分子病毒學（molecular virology） 一、基本概念 1.病毒的來源：細胞退化說、核酸逃脫說、原始細胞說 2.柯霍氏法則 A.在病株罹病部位經常可以發現可能的病原體，但不能在健康個體中找到。 B.病原菌可被分離並在培養基中進行培養，並記錄各項特徵。 C.純粹培養的病原菌應該接種至與病株相同品種的健康植株，並產生與病株相同的病徵。 D.從接種的病株上以相同的分離方法應能再分離出病原，且其特徵與由原病株分離者應完全相同。 3.病毒培養方法 在實驗室中，病毒的培養分為兩類，其中雞胚為實驗室中最常用的培養宿主，在雞胚中的不同膜可分離

培養不同的病毒，而另外一種培養宿主則為不同的細胞株，最常用來作為宿主的為 HeLa（人類子宮頸

癌細胞）。 4.血清學上的病毒檢驗方法 除了利用宿主細胞的病變來檢驗病毒之外，血清學的方法也可以檢驗病毒：

二、病毒簡介與結構 小核醣核酸病毒科（Picornaviridae）

小核醣核酸病毒科是沒有套膜，正股 RNA，正 20 面體

蛋白殼體的病毒，它的基因體在 5'端有一個蛋白是用來

當作 RNA 複製的 primer，它的命名 pico 代表小，rna 代

表著核醣核酸，故 Picornavirus 的意思即微小的 RNA 病

毒。小核醣核酸病毒科可分為九屬，最常見的為腸病毒

屬（enteroviruses）及鼻病毒屬（rhinoviruses）。微小病

毒科根據巴爾的摩分類法歸類為第四鋼，基因體大小從

7.2kb 至 9.0kb，小核醣核酸病毒科的 mRNA 在 5'端並沒

有 CAP 而是一種蛋白質稱為 VPg，3'端一樣具有 poly A

tail，基因體兩端均有 UTR（un-translated region 非轉譯

區），腸病毒主要感染消化系統，腸病毒可以忍耐低 pH

值的環境，鼻病毒則感染呼吸道，常見的病源體有腸病

毒 70 型、克沙奇病毒、A 型肝炎、手足口病病毒、小兒

麻痺病毒等。

星狀病毒科（Astroviridae）

星狀病毒科是一種感染哺乳類及鳥類的

病毒，它的基因體是不分節，正股的

RNA，它沒有套膜且蛋白殼體為正 20 面

體，星狀病毒科為比較新發現之病毒科，主要造成腹瀉、下腹痛等症狀，星狀病毒科主要是藉由水及飲

食傳播。

杯狀病毒科（Caliciviridae）

杯狀病毒科是巴爾的摩分類法第四綱的病毒，它們具有正股不分節 RNA，它門不具

有套膜且蛋白殼體為正 20 面體，它們十分的難培養，故沒有許多的研究，Caliciviridae的名字是源自於拉丁文 calyx 意思為杯狀，常見的病源體為諾瓦克病毒（Norwalk virus），杯狀病毒科主要是藉由糞口傳染，但也可以藉由飛沫傳染，杯狀病毒主要造成腸胃炎及嘔吐及

腹瀉。 黃病毒科（Flaviviridae） 黃病毒科是一種普遍經由節肢動物傳播的病毒，其命名源自於黃熱病，感染黃熱病的人通常有黃疸，flavus

在拉丁文中代表黃，常見病源體為黃熱病、西尼羅病毒、登革熱、C 型肝炎、日本腦炎（JEV），黃病

毒科為正股線形 RNA。 披蓋病毒科（Togaviridae）

披蓋病毒科包含α病毒屬（Alphavirus），麻疹病毒屬（Rubivirus;），披蓋病毒為巴爾的摩分類法第四

綱的病毒，正股線形 RNA 病毒，與人類 mRNA 一樣具有 5'端 CAP， 3'端一樣具有 poly A tail，它們具

有套膜且蛋白殼體為正 20 面體，它們在細胞上的接收器為醣蛋白，常見病源體為德國麻疹病毒。 冠狀病毒科（Coronaviruses） 冠狀病毒科是具有套膜，具有正股

RNA 的病毒，與人類 mRNA 一樣

具有5'端CAP，3'端一樣具有poly A tail，套膜外部具有棘蛋白

（spike），棘蛋白在病毒外面形成

冠狀，它們具有特殊的兩種醣蛋白

S 跟 M。S 在套膜上，功能為連接；

M 為過膜蛋白。N 為另一個重要的

蛋白，負責將基因體包住，冠狀病

毒常見的傳染方式為糞口傳染，或

是飛沫傳染，常見之病源體為

SARS（嚴重急性呼吸道症候群）， 反轉錄病毒科（Retroviridae） 反轉錄病毒可以利用所含有的反轉錄酶將 RNA 反轉錄為 DNA，之後 DNA 會藉由插入酶（integrase）插

