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1、病毒学 1 艾滋病 2004年中国传染病死亡数居第4位 天花 1980年被消灭 狂犬病 2004年中国传染病死亡数居第1位 2 3 一 病毒的形态 结构与分类 病毒体 virion 完整成熟有感染性的病毒颗粒 一 病毒的大小与形态1 病毒的大小 测量单位 纳米 nanometer nm 1 1000微米 大小在30 300nm范围内 测量工具 电子显微镜2 病毒的形态多数为球形或近似球形 少数为杆状 丝状 弹状和砖块状 噬菌体呈蝌蚪状 4 病毒的大小与形态比较示意图 5 球形病毒 sphericalvirus 丝杆状病毒 filamentousvirus 弹状病毒 bulletshapedvi
2、rus 砖形病毒 brickshapedvirus 蝌蚪状病毒 tadpoleshapedvirus 6 7 衣壳的基本组成单位是壳粒 壳粒又由多肽亚单位组成 壳粒有以下几种排列方式 螺旋对称型 helicalsymmetry 20面立体对称型 icosahedralsymmetry 此种衣壳最坚固 复合对称型 complexsymmetry 8 2 包膜 envelope 包裹在核衣壳外的脂质双层膜 宿主细胞膜或核膜成分 包膜病毒 核衣壳 包膜包膜子粒 peplomere 或刺突 spike 包膜表面的突起 9 三 病毒的化学组成与功能核酸位于病毒的核心 为DNA或RNA 具有多样性 携带病
3、毒的全部遗传信息 决定病毒感染 增殖 遗传和变异 蛋白质由病毒基因组编码 构成衣壳 基质 包膜等 主要功能 保护病毒核酸 参与感染过程 具有抗原性脂质糖类主要存在于包膜中 对脂溶剂敏感 主要功能 保护病毒 介导病毒吸附 穿入易感细胞 具有抗原性 可用于分类 10 四 病毒的分类亚病毒 一类比病毒还小 结构更简单的微生物 包括类病毒和卫星病毒 1 类病毒 仅由250 400个核苷酸组成 为单链杆状RNA 有二级结构 无包膜或衣壳 不编码蛋白质 均为植物病毒 2 卫星病毒 分为两大类 一类可编码自身衣壳蛋白 另一类为RNA分子 曾被称为拟病毒 需利用辅助病毒的蛋白衣壳 其特点为由500 2000个
4、核苷酸构成的单链RNA 3 朊粒 仅有一种耐蛋白酶K的蛋白酶抗性蛋白组成 有传染性 11 12 13 融合 吞饮 直接穿入 14 3 脱壳 biosynthesis 病毒将核酸释放到宿主细胞内多数病毒 在穿入过程中在细胞溶酶体酶的作用下脱壳 并释放病毒的基因组 4 生物合成 biosynthesis 病毒核酸复制 蛋白质合成病毒利用宿主细胞内的小分子物质 能量和场所 形成自己的核酸和蛋白质的过程 15 生物合成 biosynthesis 病毒生物合成有6个类型 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 逆转录病毒早期 病毒基因组 转录 翻译 合成非结构
5、蛋白晚期 病毒基因组 核酸复制 合成结构蛋白 隐蔽期eclipseperiod 病毒生物合成期在细胞内查不出病毒体 在血清中也查不到病毒抗原 16 VIRALLIFECYCLE ATTACHMENT PENETRATION HOSTFUNCTIONS ASSEMBLY MATURATION Transcription REPLICATION RELEASE UNCOATING Translation MULTIPLICATION Clickaftereachsteptoviewprocess 17 18 dsDNA病毒的复制周期 19 单链DNA ssDNA 病毒的复制周期 20 ssRNA病
