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1、病毒学总论,3000BC，埃及孟非思壁画中长老患小儿麻痹症。,病毒(virus)的发现1892年发现第一个病毒即烟草花叶病毒 1898年发现动物口蹄疫病毒 首先被证实对人类有致病性的是黄热病毒（1901年发现）,病毒（virus）是一类形态微小、无细胞结构、仅含单一核酸、专性细胞内寄生、以复制方式增殖的非细胞型微生物。 特征 1 体积微小；以纳米（nm）为单位2 非细胞结构， 结构简单，仅含一种核酸；3 严格的胞内寄生（分子水平寄生；）4 以复制方式繁殖；5 抵抗力特殊，对抗生素不敏感。,1、临床约70-80%传染病是由病毒引起的; 2、病毒性疾病对人类健康危害极大; 3、近20年来，新病毒不
2、断被发现，由此引发的病毒性疾病正越来越多的被人们所关注.,第一节 病毒的形态结构与分类,病毒体（virion)完整的具有传染性的病毒颗粒，有典型的形态和传染性。,1、测量单位纳米（nm） 3、观察工具电子显微镜 2、大多数病毒的直径小于150 nm,一 病毒的大小与形态,立克次体 450nm,衣原体 390nm,病毒的形态：多为球型，还有杆状、子弹状、砖块状及蝌蚪状等。,乙肝病毒,腺病毒,轮状病毒,狂犬病毒,子弹状的狂犬病毒,噬菌体,天花病毒,Ebola 病毒,HSV-2,二 、病毒的结构与功能,核 衣 壳,裸病毒,包膜（envelope）:包绕在核衣壳外，上常有刺突（spike），是病毒的表
3、面抗原。,辅助结构：,EBV结构模式图,1、病毒核酸,(1)化学成分为DNA或RNA，据此将病毒分DNA病毒和RNA病毒。(2)核酸可线型或环型、分单股或双股，一般DNA病毒为双股，RNA病毒为单股；大小相差悬殊。(3)携带病毒的全部遗传信息，是病毒的基因组，控制病毒的生殖、遗传和变异。,2、病毒衣壳：由多肽构成的壳微粒组成，,有三种排列方式：,螺旋对称 立体对称 复合对称,病毒的几种对称类型（据壳粒排列方式分为）,螺旋对称型 （helical symmetry),20面体立体对称型(icosahedral symmetry)： 大多数球状病毒属之；,20面体立体对称型,螺旋对称型,（3）复合
4、对称型(complex symmetry,3、病毒包膜,包膜（envelope）:包绕在核衣壳外，上常有刺突（spike）， 是病毒的表面抗原。,包膜,4、病毒的蛋白质,结构蛋白：是组成病毒体的蛋白成分，可离心沉淀后分离纯化。（1）衣壳蛋白： （2）基质蛋白： （3）包膜蛋白：,非结构蛋白：可存在于病毒体内也可仅存在于宿主细胞内。（1）病毒内所有的重要的酶类； （2）抑制宿主细胞生物合成或抑制病毒抗原经MHC递呈的蛋白；（3）转化宿主细胞的作用； （4）抗细胞因子或抗细胞凋亡作用。,三、病毒的分类,分类原则： 1、核酸类型和结构；2、病毒体的形状和大小；3、病毒体的形态结构；4、对脂溶剂的敏感
5、性。,1、DNA病毒类； 2、RNA病毒类；3、逆转录病毒类。,三、亚病毒,1、拟病毒 不具备单独侵染性的RNA(拟病毒)一般仅有裸露的RAN,或者DNA所组成，是在真病毒中寄生的一种有缺陷的病毒。需要辅助病毒的衣壳蛋白。引起植物病变 2、类病毒(viroids):植物病毒，类病毒是一种具有传染性的单链RNA病原体。它们比病毒要小，无包膜，并且没有通常病毒所有的蛋白质外壳。 3、朊病毒 /朊粒(prion):是一类不含核酸而仅由蛋白质构成的可自我复制并具感染性的亚病毒因子。,基本特点,朊病毒又称蛋白质侵染因子（又称毒阮）。是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性疏水蛋白质。 与常规病
