病毒變異

實際上，病毒的基因組在其增殖過程中不是一成不變的，而是時時刻刻都自動地發生突變。其中大多數突變是致死性的，只有少數能生存下來。由於病毒在一次感染中，一個病毒粒子要增殖幾百萬次，存在產生突變的機會。因此一種病毒從群體水平看，在遺傳學上不是同源的，故病毒的“種”在嚴格意義上，不是分類學上的種，而應稱之為准種。病毒的自然變異是非常緩慢的，但這種變異過程可通過外界強烈因素的刺激而加快變異。

突變

病毒的突變(Mutation)是指基因組中核酸鹼基順序上的化學變化，可以是一個核苷酸的改變，也可為上百上千個核苷酸的缺失或易位。病毒複製中的自然突變率10-5～10-8，而各種物理、化學誘變劑 (Mutagens)可提高突變率，如溫度、射線、5-溴尿嘧啶、亞硝酸鹽等的作用均可誘發突變。突變株與原先的野生型病毒(Wild-type virus)特性不同，表現為病毒毒力、抗原組成、溫度和宿主範圍等方面的改變。

1.毒力改變 有強毒株及弱毒株，後者可製成弱毒活病毒疫苗，如脊液灰質炎疫苗、麻疹疫苗等。

2.條件致死突變株 病毒突變后在特定條件下能生長，而在原來條件下不能繁殖而被致死。其中最主要是的是溫度敏感條件致死突變株(Temperature-sensitive conditional lethalmutant)，簡稱溫度敏感突變株(ts株)，在特定溫(28～35℃)下孵育則能增殖，在非特定溫度(37～40℃)下孵育則不能繁殖，而野生型在兩種溫度均能增殖。顯然是由於在非特定溫度下，突變基因所編碼的蛋白缺乏其應有功能。因此大多數ts株同時又是減毒株。現已從許多動物病毒中分離出ts株，選擇遺傳穩定性良好的品系用於製備鹼毒活疫苗，如流感病毒及脊髓灰灰質炎毒ts株疫苗。

3.宿主適應性突出例如狂犬病毒突變株適應在兔腦內增殖，由“街毒”變為“固定毒”，可製成狂犬病疫苗。

當二種有親緣關係的不同病毒感染同一宿主細胞時，它們的遺傳物質發生交換，結果產生不同於親代的可遺傳的子代，稱為基因重組(Genetic recombination)。

1.活病毒間的重組例如流感病毒兩個亞型之間可基因重組，產生新的雜交株，即具有一個親代的血凝素和另一親代的神經氨酸酶。這在探索自然病毒變異原理中具有重要意義。流感每隔十年左右引起一次世界性大流行，可能是由於人的流感病毒與某些動物(雞、馬、豬)的流感病毒之間發生基因重組所致。

2.滅活病毒間的重組例如用紫外線滅活的兩株同種病毒，若一同培養后，常可使滅活的病毒復活，產生出感染性病毒體，此稱為多重複活(Multiplicity reactivation)，這是因為兩種病毒核酸上受損害的基因部位不同，由於重組合相互彌補而得到復活。因此現今不用紫外線滅活病毒製造疫苗，以防病毒復活的危險。

3.死活病毒間的重組例如將能在雞胚中生長良好的甲型流感病毒(A0或A1亞型)疫苗株經紫外線滅活后，再加亞洲甲型(A2亞型)活流感病毒一同培養，產生出具有前者特點的A2亞型流感病毒，可供製作疫苗，此稱為交叉復活 (Cross reactivation)。

基因產物的相互作用

1.表型混合(Phenotype mixing)兩種病毒混合感染后，一個病毒的基因組偶而裝入另一病毒的衣殼內，或裝入兩個病毒成分構成的衣殼內，發生表型混合。這種混合是不穩定的，傳代后可恢復其原來的特性。

2.基因型混合(Genotype mixing)指兩種病毒的核酸偶爾混合裝在同一病毒衣殼內，或兩種病毒的核酸偶爾包在一個囊膜內，但它們的核酸都未重組合，所以沒有遺傳性。

3.互補(Complementation)指兩種病毒通過其產生的蛋白質產物(如酶、衣殼或囊膜)相互間補助不足，例如輔助病毒與缺損病毒間、兩個缺損病毒間、活病毒與死病毒間都可以互補，互補后仍產生原來病毒的子代。

4.增強(Enhancement)指兩種病毒混合培養時，一種病毒能促進增強另一種病毒的產量，可能是因為前者壓制了產生干擾素所致。

1.研製減毒活疫苗 如ts株、宿主適應性突變株的研製。

2.應用於基因工程(Genetic engineering)基因工程是將一個生物體的基因(Gene)，也就是攜帶遺傳信息的DNA片段，轉移到另一個生物內，與原有生物體的DNA結合，實現遺傳性狀的轉移和重新組合，從而使人們能夠定向地控制、干予和改變生物體的變異和遺傳。病毒基因工程正沿著二個方向發展：一是將編碼病毒表面抗原的基因移植到質粒中去，在大腸桿菌中產生大量表面抗原物質，以製備疫苗或診斷用抗原。如乙型肺炎病毒編碼表面抗原的DNA片段已在酵母菌中表達，該疫苗正在進行人體觀察；二是探索病毒作為基因工程載體的可能性，以便將所需要的外源基因帶入植物體植入植物體內以治療人類遺傳疾病或創造動物新品種的目的。