入宿主的基因體中，反轉錄病毒的結構分為三部份：套膜源自於宿主的細胞膜；基因體為兩倍體的正股

RNA，與人類 mRNA 一樣具有 5'端 CAP，3'端一樣具有 poly A tail，基因體也具有末端非轉譯區，5'端分

為四區：R,U5,PB,L，R 是一小段末端重複，功能為確定反轉錄酶的位置，PB 具有一段與 3'tRNA primer互補的序列，L 區為非轉譯區，功能為提供包裝基因體的訊息，3'端分為 3 區：PP,U3,R，PP 是正股 DNA合成的 primer，U3 為訊息列，R 是終端的重複；蛋白質有 gag,PR,pol,env 等蛋白，gag 為蛋白殼體主要

的蛋白，PR 為切割 gag 與 pol 的蛋白酶體，pol 為反轉錄酶，env 為套膜上的膜蛋白，常見病源體為：

愛滋病毒（HIV）、人類 T 細胞白血病病毒（HTLV）。 里奧病毒科（Reoviridae）

里奧病毒科是一類感染腸胃道的病毒，如輪狀病毒，里奧病毒科的病毒具有分

節雙股RNA的基因體，正 20面體蛋白殼體，約有 10到 12節的基因體分為L,M,S

三組。命名來源是呼吸道腸道（respiratory enteric orphan viruses）病毒，orphan

viruses 意思是一個病毒與所知道疾病沒有任何相關。

本洋病毒科（Bunyaviridae） 本洋病毒科為三條負股 RNA 病毒，傳染方式為節肢動物及嚙齒動物傳染，常見的病源體為漢他病毒及

克里米亞剛果出血熱，這些病毒主要的症狀及發燒及出血，本洋病毒的基因體有三條：L,M,S，L 轉譯

出 RNA 聚合酶；M 轉譯出套膜上的醣蛋白；S 轉譯出蛋白 N，在本洋病毒科的 Phlebovirus 及 Tospovirus

兩屬的 S 基因體是 ambisense。

正黏液病毒科（Orthomyxoviridae）

正黏液病毒科的命名源自於希臘文 orthos 為正；myxa 為黏液，黏液病毒為負股 RNA 病毒，常見的病源

體包含流感病毒 A,B,C 型，流感病毒是根據套膜上的膜蛋白 H（hemagglutinin）及 N（neuraminidase）分

類，他們的型態可以為球形或是線形。

正黏液病毒的基因體有七到八段負股 RNA，基因體兩端都有終端冗長的現象，基因體在複製的時候會產

生缺陷干擾單元體（D.I），在套膜上的蛋白質 N（neuraminidase）是一種切斷醣苷鍵的酵素，幫助病毒顆

粒離開宿主，H（hemagglutinin）是一種凝集素。正黏液病毒主要是經由飛沫傳染，當他們接觸到了宿主，

血球凝集素會與宿主上的唾液酸結合，之後經由胞吞作用進入宿主，部分套膜會與宿主的細胞膜結合，

病毒釋放 RNA 後，RNA 會進入宿主的細胞核中進行複製，蛋白質會經由內質網分泌胞質中，最後經由

唾液酸酶的作用，切斷血球凝集素與唾液酸的結合將病毒顆粒釋放，因為 RNA 聚合酶

沒有 proofreading 的功能，病毒的基因體很容易出錯，而且正黏液病毒的八段

基因體常在複製時產生重排（reassortment），因此正黏液病毒常會有

抗原突變（antiegn-drift）的現象。

砂狀病毒科（Arenaviridae）

砂狀病毒科命名的來源為受感染的病毒胞質中出現許多游離的核醣體，Arena 是

拉丁文砂的意思，砂狀病毒常見的病源體為拉薩熱及 LCMV（淋巴球性脈絡叢

腦膜炎病毒），砂狀病毒科可分為兩屬，分別為新世界病毒屬（拉薩熱）及舊

世界病毒屬，砂狀病毒是有套膜，負股 RNA 病毒，套膜上有砂狀蛋白質，某些

砂狀病毒科的病毒是人畜共通的（zoonotic），通常病毒傳播者為嚙齒動物。

線狀病毒科（Filoviridae）

線狀病毒科為負股 RNA 病毒，常見病源體為依波拉病毒及馬堡病毒，這兩種病毒

均會造成出血熱，症狀為出血及凝血不正常，命名來源為拉丁文 filum，意思為線狀

的。

彈型病毒科（Rhabdoviridae）

