病毒概述1924讲

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1、医学微生物学 第十九讲 徐大刚 上海交通大学医学院,本章节重点： 1. 病毒的概念、结构、化学组成及其功能。 2. 病毒与其它微生物的鉴别要点。 3. 病毒增殖的特点 4病毒的干扰现象及意义。 5病毒对理化因素的抵抗力。 6病毒的感染方式与途径，病毒的致病机理。,病毒（Virus）的定义,体积微小，结构简单，,只有一种类型的核酸，,非细胞型微生物,以复制的方式增殖的,只能在活的、敏感的细胞内,第十九讲 病毒概述,病毒的重要性,与人类多种疾病密切相关,与肿瘤和自身免疫病、一些代谢病密切相关,70%传染病、90%的呼吸道感染由病毒引起,可引起持续性感染,目前无有效的治疗方法,一、 病毒的基本性状,

2、（一）病毒大小与形态,病毒的大小： 测量单位： nm（纳米） = 1/1000 m（微米）, 150nm 大型病毒（最大300 nm）,测量方法：电子显微镜、沉降系数等,葡萄球菌 (1000nm）,牛痘病毒 300250nm,A,B,C,D,E,F,G,立克次体 450nm,衣原体 390nm,A.大肠杆菌噬菌体( 65 95nm ),B.腺病毒(70nm ),C.脊髓灰质炎病毒(30nm ),D.乙脑病毒( 40nm ),E.蛋白分子(10nm ),F.流感病毒( 100nm ),G.烟草花叶病毒,病毒的形态： 球状 : 多见动物病毒,杆状或丝状 : 多见植物病毒,砖块状 : 痘病毒等,蝌蚪

3、状 : 噬菌体,子弹状 : 狂犬病毒,（二）结构与化学组成,病毒体(virion)：完整的 有典型形态结构有感染性的 病毒颗粒,核衣壳（露裸病毒）,包膜病毒,病毒的基本结构：,核心+衣壳,核心+衣壳+包膜,病毒体结构模式图,壳粒,衣壳,核心（核样物）,核衣壳,包膜,包膜病毒,核心：病毒基因组，由核酸组成,核酸功能：决定病毒的感染性、复制、遗传性,或,核酸种类:一个病毒只含一种核酸,单链DNA,双链DNA,单链RNA,双链RNA,核酸特点：多样性、有内含子、能克隆与表达,分节段RNA,RNA,DNA,：包于核酸外面,衣壳,本质：蛋白质，有许多壳粒组成， 壳粒有多肽亚单位组成,排列方式：螺旋对称型

4、、二十面体对称型、复合对称型,功能：保护核酸、介导病毒进入细胞、有抗原性,螺 旋 对 称,复合对称,二 十 面 体 立 体 对 称,RNA,壳粒,包膜：来自宿主细胞膜或细胞核膜,有特定的功能,包膜功能：,3.具有抗原性,1.保护核酸,2.与病毒吸附有关，辅助病毒感染,本质：脂质和糖类,包膜子粒（刺突）：包膜表面不同形状的突起,病毒的核酸与蛋白质,作 用: 病毒的基因组决定感染性、复制特性、遗传性,核酸 :,存在部位: 核心的主要成分,特 点: 呈多样性 RNA、DNA双链、单链线型、环型、分节段有内含子能克隆与表达,蛋白质 :,存在部位：衣壳、包膜、基质、病毒核心,分 类：结构蛋白：构成病毒的

5、结构（衣壳、基质、包膜、刺突等）,非结构蛋白：构成病毒的酶等 （功能蛋白)（各种酶、其他功能蛋白）,特点：,1.必须在活细胞，敏感细胞内进行 2.自我复制的繁殖方法以其基因为模板，复制出子代病毒,复制周期：,以其基因为模板，籍DNA多聚酶以及其他必要因素，指令细胞停止合成细胞的蛋白质与核酸，转为复制病毒的基因组，转录、转译出相应的病毒蛋白，最终释放出子代病毒,（三）病毒的增殖,复制周期：,吸附与穿入,脱壳,生物合成,组装、释放,吸附与穿入,吸附,特异性吸附（受体结合）敏感细胞:有受体的细胞,穿入,无包膜病毒（胞饮方式，吞入，核酸进入） 有包膜病毒（融合，与细胞膜融合，酶的作用，核衣壳进入）,多

