药剂学第二章分类与命名

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1、1 第二章 病毒的分类与命名 生命科学与技术学院 李 灏 lihaoh 2 六界 四界 一 无细胞结构 病毒界 病毒界 二 有细胞结构 1 无核膜 原核生物界 原核原生物 2 有核膜 原生物界 细胞无分化 真核原生生物界 真核原生物 细胞有分化 真菌界 植物界 植物界 动物界 动物界 第一节 病毒在生物中的分类地位 3 全生命系统树 地球上最先出现的生命是现有生命的共同祖先 进化向三个方向发展 4 病毒是否应独立成界 n目前生物学家还有不同的看法 有人认为病毒不 能独立生存 不能独立的进行新陈代谢 而必须 寄生于其他生物的细胞内才能生存 所以不能认 为是生物 而仅是核酸的片段 所以不能独立成

2、界 也有人认为病毒内含有核酸物质DNA或RNA 在一种病毒中仅有其中的一种核酸 他们使 用着与其他生物共同的遗传密码 能在寄主细胞 内复制自己 进行繁殖 所以是有生命的物质 是代表着生命进化到非细胞结构的阶段 所以应 该独立成界 5 第二节 病毒的分类 一 病毒分类机构 二 病毒分类原理及其依据 三 病毒分类系统 四 病毒分类现状 五 病毒命名 6 一 病毒分类机构 1966年 莫斯科 国际病毒命名委员会 ICNV 1973年 国际病毒分类委员会 International Committee on Taxonomy of Virus ICTV 是病毒分类与命名的国际权威机构 7 二 病毒分类

3、原理及其依据 n原理 强调其分类和命名的稳定性 实用性 认可性和 灵活性 稳定性是指病毒名称及其隶属关系一旦确定下来 就应该 尽可能的保留 实用性是指病毒分类体制应该对病毒学研究领域是有用的 认可性是指病毒分类阶元和名称应该为病毒学研究者乐意 接受和使用 所以 认可性也是实用性的必然结果 灵活性是指病毒分类阶元可以依据某些新发现而进行重新 修订和再确定 n依据 病毒粒子特性 抗原性质 病毒流行病学特性 8 病毒粒子特性 v病毒基因组 如基因组大小 核酸类型 单双链 线 状或环状 正负链 G C所占的比例 核苷酸序列等 v病毒形状和大小 如病毒体是何种形状 病毒体的 长度和宽度 病毒体的直径 v

4、病毒体的形态结构 包膜和包膜突起的有无 衣壳 结构及其对称型 v病毒体对乙醚 氯仿等脂溶剂的敏感性 v病毒生理生化和物理性质 如分子量 沉降系数 浮力密度 病毒粒子在不同pH 温度 Mg2 Mn2 变性剂 辐射中的稳定性 v病毒在细胞培养上的特性 包括对细胞和宿主的特 异性 病毒在感染细胞内的复制过程 合成和装配部位 在核内 细胞质内或细胞表面成熟的情况 细胞内包 涵体的形成和细胞病理变化 9 病毒抗原性质和生物学特性 q病毒抗原性质 包括病毒血清学性质与其抗原的关系 q病毒流行病学特性 v包括病毒天然的宿主范围 v病毒在自然状态下的传播与媒介体的关系 v病毒的地理分布 致病机理 组织嗜亲性

5、v病毒引起的病理和组织病理学特点 10 三 病毒分类系统 病毒分类的一般系统 生物分类系统分为界 门 纲 目 科 属 种 病毒分类系统为目 科 属 种4级或加上亚科为5 级 一般根据病毒体的形态学 基因结构和复制模式 等特征分类为科 科名后缀为viridae 在每个病毒科中 根据病毒理化特性和血清学特 性分为属 属名后缀为virus 11 nOrder目 一群具有某些共同特征的科 基因组不同 但有相似的基因组次序 结构及复制方式 甚至编码相似的功能蛋白的共同保守序列 词尾virales nFamily科 词尾 viridae nSubfamily亚科 词尾 virinae Genus 属 词尾