彈型病毒科命名來源為拉丁文 rhabdos 意思為彈頭形狀的，彈型病毒科的病毒感染範圍從植物到哺乳類，

彈型病毒具有負股 RNA 基因體，帶有 L,G,N,P,M 五個蛋白質，常見病源體為狂犬病，大部分的彈型病毒

在細胞質中複製，只有少數的植物病毒在核中複製，L 及 P 兩個蛋白負責調控轉錄，與人類 mRNA 一樣

具有 5'端 CAP，3'端一樣具有 poly A tail，N 蛋白負責將基因體裝入蛋白殼體中，彈型病毒會在宿主中形

成內涵體（inclusion body）。

副黏液病毒（Paramyxoviridae）

副黏液病毒的命名來源為希臘文 para 副，-myxo-黏液，為負股 RNA 病毒。他們的型態可以為球形或是線

形，套膜上有棘蛋白，基因體在某些屬中有類似內含子的結構，基因體靠近 3'端者較靠近 5'端者具有較

多次的轉譯，基因體結構為蛋白殼體次單元→磷酸蛋白→基質蛋白→融合蛋白→附著蛋白→聚合酶。以

下介紹副黏液病毒的蛋白質：

N─核蛋白，防止 RNA 被水解

P─磷酸蛋白，接至 N 及 L 蛋白，RNA 聚合酶的一部分

M─介於外側蛋白殼體與核蛋白的基質蛋白，功能為維持病毒構型

F─融合蛋白，三聚體，引導病毒的套膜與宿主的細胞壁融合，使病毒的入侵，副黏液病毒科的融合條

件是在中性的 pH 值狀態下。

H/HN/G─棘蛋白，與宿主細胞膜上的唾液酸結合，促進病毒的入侵，H 蛋白質在 morbilliviruses 與

henipaviruses 兩屬中具有血球凝集素的功能，血球凝集素會造成紅血球的凝聚，HN 蛋白質在 respiroviruses

與 rubulaviruses 兩屬中具有血球凝集素及神經胺酶的功能，神經胺酶具有切斷細胞表面唾液酸，讓病毒

顆粒順利進入宿主的功能。在 pneumovirinae 屬，G 蛋白不具有血球凝集素及神經胺酶的功能。

L─RNA 依賴 RNA 聚合酶的催化大次單元體。

附屬蛋白─藉由 RNA 編輯，從病毒 P 基因中製造出來的眾多蛋白質，在複製過程中並不一定存在，但

可以幫助病毒存活，也參與聚合酶從 mRNA 合成變成負股 RNA 合成的機制。

有許多人類重要的疾病是副黏液病毒科病毒引起的，包含麻疹、腮腺炎、呼吸道融合病毒（RSV），RSV

為造成嬰兒及兒童肺癌及支氣管炎的主因；副流感病毒是另一種造成兒童及嬰兒呼吸道感染的病毒，也

會造成兒童及老人的哮吼及支氣管炎。人類間質肺炎病毒是另一種會造成兒童支氣管炎的病毒。副黏液

病毒科的病毒也是許多家畜疾病的病源體，例如新城雞瘟疫病毒，有些家畜病毒為人畜共通的，因此也

有可能會從家畜中傳染給人。亨德拉病毒(HeV)及立百病毒(NiV)都是高傳染性且高毒力的病毒，均是生

物分級第四級（P4）的病毒。

環狀病毒科（Circoviridae）

環狀病毒為環形單股 DNA 病毒，常見病源體為輸血傳播病毒（TTV）

小去氧核醣核酸病毒科（Parvoviridae）

小去氧核醣核酸病毒科包含目前所知最小的病毒，小去氧核醣核酸病毒科具有單股 DNA 基因體及正 20

面體蛋白殼體。B19 是最早發現的小 DNA 病毒，主要造成兒童突發性紅疹及關節炎的症狀。

B 肝病毒科（Hepadnavirdae）

B 肝病毒科是一類會讓肝產生感染的病毒，可分為兩屬，分別為人類 B 肝病毒

及鴨 B 肝病毒，B 肝病毒具有部份單股部分雙股的 DNA 基因體，為巴爾的摩分

類法第七綱的病毒，在基因體複製過程中有 RNA 的過渡物，B 肝病毒有 4 個基

因，分別為核蛋白、聚合酶、表面抗原（preS1, preS2,及 S）、X 蛋白。B 肝病毒

的基因體有 RNA 的過渡物（反轉錄成 cDNA），B 肝的宿主有專一性，固十分

難在實驗室培養。病毒藉由特殊受體進入細胞後，被送入核中，部分雙股的環形 DNA 被細胞補成環形

