化学,1855年毕业后任敖德萨中学教师。1857年任圣彼得堡大学副教授。1859年他到德国海德堡大学深造。1860年参加了在卡尔斯鲁厄召开的国际化学家代表大会。1861年回圣彼得堡从事科学著述工作。1863年任工艺学院教授,1865年获化学博士学位。1866年任圣彼得堡大学普通化学教授,1867年任化学教研室主任。1893年起,任度量衡局局长。1890年当选为英国皇家学会外国会员。
人物生平
门捷列夫(Дмитрий Иванович Менделеев)1834年2月7日出生于西伯利亚托博尔斯克,1907年2月2日卒于彼得堡。
1848年入彼得堡专科学校,1850年入彼得堡师范学院学习化学,1855年取得教师资格,并获金质奖章,毕业后任敖德萨中学教师。
1856年获化学高等学位,1857年首次取得大学职位,任彼得堡大学副教授。1859年他到德国海德堡大学深造。
1860年参加了在卡尔斯鲁厄召开的国际化学家代表大会。
1861年回彼得堡从事科学著述工作。1863年任工艺学院教授,1864年,门捷列夫任技术专科学校化学教授,1865年获化学博士学位。
1866年任彼得堡大学普通化学教授,1867年任化学教研室主任。
1893年起,任度量衡局局长。1890年当选为英国皇家学会外国会员。
1907年2月2日,俄国著名化学家门捷列夫逝世,享年73岁。[2]为纪念这位伟大的科学家,1955年,由美国的乔索(A.Gniorso)、哈维(B.G.Harvey)、肖邦(G.R.Choppin)等人,在加速器中用氦核轰击锿(253Es),锿与氦核相结合,发射出一个中子,而获得了新的元素,便以门捷列夫(Mendeleyev)的名字命名为钔(Mendelevium,Md)。
重大成果
门捷列夫的最大贡献是发现了化学元素周期律。今称门捷列夫周期律。1869年2月,门捷列夫编制了一份包括当时已知的全部63种元素的周期表(表1)。同年3月,他委托N.A.缅舒特金在俄国化学会上宣读了题为《元素的属性与原子量的关系》的论文,阐述了元素周期律的要点:
①按照原子量的大小排列起来的元素,在性质上呈现明显的周期性。
②原子量的大小决定元素的特征。
③应该预料到许多未知单质的发现,例如,预料应有类似铝和硅的,原子量位于65~75之间的元素。
④已知某些元素的同类元素后,有时可以修正该元素的原子量。
1871年门捷列夫又发表了《化学元素周期性的依赖关系》论文,对化学元素周期律作了进一步阐述。他还重新修订了化学元素周期表(表2),把1869年竖排的表格改为横列,突出了元素族和周期的规律性;划分了主族和副族,使之基本上具备了现代元素周期表的形式。
门捷列夫在发现周期律及制作周期表的过程中,除了不顾当时公认的原子量而改排了某些元素(Os、Ir、Pt、Au;Te、I;Ni、Co)的位置外,并且考虑到周期表中合理的位置,修订了其他一些元素(In、La、Y、Er、Ce、Th、U)的原子量,而且预言了一些元素的存在。在1869年的元素周期表中,门捷列夫为4种尚未被发现的元素留下空位。1871年他又发表论文《元素的自然体系和运用它指明某些元素的性质》,对一些元素,例如,类铝、类硼和类硅的存在和性质以及它们的原子量做了详尽的预言。这样的空位共留下6个。门捷列夫的这些推断为后来的化学实验所证实。
元素周期律的发现激起了人们发现新元素和研究无机化学理论的热潮。元素周期律的发现在化学发展史上是一个重要的里程碑,它把几百年来关于各种元素的大量知识系统化起来,形成一个有内在联系的统一体系,进而使之上升为理论。
门捷列夫还曾研究气体和液体的体积与温度和压力的关系,于1860年发现气体的临界温度并提出了液体热膨胀的经验式。1865年研究了溶液的性质,提出了溶液的水合物学说,为近代溶液学说奠定了基础。1872~1882年,他和他的学生准确地测定了数种气体的压缩系数。
门捷列夫因发现周期律而获得英国皇家学会戴维奖章。他还曾获英国科普利奖章。1955年科学家们为了纪念元素周期律的发现者门捷列夫,将101号元素命名为钔。门捷列夫运用元素性质周期性的观点写成《化学原理》一书,曾被译成英、法等多种文字。 居里夫人MarieCurie (1867-1934)法国籍波兰科学家,研究放射性现象,发现镭和钋两种放射性元素,一生两度获诺贝尔奖。作为杰出科学家,居里夫人有一般科学家所没有的社会影响。尤其因为是成功女性的先驱,她的典范激励了很多人。很多人在儿童时代就听到她的故事但得到的多是一个简化和不完整的印象。世人对居里夫人的认识。很大程度上受其次女在1937年出版的传记《居里夫人》(MadameCurie)所影响。这本书美化了居里夫人的生活,把她一生所遇到的曲折都平淡地处理了。美国传记女作家苏珊·昆(SusanQuinn)花了七年时间,收集包括居里家庭成员和朋友的没有公开的日记和传记资料。出版了一本新书:《玛丽亚·居里:她的一生》(MariaCurie:ALife),为她艰苦、辛酸和奋斗的生命历程描绘了一幅更详细和深入的图像。
生平经历
