病毒感染性疾病PPT专业课件.ppt

病毒学 医学微生物学教研室 1 2 病毒感染性疾病 新的病毒的出现和病毒感染性疾病仍然严重危害人类健康 AIDS HBVinfection Influenza SARS 3 病毒感染与肿瘤 4 病毒 virus 体积非常微小 必须用电子显微镜放大几万至几十万倍后方可观察 结构简单 无完整细胞结构 仅有一种核酸 RNA或DNA 严格的细胞内寄生性 只能在一定种类的活细胞中增殖 以复制方式繁殖 5 第23章病毒的基本性状 6 第一节病毒的大小与形态 病毒体 virion 完整的 成熟的病毒颗粒 是细胞外的结构形式 具有典型的形态结构 并有感染性 7 病毒的大小 观察仪器 电子显微镜测量单位 纳米 nm 直径 20 300nm 能通过细菌滤器 离心沉降 5 10万转 分 8 病毒的形态 球形杆状 丝状 砖状弹状蝌蚪状 9 砖状 弹状 球形 蝌蚪状 杆状 10 11 12 第二节病毒的结构和化学组成 13 病毒体 核心 衣壳 包膜 核衣壳 裸露病毒 包膜病毒 14 15 裸露病毒 包膜病毒 16 核心 核酸 病毒的基因组化学成分为DNA或RNA 藉此分成DNA和RNA病毒两大类核酸可以为线型或环型可为单链或双链DNA病毒大多为双链 RNA病毒大多是单链 单链RNA有正链与负链之分 双链DNA或RNA皆有正链与负链 有的病毒核酸分节段病毒核酸大小差异悬殊 17 衣壳 蛋白质外壳抗原性保护核酸致病性由壳粒组成 排列方式呈对称性螺旋对称型20面体对称型复合对称型 18 helicalsymmetry complexsymmetry icosahedralsymmetry 19 五邻体 六邻体 20 包膜 envelope 某些病毒在成熟的过程中穿过宿主细胞 以出芽方式向宿主细胞外释放时获得的 含有宿主细胞膜或核膜成分 包括脂类和少量糖类 刺突 spike 包膜表面不同形状的突起 也叫包膜子粒 化学成分为糖蛋白 21 22 23 结构化学组成功能核心核酸 DNA或RNA 病毒复制 双链 单链 决定病毒的特性 线型 环型 具有感染性 感染性核酸 连续 分节段 保护核酸衣壳蛋白质具有抗原性与病毒的致病性有关维持病毒的形状包膜蛋白质 糖 脂类具有抗原性维持病毒的形状刺突包膜表面凸起的结构 与病毒的致病性有关是由病毒基因编码的糖蛋白 24 感染性核酸 infectiousnucleicacid 某些病毒在除去病毒衣壳后 其游离的核酸仍可进入宿主细胞 并能增殖 有感染性 DNA病毒 dsDNA ssDNA RNA病毒 ssRNA 结构蛋白 构成全部衣壳 包膜和基质的蛋白 病毒吸附蛋白 VAP 能与宿主细胞表面受体结合的蛋白 非结构蛋白 由病毒基因组编码 但不参与病毒体构成部分的病毒蛋白多肽 可以存在于病毒体内 也可以不存在于病毒体内而只存在于感染细胞中 蛋白水解酶 逆转录酶 DNA聚合酶 25 26 第三节病毒的增殖 27 病毒的复制周期从病毒进入细胞开始 经基因组复制到子代病毒的释出 称为一个复制周期 复制过程 吸附 穿入 脱壳 组装和释放 生物合成 28 吸附 adsorption 病毒需先吸附于易感细胞膜上 才能与之相互作用 启动增殖过程 吸附分为两个阶段 接触 化学亲和 接触 随机碰撞而接触 离子的电荷吸引 非特异可逆性结合化学亲和 病毒表面的配体VAP与细胞表面的病毒受体结合 特异不可逆结合 29 病毒受体 由宿主基因组所编码 控制和表达的一组能参与病毒结合 相互作用 便于病毒感染宿主细胞 位于细胞膜表面的蛋白质组分 病毒吸附蛋白 VAP 病毒体表面能与细胞受体结合的蛋白质 30 A包膜病毒B裸露病毒 31 32 穿入 penetration 病毒吸附在易感细胞表面上后 可通过多种方式进入细胞内 吞饮 裸露的病毒 如 痘类病毒融合 包膜病毒 如 人类免疫缺陷病毒直接进入 微小病毒 如 呼肠孤病毒穿入过程中需一定的温度 25 37 及能量供应 细胞中的ATP分解 释放能量 33 34 35 直接进入 36 脱壳 uncoating 进入易感细胞的病毒体必须脱去衣壳 