雙股 DNA，接著介由宿主的酵素及核醣體進行轉錄及轉譯的步驟，B 肝的套膜的脂質會從宿主的內質網

中取得。嚴重的 B 肝病毒感染可能會導致肝癌的產生，B 肝病毒的治療是使用α干擾素，疫苗則是 B

肝病毒的表面抗原【HBsAg】。

乳多空病毒科（Papovaviridae）

乳多空病毒分為兩個屬：乳突病毒屬及多瘤病毒屬，命名來源源自於 pa（papillomavirus）乳突病毒；po

（polyomavirus）多瘤病毒及 va（vacuolating）空泡，乳多空病毒科為雙股 DNA，正 20 面體蛋白殼體，

常見病毒為人類乳突病毒（HPV），目前有人提議將此科分為 Papillomaviridae（乳突病毒科）及

Polyomaviridae（多瘤病毒科）。

腺病毒科（Adenovidae）

腺病毒科是不具套膜，正 20面體蛋白殼體的病毒，具有核蛋白及雙股DNA

的基因體，為巴爾的摩第一綱的病毒，在人類中共有 52 個血清型，此病毒最先發現於扁桃腺，故名曰

腺病毒。腺病毒為最大病毒，及內吞體（endosome）最大的容納大小，病毒表

面有棘或線狀的蛋白，會與細胞表面的克沙奇-腺病毒受體結合。腺病毒具有

線狀不分節的雙股 DNA 基因體，E 代表（早期基因）L 代表（晚期基因），基

因體較其他巴爾的摩第一綱之病毒大。腺病毒在複製時會使用宿主的聚合酶複

製基因體。腺病毒在進入宿主時是介由線性棘蛋白的 knob 功能域與細胞上的受器結合，已知之受體分為

兩種：CD46 是 B 群人類腺病毒的受器；克沙奇-腺病毒受體(CAR)則是其他血清型的受器，MHC 及細胞

表面的唾液酸也是可能的受器，第二部蛋白殼體上面的特殊再現單位會與細胞表面的αv整合蛋白結

合，細胞利用 clathrin 蛋白行包吞作用將病毒帶進細胞中，αv整合蛋白會發出信號使細胞中的微絲重新

組裝。之後蛋白殼體藉由微管的幫助送到核孔複合體邊，病毒釋出 DNA 送進核中進行複製。腺病毒的

轉錄分為早期及晚期，早期表現的基因多為調控用基因（抑制細胞凋亡路徑、抑制干擾素作用、抑制

MHC 表現），一些腺病毒會產生 E1a 蛋白接到 p53 及 Rb 上，抑制抑癌基因的表現，使細胞轉型變成癌

細胞。後期基因表現多為結構性蛋白質。腺病毒顆粒對能存活在化學藥劑及低 pH 值環境下，延長它們

的生存時間，它們主要藉由飛沫及糞口傳染為主，腺病毒也會造成家畜的肝炎等疾病。腺病毒感染主要

為上呼吸道感染、結膜炎、扁桃腺炎、耳感染及哮吼，或者是腸胃炎，兒童感染則容易造成支氣管炎及

肺炎，有些感染會造成尿道感染及血尿。一般人對腺病毒感染皆能抵抗，但一些免疫缺失的病人則容易

感染，有良好的衛生習慣及勤洗手是預防感染到腺病毒的不二法門。

皰疹病毒科（Herpesviridae） 皰疹病毒具有套膜、正 20 面體蛋白殼體及線性雙股 DNA 基因體，命名來源為希臘文 herpein（匍匐），

意味其緩慢且持久的感染。皰疹病毒感染會造成紅疹、頭痛、喉嚨痛等症狀，臨床症狀為自然殺手細胞

的減少。

型 名稱 次科 宿主細胞 病理特徵 潛伏細

胞

傳染性

HHV-1 HSV-1

單純皰疹病毒

-2

α 黏膜上皮

細胞

口腔及生殖器官皰疹 神經元 近距離感染

HHV-2 HSV-1

單純皰疹病毒

-2

α 黏膜上皮

細胞

口腔及生殖器官皰疹 神經元 近距離感染

HHV-3 VZV

水痘病毒

α 黏膜上皮

細胞

水痘 神經元 近距離感染及呼

吸道感染

HHV-4 EBV

艾帕斯坦-巴爾

病毒

γ B 細胞、

上皮細胞

傳染性單核球增多症、柏奇

氏林巴瘤、鼻咽癌

B 細胞 唾液（親吻）

HHV-5 CMV

巨細胞病毒

β 單核球、

上皮細胞

傳染性單核球增多症 單核球 器官移植、近距

離感染

HHV-6 玫瑰疹病毒-6 β T 細胞 玫瑰疹 T 細胞 呼吸道感染

HHV-7 玫瑰疹病毒-7 β T 細胞 玫瑰疹 T 細胞 ?