如果只看简历,很容易使人觉得玛丽亚·居里只是一帆风顺的成功科学家。她于1867年11月在波兰华沙出生。有一兄三姊,父母亲都是教师。她15岁时以第一名的成绩中学毕业。其后当了几年家庭教师,于1891年到法团巴黎大学索邦分校(Sorbonne)接受大学教育,1894年毕业,获得数学和物理两张证书。1895年,她与任教于巴黎市工业物理和化学学院的皮埃尔·居里(PierreCurie)结婚,1897年秋长女伊伦(Irène)出生。此前。她跟索邦的李普曼(GabrielLippman)做磁学研究,并发表了第一篇论文;此时,为了博士学位论文作准备,她开始在皮埃尔的实验室进行新课题,皮埃尔也很快便加入了妻子的工作。他们的实验笔记从1897年12月6日开始,到1898年2月17日记录了第一次观察到新的放射性元素钋(polonium)为止。经过几个月追踪和分析,他们在7月18日正式提交法国科学院宣读的报告中提出两个重要发现:一是元素钋、二是r放射性」(radioactivity)这个概念。钋的纯化和另一新元素镭的分离等现象的发现,对化学研究有很大刺激;而放射性研究,则是物质本质研究的突破性发现。1903年6月,居里夫人通过论文答辩,获颁物理科学博士。11月初居里夫妇获颁英国皇家学会的戴维奖章(HumphreyDavyMedal);11月中旬更获悉与贝克勒尔(HenriBecquerel)同获诺贝尔物理学奖这一最高荣誉,以表彰他们对放射性现象的研究。1905年他们得次女伊芙(Eve)。1906年皮埃尔去世。1911年居里夫人获诺贝尔化学奖。表彰她发现钋和镭。1934年居里夫人去世。1935年她的长女伊伦和女婿的里奥·居里(FrédéricJoliot-Curie)获诺贝尔化学奖(他们的科学发现,居里夫人在世时就知道了)。1937年次女出版的《居里夫人》,成为风靡全球的一本传记。
重大成果
居里夫人在实验研究中,设计了一种测量仪器,不仅能测出某种物质是否存在射线,而且能测量出射线的强弱。她经过反复实验发现:铀射线的强度与物质中的含铀量成一定比例,而与铀存在的状态以及外界条件无关。
居里夫人对已知的化学元素和所有的化合物进行了全面的检查,获得了重要的发现在:一种叫做钍的元素也能自动发出看不见的射线来,这说明元素能发出射线的现象决不仅仅是铀的特性,而是有些元素的共同特性。她把这种现象称为放射性,把有这种性质的元素叫做放射性元素。它们放出的射线就叫“放射线”。
1902年年底,居里夫人提炼出了十分之一克极纯净的氯化镭,并准确地测定了它的原子量。从此镭的存在得到了证实。镭是一种极难得到的天然放射性物质,它的形体是有光泽的、像细盐一样的白色结晶,镭具有略带蓝色的荧光,而就是这点美丽的淡蓝色的荧光,融入了一个女子美丽的生命和不屈的信念。在光谱分析中,它与任何已知的元素的谱线都不相同。镭虽然不是人类第一个发现的放射性元素,但却是放射性最强的元素。利用它的强大放射性,能进一步查明放射线的许多新性质。以使许多元素得到进一步的实际应用。医学研究发现,镭射线对于各种不同的细胞和组织,作用大不相同,那些繁殖快的细胞,一经镭的照射很快都被破坏了。这个发现使镭成为治疗癌症的有力手段。癌瘤是由繁殖异常迅速的细胞组成的,镭射线对于它的破坏远比周围健康组织的破坏作用大的多。这种新的治疗方法很快在世界各国发展起来。在法兰西共和国,镭疗术被称为居里疗法。镭的发现从根本上改变了物理学的基本原理,对于促进科学理论的发展和在实际中的应用,都有十分重要的意义。 巴斯德于1822年出生在法国东部的多尔镇。他在巴黎读大学,主修自然科学。他的天赋在学生时代并没有显露出来,他的一位教授把他的化学成绩评为“及格”。但是巴斯德在1847年获得博士学位,不久便证明了教授的裁判还为时过早,年仅二十六岁的巴斯德因对酒石酸的镜像同分异构体的研究而一跃跨入著名化学家的行列之中。
重大成果
巴斯德并不是提出疾病细菌学说的第一个人,类似的假说以前就由吉罗拉摩·费拉卡斯托罗、弗里德里克·亨利及其他人提出过。但是巴斯德通过大量的实验和论证有力地支持了细菌学说,这种支持是使科学界相信该学说正确的主要因素。
如果疾病是由细菌引起的,那么通过防止有害细菌进入人体就可以避免疫病,这看来是合乎逻辑的。因此巴斯德强调防菌方法对内科临床的重要性,他对把防菌方法引入外科临床的约瑟夫·李斯特有着重大的影响。
有害细菌可以通过食品和饮料进入人体。巴斯德发明了一种消灭饮料中的微生物的方法(叫做巴斯德氏消毒法),这种方法在使用之处几乎把受污染的牛奶传染源彻底消除了。
巴斯德年过半百又开始潜心研究炭疽──一种侵袭牛和许多其他动物包括人在内的严重传染病。巴斯德证明有一种特殊的细菌是这种病的致病因素。但是远比这更为重要的是他发明一种弱株炭疽杆菌,用这种弱株给牛注射,会使这种病发作轻微,而无致命危险,并且还会使牛对此病的正常状况产生免疫力。巴斯德公开演示证明了他的方法会使牛产生免疫力,引起了巨大的轰动。人们很快就认识到他的一般方法可用于许多其他传染病的预防。
巴斯德本人在他那举世无双的著名成就基础之上发明了一种人体免疫法,此法使人接种后对可怕的狂犬病具有免疫能力。从那时起,其他科学家也发明了防治许多严重疾病如流行性斑疹伤寒和脊髓灰质炎的疫苗。
巴斯德是一位格外勤奋的科学工作者。在他的功劳簿上有许多仍有价值的小成果。就是他的而不是任何他人的实验,令人信服地证明了微生物并不是自然产生的。巴斯德还发现了厌氧生活现象,即某些微生物能在无空气或无氧的条件下生存。巴斯德对蚕病的研究成果有巨大的商业价值。他的其他成就之一就是发明了鸡霍乱──家禽的霍乱疫苗。巴斯德于1895年在巴黎附近去世。
人们常把巴斯德和发明天花疫苗的英国医生爱德华·詹纳相比较。虽然詹纳的工作比巴斯德早八十年,但是我认为詹纳远不如巴斯德重要,因为他的免疫方法只对一种疾病有效,而巴斯德的方法可以而且已经用于许多种疾病的预防。
自从十九世纪中叶以来,世界许多地区的人口估计寿命大体上增长了一倍。在整个人类史上,人类寿命的这种巨大增长对个人生活来说可能比任何其他发明都具有更大的影响。实际上现代科学和医学真正把第二次生命赐给了我们生活着的每一个人。假如这种寿命的延长可以完全归功于巴斯德的工作的话,我就会毫不犹豫地把他列在本书之首。巴斯德的贡献是如此重要以致于上个世纪死亡率下降的最大成就应当毫无疑问地归功于他。因此他在本册中得以名列前茅。巴斯德一生进行了多项探索性的研究,取得了重大成果,是19世纪最有成就的科学家之一。他用一生的精力证明了三个科学问题:(1)每一种发酵作用都是由于一种微菌的发展,这位法国化学家发现用加热的方法可以杀灭那些让啤酒变苦的恼人的微生物。很快,“巴氏杀菌法”便应用在各种食物和饮料上。(2)每一种传染病都是一种微菌在生物体内的发展:由于发现并根除了一种侵害蚕卵的细菌,巴斯德拯救了法国的丝绸工业。(3)传染病的微菌,在特殊的培养之下可以减轻毒力,使他们从病菌变成防病的药苗。他意识到许多疾病均由微生物引起,于是建立起了细菌理论。