6、毒一样，有可滤过性、传染性、致病性、对宿主范围的特异性，但它比已知的最小的常规病毒还小得多（约3050nm）。 电镜下观察不到病毒粒子的结构，且不呈现免疫效应，不诱发干扰素产生，也不受干扰作用。 朊病毒对人类最大的威胁是可以导致人类和家畜患中枢神经系统退化性病变，最终不治而亡。 （如疯牛病）,，,1997年诺贝尔医学或生理学奖的获得者美国生物学家斯垣利普鲁辛纳（ S. B. Prusiner）就是由于研究朊病毒作出卓越贡献而获此殊荣的。 人的朊病毒病已发现有4种：库鲁病（Ku-rmm）、克雅氏综合症（CJD）、格斯特曼综合症（GSS）及致死性家庭性失眠症（FFI）。,第二节 病毒的增殖,一、病
7、毒的增殖过程,增殖方式自我复制(selfreplication),复制周期： 1、吸附和穿入(absorption and penetration) 2、脱壳(uncoating) 3、生物合成(biosynthesis) 4、装配与释放(assembly and release),（一）吸附和穿入(absorption and penetration) 吸附：病毒的表面配体位点与细胞表面特异性受体结合； 穿入：病毒进入宿主细胞。,吸附,胞饮方式穿入,（二）脱壳(uncoating)：病毒核酸游离于宿主细胞内。,病毒核酸,病毒核酸,（三）生物合成(biosynthesis)：,早 期：基因组在
8、细胞内合成非结构蛋白（病毒复制酶及抑制细胞正常生物合成的抑制酶）。,晚 期：根据基因组的指令在细胞内复制病毒核酸合成结构蛋白和非结构蛋白,隐蔽期,根据基因组转录mRNA及转译蛋白质的不同，生物合成可分六大类：,1、DNA病毒（双链）：细胞核内合成DNA，细胞质内合成病毒蛋白。,依赖DNA的 RNA多聚酶,早期mRNA,转 译,早期蛋白,药物作用的靶,晚期：,解链,正链DNA 负链DNA,DNA多聚酶,子代DNA,转录,晚期mRNA,晚期蛋白,病毒衣壳蛋白 及其他结构蛋白,2、RNA病毒（单链）：多数在细胞质内合成子代RNA及病毒蛋白。,（1）正单链RNA病毒（有mRNA功能）：,正单链RNA,
9、复制,子代RNA,结构蛋白（衣壳蛋白等）,非结构蛋白 （依赖RNA的 RNA多聚酶）,双链RNA （复制中间型）,药物作用的靶,（2）负单链RNA病毒（有依赖RNA的RNA多聚酶）：,负单链RNA,依赖RNA的 RNA多聚酶,正单链RNA（有mRNA功能）,子代RNA,结构蛋白 （衣壳蛋白等）,双链RNA（复制中间型）,药物作用的靶,解链,（3）逆转录病毒（有逆转录酶，即依赖RNA的DNA多聚酶）：,单链RNA,逆转录酶,进入细胞核,整合（前病毒）,子代病毒RNA,病毒mRNA,病毒蛋白质,肿瘤发生,药物作用的靶,（四）装配与释放(assembly and release),裂解细胞后病毒释放
10、出来,出芽释放,出芽释放,病毒增殖引起的细胞病变效应：,（一）损伤：1、无包膜病毒：阻断或抑制细胞正常代谢，裂解细胞；2、有包膜病毒：影响细胞功能及其正常代谢可致细胞死亡；有些则形成细胞间桥或引起细胞融合而致细胞损伤等。,（二）干扰现象(interference)：1、概念：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另一种病毒复制的现象，即干扰现象。,2、产生原因：（1）第一种病毒感染细胞后使细胞表面受体或代谢途径发生变化；（2）病毒感染细胞后可诱导细胞产生抑制病毒复制的一组蛋白（干扰素，interferon，IFN）,（三）病毒的异常增殖,1、缺陷干扰颗粒（defective in
