【地球生物全系列——从单细胞到人类】亚病毒因子
亚病毒因子
亚病毒因子（Subviral Agents）包括卫星（Satellites，或称“拟病毒”，Virusoids）、类病毒（Viroids）、朊毒体（Prions）等不具备完整的复制机构的类似病毒的感染性生物因子。
此外缺损干扰RNA（defectiveintefering RNA, DI RNA）需要在辅助病毒（helper virus）的协助下才能进行正常的复制，也算是一种亚病毒因子。
亚病毒是一类比病毒更为简单，仅具有某种核酸不具有蛋白质，或仅具有蛋白质而不具有核酸，能够侵染动植物的微小病原体亚病毒连细胞结构都没有，所以称为非细胞生物。它是微生物中最小的生命实体，它的组成简单。病毒粒体中仅含有一种核酸（DNA或RNA）及蛋白质。它们只有专性寄生性，必须在活细胞中才能增殖。因此根据宿主多的不同，有动物病毒、植物病毒、细菌病毒和拟病毒（寄生在病毒中的病毒）等多种类型。有的病毒甚至没有蛋白质，只含有具有单独侵染性的较小型的核糖核酸（RNA）分子（类病毒），或只含有不具备侵染性的RNA（拟病毒）和没有核酸而有感染性的蛋白质颗粒（朊病毒）。我们把后3类统称为亚病毒。
1.卫星病毒
卫星病毒是亚病毒因子的一类，需要辅助病毒协助复制核酸，或者由辅助病毒提供衣壳蛋白来包被核酸。能利用自己核酸编码衣壳蛋白的为卫星病毒,不能的则称卫星核酸。
卫星病毒(Satellites)是由核酸分子组成的一种亚病毒，必须依赖宿主细胞内共感染的辅助病毒才能复制。卫星病毒的核酸不同于辅助病毒和宿主细胞的基因组，但也发现少数卫星病毒核酸末端的短序列与辅助病毒相同。有的卫星病毒编码外壳蛋白，核酸被包裹于其中，则称卫星病毒。迄今发现的卫星病毒包括：卫星双链DNA(dsDNA satellites),卫星双链RNA(dsRNA satelltes)，卫星单链RNA(ssRNA satellite)，卫星单链DNA病毒(ssDNA satellite viruses)和卫星单链RNA病毒(ssRNAsatellite viruses)。这些卫星病毒大多以植物病毒为辅助病毒，
（1）卫星病毒的一般特性
卫星病毒以其对辅助病毒的依赖性为特征，多数卫星病毒是基因复制性依赖，但也有一些卫星病毒是壳体化的依赖。但是少数卫星病毒可于某些特定条件下在无辅助病毒存在时，呈现轻度增殖。卫星病毒不构成统一的分类学类群。某些卫星病毒归属于相应的病毒科或属，例如卫星双链DNA P4被列入肌病毒科，单链DNA腺联病毒归入细小病毒科依赖病毒属，而单链RNA δ病毒则归列于δ病毒属(Deltavirus)，但还有许多卫星病毒尚无归属。
（2）腺联病毒
腺联病毒是一种单链DNA卫星病毒，包括腺联病毒1～5型以及禽、牛、犬、马和绵羊的腺联病毒。形态结构与细小病毒相同，病毒粒子的直径为18～20nm，正20面体，衣壳由32个壳粒构成，病毒DNA包裹于其编码的蛋白质结构中，一半为正股DNA，一半为负股DNA。在DNA提取过程中，易于退火而形成互补的双链DNA。腺病毒和疱疹病毒是辅助病毒。辅助病毒使腺联病毒在容许条件下于宿主细胞内复制。在非容许条件下，腺联病毒基因组整合于宿主细胞基因组内，建立隐性感染，但其对宿主动物的病原性尚不清楚。
（3）蜜蜂慢性麻痹病毒相关的卫星病毒
蜜蜂慢性麻痹病毒相关的卫星病毒是一种单链RNA卫星病毒。颗粒直径为17nm，常见于感染慢性麻痹病毒(CPV)的蜜蜂体内，在血清学上与CPV无关。RNA的大小约1Kb，包裹于其编码的蛋白质结构中，RNA与CPV不同，但某些寡核苷酸可能与CPV相同。这种单链RNA卫星病毒干扰CPV的复制。