由赛诺菲巴斯德开发上市的主要疫苗
1934:破伤风疫苗1941:白喉、破伤风、百日咳疫苗1947:流感疫苗1950:黄热病疫苗1955:萨宾研制的脊髓灰质炎减毒活疫苗1958:白喉、破伤风、百日咳和脊髓灰质炎疫苗1960:结核菌素多糖疫苗1960:麻疹疫苗1962:萨宾口服脊髓灰质炎疫苗1970:风疹疫苗1973:萨宾口服脊髓灰质炎疫苗(Vero细胞)1974:甲型脑膜炎疫苗1975:甲型+丙型脑膜炎疫苗狂犬病疫苗(人二倍体细胞)1979:索尔克注射脊髓灰质炎疫苗(Vero细胞)1980:狂犬病疫苗(Vero细胞)1981:乙肝疫苗1985:麻疹、腮腺炎、风疹三联疫苗1987:乙肝疫苗(使用基因技术)1987:白喉、破伤风、百日咳、脊髓灰质炎和b型流感嗜血杆菌五联苗1988:伤寒疫苗(多糖纯化)1992:b型流感嗜血杆菌疫苗1992:破伤风、白喉和非细胞百日咳三联苗1996:甲肝疫苗1997:白喉、破伤风、百日咳、脊髓灰质炎和b型流感嗜血杆菌五联苗
2001:甲肝和伤寒联合疫苗 莱纳斯·卡尔·鲍林(LinusCPauling,1901.2.28—1994.8.19),是美国著名的量子化学家。他极富个性和创新精神,不断开拓边缘学科,在化学的许多领域卓有建树,是20世纪最伟大的化学家。曾两次荣获诺贝尔奖(1954年化学奖, 1962年和平奖),有很高的国际声誉。是迄今为止世界上唯一一位两次单独获得诺贝尔奖的科学家。
重大成果
在鲍林近一个世纪的生命历程中,他参与和经历了20世纪科学史上许多重大的科学发现,成果卓著:首次全面描述化学键的本质;发现蛋白质的结构;揭示镰刀状细胞贫血症的病因;参与揭示DNA结构的研究;主持第二次世界大战期间的一些军工科研项目;推进X射线结晶学、电子衍射学、量子力学、生物化学、分子精神病学、核物理学、麻醉学、免疫学、营养学等学科的发展。
7. 最早发明减毒活疫苗的科学家是是什么
pasteur 最早发明减毒活疫苗的科学家
8. 有关病毒的资料
病毒是一种体积极微小的微生物,大多用电子显微镜才能看到;病毒结构简单,属于非细胞型微生物,由遗传物质核酸及外面的蛋白质壳构成;病毒不能独立生活,必须靠寄生在其他生物的活细胞内才能生长繁殖。
病毒在自然界中分布很广,人、动物、昆虫、植物、真菌、细菌等都可被病毒寄生而引起感染。病毒是引起人类传染病的重要病原体之一。在人类的传染病中,由病毒引起的远较细菌和其他微生物为多,约占3/4,如流行性感冒、肝炎、流行性出血热、水痘、带状疱疹以及艾滋病等,传染性强,流行广泛。病毒还与某些肿瘤、先天性畸形、老年痴呆等有关。
病毒有很多种类,按宿主不同可分为动物病毒、植物病毒、细菌病毒;按临床和感染途径可分为呼吸道感染病毒、消化道感染病毒、肝炎病毒、乙脑病毒、神经病毒、性传播病毒等。不同的病毒侵入人体后的扩散方式和致病特点也不一样,有的只引起局部感染,有的可随血液或神经播散。
病毒感染人体后至发病前都有一段潜伏期,短者只1~3天,如流感病毒;长者可达数月甚至数年,如狂犬病毒。
人体感染病毒后大多能产生免疫力,但维持时间长短不一。
病毒可直接侵犯皮肤引起皮肤损害,少数可由病毒的抗原性作用而引起皮肤变态反应发疹。由于致病的病毒不同,其临床表现亦各有差异,临床上一般将病毒性皮肤病分为三型:
(1)水疱型 皮损以水疱为主。常见的有单纯疱疹、带状疱疹、水痘、疱疹样湿疹等。
(2)新生物型 皮损呈疣状。常见的有各种疣(寻常疣、跖疣、扁平疣、尖锐湿疣、传染性软疣等)。
(3)发疹型 皮损为红皮斑疹或丘疹等。常见的有麻疹、风疹、幼儿急疹等。
MicrobesVirus 病毒是没有细胞结构但有遗传、自我复制等生命特征的微生物,它们是最微小的生命体。纯净的病毒是些形状漂亮的结晶体,丝毫看不出它的生命性,可一旦让它们和细胞结合,就立刻知道了它们是何等凶恶的生命体。 病毒要比细菌小得多。在发现病毒之前,人类第一次找到比细菌小的生命体的人是美国青年学者立克次。1909年在研究斑疹伤寒时发现了一种致病的微小生物, 为纪念他人们将此类生物称立克次体。一年后这位仅39岁杰出的青年被斑疹伤寒夺去了生命。与真正病毒相比立克次体算是很大的了,尽管它比细菌小得多。 从后来的回顾中现在知道第一个看到病毒的人是苏格兰医生布伊斯特,他看到的是牛痘病毒,这是种体积最大的病毒。这件事发生在1887年。 能够让人们清晰看到病毒基本形状和结构的人是美国天文学家威廉斯,他发明了投影法,使得人们真正看到了病毒面貌,而芬兰人维尔斯卡则用低速电子显微镜让人们看清了病毒的细微结构。 病毒的外观
有个笑话是这样的,一个老师问学生说牛皮是用来干什么的,一个学生回答说是用来包牛的。其实这话倒很实在。任何生命体好象都有一个外壳什么的,绝大多数病毒也不例外,它们的外壳是蛋白质,而它们本身是一种核酸。有人曾剥去某种病毒的外壳而换上另一种蛋白质,经繁殖后的病毒却和原来的是一样的。这说明蛋白质外壳不是病毒的决定性的因素,但它可以防止里面的核酸不受外界化学或物理 作用的损害。当然也有例外,如一种马铃薯病毒就没有外壳。更极端的是羊的蹭痒病毒,干脆连核酸也没有,只有一个可把其它细胞体内的物质包括基因变成自己样子的“抑制物”,它大概是世界上最小的病毒。最近有科学家在白鼠身上培殖了一只人的耳朵,应该说是受了某种启发吧。而这一点很重要,如果能将培殖的成本降得很低,人类的寿命可能会延长一倍以上。不过话又说回来,要是我们的世界基 本上是一个老人的世界,实在是件没趣的事。老年朋友千万别生气:-) 现在简单地说说病毒的结构吧:它像 个灯泡,玻璃部分是蛋白质外壳,灯丝部分就是那万恶的核酸!