11、terfering particles,DIP）,缺陷病毒（defective virus）：带有不完整基因组的病毒；当缺陷病毒不能复制但却能干扰同种成熟病毒体进入细胞时称DIP；具有两面性，一则干扰野毒株复制，二则在野毒株完整基因的辅助下可增殖出完整病毒。,2、顿挫感染（abortive infection） 病毒进入宿主细胞后，由于细胞缺乏病毒复制所需的酶或能量等必要条件，使病毒在其中不能合成自身成分，或虽合成病毒核酸及蛋白质，却不能组装成完整的病毒体，是为顿挫感染。,3、卫星病毒：基因组缺损的病毒,二、病毒的培养方法：,（一）动物接种1、不同的病毒，易感动物不同，常用动物有：小鼠、大鼠、
12、豚鼠、兔、猴等；2、接种的途径也有多种，可：皮下、皮内、脑内、腹腔、静脉等接种；3、病毒动物动物出现感染症状，据症状鉴定病毒或取病变组织进一步检查。,（二）鸡胚培养,1、接种途径有：尿囊腔、羊膜腔、卵黄囊、绒毛尿囊膜 2、培养数天后，观察鸡胚情况或取培养物进一步鉴定,尿囊腔接种,羊膜腔接种,尿 囊 腔,羊 膜 腔,卵黄囊接种,绒毛尿囊膜接种,卵黄囊,绒毛尿囊膜,（三）组织培养（最常用细胞培养）,1、优点：（1）便于纯化病毒；（2）可直接观察细胞变化（包括细胞出现病 变或转化）；（3）可对病毒的复制进行基础性研究；（4）可进行空斑纯化病毒克隆；（5）可滴定病毒含量。,2、细胞种类：（1）原代细胞
13、：以无菌手续采动物等的组织切碎洗净后用胰蛋 白酶消化得分散的单个细胞，加培养液在细胞瓶内 培养所获得的单层贴壁细胞为原代细胞；原代细胞消化、重新分装并培养所得细胞为次 代细胞。特点：对病毒易感性高，主要作为自标本中分 离的工具。,（3）二倍体细胞：在体外分裂50-100代后仍保持其二倍染色体数目的单型细胞，常用人胚肺二倍体成纤维细胞。,（2）传代细胞系：能在体外持续增殖传代的细胞系，多由癌细胞或二倍体细胞突变而成。,3、病毒在细胞内增殖的检查与鉴定,（1）观察细胞变化(cytopathic effect,CPE)： CPE病毒感染细胞后引起的细胞病变。,正常成纤维细胞,单纯疱疹病毒感染后细胞变
14、圆等,呼吸道合胞病毒感染后形成多核巨细胞,（2）病毒感染细胞后形成嗜酸性或嗜碱性包涵体,狂犬病毒感染后在脑细胞的胞浆内出现嗜酸性圆形或椭圆形的包涵体，可供辅助诊断.,病毒的遗传变异,病毒基因的重组与重配：有亲缘关系的两种病毒感染同一细胞时，经相互作用后，病毒间交换核酸片段，发生基因重组(recombination)。分节段基因组病毒的基因重组(交换基因节段）称重配(reassortment)。发生几率较高。,病毒变异株：,病毒基因改变而发生病毒生物学性状改变，该毒株若能稳定传代即为变异株（variant).如：温度敏感突变株宿主范围突变株病毒毒力变异株抗原性变异株,遗传变异意义：,1、变异使病
15、毒逃逸免疫监视，造成疾病流行 2、变异使抗病毒治疗造成困难 3、变异改变了病毒抗原抗体，造成检测的困难。 4、变异改变了病毒的毒力可获得减度疫苗,第三节 病毒的感染与免疫,1、水平传播(horizontal transmission),病毒在人群不同个体间的传播，称水平传播。,人群 人群,呼吸道、消化道 皮肤粘膜、医源性,一、病毒的传播方式,2、垂直传播(vertical transmission),病毒通过胎盘或产道，直接由亲代传给子代的方式，称垂直传播。,病毒母体新生儿 胎盘显 隐 胎 受 先 流 性 性 儿 染 天 产 感 感 正 胎 畸 死 染 染 常 儿 形 胎,经产道,经血,二 、 病毒的致病机制,一、细胞水平的致病机制,（1）溶细胞型感染：多见于无包膜、杀伤性强的病毒，常引起急性感染。,（2）改变细胞膜结构,为特异性抗体或 CTL细胞识别,抗原,（1）细胞膜表面出现嵌合有病毒特异抗原的蛋白成分,（2）数个细胞间胞膜互相融和而形成多核巨细胞,
