微生物学药学专业病毒的基本性状

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1、病毒学,3000BC，埃及孟非思壁画中长老患小儿麻痹症。,病毒（virus）的概念,是一种体积小，结构简单，只有一种类型的核酸（RNA或DNA），只能在活的、敏感细胞内以复制方式增殖的非细胞型微生物。,病毒与其它微生物的区别,病毒的特点,形体微小，结构简单，缺乏细胞结构， 具有比较原始的生命形态和生命特征；可通过除菌滤器，电子显微镜下观察； 只含一种核酸，DNA或RNA； 依靠自身的核酸进行复制，DNA或RNA含有复制、装配子代病毒所必须的遗传信息； 缺乏完整的酶和能量系统。专性细胞内寄生。,病毒引起疾病的特点,传播性 病死率 持续感染 肿瘤的形成关系,第一节 病毒的基本性状,病毒体（viri

2、on）:完整的成熟病毒颗粒，具有典型的形态结构，并有感染性。 测量单位为纳米（nm,为1/1000m） 150nm 大型病毒（最大300 nm）,一、病毒的大小与形态,微生物的大小比较,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,病毒颗粒的形状大致可分为三种类型 。 1、球型病毒颗粒

3、； 2、杆状病毒颗粒等； 3、蝌蚪型病毒颗粒 。 多数病毒呈球形或近似球形，杆状，丝状，少数可为子弹状、砖块状，噬菌体可呈蝌蚪状。,二、病毒的结构和化学组成,（一）病毒的化学组成,基本化学组成：核酸和蛋白质。 包膜病毒和某些无包膜病毒还含有脂类和糖类。 有的病毒还含有聚胺类化合物，无机阳离子等组分。,1.病毒的核酸,核酸是病毒的遗传物质，是病毒遗传和感染的物质基础。 一种病毒的病毒颗粒只含有一种核酸，DNA或者RNA。 除逆转录病毒基因组为二倍体外，其它病毒的基因组都为单倍体。,病毒核酸的特点,多样性,线状、环状,大小悬殊,复制方式多样,存在形式多样,有内含子，ORF间有重叠 克隆和表达 较大

4、的遗传不稳定性 感染性,2.病毒的蛋白质：,病毒的蛋白质根据是否存在于病毒颗粒中分为结构蛋白和非结构蛋白。 结构蛋白：系指构成一个形态成熟的有感染性的病毒颗粒所必需的蛋白质。 非结构蛋白：指由病毒基因组编码的，在病毒复制或基因表达调控过程中具有一定功能，但不结合于病毒颗粒中的蛋白质。,病毒蛋白质 由病毒核酸编码,结构蛋白 组成病毒体的成分 衣壳蛋白 包膜蛋白 基质蛋白：连接衣壳蛋白与包膜蛋白的部分， 有跨膜及锚定功能区 非结构蛋白 病毒内酶 感染细胞内特殊作用蛋白,3.病毒的脂质,许多病毒包膜内存在有脂类化合物，如磷脂、脂肪酸、甘油三酸脂和胆固醇等。 这些脂类几乎都是由病毒粒子在细胞内成熟，在

5、细胞膜处以出芽方式释放，直接从宿主细胞膜上得到。 病毒脂类存在与病毒的吸附和侵入有关。,4.病毒的碳水化合物,除病毒的核酸中所含戊糖外，有的病毒还含有少量的碳水化合物，为核糖或脱氧核糖和磷酸组成的核酸骨架。 包膜病毒中碳水化合物以寡糖侧链的形式与蛋白质结合形成包膜糖蛋白。,5.病毒的其它组成,在某些动物、植物病毒中存在多胺类有机阳离子，包括丁二胺、亚精胺、精胺等，它们大都结合于病毒核酸，对核酸的构型有一定影响。 在某些病毒的病毒体中，还发现有其它的小分子量组份，如ATP，对噬菌体尾鞘收缩提供能量。,（二）病毒的基本结构,衣壳 核心 壳粒 包膜 刺突,病毒基本结构模式图,病毒的结构,核酸构成核心

