非细胞型微生物ppt课件

病毒：至少含有核酸和蛋白质两种组分 非 细 胞 型 生 物 亚病毒 类病毒：只含具有独立侵染性的RNA组分 拟病毒：只含不具有独立侵染性的RNA组分 朊病毒：只含单一蛋白质组分 第三章 非细胞型微生物 1 1 研究历史 1892年俄国学者Ivanovsky首次发现烟草花叶病毒的感染 因子能通过细菌过滤器。 1898年荷兰的Beijerinck将病原体命名叫virus； 1935年美国的Stanley首次提纯并结晶了TMV，随后英国的 Bawden and Pirie证实该结晶只含核酸和蛋白质两种成分 ； 1952年Hershey and Chase证实噬菌体的遗传物质是DNA ； 1971年Diener发现只含RNA一种成分的类病毒； 1981年Randles等又发现了拟病毒（卫星病毒）； 1982年Prusiner发现了只含蛋白质一种成分的朊病毒。 2 2 一、病毒基本特点 病毒颗粒非常微小，用电子显微镜才能观察 到； 病毒颗粒主要由核酸和蛋白质组成，每一种 病毒只含一种核酸，或RNA或DNA； 病毒不是以二分裂方式繁殖，只能在活的宿 主细胞内复制新的子代病毒； 除利福平可抑制痘病毒复制外，其他抗生素 对病毒的作用都不大； 干扰素可抑制多数病毒的复制。 3 3 补充：病毒与其他微生物的区别要点 微生物种 类 在无活 细胞的 培养基 中生长 二等 分裂 繁殖 核酸类 型* 核糖 体 敏感性 抗生素干扰素 细菌 支原体 立克次体 衣原体 病毒 + + - - - + + + + -（复 制） D+R D+R D+R D+R D或R + + + + - + + + + - - - - + + 说明：*D=DNA（脱氧核糖核酸）；R=RNA（核糖核酸） *有些细菌与立克次氏体对干扰素也敏感。 4 4 二、病毒的分类 5 5 第一节 病毒的形态构造 电镜下的病毒 6 6 一、大小及形态 20300nm 砖形、弹形、球形、蝌蚪形、杆形等多形性 噬菌体形态 SAS Virus 7 7 图例 病毒的多形性 8 8 几种病毒的形态和大小几种病毒的形态和大小 9 9 The comparative sizes of several viruses and bacteria 1010 n球形 二十面体对称（如腺病毒） n杆状 螺旋对称（如烟草花叶病毒） n蝌蚪状 复合对称（如大肠杆菌噬菌体） 病毒的形态 1111 n球形 二十面体对称（腺病毒） n杆状 螺旋对称（烟草花叶病毒） n蝌蚪状 复合对称（大肠杆菌偶数噬菌体 ） 病毒的对称体制 1212 二十面体立体对称的代表腺病毒 刺突 顶球 1313 五邻体 六邻体 1414 螺旋对称的代表烟草花叶病毒（TMV） RNA 衣壳粒 1515 复合对称的代表T偶数噬菌体 n头部 n颈部 颈环 颈须 n尾部 尾鞘 尾管 基板 刺突 尾丝 E.coli 的T4 噬菌体模式图 1616 二、结构及化学组成 1717 核酸 决定病毒遗传、变异和复制 蛋白质支架结构和抗原成分，保护核酸 核心 衣壳 包膜 类脂与病毒的宿主专一性和侵入等有关 1818 1.核酸（Nucleic acid） DNA或RNA，有单股和双股之分。失去衣壳的 裸露核酸如具有传染性则称为感染性核酸。 核酸蕴藏着病毒遗传信息，主导病毒的生命活 动，形态发生，遗传变异和感染性。 1919 2.衣壳（Capsid ） 包围在核酸外的一层蛋白质，衣壳是由 许多“壳微粒 ”按一定几何构型集结而成，壳 微粒在电镜下可见，是病毒衣壳的形态学亚 单位，它由一至数条结构多肽构成。 2020 图例：病毒核衣壳的构造模式图 2121 病毒的辅助结构 1囊膜（Envelope） 某些病毒，在核衣壳外包绕着一层含脂蛋白的外膜， 称为“囊膜”。如虫媒病毒、人类免疫缺陷病毒、疱疹病毒 等。 囊膜中含有双层脂质、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(Spike)”。 有囊膜病毒对脂溶剂和其他有机溶剂敏感，失去囊膜 后便丧失了感染性。 2222 2触须样纤维(Fiber) 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。此外，还可凝集某些动物红细胞。 2323 3病毒携带的酶 某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。 2424 第二节 病毒的增殖 特点： 由于病毒缺少完整的酶系统，不具有合成自身 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（Replication）”。 