HHV-8 KSHV

卡波西氏肉瘤

相關病毒

γ 淋巴球 卡波西氏肉瘤 B 細胞 近距離感染

痘病毒科（Poxviridae）

痘病毒是一科能感染脊椎動物及無脊椎動物的病毒，其中四屬會產染人

類，正痘病毒屬：天花、牛痘、猴痘；副痘病毒屬；Yatapox；軟體動物痘

病毒屬：傳染性軟疣（MCV），痘病毒通常是具有套膜的，蛋白殼體與套

膜間又有另外從高基氏體得到的幾層膜，沒有套膜的病毒稱為 intracellular envelope virus（IEV），痘病毒科是病毒顆粒十分大的一科。痘病毒複製的

過程如下：首先痘病毒上的受器先與細胞上的 GAG 結合進入細胞，接下來進行脫殼，脫殼分為兩步驟：

外膜會在進入細胞時脫掉；之後蛋白殼體會進入細胞質，痘病毒的基因表現分為兩期，早期基因多為調

控基因與聚合酶；晚期基因則為結構性基因，痘病毒與其他病毒不同的地方是，它的基因體是在細胞質

中複製的。

1.病毒結構

＊構造：遺傳物質+殼蛋白+套膜

遺傳物質：單股或者是雙股的 DNA or RNA，目前沒有發現同時存在

DNA及 RNA的病毒。

殼蛋白：由小單元（subunit）組成，具保護作用。

套膜：大多數動物病毒具有，成分為脂質，亦具保護作用，上有醣蛋

白。

依照病毒的外觀，科學家將病毒的外型分為螺旋型、正二十面體型、套膜病毒及複合型 螺旋型：菸草鑲嵌病毒為一螺旋型之病毒，螺旋型蛋白殼體由許多小單元圍繞組合而成，另外一個螺旋

型病毒為噬菌體 M13，許多的植物病毒有螺旋型蛋白殼體的構造，而許多動物病毒除了擁有螺旋型蛋白

殼體之外，還具有一層套膜在外，且基因體皆為負股 RNA，其 RNA 與殼體蛋白的複合體可以避免病毒

之基因體被分解。

正二十面體型：正二十面體型的病毒之蛋白殼體都遵循 2-3-5 對稱。蛋白殼體的次單元通常都不少於 60個次單元，許多的動物病毒之蛋白殼體多屬於此類型。 套膜病毒：許多沒有套膜的病毒常會在外在環境中被分解，演化出套膜可以確保他們不容易被分解，較

進化之病毒不會將自己宿主殺死，而是會帶走宿主之細胞膜，通常此類病毒會利用出芽（budding）離開

宿主，許多的病毒套膜上還會嵌上一些膜蛋白當作辨識蛋白，下列介紹幾種常見的膜蛋白： 基質蛋白：為病毒中最豐富的蛋白，通常已糖基化，為套膜及蛋白殼體之間的聯接蛋白。 醣蛋白：通常嵌在套膜上，可分為兩類：一類為辨識用蛋白；另一類則為通道蛋白。 複合型病毒：此類病毒十分複雜，擁有許多的蛋白次單元，痘病毒為一個常見的複合型病毒，複合型病

毒常常具有多層的套膜結構，與一般的套膜病毒不一樣的是他們套膜除了宿主之細胞膜，也有可能是從

內質網獲得。 2.蛋白質與核酸之間的交互作用及基因體組裝 基因體因為擁有磷酸根故帶負電，在基因體組裝的時候，會有許多帶正電的分子附到基因體上，例如鈉

離子或鉀離子及一些核酸結合蛋白，而有些雙股 DNA 的病毒會有類似組蛋白的結合蛋白與 DNA 結合，

病毒在這個步驟時常會發生錯誤，故有些反轉錄病毒的基因體有了組裝訊號「χ」，告訴病毒要組裝哪一

個基因體。 3.病毒中的酵素 在病毒中，帶有負股 RNA 的病毒通常會有一個 RNA 依賴型的 RNA 聚合酶，越複雜的 DNA 病毒也相對多的

酵素。

三、病毒基因體 病毒之基因體可依五碳糖的差別分為 DNA 及 RNA 病毒，又可依照基因體的正負股分為正股、負股、雙

股及混合股（ambisense），目前尚未發現同時擁有 DNA 及 RNA 為基因體的病毒，病毒之基因體中可發

現內含子的存在，也有自我剪接體的雛型，許多的病毒基因體位在 3’端加 polyA 及 5’端加 cap 與真核基

因體相似。 1.病毒的突變 種（Strain）：在不同的地理區發現的相同病毒。 型（Type）：不同血清型的同種病毒。 變種（Variant）：病毒的表現型與原生種不相同，但無基因體上的差別。 突變的來源有兩種：自然突變及引發突變 自然突變：因為基因體複製的機制不同，病毒基因體的出錯率變化很大，通常 RNA 病毒的出錯率比 DNA病毒高。 引發突變：利用化學的方法對病毒的基因體進行突變 突變病毒的用處： 生物試劑（Biomaker）：這些突變種可以用來測試一些生物產品的效能，EX：抗藥性。 基因體刪除型（deletions）：自然突變者為缺陷干擾單元體（D.I），這種突變可作為確認病毒蛋白質功能

