微生物-病毒

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1、第二章、 病 毒,病毒(Virus)：是形体微小、结构简单、仅含有一种核酸（DNA或RNA），能够通过细菌滤器,具有超级寄生性（严格的细胞内寄生），且必须在电子显微镜下才能观察到的一类非细胞形微生物。 1892年，伊万诺夫斯基和贝杰林克，烟草花叶病毒，开创了病毒学独立发展的历程。,在自然界中约有1000余种病毒，按照感染对象的不同，可以简单分为植物病毒动物病毒细菌病毒（噬菌体） 显然，病毒的存在对自然界各种生物起着十分重要的影响,图一 SARS 病毒,图三 HIV,图四 AIV,没有细胞结构 可以透过细菌滤器 只含一种核酸（DNA或RNA） 严格细胞内寄生 增殖方式为核酸复制 对干扰素敏感，对

2、抗生素不敏感,病毒的基本特征,利福平可抑制痘病毒复制,某些细胞型微生物与病毒特性的比较,第一节、病毒的形态结构,第二节、病毒的增殖,第四节、病毒的其他特性,第五节、病毒的一般诊断程序,第六节、常见的动物病毒,第三节、病毒的培养,一、病毒的形态结构,(一)病毒的大小 (二)病毒的形态 (三)病毒的组成成分 (四)病毒的结构,（一）病毒的大小 病毒体积微小,纳米和埃作为测量单位（借助显微镜观察）。 埃( ), 1 nm = 10 各种病毒的大小差别悬殊,20nm（口蹄疫病毒）至300nm（痘病毒）。,痘病毒,副黏病毒,疱疹病毒,弹状病毒,多瘤病毒,T-偶数噬菌体,腺病毒,细小核糖核酸病毒,流感病毒

3、,病毒的大小及形态,管状病毒,口疮病毒,174噬菌体,弯曲长尾噬菌体,1m,(二)病毒的形态 病毒的形态大致分为： 1.球状或近球状体,大多数动物病毒的形态。,SRAS病毒,IBD病毒,2.杆状或丝状体 大多为植物病毒(如烟草花叶病毒),少数为动物(包括人类)病毒，如丝状病毒科的马尔堡病毒及埃博拉(Ebola)病毒。,马尔堡病毒,埃博拉病毒,烟草花叶病毒,3.弹状体,70nm180nm为弹状病毒科(如狂犬病病毒等)病毒的形态。,4.砖状体,为复合型大病毒痘病毒科病毒的形态。,口疮病毒,痘苗病毒,5.蝌蚪状体,是某些噬菌体(有尾噬菌体)的形态,大小95nm65nm95-125nm。由衣壳和核心(

4、core)组成 。,（三）病毒的化学组成 病毒体的有形成份主要由核酸、蛋白质、脂质及糖类构成。 1、核酸 仅含有一种核酸即DNA或RNA,构成病毒的基因组,分为单链DNA;双链DNA;单链RNA;双链RNA。 2、蛋白质 蛋白质构成病毒的蛋白衣壳及病毒复制的酶类,此外还作为病毒包膜的主要成分。,3、脂质 均来自宿主细胞膜,与病毒蛋白质共同构成病毒包膜。在病毒的脂质中,磷脂占50%-60%,胆固醇占20%-30%,其余为甘油三酸脂。 4、糖类 有些病毒体如流感病毒、疱疹病毒和牛痘苗病毒,尚含有少量糖类,并构成病毒包膜的糖蛋白（刺突）,如流感病毒的血凝素(H)、神经氨酸酶(N)等。,（四）病毒的结

5、构,结构完整的病毒个体称为病毒颗粒、病毒子。成熟病毒子由蛋白质衣壳包裹着核酸构成。 衣壳是由一定数量的壳粒组成。衣壳与核酸在一起称为核衣壳。 无包膜(囊膜)病毒称为裸病毒,如腺病毒、呼肠孤病毒等,核衣壳即为病毒体。有的病毒在核衣壳外面尚有包膜(囊膜)包裹,称为包膜病毒,如新城疫病毒、流感病毒等。有的包膜病毒表面有钉状突起,称纤突。,病毒的结构示意图,病毒的结构示意图,衣 壳,核 酸,包膜,纤突,核衣壳,裸露病毒与包膜病毒的结构比较,SARS病毒结构示意图,1、病毒核酸 存在于病毒的中心部位,又称芯髓。是病毒的遗传物质,控制和指导病毒在宿主细胞内进行复制与增殖,决定病毒的传染、遗传和变异等特性

6、2、蛋白质衣壳(壳膜) 包裹在病毒核酸外面的一层蛋白质结构外壳,由若干个壳粒或称子粒构成。每个壳粒又由数个多肽构成。 衣壳具有保护核酸,防止被胞内酶水解及被理化因子破坏的功能; 具有抗原性,也是病毒分类的依据之一。,在无包膜病毒的感染过程中，其衣壳蛋白能作为病毒吸附蛋白而与宿主细胞表面的受体蛋白相互识别、结合，从而使病毒粒子吸附于宿主细胞表面。 有些裸露病毒的衣壳蛋白具有凝集红细胞的能力。如呼肠孤病毒的外衣壳蛋白1就有血凝活性，将大量红细胞联结在一起，形成肉眼可见的凝聚现象。,在特殊情况下,可不完全具备芯髓和衣壳组成的基本结构,而形成以下几种异常形式： (1)类病毒:即感染性核酸,无衣壳,比正

