一、温度(一)温度病毒在低温下稳定，在高温下易失活。大多数病毒可在0℃以下温度下良好生存，特别是在干冰温度(-70℃)和液氮温度(-196℃)下更可长期保持其感染性。相反，大多数病毒于55～60℃条件下在几分钟到十几分钟内灭活，100℃可在几秒钟内灭活病毒。有人对病毒的感染半衰期(infectioushalflife)进行了粗略的推算：60℃以秒计，37℃以分计，20℃以时计，4℃以天计，-70℃以月计，-196℃以年计。可见即使在哺乳动物的体温(37～385℃)条件下也使大多数病毒较快灭活，只因病毒在动物体或组织培养细胞内的增殖速度远远超过其死亡的速度，因而不被发觉而已。因此，病毒必须低温保存。热对病毒的灭活作用主要是使病毒蛋白质变性实现的。在有水分子存在时，热的作用是使蛋白质分子运动加速，互相撞击，肽键以及侧链的化学键断裂，蛋白质分子由有规律的紧密结构变为无序的、散漫的结构，大量疏水基因暴露于分子表面，并互相结合成为较大的聚合体而凝固、沉淀。在干燥的情况下，加热则使蛋白质氧化。受到破坏的蛋白质，若为酶蛋白，则有可能造成病毒的复制、转录、翻译终止；若为结构蛋白，则是使病毒粒子的完整性丧失，或者使病毒粒子不能与细胞受体结合、病毒不能脱壳或病毒成分不能装配和释放。热对病毒囊膜也有降解作用。核酸对热的抵抗力较强，温度达到80～100℃时，病毒DNA双链解开，但温度时降低仍可复性。短时间的煮沸不能完全破坏核酸的结构。另一方面，病毒核酸位于病毒粒子内部，热的作用已被脂质囊膜和蛋白质衣壳所缓冲，使核酸结构对热更加稳定。综合来看，不同加热温度的灭活作用的机理不尽相同。轻度加热(40～50℃)时，病毒蛋白外膜的完整性发生破坏。开始是通透性增高，随后则裂解为单独的形态亚单位。形态亚单位本
身并不发生严重变化。但因病毒核酸暴露，在受较高温度以及残存的细胞成分中的核酸
酶的作用后灭活。因此，病毒粒子丧失感染性，但常继续保持免疫原性。在60～70℃以上
高温条件下，病毒粒子的蛋白外膜发生凝固，免疫原性丧失。凝固、硬化的蛋白外膜对内部
核酸呈现保护作用。因此，短时间的高温作用可引起病毒粒子外膜结构的深刻变化，但病毒
核酸常不严重破坏。这样的病毒粒子没有免疫原性，且因病毒粒子的表面构造发生改变，不
能正常吸附和侵入细胞，病毒核酸较难逸出，实际上也明显降低或完全丧失了感染性。热对病毒的灭活作用，受周围环境因素的影响。蛋白质以及钙、镁等两价离子的存在常可提
高某些病毒对热的抵抗力。它们甚至在1mol/L的盐溶液中，50℃加热1小时也不灭活
。例如1mol/LMgCl2对小RNA病毒中的柯萨奇病毒、艾柯病毒和脊髓灰质炎病毒等小R
NA病毒以及
呼肠孤病毒具有明显的稳定作用；1mol/LMgSO4对流感病毒、副流感染病毒、麻疹病毒和
风疹病毒，1mol/LNa2SO4对单纯疱疹病毒具有稳定作用等等。病毒实验室内经常利用
这一现象消除病毒制品中污染的其它病毒，例如将脊髓灰质炎病毒悬浮于1mol/L的MgCl2
中，随后50℃加温处
理1小时，即可杀灭脊髓灰质炎病毒组织培养物中常见的污染病毒，例如SV40病毒、
泡沫病毒和疱疹病毒等。蛋白酶和核酸酶的存在，则可提高热对病毒的灭活作用。总的说来，大多数病毒与细菌的繁殖体相似，对热的抵抗力不强，但
也有个别病毒抵抗力较
强，如肠道病毒，湿热75℃30分钟才能全部杀死之，而轮状病毒要湿热100℃下5分钟
才能灭活。乙型肝炎病毒在60℃能存活10小时以上，85℃60分钟才能杀死，煮沸1分钟
能破坏
其传染性，但不能完全破坏其抗原性，高压121℃1分钟才能将其抗原性彻底破坏；在干热
条件下，160℃
耐受4分钟或180℃1分钟方能完全将其灭活，目前认为对乙肝病毒的消毒应采用与细菌芽
胞相同的消毒措施，才能保证安全。温度的剧烈变化，尤其是反复冻融常可使许多病毒很快灭活。因
此，保存病毒时必须尽快低温冷藏，尽量避免冻融.