6、 蛋白质组成衣壳 核心与衣壳共同组成核衣壳(裸露病毒) 有些病毒在核衣壳外有一层由脂类组成的包膜（包膜病毒）,核心： 核酸 基因组 决定病毒遗传、变异和复制 衣壳： 蛋白质壳粒 衣壳 保护、介导感染、抗原性 包膜： 脂类、蛋白质、糖包膜，包膜子粒（刺突） 保 护、介导感染、抗原性,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,包膜子粒,病毒的衣壳,由于构成衣壳的壳粒数目和排列方式不同，病毒结构出现不同的对称形式： 螺旋对称型 二十面立体对称型 复合对称型,RNA,壳粒,病毒的辅助结构,1.包膜： 概念：某些病毒在核衣壳外包绕着一层含脂蛋白的外膜，称为“包膜”。 剌突或包

7、膜子粒： 概念：包膜中含有双层脂质、多糖和蛋白质，其中蛋白质具有病毒特异性，常与多糖构成糖蛋白亚单位，嵌合在脂质层，表面呈棘状突起，称“剌突或包膜子粒”。 作用：位于病毒体的表面，有高度的抗原性，并能选择性地与宿主细胞受体结合，促使病毒包膜与宿主细胞膜融合，感染性核衣壳进入胞内而导致感染。 有包膜病毒对脂溶剂和其他有机溶剂敏感，失去包膜后便丧失了感染性。,2触须样纤维：,腺病毒是唯一具有触须样纤维的病毒 腺病毒的触须样纤维是由线状聚合多肽和一球形末端蛋白所组成，位于衣壳的各个顶角。 该纤维吸附到敏感细胞上，抑制宿主细胞蛋白质代谢，与致病作用有关。 还可凝集某些动物红细胞。,3病毒携带的酶：,某

8、些病毒核心中带有催化病毒核酸合成的酶，如流感病毒带有RNA的RNA聚合酶，这些病毒在宿主细胞内要靠它们携带的酶合成感染性核酸。,包膜病毒,裸病毒,Cubic,Helical,三、 病毒的增殖,病毒的增殖,病毒体在细胞外是处于静止状态，基本上与无生命的物质相似，当病毒进入活细胞后便发挥其生物活性。 由于病毒缺少完整的酶系统、合成自身成份的原料和能量，也没有核糖体，因此决定了它的专性寄生性。 必须侵入易感的宿主细胞，依靠宿主细胞的酶系统、原料和能量复制病毒的核酸，借助宿主细胞的核糖体翻译病毒的蛋白质。病毒这种增殖的方式叫做“复制”。 病毒复制的过程：分为吸附、穿入、脱壳、生物合成及装配释放五个步骤

9、，又称复制周期。,病毒的增殖,增殖的条件：活的敏感细胞 增殖的方式：复制 病毒复制周期： 病毒基因为模板，籍DNA多聚酶或RNA多聚酶等，使细胞转为复制病毒的基因组，转录、翻译出相应的病毒蛋白，最终释放出子代病毒。,吸附 穿入 脱壳 生物合成 组装成熟与释放,病毒复制的过程,接触结合特异性吸附（病毒配体位点与细胞膜特异受体结合） 穿入,吸附和穿入,融合-有包膜病毒 胞饮-无包膜病毒 转位作用,脱壳,概念：病毒脱去蛋白质衣壳使基因组核酸裸露的过程，病毒体失去了完整性。 隐蔽期：从脱壳到出现新的感染病毒之间叫“隐蔽期”。 方式： 1. 溶酶体酶降解而去除。 2. 在吸附穿入细胞的过程中病毒的RNA

10、释放到胞浆中。 3. 病毒进入胞浆中后，合成病毒脱壳酶，完成脱壳。,生物合成,DNA病毒与RNA病毒在复制的生化方面有区别，但复制的结果都是合成核酸分子和蛋白质衣壳，然后装配成新的有感染性的病毒。 一个复制周期大约需68小时。,隐蔽期 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 区域：DNA病毒 核内（除痘病毒） RNA病毒 胞质（除流感病毒及 部分副粘病毒）,双股DNA病毒的复制,多数DNA病毒为双股DNA。 按遗传中心法则进行：DNA - RNA -蛋白质 过程：双股DNA病毒侵入宿主细胞后，以病毒DNA为模板在RNA聚合酶作用

11、下，转录出病毒mRNA，然后转移到胞浆核糖体上，翻译出早期蛋白质即合成复制病毒DNA所需的酶。在此酶的作用下以亲代DNA为模板，按核酸半保留形式复制大量子代双股DNA。再以子代DNA为模板，转录出病毒晚期mRNA，并翻译出病毒的大量晚期蛋白，即为结构蛋白。,转录,翻译,病毒的复制过程,装配与释放,概念： 装配：新合成的病毒核酸和病毒结构蛋白在感染细胞内组合成病毒颗粒的过程称为装配。 释放：病毒颗粒从细胞内转移到细胞外的过程为释放。 装配的位置： 大多数DNA病毒，在核内复制DNA，在胞浆内合成蛋白质，转入核内装配成熟。而痘苗病毒其全部成份及装配均在胞浆内完成。 RNA病毒多在胞浆内复制核酸，合

