病毒与疾病_第一章概论

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1、病毒与疾病2010谢俊锋、吕玲谢俊锋、吕玲中山大学生命科学学院中山大学生命科学学院生活中的1课程简介课程简介 总学时：总学时：30学时 上课时间、地点：上课时间、地点：2010学年第一学期2-12周，周二13-15节、东校区B-103 面向专业：面向专业：作为全校公选课，面向全新各个专业的本科生。 考试方式：考试方式：出勤考查与论文写作中山大学生命科学学院 病毒与疾病2 课程性质：课程性质：针对非生物类专业的学生，深入浅 出的讲述基础性的病毒研究发展史和分类、病 毒侵染与疾病的关系、病毒与宿主的关系以及 病毒的检测及预防。主要介绍人类及动物常见 的致病病毒及相关的应用性知识。 教学目标：教学目

2、标：通过本课程的学习，学生初步认识 病毒对人类、畜牧及水生动物的危害性，了解 病毒相关疾病的发病原因、流行规律，具备一 定的预防疾病的能力。 中山大学生命科学学院 病毒与疾病课程简介课程简介3 教材或主要参考书：教材或主要参考书： 1.Virus Taxonomy-Eighty report of the international committee on taxonomy of virusesC. M. Fauquet, M. A. Mayo, J. Maniloff, U. Desselberger, L. A. Ball. ELSEVIER Academic Press, 2005.

3、2.Molecular Diagnostics-For the clinical laboratorian W. B. Coleman, G. J. Tsongalis. Humana Press, 1997. 3.现代实验动物学技术 吴瑞生，张健，化学工业出版 社，2007。 4.网络资源课程简介课程简介4 教学内容：教学内容：第一章、病毒学概论（谢俊锋讲述） 第二章、人类病毒与疾病（谢俊锋讲述）第三章、畜牧动物病毒与疾病（吕玲讲述）第四章、水生动物病毒与疾病（吕玲讲述）中山大学生命科学学院 病毒与疾病课程简介课程简介5第一章第一章1.概念；2.历史；3.起源；4.结构；5.遗传物质；6.生

4、命周期；7.命名规则；8.分类（病毒类型）；9.病毒与疾病（包括人类和动物疾病）。第二第二- -四章四章以专题的形式，以上述框架，介绍与人类、畜牧和水产动物息息相关的病毒及其造成的危害。中山大学生命科学学院 病毒与疾病课程简介课程简介6病毒与疾病谢俊锋 2010第一章、病毒学概论第一章、病毒学概论7一、病毒的概念 定义：病毒是一类比较原始的、有生命特征的、能够自我 复制和严格细胞内寄生的非细胞生物。其含义是随着人们对病毒本质认识的不断深入而不断加 深，大慨经历过以下几个比较重要的阶段：1.1892年 Ivanofsky因发现烟草花叶病毒（TMV）时， 称其为滤过性致病因子。2.1957年 Lw

5、off.A因病毒复制周期的阐明以及一些病毒 的细胞培养技术的建立，定义为一类具有严格细胞内寄生 和潜在感染性的病原体，并且指出病毒只有一种核酸。 3.1978年 luria 和 Darnell进一步确认了病毒只有一种核 酸，能在活细胞复制产生子代病毒粒子。4.1971年 Dienner发现仅有小分子RNA的类病毒(viroid) 、1981年在澳大利亚发现类病毒样的拟病毒(virusoid)（卫 星病毒）和1982 年由Prusiner 发现由分子量约50KD构成 的阮病毒(virino or prion)。 中山大学生命科学学院 病毒与疾病8中山大学生命科学学院 病毒与疾病 生物有机体主要组

6、成DNA(脱氧核糖核酸)主要遗传物质 RNA(核糖核酸)遗传物质或生命中间体 Protein(蛋白质)功能执行 Lipid(脂类)细胞膜主要成分 Saccharide(糖类)多种功能(识别、接触)视频：DNA复制、RNA转录、蛋白质翻译普及知识普及知识9基本特点1.共同点：1）同所有的生物一样，病毒是一类具有基因 、复制、进化特点，并占据着特殊生态地位的生 物实体；2）在细胞外环境中，以形态成熟的病毒体形 式存在，具有一定的大小、形状、密度、沉降系 数和化学组成，类似化学大分子；3）在细胞内环境中，则表现出生物体的基本 特征（基因组的复制导致病毒的繁殖，随之出现 遗传和变异等一系列典型的生命活