二、电离辐射
电离辐射中的X射线和γ射线都由光子组成，其运动速度与光速相同，它们作用于其它物
质后产生次级电子，次级电子再通过直接作用和间接作用，作用于病毒核酸(DNA
或RNA)而造成病毒失活。电离辐射的直接作用是物质吸收射线产生的次级电子直接作用于核酸分子，造成核酸分子电
离，
其价键断裂；电离辐射的间接作用是射线首先作用于核酸分子周围的水分子，形成自由基(O
H·、H·)和自由电子，通过自由基和自由电子间接地作用于DNA分子，使其损伤。图5-1所
示为电离辐射对DNA分子的直接作用和间接作用。电离辐射的生物效应大约一半是由直接作
用产生的，另一半由间接作用所致。单链病毒对电离辐射的灭活作用比双链病毒敏感约10倍，这是因为单链核酸任何部分的电离都可引起核酸分子断裂，而双链核酸只在两链相近的部位都被电离时整个分子才断裂。体
积较大的病毒比体积小的病毒对电离辐射更敏感，生活在细胞系统中的病毒具有最大的抗辐
射性。据作者等测定，627C/kg(库仑每千克)的γ射线可使组织培养物中马传染性贫血病毒完全失活。表5-1所示为电离辐射杀灭90%病毒的吸收剂量。由于电离辐射主要作用于核酸，对蛋白质的作用较小，比如通过电离辐射终止90%的酶活性，需20～100kGy，这一吸收剂量比灭活病毒的剂量(见表5-1)高约10倍，因此可以用电离辐射灭活病毒制备灭活苗。例如Ломинский等应用129～516C/kg的X射线处理鸡瘟疫苗，便其完全灭活，用其给鸡作免疫注射，可使接种鸡耐过1000个致死量强毒的攻击。Reitman等应用1032～2580C/kg的γ射线照射委内瑞拉马脑炎病毒，制成灭活疫苗，对小白鼠和豚鼠作免疫试验，也有很好的免疫原性。加入佐剂的这种灭活疫苗在给豚鼠作皮下免疫注射后，甚至可耐受100万个致死量的强毒攻击。但是电离辐射在破坏病毒的核酸的同时，毕竟还能破坏蛋白质，很难掌握适当的剂量——既能彻底灭活病毒核酸，又使蛋白质等抗原物质不被严重破坏的剂量。在上例中，如果将X射线剂量提高到774C/kg，则使鸡瘟病毒的免疫原性完全丧失。因此，电离辐射在病毒灭活疫苗中的应用并不普遍。但是较低剂量的电离辐射，却常用作病毒及其它一些微生物的诱变剂，并已取得一些明显的效果。X射线对病毒的作用研究较少。最近(1995)发现，X射线可通过激活人免疫缺陷病毒(HIV)的长末端重复序列(LTR)而促进病毒在上皮样细胞、成纤维细胞和淋巴样细胞系中的表达，这种激活作用与X射线的剂量和作用时间有关。
三、紫外线
紫外线属电磁波辐射，但非电离辐射，其波长范围为328～210nm，其最大杀病毒作用是265nm。紫外线所释放的能量较低，穿透能力较弱，没有电离辐射的杀病毒力强。紫外线照射DNA，可使胸腺嘧啶碱基之间形成二聚体(TT〖TX-〗)，这种二聚体是由两个胸腺嘧啶碱基以共价键联结成环丁烷的结构而形成(图5-2A)，其它嘧啶碱基之间也能形成类似的二聚体(CT〖TX-〗、CC〖TX-〗)，但数量较少。紫外线照射RNA，也会使相邻的尿嘧啶之间形成二聚体。另外，核酸吸收紫外线后，会发生其它多种结构形式的变化，如链断裂、分子内或分子间交联以及核酸和蛋白质之间的交联等等(图5-2B)。核酸结构的变化，使其不能复制和转录，导致病毒的灭活。但病毒蛋白质的免疫原性仍保持。应当指出，长时间的紫外线照射同样可使病毒蛋白变性而丧失免疫原性。大多数病毒均可被紫外线灭活，但反转录病毒和埃博拉病毒(Ebolavirus)很难被紫外线杀灭。近年来发现，紫外线可激活人免疫缺陷病毒(HIV)的长末端重复序列(LTR)，进而促进病毒在在感染细胞系中的表达，这种激活作用与紫外线的剂量和作用时间有关。4硫胸腺嘧啶(s4T)是胸腺嘧啶的类似物，它能够强烈地吸收紫外线(最大吸收峰为335nm)，当其掺入病毒核酸后，病毒则对紫外线更易感。Domi等发现，s4T掺入痘苗病毒和单纯疱疹病毒的核酸后，以365nm的紫外线照射时，这两种病毒会很快灭活90%以上。日光中到达物体表面的紫外线，其波长一般在400～287nm之间。而紫外线灯发出的紫外线的波长，则大多是254nm。这种波长的紫外线几乎可以无阻拦地通过病毒粒子的囊膜和衣壳，被病毒核酸所吸收，导致病毒核酸灭活。紫外线曾被用于灭活病毒疫苗，例如狂犬病疫苗的生产。但随后发现，用紫外线灭活的疫苗进行人体或动物接种时，由于光复活作用(请见本书第五章)，经常导致感染性病毒的产生，因此，这种灭活方法已不再用于疫苗生产。紫外线还是一种常用的病毒诱变剂。
四、超声波
超声波是指声源振动频率很高，超过20kHz的特殊声波。现代医学及生物学上应用的超声波发生器都是根据压电效应的原理制造的，即将压电晶体(如石英)置于交变的电场中，并使电场方向和晶体的压电轴方向一致，压电晶体此时就沿一定的方向发生强烈的压缩和拉伸，这种振动加于弹性介质时，后者发生交替的压缩与伸张，从而产生纵波。如果外加的交变电场频率在20kHz以上，则这种纵波就是超声波。超声波主要以强烈振荡作用呈现其对病毒、其它微生物以及细胞的杀灭或破坏作用。烟草花叶病毒在经超声波处理后，变为微细碎屑，丧失感染性，但仍保持其抗原性。应用大剂量超声波处理痘病毒、狂犬病病毒和脑炎病毒，也获得类似结果。但是总的说来，超声波对病毒的灭活作用并不明显。目前在病毒学实践中，超声波主要用于破碎细胞，使细胞内的病毒粒子释出，以便收获和提纯病毒或者提取病毒成分。应用超声波处理脑炎病毒等的血凝素抗原，能显著提高血凝素效价，但其机理不明。也许是超声波处理可使病毒粒子上(中)的血凝素蛋白充分暴露，从而提高血凝效价。
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