的利器。 Nonsense：將病毒的讀序框換上三個終止序列的其中一個。 Plaque morphology：此種突變是針對病毒生長速率做突變。 高溫敏感（t.s.）：通常發生於胺基酸的替換，對研究致命病毒時十分有用。 低溫敏感（c.s.）：對於研究植物病毒十分有用，可在低溫下研究植物細胞的生長。 Revertants：為一般突變病毒的反突變，但與原生種病毒有些許的差別。 2.抑制突變：對於突變，病毒也有自己的對策，約略可分為三種： 1.back mutation 2.補償性突變 3.suppressor mutation 3.病毒間的交互作用 當兩個病毒同時感染一個細胞的時候，兩個病毒的基因體就會進行互補作用（complementation），假如

其中一個病毒對某個功能有缺陷，而另一個病毒恰好有同樣的功能，這兩個病毒就會進行互補，互補作

用可分為兩類：基因內互補作用即為對相同的蛋白質的不同突變做互補；而基因外互補作用即為對不同

突變基因的互補。當超感染的時候，兩個病毒的基因體也會發生重組，通常發生在以 DNA 做為中間產

物的 DNA 或 RNA 病毒，一般認為是聚合酶在轉換不同複製股時發生的錯誤。有些病毒的基因體具有片

段，在細胞組裝的時候也有可能發生兩種病毒的基因體片段組裝錯誤。 4.病毒基因體的特性 A.鍋柄狀的基因體 腺病毒的基因體尾端會有倒轉重複（inverted repeat），此種鍋柄狀

的結構及由倒轉重複所構成，鍋柄狀對腺病毒的基因體複製有很

大的作用。 B.ambisense 本洋病毒科中的 phlebovirus 屬的病毒，它的 5’端是正股的；3’端卻是負股的，此種現象叫做 ambisense。 C.轉位子 根據麥克林脫的理論，轉位子可分為兩類：簡單轉位子不會經過反轉錄且在原核生物中發現；反轉錄轉

位子與反轉錄病毒息息相關，且通常被限制在基因體的 LTR 中，這兩種轉位子皆引起基因體內高比例的

突變，根據他們的調控方式可分為 cis（調控接下來的基因）及 trans（無限定位置）。 D.反轉錄病毒 反轉錄病毒為一類十分特別的病毒，他們是病毒中唯一的雙倍體，且他們的基因體複製是經由細胞的聚

合酶，且需要 tRNA 的輔助，他們是唯一基因體不直接當作 mRNA 的正股 RNA 病毒。 ＊反轉錄病毒的複製

反轉錄病毒是非常容易出錯誤的，它不像 DNA 病毒有修改的

功能，此缺陷導致反轉錄病毒的變異性很高，當病毒包

裝自己的基因體時，由於雙股關係容易組裝錯誤，因此

發生基因重組。

四、病毒複製 1.複製概論 病毒的複製可分為七個步驟，吸附、穿透、去殼、基因體複製、組裝、成熟及釋

出，真核的病毒與原核的病毒複製速率不同，病毒再進入宿主之後會有一段時間

測不出病毒的存在，為潛伏期；空窗期則是因為鑑驗技術的關係，即體內已有抗

體產生，但無法測出。 2.吸附（attachment） 病毒首先會吸附在細胞表面的醣蛋白上，這些醣蛋白皆為宿主細胞生理所需之受

體，有些病毒吸附在宿主上時會利用兩個以上的受體來幫助病毒吸附，而植物病

毒在吸附時並沒有特定受體，而是找細胞壁薄的地方進入宿主，小 RNA 病毒的受體連接部分位於病毒

表面的凹處，可避免抗體的辨識，而流感病毒的 HA 與 NA 則為另一個廣為討論的病毒表面蛋白。但在

許多免疫淋巴球上，當他們的表面抗體與病毒結合之後反而會讓病毒進入免疫淋巴球中。 3.穿透（penetration） 此步驟是接續在吸附後，通常此步驟是耗能的，可分為三型： A.translocation：此步驟是將整個病毒藉由膜上蛋白直接送進細胞中。 B.胞飲作用：此步驟為最常見的穿透方式。 C.胞膜融合：發生在動物病毒之中，例如如像流感病毒的穿透，有些與 pH 值的改變有關。 4.去殼（uncoating）