现在我们来看看一个病毒怎样生活的。右图中5是一个典型的病毒,形如蝌蚪状的蛋白质外壳包裹着旋丝状的核酸,它下面的须状物称尾丝,负责接触细胞或细菌。1图表示病毒用尾丝接触到了一个细胞;2图表示病毒的核酸注入细胞;3图表示新的病毒被复制出来;4图表示细胞破裂,放出新的数量更多的病毒。不用说那可怜的细胞算是彻底完蛋了。 没有人喜欢感冒,除非他觉得学习和工作更痛苦,如果真是这样他可以先弄出一身汗,然后立即用冷水洗个澡,有条件的话找个已感冒了的人,趁他打喷嚏时对着他深呼吸一口。接下来你只管放心地写请假条……因为这时在你的体内有无数细胞开始被感冒病毒如此蹂躏。换句话说,许多动物病毒须在一定温度下才能起作用,当机体温度下降时,身体内的抵抗细胞停止或基本停止工作,病毒就有机会了。 T4噬菌体
噬菌体以捕食细菌或放线菌为生
上页所展示的是微生物学界一个著名的实验。图中的那个病毒是一种被称为噬菌体的家伙。左图则是它在电子显微镜下的真面目。 病毒营寄生,它的戕害对象是除了自身外的一切生物。一般地说一种病毒只有一种核酸,且只能在一类对象的细胞中增殖。病毒能引起动植物的病害,有时会造成极严重的后果,如曾在地球上猖獗了亿万年之久的天花病毒曾夺走了无数人的生命,我的猜想是由它造成的死亡人数可能仅次于疟疾了。不过有些病毒也可以为我们人类服务,比方说消灭害虫和有害细菌等。 右图是肝炎病毒,想不到它会有如此美妙的结构吧?
主要流行的病毒感染性疾病:
病毒性肝炎
脊髓灰质炎
病毒性胃肠炎
肠道病毒感染
流行性感冒
麻疹
水痘
传染性单核细胞增多症
流行性腮腺炎
流行性乙型脑炎
森林脑炎
流行性出血热
登革热
狂犬病
艾滋病
病毒的一般性状
病毒(Virus)是一类非细胞形态的微生物。主要有以下列基本特征:(1)个体微小,可通过除菌滤器,大多数病毒必须用电镜才能看见;(2)仅具有一种类型的核酸,或DNA或RNA;(3)严格的活细胞(真核或原核细胞)内复制增殖;(4)具有受体连结蛋白 (receptor binding protein),与敏感细胞表面的病毒受体连结,进而感染细胞。病毒与其他微生物的主要区别见表21-1。
第一节 病毒的形态与结构
一、病毒的大小与形态
病毒个体微小,测量病毒大小的单位是毫微米(nm),即1/1000微米。在型病毒(如牛痘苗病毒)约200~300nm;中型病毒(如流感病毒)约100nm;小型病毒(如脊髓灰质炎病毒)仅20~30nm。研究病毒大小可用高分辩率电子显微镜,放大几万到几十万倍直接测量;也可用分级过滤法,根据它可通过的超滤膜孔径估计其大小;或用超速离心法,根据病毒大小,形状与沉降速度之间的关系,推算其大小。
一个成熟有感染性的病毒颗粒称“病毒体”(Viron)。电镜观察有五种形态(图21-1);
1.球形 (Sphericity) 大多数人类和动物病毒为球形,如脊髓灰质炎病毒、疱疹病毒及腺病毒等。
2.丝形 (Filament) 多见于植物病毒,如烟草花叶病病毒等。人类某些病毒(如流感病毒)有时也可形成丝形。
3.弹形(Bullet-shape)形似子弹头,如狂犬病病毒等,其他多为植物病毒。
4.砖形 (Brick-shape)如痘病毒(无花病毒、牛痘苗病毒等)。其实大多数呈卵圆形或“菠萝形”。
5.蝌蚪形(Tadpole-shape)由一卵圆形的头及一条细长的尾组成,如噬菌体。
图21-1 各种主要病毒的形态与大小比较(模式图)
二、病毒的结构与功能
病毒的结构有二种,一是基本结构,为所有病毒所必备;一是辅助结构,为某些病毒所特有。它们各有特殊的生物学功能。
(一)病毒的基本结构
1.核酸(Nucleic acid)位于病毒体的中心,由一种类型的核酸构成,含DNA的称为DNA病毒。含RNA的称为RNA病毒。DNA病毒核酸多为双股(除微小病毒外),RNA病毒核酶酸多为单股(除呼肠孤病毒外)。
病毒核酸也称基因组(Genome),最大的痘病毒(Poxvirus) 含有数百个基因,最小的微小病毒(Parvovirus)仅有3-4个基因。根据核酸构形及极性可分为环状、线状、分节段以及正链、负链等不同类型,对进一步阐明病毒的复制机理和病毒分类有重要意义。
核酸蕴藏着病毒遗传信息,若用酚或其他蛋白酶降解剂去除病毒的蛋白质衣壳,提取核酸并转染或导入宿主细胞,可产生与亲代病毒生物学性质一致的子代病毒,从而证实核酸的功能是遗传信息的储藏所,主导病毒的生命活动,形态发生,遗传变异和感染性。