2525 n从病毒感染细胞，进入细胞，到复制 子代病毒后释放出来的全过程，称为 复制周期（replication cycle）或增殖 周期，也叫感染周期。 2626 吸附 病毒的增殖过程 穿入 脱壳 早期蛋白 晚期蛋白 装配 DNA复制 核酸游离 成熟 释放 2727 过程： 1. 吸 附 2. 穿 入 3. 脱 壳 4. 生 物合 成 5. 装 配释 放 图例：各种病毒的复制过程 灰质炎v、粘v、腺v、疱疹v、多瘤v 2828 图例：1.吸附 2929 n吸附 3030 图例：2.穿入 3131 n侵入 3232 图例：3.脱壳 3333 图例：4.5.合成、装配、释放 3434 1. 2. 3. 4. 5. 6. 不同核酸型的病毒在感染宿主后的mRNA合成方式 3535 n装配 3636 n释放 3737 噬菌体的繁殖过程噬菌体的繁殖过程 3838 第三节 病毒的干扰现象 一、干扰现象 当二种病毒感染同一细胞时，一种病毒可以 增殖，而另一种病毒则被抑制，这种现象称为干 扰现象（Interference） 产生干扰现象的可能原因： 1、占据或破坏细胞的病毒受体 2、争夺酶和原料 3、诱导产生了干扰素 3939 二、干扰素 机体细胞受到病毒（或其他微生物）感染后所产生的 一种低分子蛋白质，被其他的细胞吸收后能抑制多种病毒 的感染，这种物质称为干扰素。按产生细胞及性质不同， 干扰素分为3型：IFN-、 IFN-、 IFN-。 干扰素制剂已用于治疗一些病毒感染（如慢性乙型肝 炎、单纯疱疹病毒毒性角膜炎、带状疱疹及呼吸道病毒感 染）和恶性肿瘤（如成骨肉瘤等）。 4040 第四节 病毒的抵抗力与变异 一、病毒对理化因素的抵抗力 （一）物理因素 1温度： 大多数病毒（除肝炎病毒外）耐冷而不耐热通 常在-20196仍不失去活性，但对反复冻融则敏感。 2盐类 ： 对病毒有稳定作用，克分子浓度的盐可提高病 毒对热的抵抗力。 3 pH： 病毒一般在pH5.09.0的环境是稳定的 4射线： 紫外线、X线和高能量粒子可杀活病毒 4141 （二）化学因素 1脂溶剂 有囊膜病毒可迅速被脂溶剂破坏，如乙醚、氯彷、去 氧胆酸钠。病毒对脂溶剂的敏感性可作为病毒分类依据。 2甘油 大多数病毒在50%甘油盐水中能活存较久。因病毒体 中含游离水，不受甘油脱水作用的影响，故可用于保存病 毒感染的组织。 3化学消毒剂 一般都很敏感。 4抗生素 抗生素及磺胺对病毒无效。 4242 病毒的抵抗力 耐冷怕热 紫外线敏感 氧化剂敏感 包膜病毒对脂溶剂敏感 耐甘油 4343 二、病毒的变异 （一）突变 1毒力改变： 有强毒株及弱毒株。 2条件致死突变株： 其中最主要是的是温度敏感条件致 死突变株，简称温度敏感突变株 ，在特定温（2835） 下孵育则能增殖，在非特定温度（3740）下孵育则不 能繁殖。可用于制备减毒活疫苗。 3宿主适应性突变株： 例如狂犬病毒突变株适应在兔脑 内增殖，由“街毒”变为“固定毒”，可制成狂犬病疫苗。 4444 （二）基因重组 1活病毒间的重组 流感每隔十年左右引起一次 世界性大流行，可能是由于人的流感病毒与某些 动物（鸡、马、猪）的流感病毒间发生基因重组 所致。 2灭活病毒间的重组 3致弱病毒间的重组 4545 （三）基因产物的相互作用 1表型混合(Phenotype mixing) 2基因型混合(Genotype mixing) 3互补 (Complementation) 4增强(Enhancement) 4646 （四）病毒变异的实际意义 1研制减毒活疫苗 如ts株、宿主适应性突变株的研制。 2应用于基因工程(Genetic engineering) 目前病毒基因工程正沿着二个方向发展：一是将编码病 毒表面抗原的基因移植到质粒中去，在大肠杆菌中产生大 量表面抗原物质，以制备疫苗或诊断用抗原。如乙型肺炎 病毒编码表面抗原的DNA片段已在酵母菌中表达，该疫苗 正进行人体观察；二是探索病毒作为基因工程载体的可能 性，以便将所需要的外源基因带入人体或支物体内，以治 疗人类遗传疾病或创造动物新品种的目的。 4747 第五节 病毒的培养 一 实验动物培养法 要求被接种动物健康无病且无相应抗体。 作用： 1、病原体检查。 2、传染病的诊断。 3、抗血清的生产及高免蛋白液的制备。 4848 按病毒侵袭部位不同 选择适当的接种途 径：嗜神经病毒接 种在小鼠的脑内。 痘苗病毒和单纯疱 疹病毒接种于家兔 角膜。 4949 SPF动物（Specefic pathogen Free, SPF ） n无特定病原体动物：指不携带潜在感 染或条件致病菌，但带有非特定的微 生物和寄生虫的动物。 nSPF动物的种群来源于无菌动物或剖 腹产净化动物；常见SPF动物包括小 鼠、大鼠、豚鼠、地鼠、兔、犬和猴 等。 