7、动）。中山大学生命科学学院 病毒与疾病一、病毒的概念10中山大学生命科学学院 病毒与疾病基本特点2.差异点：1）不具有细胞结构-划分为非细胞生物，其它生物则 以细胞作为基本构成单元。 2）病毒体只有一种类型的核酸。3）特殊的繁殖方式，因绝大多数生物是通过构成机 体的各种组分数量有序增加而生长，经过分裂方式完 成繁殖。病毒则通过基因组的复制与表达完成新病毒 粒子的合成。4）缺乏完整的酶系统和能量合成系统-生物体的一切 代谢活动都需要在酶的作用下进行，同时也需要一定 的能量。5）绝对的细胞内寄生-在细胞外不表现出任何生命特 征，它的一切生命活动都只有在生活的寄主细胞内方 能进行。这种寄生方式不同于

8、某些微生物如麻风杆菌 、立克次氏体、衣原体的寄生，它们主要是源于缺乏 外源营养物质或外源的代谢中间体需要寄主提供。一、病毒的概念11病毒学的定义：是以病毒作为研究对象， 通过病毒学与分子生物学之间的相互渗透 与融合而形成的一门新兴学科。具体来讲，它是一门在充分了解病毒 的一般形态和结构特征基础上，研究病毒 基因组的结构与功能，探寻病毒基因组复 制、基因表达及其调控机制，从而揭示病 毒感染、致病的分子本质，为病毒(基因工 程)疫苗和抗病毒药物的研制以及病毒病的 诊断、预防和治疗提供理论基础及其依据 的科学。 中山大学生命科学学院 病毒与疾病一、病毒的概念12 为什么要学习病毒与疾病这门课程，学习

9、之后能够达到 什么样的目的？病毒是一种重要的病原体，它们几乎能感染所 有的细胞型生物并产生病害。（危害很大）据初步统计，人类的6070%的传染病系病毒感染所引起。从常 见的感冒、麻疹、腮腺炎、脊髓灰质炎、狂犬病、肝炎、各种脑炎 ，到流行性出血热、老年性痴呆、爱滋病（AIDS）以及许多癌症。 许多结果表明病毒与恶性肿瘤和多种慢性疾病的发生密切相关。同 时，由于病毒也能引起家禽、家畜、野生动物 、农作物、林木果类 及其它许多经济动物、植物和微生物的疾病，因而给人类的经济活 动、生态环境造成极大的危害。 进行本课程的学习，就是要充分认识病毒的特 性，大致掌握病毒与生活中一些疾病的关系，将 病毒与疾病

10、的相关知识从科普性认识科普性认识升级为具有 相对专业性的理论性知识理论性知识与生活中的应用性知识应用性知识 。 中山大学生命科学学院 病毒与疾病13病毒学的形成和发展大致经历以下 四个时期1、病毒的发现时期2、病毒的化学时期 3、细胞水平研究时期 4、分子病毒学时期中山大学生命科学学院 病毒与疾病二、病毒的研究历史141、病毒的发现时期在病毒被发现之前，人们已经在自觉或不自觉的过程中 开始与病毒打交道。观察到许多病毒存在所引起的自然 现象，由于受到当时历史条件和人们认识水平的限制， 无法对这些现象进行合理的解释。直到1892年由科学家D. Ivanofsky在研究烟草花叶病的 过程中，发现烟草

11、花叶病的致病因子能够通过细菌过滤 器（1884 Charles Chamberland），但他仍然认为由细 菌引起该病。在1898年荷兰科学家Beijerinck重复了D. Ivanofsky的实 验，证明了烟草花叶病是由滤过性病原引起。同年，德 国科学家Loeffler和Frosch发现口蹄疫病原也具有滤过性 。在此后10多年，相继发现10多种传染病的病原病毒（鸡 瘟病毒、黄热病病毒、狂犬病毒等）以及后来发现的噬 菌体和多种植物病毒。中山大学生命科学学院 病毒与疾病二、病毒的研究历史152、病毒的化学时期1935年美国的Stanley首次提纯和结晶了烟草花叶病 毒，从而使人们对病毒化学本质的