2.衣壳(Capsid )在核酸的外面紧密包绕着一层蛋白质外衣,即病毒的“衣壳”。衣壳是由许多“壳微粒 (Capsomere)”按一定几何构型集结而成,壳微米在电镜下可见,是病毒衣壳的形态学亚单位,它由一至数条结构多肽能成。根据壳微粒的排列方式将病毒构形区分为:①立体对称(Cubic symmetry),形成20个等边三角形的面,12个顶和30条棱,具有五、三、二重轴旋转对称性(图21-2),如腺病毒、脊髓灰质炎病毒等;②螺旋对称 (Helical symmetry),壳微粒沿螺旋形盘红色的核酸呈规则地重复排列,通过中心轴旋转对称,图21-3,如正粘病毒,副粘病毒及弹状病毒等; ③ 复合对称 (Complex symmetry),同时具有或不具有两种对称性的病毒,如痘病毒与噬菌体(图21-1)。
图21-2 腺病毒结构的模式图
蛋白质衣壳的功能是:(1)致密稳定的衣壳结构除赋予病毒固有的形状外,还可保护内部核酸免遭外环境(如血流)中核酸酶的破坏;(2)衣壳蛋白质是病毒基因产物,具有病毒特异的抗原性,可刺激机体产生抗原病毒免疫应答; (3)具有辅助感染作用,病毒表面特异性受体边连结蛋白与细胞表面相应受体有特殊的亲和力,是病毒选择性吸附宿主细胞并建立感染灶的首要步骤。
病毒的核酸与衣壳组成核衣壳(Nucleocapsid),最简单的病毒就是裸露的核衣壳,如脊髓灰质炎病毒等。有囊膜的病毒核衣壳又称为核心(core)。
(二)病毒的辅助结构
图21-3 螺旋对称病毒颗粒的核衣壳
1.囊膜(Envelope) 某些病毒,如虫媒病毒、人类免疫缺陷病毒、疱疹病毒等,在核衣壳外包绕着一层含脂蛋白的外膜,称为“囊膜”。囊膜中含有双层脂质、多糖和蛋白质,其中蛋白质具有病毒特异性,常与多糖构成糖蛋白糖蛋白亚单位,嵌合在脂质层,表面呈棘状突起,称“剌突(Spike)或囊微粒(Peplomer)”。它们位于病毒体的表面,有高度的抗原性,并能选择性地与宿主细胞受体结合,促使病毒囊膜与宿主细胞膜融合,感染性核衣壳进入胞内而导致感染。囊膜中的脂质与宿主细胞膜或核膜成分相似,证明病毒是以“出芽”方式,从宿主细胞内释放过程中获得了细胞膜或核膜成分。有囊膜病毒对脂溶剂和其他有机溶剂敏感,失去囊膜后便丧失了感染性。
2.触须样纤维(Fiber) 腺病毒是唯一具有触须样纤维的病毒,腺病毒的触须样纤维是由线状聚合多肽和一球形末端蛋白所组成,位于衣壳的各个顶角(图21-2)。该纤维吸附到敏感细胞上,抑制宿主细胞蛋白质代谢,与致病作用有关。此外,还可凝集某些动物红细胞。
3.病毒携带的酶 某些病毒核心中带有催化病毒核酸合成的酶,如流感病毒带有RNA的RNA聚合酶,这些病毒在宿主细胞内要靠它们携带的酶合成感染性核酸。
了解病毒的形态结构、化学组成及功能,不仅对病毒的分类和鉴定有重要意义,同时也有助于理解病毒的宿主范围,致病作用及亚单位疫苗的研制。
病毒的增殖
病毒体在细胞外是处于静止状态,基本上与无生命的物质相似,当病毒进入活细胞后便发挥其生物活性。由于病毒缺少完整的酶系统,不具有合成自身成份的原料和能量,也没有核糖体,因此决定了它的专性寄生性,必须侵入易感的宿主细胞,依靠宿主细胞的酶系统、原料和能量复制病毒的核酸,借助宿主细胞的核糖体翻译病毒的蛋白质。病毒这种增殖的方式叫做“复制(Replication)”。病毒复制的过程分为吸附、穿入、脱壳、生物合成及装配释放五个步骤,又称复制周期(Replication cycle)。
一、吸附
吸附(Adsorption)是指病毒附着于敏感细胞的表面,它是感染的起始期。特异性吸附是非常重要的,根据这一点可确定许多病毒的宿主范围,不吸附就不能引起感染。细胞与病毒相互作用最初是偶然碰撞和静电作用,这是可逆的联结。脊髓灰质炎病毒的细胞表面受体是免疫球蛋白超家族,在非灵长类细胞上没有发现此受体,而猴肾细胞、 Hela细胞和人二倍体纤维母细胞上有它的受体,故脊髓来质炎病毒能感染人体鼻、咽、肠和脊髓前角细胞,引起脊髓灰质炎(小儿麻痹)。水磨石病毒的细胞表面受体是含唾液酸(N-乙酰神经氨酸)的糖蛋白,它与流感病毒表面的血凝素剌突(受体连结蛋白)有特殊的亲和力,如用神经氨酸酶破坏该受体,则流感病毒不再吸附这种细胞。此外,HIV受体为CD4;鼻病毒的受体为细胞粘附分子-1(1CAM-1);EB病毒的受体为补体受体-2(CR-2)。病毒吸附也受离子强度、pH、温度等环境条件的影响。研究病毒的吸附过程对了解受体组成、功能、致病机理以及探讨抗病毒治疗有重要意义。
二、穿入
穿入(Penetration)是指病毒核酸或感染性核衣壳穿过细胞进入胞浆,开始病毒感染的细胞内期。主要有三种方式:(1)融合 (Fusion),在细胞膜表面病毒囊膜与细胞膜融合,病毒的核衣壳进入胞浆。副粘病毒以融合方式进入,如麻疹病毒、腮腺炎病毒囊膜上有融合蛋白,带有一段疏水氨基酸,介导细胞膜与病毒囊膜的融合。(2)胞饮 (Viropexis),由于细胞膜内陷整个病毒被吞饮入胞内形成囊泡。胞饮是病毒穿入的常见方式,也是哺乳动物细胞本身具有一种摄取各种营养物质和激素的方式。当病毒与受体结合后,在细胞膜的特殊区域与病毒病毒一起内陷形成膜性囊泡,此时病毒在胞浆中仍被胞膜覆盖。某些囊膜病毒,如流感病毒借助病毒的血凝素(HA)完成脂膜间的融合,囊泡内低Ph环境使HA蛋白的三维结构发生变化,从而介导病毒囊膜与囊泡膜的融合,病毒核衣壳进入胞浆。(3)直接进入,某些无囊膜病毒,如脊髓灰质炎病毒与受体接角后,衣壳蛋白的多肽构形发生变化并对蛋白水解酶敏感,病毒核酸可直接穿越细胞膜到细胞浆中,而大部分蛋白衣壳仍留在胞膜外,这种进入的方式较为少见。
