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1、医学微生物学课件-第20章病毒的基本性状 第一节一节病毒的大小与形态病毒的大小与形态病毒体（病毒体（virion）：完整成熟的病毒颗粒。）：完整成熟的病毒颗粒。n1大小大小nmn2形态形态球形、杆形（丝形）、弹形、砖形、蝌蚪状球形、杆形（丝形）、弹形、砖形、蝌蚪状n3观察及测量观察及测量电镜电镜滤过滤过超速离心超速离心X线衍射线衍射2024/7/272024/7/27第二节第二节 病毒的结构与化学组成病毒的结构与化学组成 一一 、病毒的结构、病毒的结构 基本结构基本结构核衣壳（核衣壳（nucleocapsid）（病毒体）（病毒体）病毒病毒核心（核心（core）衣壳（衣壳（capsid）辅助结构
2、辅助结构包膜（包膜（envelope）2024/7/27病毒核心：成分为核酸，病毒基因组病毒核心：成分为核酸，病毒基因组病毒衣壳：包绕在核酸外面的蛋白质外壳病毒衣壳：包绕在核酸外面的蛋白质外壳 衣壳由壳粒（衣壳由壳粒（capsomere）组成）组成形态亚单位形态亚单位壳粒由多肽分子组成壳粒由多肽分子组成根据壳粒排列方式不同，病毒有三种对称型根据壳粒排列方式不同，病毒有三种对称型 螺旋对称螺旋对称 二十面体立体对称二十面体立体对称 复合对称复合对称核衣壳核衣壳病毒体病毒体基本功能单位基本功能单位感染单位感染单位2024/7/272024/7/272024/7/27包膜：病毒出芽释放时获得包膜：病
3、毒出芽释放时获得 成分成分 刺突刺突(spike)或包膜子粒或包膜子粒 包膜有无：包膜病毒（包膜有无：包膜病毒（ enveloped virus） 和裸病毒（和裸病毒（naked virus）之分）之分 对脂溶剂敏感对脂溶剂敏感宿主细胞膜、核膜成分宿主细胞膜、核膜成分病毒基因编码的病毒特异抗原病毒基因编码的病毒特异抗原2024/7/272024/7/272024/7/27二、病毒的化学组成与功能二、病毒的化学组成与功能 核酸：核酸： 仅含一种核酸，仅含一种核酸，DNA或或RNA 形状不同（单一线性、双股环状）形状不同（单一线性、双股环状） 完整性不同（完整的、分节段的）完整性不同（完整的、分节
4、段的） 功能：决定病毒的复制、感染及遗传变异功能：决定病毒的复制、感染及遗传变异 感染性核酸：失去衣壳裸露的仍具有感染性的病毒感染性核酸：失去衣壳裸露的仍具有感染性的病毒 的核酸的核酸2024/7/27蛋白质蛋白质 保护核酸保护核酸 结构蛋白：结构蛋白： 参与感染参与感染 具有抗原性具有抗原性 非结构蛋白：病毒酶类（病毒复制，非结构蛋白：病毒酶类（病毒复制， 抑制宿主相应功能）抑制宿主相应功能）脂类和糖：脂类和糖：主要存在于包膜中主要存在于包膜中维护病毒体结构完整性维护病毒体结构完整性与宿主细胞有亲和及融合的性能与宿主细胞有亲和及融合的性能表现病毒种、型抗原性表现病毒种、型抗原性与病毒引起机体
5、中毒症状有关与病毒引起机体中毒症状有关2024/7/27第三节第三节病毒的增殖病毒的增殖病毒的增殖方式病毒的增殖方式自我复制（自我复制（selfreplication），即以），即以病毒核酸为模板进行病毒核酸为模板进行复制的方式。复制的方式。 2024/7/27一、病毒的复制周期（一、病毒的复制周期（replicationcycle吸附吸附穿入穿入脱壳脱壳生物合成生物合成组装成熟组装成熟释放释放1、吸附（、吸附（adsorption）亲嗜性亲嗜性病毒表面吸附位点病毒表面吸附位点宿主细胞表面受体宿主细胞表面受体易感性易感性特异性、不可逆的结合特异性、不可逆的结合2024/7/272024/7/2
6、72024/7/272、穿入（、穿入（penetration）吸附后进）吸附后进入细胞内入细胞内3、脱壳（、脱壳（uncoating）脱去衣壳、）脱去衣壳、核酸裸露核酸裸露 2024/7/272024/7/272024/7/274生物合成生物合成（biosynthesis） 合成大量病毒核酸和结构蛋白合成大量病毒核酸和结构蛋白（1）DNA病毒病毒早期早期mRNA转录转录早期蛋白质转译（功能蛋白）早期蛋白质转译（功能蛋白）复制子代核酸复制子代核酸晚期晚期mRNA转录转录晚期蛋白质转译（结构蛋白）晚期蛋白质转译（结构蛋白）2024/7/27病毒病毒RNA逆转逆转录酶录酶RNA：DNA杂交中间体杂交
