病毒学总论解读课件

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1、病毒学总论,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）,病毒的特点： 1、体积微小，必须用电子显微镜观察； 2、只有一种遗传物质； 3、必须在活细胞内显示生命活性； 4、无完整的细胞结构。,病毒学: 即研究病毒的本质、病毒与宿主相互作用和规律的生物学科。,医学病毒学: 即研究人类病毒的本质及其与人类疾病关系的一门学科。,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

2、 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。,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

3、成，,有三种排列方式：,螺旋对称 立体对称 复合对称,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

4、构； 4、对脂溶剂的敏感性。,1、DNA病毒类； 2、RNA病毒类； 3、DNA和RNA逆转录病毒类。,三、其他：,1、卫星病毒(satellites):,基因组缺陷的病毒，,一类为可编码自已衣壳蛋白；另一为RNA分子，需要,辅助病毒的衣壳蛋白。500-2000核苷酸，引起植物病变,2、类病毒(viroids):,植物病毒，单链杆状RNA有二级结构，200-400核苷酸，,无包膜，不含蛋白质,3、朊粒(prion):,3.0104的蛋白质，引起疯牛病,第二节 病毒的增殖 遗传与变异,一、病毒的培养：,（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、豚鼠、兔、猴等； 2、接

5、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,（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： 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

6、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,（2）病毒的定量测定： TCID50(50%tissue cultur

7、e infective dose)： 将病毒进行系列稀释后行细胞培养，观察能使半数细胞培养孔或试管内的细胞发生细胞病变（CPE）时的病毒量，即TCID50。,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.,（一）病毒的增殖过程,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(absorpt

8、ion 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。,（三）生物合成(biosynthesis)：,早 期： 基因组在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DN

9、A,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,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R

10、NA,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出来,三、病毒增殖的细胞效应：,（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。,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）,（二）干扰现象(interfer

11、ence)： 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。,四、病毒的异常增殖,1、缺陷干扰颗粒（defective interfering 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

12、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,五、理化因素对病毒的影响 一、物理因素 温度、PH、射线和紫外线 二、化学因素 脂溶剂、氧化剂、卤素、醇类,六 病毒的遗传变异,（一）突变株： 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、 抗原性变异株等。,（二）重组与重配： 将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(reassortme

13、nt)。发生几率较高。,基因组不分节段的病毒的重组,基因组分节段的病毒的重配,+,（三）遗传变异意义：,1、变异使病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,第一节、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

14、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,1、细胞水平的病毒感染 2、整体水平的病毒感染,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,（3）大量子代病毒的释放及机体免疫因子介导细胞死亡,（3）包涵体形成:,病毒合成的场所 病毒颗粒的堆积 细胞对病毒感染的反应产物,（4）细胞增生与细胞转化,（1

15、）细胞增生：,病毒,细胞,细胞内DNA合成加快,细胞增生,可能与肿瘤的 发生有关,细胞转化,病毒,培养细胞,细胞转化,细胞形态变化 繁殖加快 成堆生长,细胞核,（5）病毒基因的整合：,细胞核,1、逆转录病毒复制时以DNA整合入细胞染色体中；,2、失常式整合，DNA病毒多见，病毒的DNA偶而以片段整合入细胞的染色体DNA中。,(6)细胞凋亡：,诱导因子（如病毒等）,细胞,死亡基因激活,细胞膜鼓泡 细胞核浓缩 染色体DNA降解,电泳时有 阶梯式条带,二、机体水平的致病机制,(1)病毒对免疫系统的损伤,(2)免疫复合物引起的损伤,(3)抗体增强病毒感染作用,(4)病毒感染可引起免疫应答的功能紊乱,三、病毒的感染类型,隐性感染 显性感染,急性感染 持续性感染,慢性感染 (chronic infection) 潜伏感染 (latent infection) 慢发病毒感染 (slow virus infection,四 抗病毒免疫,非特异性免疫 特异性免疫,(一)非特异性免疫,1、遗传因素： 2、宿主年龄及生理状态 3、屏障作用： 4、细胞作用：巨噬细胞、NK细胞等 5、病毒抑制物： 6、炎症反应： 7、干扰素（IFN）：,1 、干扰素（interferon,IF