7、常病毒小。 (2)假病毒体:病毒衣壳包裹宿主细胞核酸,不具有病毒的活力及功能,即不能自我复制。(乳多空病毒) (3)缺损病毒:芯髓中核酸基因组不完备或缺乏某些必要的核酸基因组,单独存在时不能复制。 (4)不完全病毒:缺少特定基因组, 有同种完全病毒时才能复制。可干扰同种完全病毒复制,却可阻止完全病毒的传染。(狂犬病病毒、流感病毒) (5)空病毒颗粒:复制过程中,衣壳合成过快没有来得及包裹核酸,形成空虚病毒(兔瘟病毒),在病毒繁殖旺盛期占绝大多数。,根据壳粒的排列形式,可分为三种类型 (1)立体对称性病毒:大多数球形病毒(如腺病毒、小RNA病毒等)蛋白衣壳均为立体对称型,其中以20面体对称最多。

8、,(2)螺旋对称型病毒:大多数杆状病毒(如烟草花叶病毒等),正粘病毒,副粘病毒及弹状病毒(如狂犬病病毒等)的核衣壳呈螺旋对称型。,(3)复合对称型病毒:既有立体对称型,又有螺旋对称型排列的病毒。如痘病毒科的牛痘苗病毒及天花病毒,T噬菌体(头部立体,尾部螺旋)等。,3、包膜(囊膜) 包裹在某些病毒衣壳外面的厚而较疏松的膜样结构,主要由类脂质双层和糖蛋白构成。 包膜的类脂质来源于宿主细胞,有些从细胞表面(正粘病毒科、副粘病毒科),有些从细胞胞质内膜(虫媒病毒);有些从细胞核膜(疱疹病毒)。 4、纤突 有些病毒包膜表面具有呈放射状排列的突起,称为纤突(包膜子粒、刺突)。如流感病毒包膜上的纤突有血凝素

9、(HA)和神经氨酸酶(NA),与病毒的致病性及抗原性有关。,5、须触 某些无包膜病毒表面所特有的大头针状结构，如腺病毒核衣壳20面体的12个顶角上，各长出 1根细长须触。与病毒的吸附、侵染宿主细胞、凝集红细胞及病毒的分型有关。,病毒的分类,1966年，莫斯科成立国际病毒命名委员会(ICNV),1973年在伦敦改为国际病毒分类委员会(ICTV)。ICTV提出病毒分类的主要依据有： 1.病毒的基因组核酸类型:DNA或RNA、单股或双股、线状或环状、正链或负链、分节段或不分节段等； 2.核衣壳的对称性； 3.有包膜或无包膜； 4.立体对称型蛋白衣壳的壳粒数或螺旋对称型衣壳的直径大小。,动物病毒分为三

10、大类:DNA病毒;DNA和RNA反录病毒;RNA病毒。3个目，62个科。 新增加圆环病毒科和星状病毒科2个科。同时增加亚病毒因子:有卫星病毒类、类病毒类和朊病毒类(包括牛海绵状脑病因子)。,（一）病毒的感染 病毒与细胞相互作用称为病毒的感染。 1.溶解性相互作用：病毒增殖,宿主细胞被破坏或溶解,也可不破坏细胞,形成稳定状态感染。 2.转化性相互作用：病毒基因组与宿主细胞基因组整合,引起宿主细胞发生转化。有些非但抑制宿主细胞的生物合成,反而促进细胞分裂增生,导致肿瘤或细胞癌变。,二、病毒的增殖,（二）病毒的增殖病毒自身无完整的酶系统,不能进行独立的物质代谢,必须在活的宿主细胞内才能进行生活、复制

11、和增殖 由宿主细胞供应原料、能量和生物合成场所,在病毒核酸遗传密码的控制下,于宿主细胞内复制出病毒的核酸和合成病毒的蛋白质,进一步装配成大量的子代病毒,并将他们释放到细胞外,这种增殖方式称为复制,病毒的复制周期 （Replicative Circle）定义：自病毒吸附于细胞开始，到子代病毒从感染细胞释放到细胞外的病毒复制过程称为病毒的复制周期。 病毒的复制增殖过程,大致包括吸附、穿入、脱壳、生物合成、装配和释放六个步骤。,Replication of virulent phage,Lysogenic infection,1、吸附,需要病毒表面特异性的吸附蛋白(VAP)与细胞表面受体(也称为病毒