7、中间体RNA酶酶H水解水解负单链负单链DNADNA聚合酶聚合酶双链双链DNA整合酶整合酶整合到细胞染色体上（前病毒）整合到细胞染色体上（前病毒）转录转录子代子代RNAmRNA翻译翻译结构蛋白结构蛋白子代病毒子代病毒释放释放（2）逆转录病毒（）逆转录病毒（retrovirus）非结构蛋白非结构蛋白装配装配2024/7/275 装配与释放（装配与释放（assembly and release） 组装成成熟的子代病毒，并从细胞游离出来组装成成熟的子代病毒，并从细胞游离出来2024/7/272024/7/272024/7/272024/7/272024/7/272024/7/272024/7/2720
8、24/7/272024/7/27二二 、病毒的异常增殖和干扰现象、病毒的异常增殖和干扰现象（一）病毒的异常增殖（一）病毒的异常增殖 顿挫感染（顿挫感染（abortive infection） 在病毒增殖过程中，虽可合成部分或全部病毒成分，但不能在病毒增殖过程中，虽可合成部分或全部病毒成分，但不能正常组装成完整的病毒体，既不能产生有感染性的子代病毒。正常组装成完整的病毒体，既不能产生有感染性的子代病毒。 依赖细胞的顿挫感染依赖细胞的顿挫感染 非容纳细胞（非容纳细胞（non-permissive cell） 依赖病毒的顿挫感染依赖病毒的顿挫感染 缺陷病毒（缺陷病毒（defective virus）
9、 指病毒基因组不完整或严重改变指病毒基因组不完整或严重改变 而不能复制出完整的子代病毒的病毒而不能复制出完整的子代病毒的病毒2024/7/272024/7/27（二）干扰现象（二）干扰现象（interference） 两种病毒同时感染同一细胞时，可发生一种病毒抑制另两种病毒同时感染同一细胞时，可发生一种病毒抑制另一种病毒增殖的现象。一种病毒增殖的现象。 干扰类型（异种、同种、自身、灭活病毒干扰活病毒）干扰类型（异种、同种、自身、灭活病毒干扰活病毒） 干扰素作用干扰素作用 干扰机理干扰机理 竟争干扰竟争干扰 改变宿主细胞代谢途径改变宿主细胞代谢途径 缺陷病毒干扰同种正常病毒缺陷病毒干扰同种正常病
10、毒 中止感染中止感染 干扰现象的意义干扰现象的意义 预防感染预防感染 鉴定病毒鉴定病毒 2024/7/27第四节第四节病毒的遗传和变异病毒的遗传和变异一、病毒的基因组一、病毒的基因组n病毒核酸仅含一种类型，病毒核酸仅含一种类型，DNA或或RNAn形态多样性（单一线形、双股环状）形态多样性（单一线形、双股环状）n完整性不同（完整的、分节段的）完整性不同（完整的、分节段的）n还有携带反转录酶的还有携带反转录酶的RNA病毒病毒n可突变，并决定其表型可突变，并决定其表型2024/7/27二、基因突变二、基因突变突变株突变株是指病毒基因碱基序列改变，导致表型性状改是指病毒基因碱基序列改变，导致表型性状改
11、变的毒株。变的毒株。条件致死性突变株条件致死性突变株（conditional-lethal mutant） 温度敏感突变株温度敏感突变株（temperature sensitive mutant,ts株株 ）为条件致死性突变株中应用最广泛的为条件致死性突变株中应用最广泛的缺陷型干扰突变株缺陷型干扰突变株（defective inhibition mutant，DIM）宿主范围突变株宿主范围突变株（host range mutant,hr突变株）突变株）耐药突变株耐药突变株（drug-resistant mutant）2024/7/27三、基因重组与重配三、基因重组与重配两种不同病毒感染同一细胞
12、时，可发生基因交换而形成两种不同病毒感染同一细胞时，可发生基因交换而形成新性状的重组体。新性状的重组体。基因重组（基因重组（recombination）不分节段基因组病毒不分节段基因组病毒基因重配（基因重配（reassortment）分节段基因组的病毒分节段基因组的病毒类型：类型：活病毒之间活病毒之间N0H0+N1H1N0H1活病毒与灭活病毒之间（交叉复活）活病毒与灭活病毒之间（交叉复活）灭活病毒灭活病毒之间（多重复活）之间（多重复活）2024/7/27活病毒与灭活病毒之间（交叉复活）活病毒与灭活病毒之间（交叉复活）A3株（流行株）株（流行株）新新A3抗原抗原鸡胚中增殖不良鸡胚中增殖不良A1株