6、数病毒在穿入时已在细胞的溶酶体酶作用下脱壳一般认为：无包膜病毒:穿入时细胞的溶酶体酶作用下脱壳有包膜病毒 : 穿后后在细胞溶酶体酶作用下脱壳,脱壳,隐蔽期:此阶段无完整病毒可见，也测不出抗原 6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 合成区域：DNA病毒：核内（DNA）胞质（蛋白质）RNA病毒：胞质（除流感病毒及部分副粘病毒）,生物合成,双链DNA病毒的生物合成,早期蛋白：为功能蛋白， DNA多聚酶等酶类,半保留复制的形式,晚期蛋白：为结构蛋白，如衣壳蛋白,蛋白质合成,DNA mRNA 蛋白质,转录,转译,核酸合成,单链RNA病

7、毒的生物合成,蛋白质合成,负链RNA 正链RNA,正单链RNA具有mRNA功能,转译,转录,蛋 白 质,核酸合成,l早期蛋白和晚期蛋白的合成,先合成互补链（复制中间型），再解链进行复制,复制中间体,逆转录病毒的生物合成,特点：自身带有逆转录酶，逆向转录,过程：RNA RNA:DNA DNA mRNA 蛋白质,RNA:DNA中间体,前病毒体,子代RNA,装配与释放,DNA病毒（多数核内组装） RNA病毒（多数胞浆内组装）,有包膜病毒：出芽方式，同时得到包膜 无包膜病毒：细胞裂解释出,装配：不同病毒，不同部位（核、质、膜）,释放：有包膜与无包膜病毒不同,病毒的复制过程,（四）病毒增殖的细胞效应,细

8、胞损伤,复制过程中干扰细胞代谢 释放过程中引起细胞裂解,细胞死亡,干扰现象,两种病毒同时感染同一细胞， 一种病毒抑制另一病毒增殖的现象,原因,竞争抑制与干扰素产生,病毒原因：缺陷病毒 defective virus(基因不整),辅助病毒的辅助,细胞原因：非容纳细胞 non-permissive cell细胞条件不合适，顿挫感染（abortive infection）,（五）病毒的异常增殖,不能完成复制周期，产生子代病毒,原因：,(六)病毒的抵抗力与变异性,1.耐冷不耐热 2.甲醛可灭活病毒 3.来苏、升汞、酒精等化学药物可灭活病毒 4.有包膜病毒对乙醚敏感 5.抗生素对病毒无效,病毒在自然或人

9、工条件下发生变异：形成新的变异株，影响免疫和防治人工诱导获取毒力减弱的变异株制备疫苗,医学微生物学 第二十讲 徐大刚 上海交通大学医学院,第二十讲 病毒的致病性与免疫性,整体水平的病毒感染:,细胞水平的病毒感染:,从整个机体角度看病毒的致病过程,从细胞角度看病毒对细胞的损伤,病毒感染对免疫系统的作用:,病毒感染引起的免疫病理作用:,常见为导致机体的免疫功能下降,通过超敏反应引起机体致病,1. 感染方式与途径,水平传播:,病毒在人群不同个体间的传播,病毒侵入机体的重要途径:,皮肤,粘膜,直接入血（注射等）,（一）病毒的感染方式与类型,垂直传播(围生期传播):,通过 病毒由亲代(母亲)传给子代(胎

10、儿)的方式,产道,胎盘,人类病毒的感染途径(1),人类病毒的感染途径(2),隐性感染 :病毒侵入细胞不大量增殖，不出现临床症状,显性感染 ：病毒侵入细胞大量增殖，出现明显临床症状（感染性疾病）,2.病毒的感染类型,急性感染 ：潜伏期短、起病急、重,持续性感染 :,慢性感染,潜伏性感染,慢发病毒感染,根据病程可分三种,慢性感染,概念：,显性或隐性感染后，病毒持续存在机体中并不断排出体外，可出现症状，也可无症状,特点：,发病不急，长期感染，长期排毒,举例：,慢性乙型肝炎 人类免疫缺陷病毒感染 巨细胞病毒、EB病毒所致的慢性感染,急性可转为慢性,慢性可急性发作,潜伏性感染 latent infect