（4）δ病毒
δ病毒(δ virus)又称δ肝炎病毒。1977年在乙型肝炎患者的肝细胞中发现一种核抗原，后来证明是一种与δ肝炎有关的缺损病毒，复制时必须依赖乙型肝炎病毒(HBV)或东方土拨鼠肝炎病毒等辅助病毒，但δ病毒的增殖常占优势。国外估计，约20～30%的HBV携带者的病情加重由δ病毒所致，δ病毒感染HBV的慢性携带者或与HBV合并感染。
病毒粒子呈圆形，直径34nm，包膜来自辅助病毒，例如乙型肝炎病毒的表面抗原。没有表面突起。核心直径18nm，由核糖核蛋白复合物组成，基因组为单分子的环状负股单链RNA，大小约为1700nt。基因组复制时发生RNA指导下的RNA合成，形成互补的中间体，称为反基因组(antigenome)，在感染肝组织中只能发现δ肝炎病毒的一种mRNA，由它指导合成单一的病毒蛋白，即δ肝炎抗原(HDAg)，后者分子量为22～27×103kDa。这种抗原蛋白有大小两型：大型蛋白用于病毒粒子合成；小型蛋白系基因组复制所必需。
2.类病毒
类病毒是一种具有传染性的单链RNA病原体。它比病毒要小，且没有典型病毒所有的蛋白质外壳。类病毒为严格寄生物，专一性很强，通常感染高等植物，并整合到植物的细胞核内进行复制。类病毒通常透过种子或花粉传播。类病毒最早由在美国工作的瑞士学者迪纳（Theodor O. Diener）于1971年在马铃薯纺锤块茎病中发现。
（1）类病毒的特性
类病毒(Viroid)是使植物发病的感染因子。系单链共价闭合的环状RNA分子，没有蛋白质，分子量约120kDa，约只最小的病毒，如小RNA病毒的感染性RNA的1/10，但却具有极高的感染性，以马铃薯纺缍形块茎病类病毒(PSTVd)为例，10个分子就足以使马铃薯感染。许多原来认为由病毒引起的植物病害，后来证明病原是类病毒。类病毒因此受到人们的高度重视，开展了广泛深入的研究，先后已经发现几十种类病毒，且对其中20多种进行了比较完全的鉴定，证明类病毒的全长均在246～375nt之间。随着新发现的类病毒的数目的不断增加，Puchta等根据不同种的类病毒的核苷酸之间序列的不同进行分类，但是后来发现不同种的类病毒的不同区域呈现明显不同的同源性，例如澳洲葡萄类病毒(AGVd)的某些区域与柑桔裂皮类病毒(CEVd)的相应区域的同源性达100％，但在其他区域，两者的同源性却只有50％，甚至不到50％。因此，Koltunow等又提出了一个新的分类方法，他们根据类病毒是否含有中央保守区域或核酶保守序列而将其分为马铃薯纺缍状块茎病类病毒(PSTVd)组和鄂梨白斑类病毒(ASBVd)组。PSTVd组含有中央保守区，不含核酶保守序列，不能自我切割加工；而ASBVd组没有中央保守区，却有核酶保守序列，能够自我切割加工。根据中央保守区的序列差别，PSTVd组还可进一步分为PSTVd亚组和苹果锈果类病毒(ASSVd)亚组。由于类病毒之间可能发生重组，某些类病毒，特别是某些新发现的类病毒，可能是原有的两种类病毒的重组体，这就增加了类病毒分类的困难性。
（2）类病毒的结构
以PSTVd为例，由于广泛的分子内碱基配对，PSTVd在自然条件下，按能量最低原则形成一种棍棒状结构，但存在一些单链区。这种非分支的二级结构似乎为大多数类病毒所共有。但某些类病毒，如ASBVd，好象常有一个小小的侧枝。此外，类病毒在一定条件下，如高浓度NaCl的溶液和高温等，结构发生转换，例如形成新的发夹状结构等等。
