病毒在宿主细胞内的组装与释放

基因组和结构蛋白合成后，它们必须组装成新的病毒颗粒并离开细胞，以开始新的感染周期。组装过程将基因组包裹在蛋白质衣壳内；有包膜病毒在出芽时获得脂质膜；通过出芽或裂解释放，将子代病毒颗粒送入周围环境，通常随后会有一个使其具有感染性的成熟步骤。

Definition

病毒组装与释放包括将病毒基因组包装到衣壳中、形成完整的（通常有包膜的）病毒颗粒，以及它们通过出芽或裂解方式离开宿主细胞，随后常伴有成熟过程，使其成为具有感染性的颗粒。

Scope

本主题涵盖衣壳的组装和基因组的包装、通过出芽获得包膜、病毒募集宿主机制以使颗粒脱离、两种主要的释放途径（出芽与细胞裂解），以及使病毒颗粒具有感染性的成熟过程。本材料为参考和教育性质，不作为临床指导。

Core questions

• 衣壳是如何组装的，正确的基因组是如何被选择性包装的？
• 有包膜病毒如何出芽，它们为此募集了哪些宿主机制？
• 病毒如何离开细胞——通过出芽还是裂解——以及它们何时变得具有感染性？

Key concepts

• 衣壳自组装与对称性
• 选择性基因组包装与包装信号
• 出芽与包膜获取
• 募集宿主ESCRT机制进行膜断裂
• 通过出芽与细胞裂解释放
• 病毒颗粒的蛋白水解成熟
• 组装位点（质膜、内膜、细胞核）

Mechanisms

结构蛋白通常通过自组装方式，以明确的对称性组装成衣壳，病毒基因组通过包装信号被选择性地整合，这些信号使其与细胞核酸区分开来。有包膜病毒通过穿过已插入病毒糖蛋白的细胞膜出芽来获得其膜；为了完成出芽，许多有包膜病毒，包括逆转录病毒，会募集宿主ESCRT机制，该机制通常催化膜断裂，从而使新生颗粒脱离。无包膜病毒通常在细胞裂解时释放。许多病毒颗粒以未成熟形式组装，只有在成熟步骤后才具有感染性，这通常是结构蛋白的蛋白水解裂解，从而重排颗粒。

Clinical relevance

组装、出芽和成熟是经过验证的抗病毒干预靶点；例如，阻断成熟蛋白酶的药物可以阻止某些病毒产生感染性颗粒。本条目在概念层面描述了该生物学，仅供参考和教育；它不作为处方、药物选择或患者管理的依据。

History

经典研究证实，许多衣壳是由重复的、具有规则对称性排列的蛋白质亚基自组装而成。后来发现，逆转录病毒等有包膜病毒劫持细胞ESCRT机制来完成出芽，这使得病毒颗粒的释放与膜断裂的基本细胞生物学途径联系起来，而蛋白水解成熟的认识解释了为什么新释放的颗粒在感染之前通常必须改变形态。

Key figures

• Wesley Sundquist
• Eiji Morita
• Heinrich Klug

Seminal works

• morita-sundquist-2004

Frequently asked questions

为什么有包膜病毒选择出芽而不是使细胞破裂？

出芽使有包膜病毒能够用携带其糖蛋白的宿主膜包裹自身，并在不立即破坏细胞的情况下离开细胞，通常通过募集细胞自身的ESCRT机制来使新颗粒脱离。

什么是病毒颗粒成熟？

许多病毒最初组装成不具感染性的未成熟颗粒，只有在成熟步骤后才具有感染性，这通常是病毒蛋白酶对结构蛋白的裂解，从而重组颗粒。