三、脱壳
穿入和脱壳是边续的过程,失去病毒体的完整性被称为“脱壳 (Uncoating)”。人脱壳到出现新的感染病毒之间叫“隐蔽期”。经胞饮进入细胞的病毒,衣壳可被吞噬体中的溶酶体酶降解而去除。有的病毒,如脊髓灰质炎病毒,在吸附穿入细胞的过程中病毒的RNA释放到胞浆中。而痘苗病毒当其复杂的核心结构进入胞浆中后,随之病毒体多聚酶活化,合成病毒脱壳所需要的酶,完成脱壳。
四、生物合成
DNA病毒的RNA病毒在复制的生化方面有区别,但复制的结果都是合成核酸分子和蛋白质衣壳,然后装配成新的有感染性的病毒。一个复制周期大约需6~8小时。
(一)双股DNA病毒的复制
多数DNA病毒为双股DNA。
双股DNA病毒,如单纯疹病毒和腺病毒在宿主细胞核内的RNA聚合酶作用下,从病毒DNA上转录病毒mRNA,然后转移到胞浆核糖体上,指导合成蛋白质。而痘苗病毒本身含有RNA聚合酶,它可在胞浆中转录mRNA。mRNA有二种:早期m RNA,主要合成复制病毒DNA所需的酶,如依赖DNA的DNA聚合酶,脱氧胸腺嘧啶激酶等,称为早期蛋白;晚期mRNA ,在病毒DNA复制之后出现,主要指导合成病毒的结构蛋白,称为晚期蛋白。
子代病毒DNA的合成是以亲代DNA为模板,按核酸半保留形式复制子代双股DNA。DNA复制出现在结构蛋白合成之前。
(二)单股RNA病毒的复制
RNA病毒核酸多为单股,病毒全部遗传信息均含在RNA中。根据病毒核酸的极性,将RNA病毒分为二组:病毒RNA的碱基序列与mRNA完全相同者,称为正链RNA病毒。这种病毒RNA可直接起病毒mRNA的作用,附着到宿主细胞核糖体上,翻译出病毒蛋白。从正链RNA病毒颗粒中提取出RNA,并注入适宜的细胞时证明有感染性;病毒RNA碱基序列与mRNA互补者,称为负链RNA病毒。负链RNA病毒的颗粒中含有依赖RNA的RNA多聚酶,可催化合成互补链,成为病毒mRNA,翻译病毒蛋白。从负链RNA病毒颗粒中提取出的RNA,因提取过程损坏了这种酶,从而无感染性。
1.正链RNA病毒的复制 以脊髓灰质炎病毒为例,侵入的RNA直接附着于宿主细胞核糖体上,翻译出大分子蛋白,并迅速被蛋白水解酶降解为结构蛋白和非结构蛋白,如依赖RNA的RNA聚合酶。在这种酶的作用下,以亲代RNA为模板形成一双链结构,称“复制型(Replicative form)”。再从互补的负链复制出多股子代正链RNA,这种由一条完整的负链和正在生长中的多股正链组成的结构,秒“复制中间体(Replicative intermediate) ”。新的子代RNA分子在复制环中有三种功能:(1)为进一步合成复制型起模板作用;(2)继续起mRNA作用;(3)构成感染性病毒RNA。
2.负链RNA病毒的复制 流感病毒、副流感病毒、狂犬病毒和腮腺炎病毒等有囊膜病毒属于这一范畴。病毒体中含有RNA的RNA聚合酶,从侵入链转录出mRNA,翻译出病毒结构蛋白和酶,同时又可做为模板,在依赖RNA的RNA聚合酶作用下合成子代负链RNA。
图21-4 DNA病毒复制的主要步骤
(三)逆转录病毒的复制
逆转录病毒(Retrovirus)又称RNA肿瘤病毒 (Oncornavirus) ,病毒体含有单股正链RNA、依赖RNA的DNA多聚酶(逆转录酶)和 tRNA。其复制过程分二个阶段:第一阶段,病毒核时进入胞浆后,以RNA为模板,在依赖RNA的DNA多聚酶和tRNA引物的作用下,合成负链DNA(即RNA:DNA),正链RNA被降解,进而以负链DNA为模板形成双股DNA(即DNA:DNA),转入细胞核内,整合成宿主DNA中,成为前病毒。第二阶段,前病毒DNA转录出病毒mRNA,翻译出病毒蛋白质。同样从前病毒DNA转录出病毒RNA,在胞浆内装配,以出芽方式释放。被感染的细胞仍持续分裂将前病毒传递至子代细胞。
(四)病毒蛋白的合成与修饰
病毒mRNA在宿主细胞聚核糖体上翻译合成病毒结构蛋白和非结构蛋白,结构蛋白是病毒结构的组成成分,非结构蛋白虽然不是病毒的结构成分,但是在病毒复制中具有重要功能,大多是一些催化、调节病毒复制的酶类和调控蛋白。
通常动物病毒mRNA仅翻译一条连续的完整的病毒多肽链,这种mRNA叫做单顺反子mRNA (Monocistronic mRNA) 。分段基因级病毒,如流感病毒,核酸分为8个节段,每一节段转录一条mRNA,翻译一种病毒蛋白。有的病毒,如脊髓灰质炎病毒,病毒RNA本身做为,mRNA,首先翻译出一大分子蛋白,然后在特殊位点被细胞或病毒蛋白水解酶裂解为许多小分子病毒蛋白,包括结构蛋白和非结构蛋白。也有的病毒,如披膜病毒,基因组上有多处转录起始和终止码,分别转录出单顺反子mRNA并合成各自的病毒蛋白。DNA的转录发生在细胞核内,转录产物经剪切拼接,并在3'端聚腺苷酸化,5'端加上甲基化帽,转送入胞浆,合成病毒蛋白。
