《制病毒学总论寻萌》参考PPT

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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

2、和感染性。 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

3、： 螺旋对称型 20面体立体对称型 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

4、毒体的中央，其化学成分为DNA或RNA； 只含一种核酸，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

5、）： 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,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(

6、Biosynthesis) 5. 装配与释放(Assembly and Release),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

7、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

8、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

9、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

10、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。 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

11、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

12、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。

13、 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（inac

14、tivation）。 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；,

15、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,47,1卫星病毒(satellites) 基因组为500-2000个核苷酸的单链RNA分子。 具有自己的蛋白质衣壳。有的由自身编码，有的靠辅助病毒的蛋白衣壳。 复制必须依靠辅助病毒，复制地点与辅助病毒一致。 与辅助病毒基

16、因组无同源序列。 干扰辅助病毒的增殖。 多数属植物病毒，少数与噬菌体和动物病毒有关。,48,2类病毒(viroid) 具有感染性的RNA分子。 仅由200-400个核苷酸组成。单链杆状，有二级结构。 无包膜或衣壳，不含蛋白质。 在细胞核内复制，利用宿主细胞RNA多聚酶。 均为植物病毒。 3朊粒(prion) 一种传染性很强的蛋白颗粒。 与动物和人中枢神经系统慢性进行性致死性传染病有关。,49,第二十三章 病毒的感染与免疫,50,一、病毒的致病作用,病毒感染(viral infection) ：指病毒侵入机体，在易感细胞内复制增殖，损伤或改变细胞功能的过程。 病毒感染的结果取决于宿主、病毒和其他影响免疫应答的因素。 宿主因素：基因背景、免疫状态、年龄及个体健康状况。 病毒因素：病