12、受体)相互作用,是决定感染成功与否的关键环节。,细胞膜受体有脂蛋白受体和粘蛋白受体两种,除具有病毒吸附部位外,尚有促进病毒感染的作用。,病毒的细胞受体具有种系和组织特异性,决定了病毒的宿主谱。,2、穿入 (侵入),病毒吸附于细胞膜后,细胞膜受体和邻近部位的膜发生折叠,将病毒吞陷,吞饮于泡内(牛痘病毒);或通过病毒与宿主细胞膜的融合进入细胞浆中(疱疹病毒);无包膜病毒则直接穿过细胞膜而入细胞(呼肠孤病毒);,直接进入(裸露病毒),膜融合(包膜病毒),胞饮(包膜病毒),3、脱壳,感染性核酸从衣壳内释放出来的过程。有包膜病毒脱壳包括脱包膜和脱衣壳两步,无包膜病毒只需脱衣壳,方式随不同病毒而异。,病毒

13、衣壳的脱落和核酸的逸出,主要在细胞浆(RNA病毒)或细胞核(DNA病毒)内完成。,4、生物合成,病毒进入宿主细胞后生物合成阶段,胞浆中无病毒颗粒,称为隐蔽期(eclipse)。 病毒的生物合成过程分早期和晚期两个阶段： 1.早期:主要是由核酸(DNA或RNA)通过mRNA制造酶类蛋白质代谢工具和核酸基因组需要的核苷酸原料； 2.晚期:主要是通过晚期mRNA合成病毒结构蛋白质。,5、装配,多数DNA病毒在细胞核内合成装配,RNA病毒在细胞浆内合成装配。,6、释放,有的病毒聚积在细胞空泡内后通过细胞通道向外溢出;有的依靠细胞膨胀破裂放出;有的则因细胞感染病毒后死亡裂解或自溶而释出。有囊膜的病毒多数

14、借出芽而穿出细胞游离。,一、动物接种,动物选择标准:对病毒的易感性高;动物健康,体重、年龄尽可能一致,最好使用相应的等级实验动物,并符合所要培养病毒的要求;尽量使用遗传特性相似,个体差异较小,生物学反应比较一致的动物;外购动物,接种前要经过健康观察,以免误用带有病原体动物。 可根据病毒性质、材料性质和目的不同,采取皮下接种法、皮内接种、肌肉接种、静脉接种、腹腔接种法、脑内接种法。,二、禽胚培养,理想的禽胚为SPF鸡胚。常用非免疫鸡胚加以补充,这种蛋应无特定病原的母源抗体,否则会影响病毒在胚内增殖。此外,不同病原对禽胚的适应性也不同,如狂犬病和减蛋综合征病毒在鸭胚中比鸡胚中更易增殖,鸡传染性喉气

15、管炎病毒只能在鸡和火鸡胚内增殖,实际应用时而加以严格选择。 常用的接种途径有绒毛尿囊膜法、尿囊腔法、羊膜腔法和卵黄囊法四种,根据不同的病毒和不同的目的采用适宜的接种途径。,绒毛尿囊膜接种(10-13日龄胚) 尿囊腔接种(9-11日龄胚) 羊膜腔接种(10-12日龄胚) 卵黄囊接种(5-8日龄胚),禽胚接种术式,鸡胚不同接种途径与收获比较,影响禽胚病毒增殖的因素,1.种蛋质量: SPF种蛋最理想,其次是非免蛋,普通种蛋不能用。 病原微生物:家禽有很多疫病可经垂直传递于鸡胚,这些病原体既可污染制品本身,又可影响接种病毒在鸡胚内增殖 母源抗体:种蛋带有母源抗体,影响病毒在鸡胚内增殖 抗生素:家禽混合

16、饲料中常含有一定的抗生素,这种微量的抗生素可以传递给蛋胚残留,2.孵化技术:适宜的孵化条件有利于病毒增殖 温度:通常适宜温度为37-39.5。宁低勿高。 湿度:鸡胚孵化标准为53%-57%,水禽胚孵化比鸡胚高5%-10%。 通风:发育过程中吸入氧气排出二氧化碳,随胚龄增长需更换孵化机内空气。 转蛋:大头向上垂直放置入孵,在孵化过程中定期转蛋,使胚胎受热均匀,防止胚胎与蛋壳粘连 3.接种技术:不同病毒的增殖有不同的接种途径,同一种病毒接种不同日龄禽胚获得的病毒量也不同。同时,接种操作应严格按照规定,不应伤及胚体和血管,以免影响其发育,使病毒增殖速度降低或停止。,细胞培养从广义上讲是体外培养之一。体外培养包括器官培养、组织培养和细胞培养。 器官培养常指对未分散组织进行培养,可保留部分或全部组织在机体中的组织形态。 组织培养是指从体内取出组织,模拟体内生理环境,在无菌、适当温度和一定营养条件下,使之生存和生长,并维持其结构和功能的方法。 细胞培养是指利用机械、酶或化学方法使动物组织或传代细胞分散成单个乃至24个细胞团悬液进行培养。 根据培养细胞的染色体和繁殖特性,细胞可分为三类,即原代细胞、细胞株和细胞系。,