6、毒的复制周期 21 RNA多聚酶 ssRNA病毒的复制周期 22 双链RNA dsRNA 病毒的复制周期 23 逆转录病毒的复制周期 24 5 组装 成熟与释放 assembly maturationandrelease DNA病毒在细胞核内组装 RNA病毒在细胞质中组装成子代病毒 释放方式有 1 破胞释放 无包膜病毒 2 出芽释放 有包膜病毒 3 其他方式 通过细胞间桥或细胞融合在细胞间传播 25 释放 26 病毒复制周期 27 二 病毒的异常增殖 缺陷病毒 defectivevirus 病毒因基因组不完整或基因位点改变 不能复制出完整的有感染性的子代病毒 缺陷病毒不能复制 但却能干扰同种成
7、熟病毒体进入细胞 故又称为缺陷干扰颗粒 辅助病毒 可以辅助缺陷病毒完成正常增殖的病毒顿挫感染 病毒进入宿主细胞后 若细胞缺乏病毒复制所需的酶 能量等必要条件 不能复制出完整的病毒颗粒 28 29 四 理化因素对病毒的影响灭活 病毒受理化因素作用后 失去感染性 一 物理因素1 温度耐冷不耐热2 pH多数为pH5 93 射线和紫外线 致死性断裂 二聚体形成 而抑制病毒核酸复制光复活 有些病毒经紫外线灭活后 再经可见光照射 可使灭活病毒复活 故不宜用紫外线制备灭活疫苗 30 二 化学因素 1 脂溶剂 如乙醚 氯仿 去氧胆酸盐等 以乙醚最强 常用于鉴别包膜病毒和裸露病毒2 化学消毒剂 酚类 氧化剂 卤
8、素及其化合物3 抗生素与中草药 31 32 33 34 根据病毒在体内感染的过程 滞留的时间急性感染 病毒侵入机体在细胞内增殖 经数日至数周的潜伏期后发病 导致靶细胞损伤和死亡 引起器官损伤和功能障碍 特点 潜伏期短 发病急 病程短 病后获得特异性免疫 持续性感染 某些病毒在其感染的机体内可持续存在数月 数年 甚至数十年 可出现临床症状 或长期无症状呈慢性携带病毒状态 持续性感染有3种类型 35 36 潜伏感染 带状疱疹 37 慢发病毒感染 slowvirusinfection 为慢性发展的进行性加重的病毒感染 少见而后果严重 病毒感染后有很长的潜伏期长 既不能分离出病毒也无症状 经数年或数十
9、年后 一旦出现症状 为亚急性 进行性 致死性疾病 并导致死亡 如库鲁病 38 39 细胞病变作用 cytopathiceffect CPE 体外细胞培养时 显微镜可见病毒感染细胞的变圆 坏死 从瓶璧脱落等现象 uninfected earlyinfection lateinfection 40 41 3 形成包涵体 inclusionbody 有些病毒感染的细胞 在光学显微镜下可以观察到细胞内出现与正常细胞结构和着色不同的圆形 卵圆形不规则的团块状结构 本质 病毒颗粒的聚集 病毒增殖留下的痕迹 意义 诊断依据 狂犬病病毒在脑神经细胞浆内形成嗜酸性包涵体 Negribody 42 4 细胞凋亡c
10、ellapoptosis病毒感染可启动细胞凋亡基因 导致细胞死亡 5 病毒基因整合某些DNA病毒和逆转录病毒在感染中可将基因整合于宿主细胞基因组中 6 细胞转化某些病毒感染细胞后将其核酸插入到细胞的染色体中引起整合感染时 可引起细胞某些遗传性状的改变 增殖变快 失去细胞间接触抑制 可以无限制地生长繁殖 与肿瘤形成密切相关 43 2 病毒感染的免疫病理作用抗体介导的免疫病理作用 II III型超敏反应细胞介导的免疫病理作用 IV型超敏反应病毒对免疫系统的损伤作用 引起免疫抑制 病毒对免疫活性细胞的杀伤 病毒感染引起自身免疫病 44 四 病毒的免疫逃逸病毒的免疫逃逸是反映病毒毒力的另一重要因素 病
11、毒通过逃避免疫监视 防止免疫激活或阻止免疫反应发生等方式来逃脱免疫应答 五 抗病毒免疫非特异性免疫 干扰素 NK细胞特异性免疫体液免疫 病毒中和抗体细胞免疫 细胞毒性T细胞 CD4 Th1 45 六 病毒与肿瘤 病毒与肿瘤的关系可分为两种 一种是肿瘤由病毒感染所致 如人乳头瘤病毒引起的乳头瘤 人类嗜T细胞病毒所致的T细胞白血病另一种是密切相关 如乙肝病毒与原发性肝癌 EB病毒与鼻咽癌和淋巴瘤 人乳头瘤病毒 单纯疱疹病毒 2型与宫颈癌 人疱疹病毒 8与卡波济肉瘤等 46 47 48 49 3 病毒的鉴定 1 病毒在细胞内增殖的指标1 细胞病变效应 cytopathiceffect CPE 细胞变