去殼即將病毒的蛋白殼體打開，露出病毒的內涵物，內含物中通常包含酵素及基因體。 5.基因體複製（genome replication）

第一綱（dsDNA 雙股 DNA） 第二綱（ssDNA 單股 DNA）

第三綱（dsRNA 雙股 RNA） 第四綱（+ssRNA 正股 RNA）

第五鋼（-ssRNA 負股 RNA） 第七綱（dsDNA 以 RNA 作媒介的雙股 DNA） 第六綱（ssRNA 以 DNA 作媒介的單股兩倍體 RNA） 6.組裝（assembly） 此步驟中，大致的病毒雛型會被組裝出來，不同的病毒有不同的組裝位置，病毒會在宿主細胞中形成包

涵體（inclusion body）。 7.成熟（maturation） 從此步驟開始，病毒開始有感染力，且病毒的蛋白會有結構上的改變，此時病毒的蛋白酶體即發揮作用。 8.釋放（release） 無套膜者直接將宿主細胞膜穿破，有套膜則是藉由出芽的方式離開宿主。 五、病毒調控與表現 1.病毒在原核生物中的調控

1950 年，科學家發現某些桿菌照射了紫外光之後細胞膜會突然碎裂，細胞內釋出了許多的噬菌體，之後，

他們發現噬菌體 λ有 lytic 及 lysogeny 兩種生存型態，以下就舉噬菌體 λ為病毒在原核生物調控的例子：

2.病毒在真核生物中的調控 病毒在真核生物中的調控遠比在原核生物中複雜，有些活化的 DNA片段會被過度甲基化，在要轉錄的序列之前還有許多可以調控轉錄

的上游的序列，及多種的轉錄因子，而且在轉錄開始之前會有啟動

子（promoter）開啟整個轉錄作用，最後在形成成熟的 mRNA 之前

還會經過剪接。許多病毒在轉錄時會分期，早期多為調節性蛋白質，

後期則多為結構性蛋白質。 六、病毒感染 1.植物病毒感染 病毒感染植物的方式與動物細胞有些差別，種子是病毒感染植物

的一種方式，許多病毒會感染種子的胚。另外，嫁接時病毒會會

趁機感染傷口細胞，有些機械性造成的傷口也是大部分病毒感染

植物的方式，許多寄生在植物體中的寄生蟲也是攜帶植物病毒進

入植物體內的載具。當病毒進入了植物細胞之後，他們會碰到一

個問題─無法自由傳播，他們無法自由的通過植物細胞之間的通

道，因此 TMV 及 CPMV 這兩種植物病毒演化出一些蛋白質可以

幫助他們通過植物的原生質絲，當然植物也會產生一些 PR 蛋白或

是增強的細胞壁，或是釋出水楊酸去通知遠端的植物細胞。 2.病毒與細胞凋亡 細胞凋亡（apoptosis），或是「計畫性細胞死亡」為細胞

自發 性的死亡，與細胞壞死（neucrosis）不同的是，他們通常

為細胞複雜的分子機制所調控，而不是細胞對一般性傷害

所做出的反應，通常受到病毒感染的細胞會因為受到穿孔

素或是接受到 Fas 訊號而引起細胞凋亡，下列幾種細胞反

應會使細胞進行細胞凋亡： A.細胞受器接受病毒顆粒 B.PKR 的活化：干擾素會活化 PKR（RNA 有關蛋白激酶） C.p53 的活化：p53 為一抑癌基因，但在細胞凋亡扮演引

起細胞凋亡的因子。 D.轉錄出現異常 E.表現外來基因 當然病毒也不是省油的燈，他們也發展出了一些對策，讓細胞不要進行細胞凋亡：

A.Bcl-2 homologs B.抑制 caspase：caspase 為一群引發細胞凋亡的蛋白酶體，抑制這些酵素是阻止細胞凋亡的有效辦法。 C.Fas/TNF/p53 抑制 3.干擾素 細胞中有三型干擾素 α,β,γ，引發干擾素的因子有三個：病毒感染、雙股 RNA 及代謝抑制物，細胞接受

到干擾素之後會引發一連串的生理反應，對於病毒感染，它會使細胞生成 2',5'-oligo A 合成酶及活化

PKR。

4.病毒與免疫系統 免疫系統對病毒的感染有強力的抵擋效果，但病毒也會因此演化出

一些對付免疫系統的方法，它們會阻止 MHC-I 及 MHC-II 分子的

抗原呈現作用，它們甚至會讓自然殺手細胞產生 MHC-I 分子的

homolog，但此 homolog 卻無法接抗原呈現片段，病毒也會阻止淋

巴球細胞激素的釋放及阻止補體系統的運作。 5.宿主與病毒的交互作用 抗原漂變（drift）：指抗原在累積了許多的小突變後基因體的改變。 抗原突變（shift）：抗原突然的改變，此種突變易發生大流行。 6.病毒感染 敗育性感染：當病毒感染宿主時無法完成完整的複製周期就稱為敗育性感染，缺陷干擾單元體（D.I）即