6、 virus Species种 科和属是病毒分类的最主要单位 12 为反映某些病毒科中的复杂亲缘关系 在科 下又可分类出亚科 亚科后缀为virinae 病毒分类一般不设目 但目前分类中有三个 目 分别是有尾噬菌体病毒目 肌尾噬菌体 科 长尾噬菌体科 短尾噬菌体科 单分 子负链RNA病毒目 包括副黏病毒科 弹状 病毒科 丝状病毒科和博尔纳病毒科 成 套病毒目 冠状病毒科 动脉炎病毒科 13 Avian influenza virus AIV nOrthomyxoviridae正粘病毒科 nInfluenza virus流感病毒属 n按核蛋白和基质蛋白的抗原性不同 流感病毒被分为 甲 A 乙 B

7、和丙 C 三个血清型 nA 人 猪 马 禽类 海豹等 nB 人 nC 人 猪 14 n各型流感病毒又根据其表面血凝素及神经氨酸 酶抗原性的不同再分为若干亚型 nA型流感病毒因其表面蛋白HA和NA抗原性的 不同而被分为16个不同的HA亚型 H1 H16 和 10个不同的NA亚型 N1 N10 n感染人的禽流感病毒亚型主要为H5N1 H9N2 H7N7 其中感染H5N1的患者病情重 病死 率高 15 SARS CoV nCoV severe acute respiratory syndrome corona virus SARS CoV n属于巢状 成套 病毒目 Order Nidovirales

8、 n冠状病毒科 Family Coronaviridae n冠状病毒属 Genus Coronavirus n正义单链RNA病毒 在形态学上最显著的特征是 包膜 envelope 外有棒状子粒 状如王冠 16 17 18 19 20 nDNA病毒 ssDNA dsDNA nRNA病毒 dsRNA ssRNA ssRNA 裸露RNA nDNA 和RNA 逆转录病毒 n类病毒 n亚病毒因子 卫星病毒 朊病毒 21 DNA viruses dsDNA Presence of an envelope n Poxviridae 痘病毒科 dsDNA Presence of an envelope n H

9、erpesviridae 疱疹病毒科 dsDNA absence of an envelope n Adenoviridae 腺病毒科 n Paproavairidae 乳多空病毒科 ssDNA absence of an envelope n Paraoviridae 细小病毒科 22 腺病毒 细小病毒 疱疹病毒 肝病毒 痘病毒 乳多空病毒 环状病毒 23 ndsRNA fragments absence envelope Reoviridae 呼肠病毒科 Birnaviridae 双RNA病毒科 n ssRNA no fragment Presence envelope Paramyxov

10、iridae 副粘病毒科 Rhabdoviridae 弹状病毒科 n ssRNA fragments Presence envelope Orthomyxoviridae 正粘病毒科 Bunyaviridae 布尼亚病毒科 Arenaviridae 沙粒病毒科 n ssRNA no fragments absence envelope Picornaviridae 小RNA病毒科 Caliciviridae 杯状病毒科 Astroviridae 星状病毒科 n ssRNA no fragments presence envelope Coronaviridae 冠状病毒科 Flavivirid

11、ae 黄病毒科 Togaviridae 披膜病毒科 RNA Viruses 24 呼肠病毒 小RNA病毒 套膜病毒 布尼亚病毒 冠状病毒 黃病毒 丝状病毒弹状 杆状 病毒 正黏液病毒 副黏液病毒 星状病毒 沙状病毒 杯状病毒 反转录病毒 25 DNA and RNA Viruses n嗜肝DNA病毒科 Hepadnasviridae n逆转录病毒科 Retroviridae 26 类病毒 Viroids n很小 杆状 RNA 分子 有二级结构 n无衣壳或包膜 n在核内增殖 严格细胞内寄生 n 多与植物疾病相关 27 卫星病毒satellites n多数与植物病毒有关 n有两类 一类可编码自身衣