12、成蛋白及装配。 感染后6个小时，一个细胞可产生多达10000个病毒颗粒。,病毒装配成熟后释放的方式有：,破胞：宿主细胞裂解，病毒释放到周围环境中，见于无包膜病毒，如腺病毒、脊髓灰质炎病毒等； 出芽：以出芽的方式释放，见于有包膜病毒，如疱疹病毒在核膜上获得包膜，流感病毒在细胞膜上获得包膜而成熟，然后以出芽方式释放出成熟病毒。 其他方式：也可通过细胞间桥或细胞融合邻近的细胞，在细胞间传播。,四、病毒对理化因素的抵抗力,（一）物理因素,1温度 大多数病毒耐冷而不耐热。 经加热566030分钟，由于表面蛋白变性，而丧失其感染性，即被灭活。 通常在-20196仍不失去活性，但对反复冻融则敏感。 一般可用

13、低温真空干燥法保存病毒。 2pH 病毒一般在pH5.09.0的环境是稳定的。 3射线 紫外线、X线和高能量粒子可杀活病毒,（二）化学因素,1脂溶剂 有包膜病毒可迅速被脂溶剂破坏。 病毒对脂溶剂的敏感性可作为病毒分类的依据之一。 2甘油 大多数病毒在50%甘油盐水中能活存较久。 3化学消毒剂 一般病毒对高锰酸钾、次氯酸盐等氧化剂都很敏感，升汞、酒精、强酸及强碱均能迅速杀灭病毒。-丙内脂及环氧乙烷可杀灭各种病毒。 4抗生素 抗生素及磺胺对病毒无效。,第二节 病毒的人工培养,病毒培养的方法,一、动物接种法 二、鸡胚培养 三、组织培养或细胞培养 胚胎细胞培养 细胞培养:原代细胞 传代细胞 双倍体细胞,

14、细 胞 培 养,常用的细胞培养,细胞病变(CPE) 包涵体,正常细胞,CPE,狂犬病毒包涵体（Negri body）,巨细胞病毒包涵体,病毒数量和感染性测定,1、蚀斑试验,2、ID50 或 TCID50,病毒感染鸡胚、动物或细胞后，引起 50% 发生死亡或病变的最小量。,病毒感染单层细胞后，产生的局限性病灶，称蚀斑，蚀斑是由一个感染性病毒体复制形成的，称蚀斑形成单位，病毒悬液中的感染性病毒量以每毫升的蚀斑形成单位PFU来表示。,第三节 病毒的干扰现象与干扰素,干扰现象 当两种病毒同时感染同一细胞时，可发生一种病毒的增殖抑制了 另一种病毒增殖的现象。 产生原因 干扰素（IFN） 第一种病毒改变了

15、细胞表面受体结构或细胞代谢途径；或抑制第二种病毒mRNA的转译,一.干扰素(IFN),由多种细胞产生，可干扰病毒感染和复制的细胞因子，故得名。 根据其来源和结构不同，可分为 型（IFN-、IFN-） 型（IFN-）,I 型干扰素：IFN-, IFN-抗病毒作用,II型干扰素: IFN-，免疫调节作用,干扰素 （IFN）的产生细胞,CD8+T细胞、 CD4 + T细胞、NK细胞,受病毒感染的细胞,主要诱生剂,I 型干扰素：IFN-, IFN-,病毒,细胞,感染,IFN-, IFN-,同源性30% 共用一个受体 抗病毒作用,I型干扰素的作用,具有很强的抗病毒和抗肿瘤作用，其通过旁分泌方式，诱导细胞合成多种酶，选择性干扰RNA、DNA病毒复制。 IFN-则可直接抑制肿瘤细胞增殖，或增强NK细胞、巨噬细胞、CTL细胞杀瘤作用。,IFN-a 的 抗 病 毒 作 用,病毒,病毒复制,抑制病 毒复制,信号转导,IFN-a,IFN-诱导蛋白,诱导刺激,胞核,胞核,II型干扰素 IFN- ,产生细胞： 活化的CD8 + T细胞 活化的CD4 + T细胞 NK细胞,