13、（非流行株）株（非流行株）旧旧A1抗原抗原鸡胚中生长良好鸡胚中生长良好鸡胚中共同培养鸡胚中共同培养重组体（理想疫苗）重组体（理想疫苗）有有A3抗原抗原鸡胚中生长良好鸡胚中生长良好UV灭活灭活2024/7/27四、基因整合（四、基因整合（geneintegration）病毒基因组（病毒基因组（DNA病毒与逆转录病毒）与宿病毒与逆转录病毒）与宿主细胞基因组的重组过程。主细胞基因组的重组过程。整合可引起宿主细胞基因改变整合可引起宿主细胞基因改变细胞遗传性细胞遗传性改变改变细胞转化细胞转化个别可发生细胞恶化个别可发生细胞恶化肿瘤肿瘤2024/7/27 互补：互补：一种病毒为另一种病毒提供本身不能合成，
14、但又是所一种病毒为另一种病毒提供本身不能合成，但又是所必需的基因产物，而使其在混合感染的细胞内得以繁殖。必需的基因产物，而使其在混合感染的细胞内得以繁殖。 辅助病毒与缺陷病毒之间辅助病毒与缺陷病毒之间 活病毒与死病毒之间活病毒与死病毒之间 两个不同的缺陷病毒之间两个不同的缺陷病毒之间五、病毒基因产物的相互作用五、病毒基因产物的相互作用加强：加强：一种病毒与另一种非杀细胞病毒同时感染细胞，一种病毒与另一种非杀细胞病毒同时感染细胞，后者能增加前一种病毒复制产量的现象（极个别病毒之间）后者能增加前一种病毒复制产量的现象（极个别病毒之间） 如：如：I型副流感病毒为水泡性口炎病毒的加强病毒。型副流感病毒
15、为水泡性口炎病毒的加强病毒。2024/7/27+表型混合表型混合镶嵌包膜或衣壳镶嵌包膜或衣壳表型交换表型交换衣壳误配衣壳误配遗传物质不改变，而只有遗传物质不改变，而只有基因产物的交换，传代后基因产物的交换，传代后恢复亲代表型。恢复亲代表型。2024/7/27 第五节第五节 理化因素对病毒的影响理化因素对病毒的影响灭活（灭活（inactivation）病毒受理化因素作用后失去感染性病毒受理化因素作用后失去感染性 失去失去增殖能力；增殖能力； 保留保留抗原性、红细胞吸附、血凝及细胞融合等特性；抗原性、红细胞吸附、血凝及细胞融合等特性； 机制机制破坏包膜、蛋白变性、损伤核酸。破坏包膜、蛋白变性、损伤
16、核酸。 物理因素：温度、物理因素：温度、PH、射线、射线 化学因素：甘油、脂溶剂、化学消毒剂、抗生素与中草药、其化学因素：甘油、脂溶剂、化学消毒剂、抗生素与中草药、其他他2024/7/27第六节第六节病毒的分类病毒的分类分类原则分类原则n核酸的性质与结构核酸的性质与结构n病毒大小与形态病毒大小与形态n衣壳对称性和壳粒数目衣壳对称性和壳粒数目n有无包膜有无包膜n对理化因素的敏感性对理化因素的敏感性n抗原性抗原性n生物学特性（繁殖方式、宿主范围、传播途径和致生物学特性（繁殖方式、宿主范围、传播途径和致病性）病性）2024/7/27 分类分类 常用核酸类型分类常用核酸类型分类 1 DNA virus
17、 2 RNA virus 依传播方式和感染部位分类依传播方式和感染部位分类 1 呼吸道病毒呼吸道病毒 2 肠道病毒肠道病毒 3 肝炎病毒肝炎病毒 4 痘类病毒痘类病毒 5 疱疹病毒疱疹病毒 6 虫媒病毒虫媒病毒 7 狂犬病毒狂犬病毒 8 逆转录病毒逆转录病毒2024/7/27亚病毒亚病毒1类病毒（类病毒（viroids）仅为单股环状仅为单股环状RNA分子，由分子，由250400个核苷酸组成，个核苷酸组成，可直接在宿主可直接在宿主细胞内增殖，引起植物疾病。细胞内增殖，引起植物疾病。2卫星病毒（卫星病毒（satellites）单股环状单股环状RNA，由由300400个核苷酸组成，不能直接个核苷酸组
18、成，不能直接在宿主细胞内增殖，而需相应的、特异的在宿主细胞内增殖，而需相应的、特异的“辅助病毒辅助病毒”即病即病毒的毒的“病毒病毒”，故称卫星病毒，引起植物疾病。，故称卫星病毒，引起植物疾病。3朊粒（朊粒（prion）为蛋白质，用为蛋白质，用侵染子蛋白（侵染子蛋白（prionproteinPrP）来表来表示，可在细胞内进行复制，病变部位无炎症及免疫反应，但示，可在细胞内进行复制，病变部位无炎症及免疫反应，但均有均有脑组织的海绵状淀粉样病变脑组织的海绵状淀粉样病变。主要引起人和动物疾病，以慢性进行性退化性致死性中主要引起人和动物疾病，以慢性进行性退化性致死性中枢神经系统疾病为枢神经系统疾病为特征。羊瘙痒病、牛海绵状脑病（疯牛特征。羊瘙痒病、牛海绵状脑病（疯牛病）、库鲁病、克病）、库鲁病、克-雅病、老年痴呆等。雅病、老年痴呆等。2024/7/27Images courtesy of Stephen J. DeArmond, M.D., Ph. D., Professor of Pathology (Neuropathology), Department of Pathology, University of California San Francisco2024/7/27