12、壳蛋白 另一类为卫星病毒RNA分子 n需辅助病毒才能复制 28 朊病毒与蛋白质构象病 朊病毒蛋白 prion protein PrP 是正常存在于人体神经 原 神经胶质细胞等多种细胞的细胞膜上的糖蛋白 朊病毒 prion PrPsc 是正常朊病毒蛋白 PrPc 的空间构象由 螺 旋变成 折叠所致 朊病毒本身不能自我复制 但可以攻击大脑的正常朊病 毒蛋白 使之构象改变并与其结合 形成朊病毒二聚体 此 二聚体现再攻击正常朊病毒蛋白 形成朊病毒四聚体 周而 复始 脑组织中朊病毒不断积蓄 造成脑组织发生退行性病 变 29 正常朊病毒蛋白与朊病毒空间结构的差异 朊病毒 PrPsc 是蛋白质 不含核酸 它

13、是正常朊病毒蛋白 PrPc 的 空间构象由 螺旋变成 片层结构所致 因此 这类疾病又称蛋白质构象病 朊病毒本身不能复制 但它却可以攻击大脑的正常朊病毒蛋白 使其发生 构象改变 并与其结合 成为致病的朊病毒二聚体 此二聚体再攻击正常的 朊病毒蛋白 这样 脑组织中的朊病毒不断积蓄 造成脑组织发生退行性变 正常朊病毒蛋白结构 显示 螺旋 朊病毒结构 显示 片层结构 30 是一种不同于细菌 病毒或类病毒的在分类上 尚无定论的病原因子 其本质为由正常宿主细胞基 因编码的 构象异常的蛋白质 称为朊蛋白 prion protein PrP 目前尚未检出任何核酸成分 是人 和动物的传染性海绵状脑病 trans

14、missible spongiform encephalopathies TSEs 的病原体 概念 朊毒体 prion 传染性蛋白颗粒 朊粒 朊病毒 31 性状病毒 Prion 感染性 核酸 形态学鉴定 电 镜 福尔马林灭活 电离辐射 紫外 线照射敏感性 敏感 不敏感 CPE 细胞致病 作用 性状病毒 Prion 蛋白特性 蛋白 酶K 敏感 某些 不敏 感 蛋白特性 加热 80 变性 稳定 潜伏期 根据病毒 而不同 长 诱发免疫应答 诱导产生干扰 素 引起炎症反应 病毒与prion的比较 32 1982年 美国学者Prusiner提出用 proteinaceous infection part

15、icle的字头组成Prion 一词 作为TSE 的病原 Prusiner因此荣获1997年Nobel医学奖 1996年 底美国 Nature 评出最有影响的十大科研成果中 成 功发现PrPsc是疯牛病和人CJD的病因 为第四条 33 prion 是一种不含核酸和脂类的疏水性糖蛋白 分子量为27 30 103 因此又称为PrP27 30 两种不同的分子构型 细胞朊病毒蛋白 cellular PrP PrPC 三维结构具有 42 的 螺旋 3 的 折叠 存在于正常组织及感染 动物的组织中 是正常基因的产物 通常情况下是无 害的 对蛋白酶K敏感 羊痒疫朊病毒蛋白 scrapie prion prot

16、ein PrPSC 螺旋占30 折叠高达43 仅存在于感染动物的组 织中 与致病和传染有关 对蛋白酶K有抗性 34 人类PrPC基因 位于第20号染色体的短臂上 有一个 内含子和一个外显子 含单一的读码框 PrP基因变异 多为重复片段的插入或点突变 可导致 传染性海绵状脑病 PrP的增殖机制 目前尚不清楚 35 prion病是一种人和动物的致死性中枢神经系统慢性 退行性疾病 共同特征 潜伏期长 可达数年至数十年之久 一旦发病 即呈慢性进行性发展 最终死亡 病理特点 中枢神经细胞空泡化 弥漫性神经细胞缺失 胶质细胞增生 淀粉样斑块形成 脑组织海绵状改变等 临床表现 痴呆 共济失调 震颤等中枢神经系统症状 致病机制 未明 目前认为 PrPC转变为PrPSC是疾病发 生的基本条件 PrPSC在中枢神经系统细胞内聚集而导致 疾病的发生 36 动物prion病 人类prion病 羊瘙痒病 scrapie of sheep and goat scrapie of sheep and goat 库鲁病 Kuru disease 水貂传染性脑病水貂传染性脑病 transmissible transmi