12、圆 聚集 坏死 溶解或脱落等 形成多核巨细胞 在培养细胞中形成包涵体 形成包涵体 50 2 红细胞吸附 hemadsorption 病毒感染细胞表面出现血凝素 吸附脊椎动物红细胞的现象 如流感或副流感 3 干扰现象 interference 病毒感染细胞后不出现CPE 但能干扰其后感染的另一病毒的增殖4 细胞代谢改变细胞代谢变慢 pH发生改变 51 2 病毒的数量与感染性测定空斑形成单位测定和50 组织细胞感染量 TCID50 测定法 3 血清学诊断中和试验 病毒 中和抗体 病毒失去感染性血凝试验与血凝抑制试验病毒 鸡红细胞 凝集 血凝试验 病毒 特异性抗体 鸡红细胞 不凝集 血凝抑制试验 5
13、2 53 54 2 病毒感染的治疗 1 抗病毒的化学治疗剂核苷类药物与正常核酸前体竞争磷酸化酶和多聚酶 抑制核酸的生物合成 如金刚烷胺 阿糖腺苷 三氮唑核苷 拉米夫定等 病毒蛋白酶抑制剂针对逆转录酶和蛋白酶活性位点抑制物 如英迪纳瓦与3TC联合使用 可抑制HIV复制 称为 鸡尾酒 治疗方案 其他抗病毒药物 55 2 干扰素及其诱生剂干扰素具有广谱抗病毒作用 3 基因治疗人工合成与病毒基因组互补的寡核苷酸 反义核苷酸 通过其与病毒靶基因结合 抑制病毒核酸转录或阻止病毒蛋白翻译 4 中草药如板兰根 大青叶等能抑制多种病毒 56 思考题1 什么叫病毒体 2 病毒的基本结构包括哪些 3 病毒的复制周期
14、包括哪些阶段 4 何谓干扰现象 57 第二节引起人类疾病的常见病毒 58 59 1 核心 分节段的单负链RNA甲 乙型分8个片段 丙型分7个节段 易发生基因重组而变异 核蛋白 抗原性稳定 具有型特异性 RNA聚合酶蛋白 三种 呈螺旋对称 60 2 包膜内层为基质蛋白M1 外层为来自宿主细胞的脂质双层膜 病毒包膜上镶嵌有两种刺突 即血凝素 HA 和神经氨酸酶 NA 抗原性易变异 是划分甲型流感病毒亚型的依据 61 血凝素 hemagglutinin HA 三棱柱状 糖蛋白三聚体 吸附易感细胞 与感染有关 能和人 鸡 豚鼠等红细胞表面受体结合 引起红细胞凝集 血凝现象 有抗原性 相应抗体称血凝抑制
15、抗体 能抑制血凝现象和中和病毒感染性 为保护性抗体 红细胞凝集试验 62 神经氨酸酶 neuraminidase NA 呈蘑菇状的糖蛋白四聚体水解宿主细胞表面糖蛋白末端N 乙酰神经氨酸 使成熟病毒从细胞内释放 具抗原性 抗体无中和作用 63 64 抗原漂移 antigenicdrift 由点突变所造成 抗原变异幅度小 HA NA氨基酸的变异率小于1 属量变 形成新的变异株引起中 小型流行 抗原转换 antigenicshift 抗原变异幅度大 HA氨基酸的变异率为20 50 属质变 可导致新亚型的出现 引起世界性大流行 流感病毒的抗原变异 65 66 67 病后对同亚型病毒有短暂免疫力 一般维
16、持1 2年 主要是呼吸道分泌型IgA和抗 HA中和抗体 HA中和抗体阻止病毒吸附上呼吸道黏膜细胞防止感染 症状出现1 2d内 传染性最强 68 69 4 防治原则一般预防方法 流行期间避免聚集 应用乳酸蒸气进行空气消毒 应用干扰素滴鼻 特异性预防 应用流感疫苗 是预防流感最有效的方法 但必须与流行株型别一致 治疗 对症治疗 防止细菌性并发症 甲基金刚烷胺 毒性大 利巴韦林注射液 板兰根 大青叶等中药制剂 70 二 冠状病毒和SARS冠状病毒1 冠状病毒 coronavirus CoV 多形性 约80 160nm 单正链RNA 衣壳呈螺旋对称 有包膜 包膜上有间隔较宽约20nm的突起 使病毒颗粒外形如日冕或冠状 故名 主要感染成人和较大儿童 引起普通感冒 咽喉炎 71 2 SARS冠状病毒SARS的由来 2002年11月在我国广东佛山首先发生一种不明原因的以近距离空气飞沫和密切接触传播为主的呼吸道急性传染病 国内称之为传染性非典型肺炎 世界卫生组织将其命名为严重急性呼吸综合征 SevereAcuteRespiratorySyndrome 也即SARS 是21世纪最新发现的一种传染病 WH