12、认识有了重大突破。 接着，Bawden等进一步揭示烟草花叶病毒的化学本质 并不是纯蛋白，而是核蛋白。1940年德国的Kausche首先利用电子显微镜观察到烟 草花叶病毒的杆状外形。电镜技术的应用，从多个方面 促进了病毒研究的发展，为病毒的形态结构及其在细胞 内的形态发生学研究提供了有效手段。到这一时期，病毒学虽然取得很大的进展，但尚未形 成独立学科，对病毒化学本质的了解也比较肤浅，对病 毒的概念仍存在很大争论。中山大学生命科学学院 病毒与疾病二、病毒的研究历史163、病毒的细胞水平时期通过围绕噬菌体和感染细菌之间的相互作用研究， 阐明噬菌体的复制周期；揭示溶原性噬菌体诱导的原理 ；证明噬菌体D

13、NA的感染性；发现溶原性噬菌体和噬 菌体的转导现象, 组织培养技术的建立，大大拓宽了病 毒学的研究范围，促进人们对病毒本质的认识，目前该 技术已广泛用于未知传染因子的分离，病毒病的诊断， 疫苗生产以及病毒感染和复制的基础研究。在此期间，病毒学无论从理论上还是在实践上都有 很大的发展，对病毒有了一个统一、明确的概念。逐步 形成为一门独立的学科独立的学科，同时也为分子病毒学的建立奠 定了基础。 中山大学生命科学学院 病毒与疾病二、病毒的研究历史视频：噬菌体结构与入侵174、分子病毒学时期自从1953年DNA的双螺旋结构理论建立以来，新技 术和新方法的广泛应用，使得病毒学的研究步入分子病 毒学的发展

14、时期。50年代至60年代是分子生物学的奠 基时代，噬菌体和植物病毒为此作出了巨大贡献，因此 ，分子病毒学也正是在分子生物学的发展过程中应运而 生。在这一阶段，人们主要致力于病毒基因组的结构、 功能和表达调控机制；病毒蛋白质结构、功能以及合成 的方式；各类病毒的感染、繁殖和致病机理；更深层次 了解病毒与宿主之间的相互作用关系，特别是肿瘤病毒 与肿瘤发生的关系；不断探索病毒性疾病诊断、预防和 治疗的新技术和新方法，认识那些尚未证实病因的可疑 病毒性疾病的病原本质期间，所取得的硕果累累。中山大学生命科学学院 病毒与疾病二、病毒的研究历史18具体表现：1955年FranenkelConrat完成了烟草

15、花叶病毒（TMV）的 核酸和蛋白质亚基的体外拆开和重建实验；1960年Anderer弄清了TMV衣壳蛋白亚基的氨基酸排列顺；1962年Casfar阐明了某些病毒的二十面体结构，明确核衣 壳二十面体的构成规律；1962年Nathans成功进行噬菌体RNA的体外翻译；1965年Spiegelman成功在体外复制噬菌体RNA，从而打破 了病毒必须在活体内才能增殖的传统观念，这些工作对以 后阐明DNA病毒和RNA病毒的繁殖机制起了重要作用；1970年Baltimore和Temin分别发现病毒的逆转录酶，这是 对1958年提出的中心法则的重要补充和发展；1976年Dueberg 发现Rous肉瘤病毒含有

16、癌基因 v-src，而 且在正常鸡以及其它脊椎动物和无脊椎动物的DNA中，也 发现有癌基因 v-src的同源序列存在，推测病毒的癌基因 可能来自于细胞的正常基因。中山大学生命科学学院 病毒与疾病二、病毒的研究历史19具体表现： 1977年Sanger完成噬菌体X174-DNA的全部序列测定 ；1979年由Taniguchi成功地表达人干扰素基因，这是基因 工程的一项重大突破；1982年Moss 和Paoletti用痘苗病毒作为载体表达外源基 因获得成功；1983年Montagnier和 Gallo分别分离到与AIDS相关的人 类逆转录病毒（HIV）；1991N年Han等将 Moloney 鼠白血病毒的反义表达序列 导入小鼠受精卵中，从而培养成功对该病毒抗性的转基 因小鼠；1995年HIV天冬氨酰蛋白酶三维结构的鉴定，使得一些 针对病毒蛋白酶活性位点的抑制