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1、1,第二篇 病毒学,免疫与病原生物学系寻萌,2,病毒（virus）,是一类形体微小，结构简单，只含一种类型核酸(DNA或RNA)，必须在活细胞内以复制方式增殖的非细胞型微生物，对抗生素不敏感。,3,病毒与人类关系极为密切：,人类传染病75%由病毒引起。有些病毒传染性极强，流行很广，有效药物少，可引起世界大流行；有些病毒可引起持续性感染；病后可出现后遗症；与某些肿瘤、自身免疫性疾病和胎儿畸形发生密切相关；新病毒不断被发现。,4,第二十二章 病毒的基本性状,5,一、病毒的形态、结构和分类,（一）大小和形态 病毒体（virion）：完整的成熟病毒颗粒，是细胞外的结构形式，具有典型的形态结构和感染性。
2、1. 大小：以纳米（nm）作为计量单位。 20300nm， 可通过滤菌器（0.45m）。 观察工具：电子显微镜,6,（300nm）,7,2. 形态球形（近似球形） 如人类及动物病毒杆形 如植物病毒丝状 如埃博拉病毒弹形 如狂犬病病毒 砖形 如痘病毒蝌蚪形 如细菌病毒（噬菌体）,8,（二）结构,基本结构核心（core）衣壳（capsid）包膜（envelope）,核衣壳（nucleocapsid）,9,1. 核心 核酸，构成病毒基因组。 少量非结构功能性蛋白质。2. 衣壳 蛋白质。保护核酸免受破坏，介导核 酸进入宿主细胞。抗原性。 由壳粒组成。壳粒数目和排列方式不同：螺旋对称型20面体立体对称型
3、复合对称型,10,复合对称型,11,无包膜病毒体，称裸露病毒（naked virus）带有包膜的病毒体，称包膜病毒（enveloped virus）3. 包膜 在成熟过程中，核衣壳 以出芽方式穿过宿主胞膜 或核膜向细胞外释放时获得。 表面有不同形状突起，称为 包膜子粒或刺突（spike）。 由病毒基因编 码。,刺突,包膜,12,包膜的性质和功能：,保护核衣壳。构成病毒的表面抗原，具抗原性，诱发免疫应答。与病毒入侵细胞和感染性有关。对干燥、热、酸和脂溶剂敏感，乙醚能破坏包膜而灭活病毒，常用来鉴定病毒有无包膜。,13,（三）化学组成,1. 核酸 位于病毒体的中央，其化学成分为DNA或RNA；只含一
4、种核酸，分为DNA病毒和RNA病毒。构成形式多样：线形或环状（闭环、缺口环） 双链DNA(dsDNA) 单链DNA(ssDNA) 双链RNA(dsRNA) 单链RNA(ssRNA)：单正链 单负链 分节段RNA是病毒感染、增殖、遗传和变异的物质基础。,分节段RNA,14,2. 蛋白质病毒的主要组成部分。由病毒基因组编码。（1）结构蛋白（structure protein）： 衣壳蛋白、包膜蛋白和基质蛋白。功能： 保护病毒核酸 参与病毒的感染过程 具有良好抗原性，可特异性诊断。（2）非结构蛋白（non-structure protein）：包括：病毒编码的酶类 存在于被感染细胞中的特殊功能蛋白,
5、15,3. 脂类和糖类主要存在于包膜上，大部分来自宿主细胞膜。,16,二、病毒的增殖,特点：必须在易感的活细胞内进行。由宿主细胞提供病毒缺乏的酶系统、能量及原料和生物合成的场所。以自我复制方式进行。以病毒基因为模板进行核酸复制和蛋白质合成，再装配成子代病毒体。,17,（一）病毒的复制周期从病毒进入宿主细胞开始，经基因组复制，到最后释放出子代病毒，称为一个复制周期（replication cycle）。1. 吸附(Adsorption)2. 穿入(Penetration)3. 脱壳(Uncoating)4. 生物合成(Biosynthesis)5. 装配与释放(Assembly and Rele