（3）类病毒的复制
类病毒的基因组特小，其RNA又无mRNA活性，因此不可能编码任何蛋白质。类病毒的复制必须全部依赖宿主细胞的酶系统，复制过程只是RNA→RNA的直接转录，没有DNA复制中间体的存在。按目前掌握的知识，RNA聚合酶在类病毒的复制中起着重要作用，是否还有其他酶，包括由类病毒诱导产生的新酶参加类病毒的复制，有待于进一步阐明。
在类病毒感染的细胞中，可以发现多个类病毒分子长度的(＋)链和(－)链复制中间体，说明类病毒不能呈滚环式复制模式。类病毒复制的最终产物是单体环状(＋)RNA分子，也就是说，这些复制中间体由核酶切割成单位分子长度的线状分子，后者再连接成环状。有时发现的小线状分子，可能是尚未环化的分子，也可能是环化成熟的分子又被核酶切割所致。
（4）类病毒的致病机理
自然界中类病毒株系的毒力不同，以PSTVd为例，弱毒株只使马铃薯减产10％左右，而强毒株系却可引起70～80％的减产。但是强弱毒株的核苷酸数相同，都是359。所以类病毒的毒力差异可能是由于核苷酸的交换、插入或缺失。类病毒的致病性似乎还与其致病区的稳定性有关：稳定性愈差，愈容易打开链间氢键，从而有利于单链RNA区域与宿主成分的相互作用，呈现致病力。总之，类病毒致病区的构型和序列及其与宿主因子的相互作用，决定着类病毒的致病力。
（5）类病毒的起源
由于类病毒与真核基因中的内含子在序列和结构上具有较高的同源性，因此有人认为类病毒是由内含子进化而来的，也就是说，是在真核基因表达时，mRNA前体中的内含子被切除下来，这种切除或“逃脱”下来的内含子可能环化，抵抗机体RNase的降解，并进化而成为可以自我复制的感染因子，即我们目前认识的类病毒。另一个似乎更有说服力的解释，是认为类病毒与卫星RNA等小分子共同起源于更为原始的小RNA分子，随着漫长时期的进化，逐渐演变成当前具有侵染性的类病毒。
3.朊毒体
朊毒体（英语：prion）是一种具感染性的致病因子，能引发哺乳动物的传染性海绵状脑病。朊毒体疾病（传染性海绵状脑病）和阿尔茨海默病、帕金森病同属于神经退化性疾病，拥有类似的致病机制。朊毒体在过去有时也被称为朊病毒。但现在已知它不是病毒，而是仅由蛋白质构成的致病因子。它虽然不含核酸，但可自我复制且具有感染性。
朊毒体最早发现于哺乳动物的传染性海绵状脑病，包括羊搔痒症、疯牛病、慢性消耗病，以及人类的克雅二氏病（包含散发性、家族性、与变异型克-雅二氏病）、致死性家族失眠症，和于食人部落发现的库鲁病。所有传染性海绵状脑病目前均无法医治。变异型克-雅二氏病为由牛传染人的跨物种疾病，透过食用已感染疯牛病的牛只的肉或其内脏制品感染。该病原体由饮食摄入后会穿越血脑屏障，缓慢破坏脑组织结构，最终导致患者死亡。
朊毒体由错误折叠的朊蛋白（prionprotein, PrP）聚集组成。它能够诱导在神经细胞上原本是正常结构的朊蛋白转变为错误结构并进行聚集反应（英语：protein aggregation），借由这个机制引入新的朊蛋白，不断自我复制并传递至邻近细胞，最终扩散至整个脑部。由组织染色法发现，聚集的朊蛋白会于神经细胞外形成类淀粉沉淀，并伴随神经细胞死亡，造成脑组织空洞化。朊毒体虽然是由蛋白质构成，但相较于普通蛋白质更为稳定，无法以一般物理或化学消毒法去除感染性。以120 ~ 130℃加热4小时、紫外线照射、甲醛均不能将这种蛋白质变性。它对蛋白酶有抗性，但不能抵抗高浓度的蛋白质强变性剂，如苯酚、尿酸。