11、ion,概念：,特点：,举例：,感染后，病毒基因存在于一定的组织或细胞中，不产生有感染的病毒，也检测不到，在某些条件可激活而急性发作，急性发作期可以检测出病毒的存在,病毒长期存在，时隐时现,单纯疱疹 水痘带状疱疹,慢发病毒感染 slow virus infection,概念：,特点：,举例：,感染后有很长的潜伏期，即分离不到病毒，也无症状，经数年后发生某些进行性疾病，并导致死亡,潜伏期长、慢性进行性、预后差,亚急性硬化性脑炎（SSPE） 疯牛病（朊粒）,（二）病毒的致病性,病毒在细胞内增殖,导致细胞损伤或其他变化,大量细胞病变导致组织器官损伤或功能障碍,细胞损伤是病毒致病的基础,1. 引起受染

12、细胞的改变,溶细胞感染,稳定状态感染,细胞膜改变,包涵体形成,（1）溶细胞感染,表现：,机理：,特点:,细胞裂解死亡,1.病毒复制成熟后,大量释放子代病毒引起,1、主要见于无包膜,杀伤性强的病毒 2、多数引起急性感染,2.感染引起细胞溶酶体膜通透性增高，释放 水解酶引起细胞溶解,（2）稳定状态感染,表现:,机理:,特点:,病毒与细共存，细胞膜或结构发生变化,1.见于包膜病毒，过程缓慢，病变相对轻 2.细胞膜常出现病毒特异性抗原的蛋白成分 3.细胞经不断大量释放子代病毒及机体的免疫因子介导下，最终仍不免死亡,有包膜的病毒以出芽的方式释放子代病毒,（3）细胞膜改变,表现:,机理:,特点:,出现新抗

13、原，受染细胞与邻近细胞融合,1.细胞膜成分改变 2.可形成我核巨形细胞细,病毒在复制中诱导诱导细胞膜 成分改变,表现:,机理:,特点:,细胞的胞浆或核内出现具有一定形状、特殊染色性的块状结构,1.细胞被病毒感染的标志 2.其形状、位置染色性等特征随病毒种类而异,为病毒颗粒或未装配的病互成分,（4）包涵体形成,2. 病毒感染对免疫系统的作用,机理:,病毒感染免疫系统、侵犯免疫细胞,EB病毒：单核细胞 人类免疫缺陷病毒：巨噬细胞、辅助T细胞 巨细胞病毒等：巨噬细胞、淋巴细胞,后果:,机体的免疫应答性降低 机体的免疫应答功能紊乱 病毒逃避抗体等体液物质的作用,3. 病毒感染引起的免疫病理作用,机理:

14、,1.杀伤病毒感染细胞，造成细胞损伤 2.病毒抗原与机体抗体形成复合物沉积 3.病毒改变宿主细胞膜的抗原性,后果:,引起 型超敏反应， 导致机体致病,体液免疫和细胞免疫,(三)、抗病毒免疫,包括,非特异性免疫:,干扰素与NK细胞为最重要,特异性免疫,1. 干扰素,定 义：,由病毒或其他干扰素生剂刺激机体细胞所产生的一种具有抗病毒等作用的糖蛋白,种 类：,种类 产生细胞 抗病毒 抗肿瘤 免疫调节 人白细胞 强 弱 弱 人成纤维细胞 强 弱 弱 T细胞 弱 强 强,抗病毒意义：,抗病毒特点:,种的特异性、间接性、广谱性,抗病毒机理：,1.细胞受干扰素作用后，合成抗病毒蛋白,（蛋白激酶、2-5合成酶、磷酸二酯酶）,感染早期中断病毒复制，阻止病毒扩散,阻断病毒蛋白合成而起抗病毒作用,总体功能：,抗病毒、 抗肿瘤、免疫调节,2.其他机制：活化巨噬细胞、NK细胞、CTL,2.NK细胞,直接杀伤病毒感染细胞,特点：1.可被干扰素等通过多途径激活2.体内4小时即可出现杀伤效应3.识别病毒感染细胞,无病毒特异性4.感染早期抑制病毒复制,3.体液免疫,中和抗体,概念：与病毒结合后消除病毒感染能力的抗体,类型：抗体类型主要为IgG、 IgM、 IgA（S IgA）,机理：改变病毒表面结构，或与细胞受体结合，阻止病毒感染细胞，而易被吞噬细胞吞噬。,