某些病毒蛋白合成后需要修饰,如磷酸化、糖基化等。由病毒和细胞的蛋白激酶完成磷酸化,这是活化或灭活某些蛋白的一种方式。病毒糖蛋白是在胞浆中与膜相连的核糖体上合成,经粗面内质网、平滑内质网、高尔基氏体到达细胞膜,在此过程中被糖基化。
五、装配与释放
新合成的病毒核酸和病毒结构蛋白在感染细胞内组合成病毒颗粒的过程称为装配(Assembly),而从细胞内转移到细胞外的过程为释放(Release)。大多数DNA病毒,在核内复制DNA,在胞浆内合成蛋白质,转入核内装配成熟。而痘苗病毒其全部成份及装配均在胞浆内完成。RNA病毒多在胞浆内复制核酸及合成蛋白。感染后6个小时,一个细胞可产生多达10,000个病毒颗粒。
病毒装配成熟后释放的方式有:(1)宿主细胞裂解,病毒释放到周围环境中,见于无囊膜病毒,如腺病毒、脊髓灰质炎病毒等;(2)以出芽的方式释放,见于有囊膜病毒,如疱疹病毒在核膜上获得囊膜,流感病毒在细胞膜上获得囊膜而成熟,然后以出芽方式释放出成熟病毒。也可通过细胞间桥或细胞融合邻近的细胞。
图21-5 正链RNA病毒复制的主要步骤
病毒的增殖不只是产生有感染性的子代,绝大多数动物病毒在大量感染的情况下,经多次增殖会产生缺损干扰颗粒(Defective interfering particles),它是能干扰亲代病毒复制的缺损病毒,其核酸有部分缺损或被宿主DNA片段替换。缺损干扰颗粒的基本特性是:(1)本身不能繁殖;(2)有辅助病毒存在时方能增殖;(3)干扰同种病毒而不干扰异种病毒的增殖;(4)在感染细胞内与亲代病毒竞争性增殖。由于缺损干扰颗粒的产生,使同种感染性病毒数量减少,在导致病毒的持续性感染中具有一定的作用,但疫苗中含有大量缺损干扰颗粒会影响活疫苗的免疫效果。
抵抗力与变异
一、病毒对理化因素的抵抗力
(一)物理因素
1.温度 大多数病毒(除肝炎病毒外)耐冷而不耐热。病毒一旦离开机体,经加热56~60℃30分钟,由于表面蛋白变性,而丧失其感染性,即被灭活。病毒对低温的抵抗力较强,通常在-20~196℃仍不失去活性,但对反复冻融则敏感。一般可用低温真空干燥法(Lyophilization)保存病毒,但在室温条件下干燥易使病毒灭活。
2.盐类对病毒的稳定作用 克分子浓度的盐可提高病毒对热的抵抗力。MgCl2对脊液灰质炎病毒、MgSO4对正粘和副粘病毒、Na2SO4对疱疹病毒具有稳定作用。因此在减毒活疫苗中须加这类稳定剂。有囊膜病毒即使在-90℃也不能长期保存,但加入保护剂如二甲基亚砜(DMSO)可使之稳定。
3. pH 病毒一般在pH5.0~9.0的环境是稳定的,但在某些病毒的血凝反应中,pH改变可影响改变试验的结果。
4.射线 紫外线、X线和高能量粒子可杀活病毒,这是因为光量子可击毁病毒核酸的分子结构,不同病毒其敏感度不一。
某些活性染料(如甲苯胺兰、中性红、丫啶橙)对病毒具有不同程度的渗透作用,这些染料与病毒核酸结合后,易被可见光灭活。
(二)化学因素
1.脂溶剂 有囊膜病毒可迅速被脂溶剂破坏,如乙醚、氯彷、去氧胆酸钠。这类病毒通常不能在含有胆汁的肠道中引起感染。病毒对脂溶剂的敏感性可作为病毒分类的依据之一。
2.甘油 大多数病毒在50%甘油盐水中能活存较久。因病毒体中含游离水,不受甘油脱水作用的影响,故可用于保存病毒感染的组织。
3.化学消毒剂 一般病毒对高锰酸钾、次氯酸盐等氧化剂都很敏感,升汞、酒精、强酸及强碱均能迅速杀灭病毒,但0.5%~1%石炭酸仅对少数病毒有效。饮水中漂白粉浓度对乙型肺炎,肠道病毒无效。β-丙内脂(β-Propiolactone) 及环氧乙烷(Ethylene oxide)可杀灭各种病毒。
4.抗生素 抗生素及磺胺对病毒无效。利福平(Rifampin)能抑制痘病毒复制,干扰病毒DNA或RNA合成,但也干扰宿主细胞的代谢,有较强的细胞毒性作用。
二、病毒的变异
(一)突变
病毒的突变(Mutation)是指基因组中核酸碱基顺序上的化学变化,可以是一个核苷酸的改变,也可为上百上千个核苷酸的缺失或易位。病毒复制中的自然突变率10-5~10-8,而各种物理、化学诱变剂 (Mutagens)可提高突变率,如温度、射线、5-溴尿嘧啶、亚硝酸盐等的作用均可诱发突变。突变株与原先的野生型病毒 (Wild-type virus)特性不同,表现为病毒毒力、抗原组成、温度和宿主范围等方面的改变。
1.毒力改变 有强毒株及弱毒株,后者可制成弱毒活病毒疫苗,如脊液灰质炎疫苗、麻疹疫苗等。