為一例。 急性感染：潛伏期短，發病急，流行性感冒即為一例。 慢性感染：與潛溶性感染不同是，慢性感染始終都有產生病毒，免疫複合體為發病的原因，B 型肝炎即

為一例。 持續感染：有人認為此種感染與慢性感染相同，LCMV 病毒感染小鼠引起小鼠對病毒終生耐受，病毒與

抗體產生免疫複合體，堆積於腎臟引發慢性腎病，但成鼠感染 LCMV 卻會在兩週內因腦炎死亡。 潛溶性感染：病毒長期與宿主共存，且無病毒排出，經過刺激後的病毒可能發生急性感染的症狀排出病

毒，帶狀皰疹病毒即為一例。 七、病毒病理 1.細胞病理機制 A.細胞形狀改變：培養中的細胞會變圓，且會離開培養基表面的基質。 B 細胞凋亡：病毒的感染會造成細胞凋亡。 C.溶解：宿主細胞會被成熟的病毒顆粒所衝破，或是因為多數細胞膜被帶走而溶解。 D.膜融合：兩個被病毒感染的細胞會融合在一起。 E 膜通透性改變：一些病毒會讓膜通透性增加，讓鈉離子進入細胞中。 F 包涵體：當病毒組裝完成後，會在細胞中留下一個個的包涵體，內有大量的病毒顆粒。 有些細胞被感染後會產生「shutoff」的作用，所有的細胞生理活動都會停止。 2.細胞轉型與癌症 細胞在型態上的改變叫細胞轉型，當然，細胞轉型的下一步就是邁向細胞癌化，會引起細胞癌化的病毒

如 B 型肝炎病毒（HBV）、HIV、HPV 及 EBV 等。細胞轉形後會出現下列四個現象： A.失去細胞固定：一般來說上皮細胞在培養機中只會生長一層，且附在培養基上，但轉型化細胞卻會懸

浮在培養液中。 B.失去觸碰抑制：當細胞長滿了一個培養基後就不再生長，因為細胞已經互相接觸了，但轉型化細胞卻

不會有這種限制。 C 在半固體培養基中分化：.一般的細胞都不會在半固體的培養基中分化生長，但轉型化細胞卻會在這種

條件下生長。 D.對生長因子的需求減少：一般的細胞都需要生長因子來調控或是刺激他們的生長，但某些轉型化的細

胞卻減少對生長因子的需求。 致癌基因：致癌基因是原癌基因的突變，而原癌基因原本是負責細胞的分化與生長。 腫瘤抑制基因：此類基因抑制細胞分化或進行細胞週期。 DNA 修復基因：這些基因是專門在確認 DNA 的每一股的基因訊息在細胞週期中都被正確的複製，這些

基因如果突變了，其他基因的突變機率會相對增加。 反轉錄病毒造成癌症的方式就是將病毒的序列插入宿主的 DNA中，這些序列會插在靠近細胞致癌基因附近，因此病毒序列可以

活化宿主的致癌基因，且讓細胞轉形。 3.新發現病毒 當人類進入叢

林之後，許多的病毒陸續的出現，它們可能是藉由節

肢動物或是齧齒動物來傳播，天花及小兒麻痺及各種

出血熱都可以算是新發現病毒的一群。 4.人畜共通病毒 SARS 為一個典型的例子，SARS 最早被發在果子狸的

身上，之後經過一些抗原的突變，SARS 變成一個人

傳人的病毒，禽流感及伊波拉病毒都是一種人畜共通病毒，許多的新發現病毒皆為人畜共通病毒。 八、次病毒單元 1.衛星病毒 衛星病毒為一小段的核酸序列，且必須要與其它的病毒（helper virus）一起生存，他們通常有影響與他

共生存病毒的能力，衛星病毒較常在植物病毒中發現。 2.類病毒 類病毒也是一段核酸序列，但它沒有蛋白殼體也沒有套膜，不像衛星病毒需要 helper virus 的幫忙，D 型

肝炎病毒是一個特殊的分子，既有衛星病毒的特點，又有類病毒的特點，D 型肝炎病毒通常會與 B 型肝

炎一起共生。 3.普恩蛋白 一群慢性、具傳染力的蛋白質，賈庫氏症、羊搔癢症及狂牛症等皆是普恩蛋白引起的，普恩蛋白對熱不

敏感，在患者神經系統中，普恩蛋白可以分為 PrPc 及 PrPSc 兩型，當 PrPc 及 PrPSc 兩個蛋白質碰在

一起時，PrPSc 會改變 PrPc 的結構，使兩個蛋白質會變

成有害的，PrPc及PrPSc兩型在結構上的差別即為α-helix及 β-sheet，PrPc 是一個沒有 β-sheet 的蛋白質，但受到

PrPSc 影響後則出現了許多的 β-sheet。