6、ase),18,吸附,静电结合,特异性结合,19,穿入,吞饮无包膜病毒,核酸直接进入无包膜病毒、噬菌体。,20,融合,有包膜病毒,21,脱壳,病毒核衣壳进入细胞，经细胞溶酶体作用，蛋白衣壳被水解，释放出基因组核酸，并进入细胞的一定部位。,22,生物合成：早期阶段：基因转录、翻译，产生必须的复制酶和抑制细胞正常代谢的非结构蛋白（早期蛋白）；晚期阶段：病毒核酸开始复制，产生病毒结构蛋白（晚期蛋白）。无完整病毒，不能用血清学方法检测，隐蔽期。,23,分为7大类型：双链DNA病毒单链DNA病毒单正链RNA病毒单负链RNA病毒双链RNA病毒逆转录病毒嗜肝DNA病毒（DNA逆转录病毒）,24,双链DNA病
7、毒（dsDNA）,25,装配部位 DNA病毒 细胞核内 RNA病毒 细胞质内成熟方式释放方式 破胞释放 出芽释放 细胞间传播,装配与释放,26,27,（二）病毒的异常增殖1.缺陷病毒 （defective virus） 由于病毒基因组不完整或某一基因位点改变，不能单独复制出完整有感染性的病毒颗粒，称为缺陷病毒。 该病毒在复制时，需要伴随着另一种病毒以弥补缺陷病毒的不足，使之增殖出完整的病毒体。这种有辅助作用的病毒被称为辅助病毒。HDV与HBV腺病毒伴随病毒与腺病毒,28,2. 顿挫感染 （abortive infection）由于宿主细胞不能为病毒提供复制的必要条件，导致进入的病毒不能复制出完
8、整的具有感染性的病毒颗粒，称为顿挫感染。该细胞称为该病毒的非容纳细胞。 人腺病毒 人胚肾细胞（容纳细胞） 猴胚肾细胞（非容纳细胞）,29,三、病毒的干扰现象,定义：两种病毒感染同一种细胞时，常发生一种V抑制另一种V复制的现象，称为干扰现象。类型：异种V间干扰； 同种V间干扰 同型V间干扰； 同株V间干扰(自身干扰) 灭活病毒干扰活病毒,30,机制：1. 干扰素（interferon，IFN）产生。2. 竞争干扰：第一种V破坏细胞表面受体阻止另一种V的吸附和穿入。两种V竞争同一底物或同一复制部位。3. 改变宿主细胞代谢途径。4. 阻止第二种病毒mRNA的翻译。5. 缺陷干扰颗粒(DIP)干扰同种
9、正常病毒。,31,干扰现象的医学意义： 干扰现象能阻止、中断发病，也可以使感染终止，导致宿主康复。 在使用疫苗预防病毒性疾病时，要注意疫苗病毒间的干扰和与野病株之间的干扰，避免影响疫苗的免疫效果。,32,四、病毒的遗传与变异,病毒的基因组较简单，基因数仅3-10个，增殖速度极快。为充分利用核酸，多种基因常以互相重叠的形式存在，即基因中的编码序列外显子之间有重叠。病毒基因转录与翻译在细胞内进行，其基因组具有真核细胞基因组特征，含有内含子，具有转录后的剪切和后加工过程。,33,（一）基因突变,常发生基因组碱基序列置换、缺失或插入，引起基因突变。自发突变。物理因素（紫外线或射线）或化学因素可诱发突变