2.条件致死突变株 指病毒突变后在特定条件下能生长,而在原来条件下不能繁殖而被致死。其中最主要是的是温度敏感条件致死突变株(Temperature-sensitive conditional lethalmutant),简称温度敏感突变株(ts株),在特定温(28~35℃)下孵育则能增殖,在非特定温度(37~40℃)下孵育则不能繁殖,而野生型在两种温度均能增殖。显然是由于在非特定温度下 ,突变基因所编码的蛋白缺乏其应有功能。因此大多数ts株同时又是减毒株。现已从许多动物病毒中分离出ts株,选择遗传稳定性良好的品系用于制备碱毒活疫苗,如流感病毒及脊髓灰制裁炎病毒ts 株疫苗。
3.宿主适应性突株 例如狂犬病毒突变株适应在兔脑内增殖,由“街毒”变为“固定毒”,可制成狂犬病疫苗。
(二)基因重组
当二种有亲缘关系的不同病毒感染同一宿主细胞时,它们的遗传物质发生交换,结果产生不同于亲代的可遗传的子代,称为基因重组(Genetic recombination)。
1.活病毒间的重组 例如流感病毒两个亚型之间可基因重组,产生新的杂交株,即具有一个亲代的血凝素和另一亲代的神经氨酸酶。这在探索自然病毒变异原理中具有重要意义。流感每隔十年左右引起一次世界性大流行,可能是由于人的流感病毒与某些动物(鸡、马、猪)的流感病毒间发生基因重组所致。
2.灭活病毒间的重组 例如用紫外线灭活的两株同种病毒,若一同培养后,常可使灭活的病毒复活,产生出感染性病毒体,此称为多重复活(Multiplicity reactivation),这是因为两种病毒核酸上受损害的基因部位不同,由于重组合相互弥补而得到复活。因此现今不用紫外线灭活病毒制造疫苗,以防病毒复活的危险。
3.死活病毒间的重组 例如将能在鸡胚中生长良好的甲型流感病毒(A0或A1亚型)疫苗株经紫外线灭活后,再加亚洲甲型(A2亚型)活流感病毒一同培养,产生出具有前者特点的A2亚型流感病毒,可供制作疫苗,此称
9. 的化学家有哪些
化学家有好多,如:
门捷列夫
门捷列夫:(俄语:Дми́трий Ива́нович Менделе́ев,1834年2月8日—1907年2月2日[7])俄国化学家。1834年2月7日生于西伯利亚托博尔斯克,1907年2月2日卒于圣彼得堡。1850年入圣彼得堡师范学院学习化学,1855年毕业后任敖德萨中学教师。1857年任圣彼得堡大学副教授。1859年他到德国海德堡大学深造。1860年参加了在卡尔斯鲁厄召开的国际化学家代表大会。1861年回圣彼得堡从事科学著述工作。1863年任工艺学院教授,1865年获化学博士学位。1866年任圣彼
莱纳斯·卡尔·鲍林
性和创新精神,不断开拓边缘学科,在化学的许多领域卓有建树,是20世纪最伟大的化学家。曾两次荣获诺贝尔奖(1954年化学奖, 1962年和平奖),有很高的国际声誉。是迄今为止世界上唯一一位两次单独获得诺贝尔奖的科学家。
重大成果
在鲍林近一个世纪的生命历程中,他参与和经历了20世纪科学史上许多重大的科学发现,成果卓著:首次全面描述化学键的本质;发现蛋白质的结构;揭示镰刀状细胞贫血症的病因;参与揭示DNA结构的研究;主持第二次世界大战期间的一些军工科研项目;推进X射线结晶学、电子衍射学、量子力学、生物化学、分子精神病学、核物理学、麻醉学、免疫学、营养学等学科的发展。
10. 科学家巴斯德对人类的四个贡献
1、奠定了微生物学:巴斯德弄清了发酵的奥秘,从此开始,巴斯德终于成为一位伟大的微生物学家,成了微生物学的奠基人。而后创立了巴氏灭菌法。
2、免疫学上的贡献:巴斯德一生发明很多,对生物科学和医学作出了杰出的贡献。一次偶然的机遇,使他找到了片服鸡霍的灵丹妙药。而后征服狂犬病。巴斯德是世界上最早地成功研制出炭疽病减毒活性疫苗的人,从而使畜牧业免受灭顶之灾。
3、否定微生物自然发生说。
4、巴斯德是世界上最早地成功研制出炭疽病减毒活性疫苗的人,从而使畜牧业免受灭顶之灾。
科学家巴斯德研究了微生物的类型、习性、营养、繁殖、作用等,把微生物的研究从主要研究微生物的形态转移到研究微生物的生理途径上来,从而奠定了工业微生物学和医学微生物学的基础,并开创了微生物生理学。
(10)最早发明减毒活疫苗的科学家是扩展阅读:
巴斯德一生进行了多项探索性的研究,取得了重大成果,是19世纪最有成就的科学家之一。
巴斯德并不是病菌的最早发现者。在他之前已有基鲁拉、包亨利等人提出过类似的假想。但是,巴斯德不仅热情勇敢地提出关于病菌的理论,而且通过大量实验,证明了他的理论的正确性,令科学界信服,这是他的主要的重大贡献。
巴斯德以他极其细心的观察力,小心实验、大胆假设,发现酒石酸盐、类酒石酸盐的晶体结构不同后,谨慎的毕欧知道巴斯德的实验后,决定亲自重复这个实验。
当他最终获得相同的结论,激动地对巴斯德说:“亲爱的孩子,我这一生热爱科学,这个结果撼动了我的心。”从此,毕欧屡屡给予巴斯德实验上的建议,也成为他重要的良师挚友。