5050 5151 二 鸡胚培养 可分别接种在鸡胚绒毛尿囊膜、尿囊腔、羊膜 腔、卵黄囊、脑内或静脉内。 5252 图例：鸡胚接种示意图 5353 可能的病变： 1、胚胎死亡 胚胎不动、血管网消退、不再生长 2、胚胎出血或畸形 3、绒毛尿囊膜出现斑点斑块 作用： 1、生产疫苗 2、传染病的诊断 5454 三 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。 优点：不受机体免疫力的影响；便于接种、观察病 变，收集病毒。 5555 根据细胞来源、染色体特征及传代次数，可分为三种类型： n原代细胞：动物组织经胰蛋白酶消化处理，使细胞分散 而得到的细胞。 n二倍体细胞：将长成单层的原代细胞消化分散成单个 细胞，继续培养传代，其染色体数与原代细胞一样，保 持其二倍染色体数目的细胞，称为二倍体细胞。 n传代细胞：能在体外持续增殖传代的细胞，大多数由癌 细胞或二倍体细胞突变而成。 （一）细胞的类型 5656 （二）细胞培养的方法 1. 静置培养：实验室常用。细胞悬液装瓶， 5%CO2温箱静置培养，细胞沉降并贴附在玻面 上生长分裂，最后长成单层。 2. 旋转培养：大规模生产疫苗。细胞在玻瓶内生 长时，玻瓶不断缓慢旋转，细胞贴附于玻瓶四周 ，长成单层。 5757 第六节 病毒与细胞的相互作用 n杀细胞感染 n非杀细胞感染 引致持续感染，对细胞代谢无影响。 n产生干扰素 5858 由病毒感染导致的细胞损伤。CPE能在光学显微镜下观察。 细胞圆缩，如痘病毒和呼肠孤病毒等； 细胞聚合，如腺病毒； 细胞融合形成合胞体，如副粘病毒和疱疹病毒； 有些病毒能形成包涵体。 病毒引致的杀细胞变化 （一）细胞病变效应(cytopathic effect,CPE) 5959 正常细胞CPE CPE观察 6060 正常单层A72细 胞 接种CCV后出现细胞拉网 的单层A72细胞 CPE观察 6161 CPE观察 正常单层A72细 胞 接种犬冠状病毒（CCV）后形 成合胞体的的单层A72细胞 6262 合胞体（syncytia）是病毒感染后导致感染细胞及相邻细胞细胞膜融 合的产物，表现为若干细胞的相邻细胞膜消失，成为多核巨细胞。 6363 能够使半数组织细胞在一定条件下发生细 胞病变的病毒量。用于判定病毒的毒力。 50%组织细胞感染量（TCID50） 6464 （二）空斑试验 将适当浓度的病毒悬液加入单层细胞培养中， 当病毒吸附细胞后，再覆盖一层融化的琼脂。 病毒在细胞内复制后产生局限性病灶，病灶逐 渐扩大，肉眼也能看见，此即空斑试验。 6565 6666 空斑是由一个感染性病毒粒子复制形成的，类似于 细菌的菌落，称为空斑形成单位（PFU）。病毒悬 液中的感染性病毒量以每毫升含有的PFU来表示。 CELLS 6767 nphage ：a virus that is parasitic in bacteria; it uses the bacteriums machinery and energy to produce more phage until the bacterium is destroyed and phage is released to invade surrounding bacteria . 6868 空斑试验的用途： 1. 测定病毒数量 2. 纯化病毒 单个空斑作悬液，梯度稀释后再作空斑， 可获得病毒克隆。 3. 鉴定病毒 不同病毒的空斑具有不同的特征。 6969 （三）包涵体（inclusion body) 定义：是某些病毒感染细胞产生的特征性的 形态变化，在普通光学显微镜下可见胞浆或 胞核内出现的呈嗜酸性或嗜碱性染色、大小 数量不等的圆形或不规则形的团块状结构， 称为包涵体。 7070 包涵体的性质 n病毒成分的蓄积，如狂犬病毒的Negri氏体 n大量晶格样排列的病毒颗粒组成，如腺病 毒的包涵体 n细胞变性的产物，不含病毒，如疱疹病毒 的包涵体 7171 7272 狂犬病毒包涵体（Negri body） 7373 第七节 亚病毒（subvirus） 亚病毒（subviruses）是一类比病毒更为简单，仅 具有某种核酸不具有蛋白质，或仅具有蛋白质而不具有核 酸，能够侵染动植物的微小病原体。它包括类病毒、拟病 毒、朊病毒。 名 称 组组成成分 分子量 独立感染 性 类类病毒 RNA 约约105 Da + 拟拟病毒 RNA 约约105 Da - 朊朊病毒 蛋白质质 约约104 Da + 7474 一、类病毒 (Viroids) 类病毒是一类能感染某些植物致病的单链闭合环状的 RNA 分子。类病毒基因组小，分子量为 1 105 。 1971年Diener首次报道,引起马铃薯纺锤形块茎病(PSTD) 的病原体只含RNA一种成分；PSTV的结构模型： 7575 二、拟病毒（卫