10、。由基因突变而导致病毒表型性状改变的毒株称为突变株。病毒空斑的大小、病毒颗粒形态、抗原性、宿主范围、营养要求、细胞病变及致病性改变。,34,1条件致死性突变株 只能在某种条件下增殖，而在另一种条件下不能增殖的病毒株。例：温度敏感性突变株(ts)： 低温28-35(容许性温度)复制增殖 高温37-40(非容许性温度)死亡。 具有毒力减弱，但免疫原性保持的特点，可制备成较理想的活疫苗。例如：小儿麻痹糖丸，甲肝病毒疫苗。,35,2缺陷型干扰突变株（DIM） 因病毒基因组中碱基缺失突变引起，所含核酸明显减少，并发生结构重排，其特点：可自然发生。 高感染复制传代时发生。不能单独复制，必须在辅助病毒（通常
11、是野毒株）存在时才能复制，并干扰野毒株的增殖； 与某些慢性疾病的发病机制有关。,36,3宿主范围突变株（hr突变株） 指病毒基因组的改变，影响了对宿主细胞的感染范围，可感染野生型毒株不能感染的细胞，用于制备减毒疫苗，如狂犬疫苗和麻风疫苗。4耐药突变株 因编码病毒酶基因的突变，降低了病毒酶对药物的亲和力或作用，使病毒对药物不敏感。,37,（二）基因重组与重配,重组（recombination）：两种有亲缘关系的病毒感染同一细胞时，发生基因重组，产生具有两个亲代特征的子病毒，并能继续增殖。重组时病毒核酸则通过分子断裂交叉连接，使核酸分子内部重新排列。,38,重配（reassortment）：分节段
12、的RNA病毒基因组之间（如流感病毒），通过交换RNA节段，使子代基因组发生变异，这种过程称为重配。发生率高于重组。,39,（三）基因整合,指病毒基因组与宿主细胞基因组的整合（integration）。多种DNA病毒、逆转录病毒均有整合宿主细胞染色体的特性。既可引起病毒基因的变异，也可引起宿主细胞染色体基因的改变，导致肿瘤的发生。,40,（四）病毒基因产物的相互作用,两种病毒感染同一细胞时，可发生病毒基因产物的相互作用，产生子代病毒的表型变异。1. 互补作用（complementation）和加强作用 两种病毒感染同一细胞时，其中一种病毒的基因产物促使另一病毒增殖。 野生株与缺陷病毒或灭活病毒之
13、间，甚至两种缺陷病毒之间，产生感染性子代病毒。,41,2.表型混合与核壳转移 两种病毒感染同一细胞时，一种病毒的子代核酸被另一病毒所编码的衣壳或包膜包裹，发生耐药性或细胞亲嗜性的改变，仅基因产物发生交换表型混合；无包膜病毒发生的表型混合核壳转移。获得的新性状不稳定，经细胞传代后可恢复为亲代表型。应通过传代确定新性状的稳定性，区分是基因重组还是表型混合。,42,五、理化因素对病毒的影响,病毒受理化因素作用后，失去感染性称灭活（inactivation）。灭活的病毒仍能保留其他特性，如抗原性、红细胞吸附、血凝及细胞融合等。,43,一、物理因素1. 温度：多耐冷不耐热； 大多数病毒5060 30分钟
14、即灭活。 热使衣壳蛋白、包膜蛋白变性，病毒不能吸附宿主细胞。复制酶被破环。2. pH：多在pH5-9的范围内，比较稳定；3. 射线和紫外线： 射线：致死性灭活； 紫外线：灭活后可复活 (光复活)。,44,二、化学因素1. 脂溶剂：有包膜病毒敏感，乙醚作用最佳2. 酚类：蛋白变性3. 氧化剂、卤素及其化合物：病毒都很敏感4. 抗生素与中草药： 抗生素：无作用； 中草药：板蓝根、大青叶、大黄、黄芪等有 一定的抑制作用；,45,94个科，22个亚科，395个属分类的依据1核酸类型与结构（DNA或RNA，单链或双链、分子量、基因数）2病毒体的形状和大小；3衣壳对称性和壳粒数目； 4有无包膜；5. 对理化因素的敏感性；6. 抗原性；7. 生物学特性（繁殖方式、宿主范围、传播途径和致病性）。,六、病毒的分类,46,DNA病毒 病毒 RNA病毒 逆转录病毒 卫星病毒 亚病毒 类病毒 朊粒,