才能使病毒基因组发挥作用 不同病毒脱壳的方式各异 外壳留在宿主细胞外 如 噬菌体 在宿主细胞溶酶体酶的作用下 衣壳蛋白溶解 如 脊髓灰质炎病毒 在宿主细胞溶酶体酶及病毒特有的脱壳酶的双重作用下 衣壳蛋白才能完全溶解 如 痘病毒 37 envelopedvirus 38 nakedviruses 39 40 生物合成 biosynthesis 病毒基因组一旦释放到细胞中 就开始病毒的生物合成 生物合成一般分两个阶段 早期合成晚期合成 41 早期合成 抑制宿主细胞的代谢 病毒基因编码转录 翻译抑制细胞代谢的蛋白质 病毒激活细胞内隐伏的对细胞自身代谢抑制的成分 转录早期mRNA 翻译合成早期蛋白 病毒进行生物合成所需要的酶 42 晚期合成 病毒子代核酸的复制 病毒基因组转录 翻译 产生病毒结构蛋白 43 由于病毒基因组的类型不同 故其病毒基因的转录 蛋白质合成的方式也不同 按核酸类型将病毒的生物合成分为六大类型 双链DNA病毒 单链DNA病毒 单正链RNA病毒 单负链RNA病毒 双链RNA病毒 逆转录病毒 44 双链DNA病毒dsDNAmRNA 早期 早期蛋白复制子代dsDNAmRNA 晚期 晚期蛋白 结构蛋白 翻译 45 单正链RNA病毒 ssRNARNA聚合酶 ssRNA mRNA 合成翻译 ssRNA ssRNA早期蛋白晚期蛋白子代 ssRNA 翻译 结构蛋白 46 单负链RNA病毒 ssRNA ssRNA ssRNA病毒蛋白子代 ssRNA 结构蛋白 RNA聚合酶 RNA聚合酶 翻译 47 逆转录病毒病毒RNA逆转录酶RNARNA酶ssDNADNADNA多聚酶宿主细胞DNAdsDNA插入宿主细胞DNA中前病毒 provirus 整合在宿主细胞DNA上的病毒DNA 整合酶 48 49 组装 成熟和释放 assemblematurationandrelease 组装 将生物合成的蛋白和核酸装配成子代核衣壳的过程 病毒种类不同 其装配的部位 方式不同 DNA病毒的核衣壳在核内装配 RNA病毒的核衣壳在胞质内装配 50 释放 组装完毕的病毒颗粒 以不同方式从宿主细胞中释放出去 细胞裂解 病毒释放 裸露的病毒 病毒出芽 游离于细胞外 包膜病毒某些病毒基因组复制完成后 并不进行组装 而是将其核酸 DNA 整合到宿主染色体中 随宿主染色体一起复制 引起宿主细胞功能的改变 多见于一些引起肿瘤的病毒 51 envelopedviruses 52 nakedviruses 53 54 55 病毒的增殖皆出现一步生长曲线 接种病毒后 在起初一段时间内 数分钟至数小时 细胞中测不到病毒颗粒 称此段时间为隐蔽期 当隐蔽期终结后 开始出现新的病毒个体 数量逐渐增多 称之为增殖期 对数生长期 随后 病毒数量趋于稳定 最终致细胞死亡 称之为细胞死亡期 隐蔽期 增殖期 细胞死亡期 病毒增殖的特点 56 病毒的异常增殖1 顿挫感染 abortiveinfection 有的细胞缺乏病毒复制所需要的酶 能量以及某些必要成分 因此病毒在其中不能合成自身成分 或不能组装成有感染性的病毒颗粒 非容纳细胞 non permissivecell 不能为病毒复制提供相应的酶 能量及必要成分的细胞 容纳细胞 permissivecell 57 2 缺陷病毒 defectivevirus 因病毒基因组不完整或因某一基因位点改变 导致病毒不能复制出完整的有感染性的病毒颗粒 辅助病毒 helpervirus 与缺陷病毒同时感染细胞时 能够弥补缺陷病毒的不足 使之复制出完整病毒 这种有辅助作用的病毒称为辅助病毒 58 3 干扰现象 interference 当两种病毒感染同一细胞时 可发生一种病毒抑制另一种病毒增殖的现象 称为干扰现象 发挥干扰作用的缺陷病毒称为缺陷干扰颗粒 defectiveinterferingparticle DIP 机制 干扰素的产生 吸附干扰 复制干扰 活病毒 死病毒 活病毒 干扰 59 第四节病毒的遗传与变异 60 一 病毒的遗传物质及其特点 遗传物质 DNA或RNA 特点 只有一种核酸 且存在形式多样 基因数目少 结构较简单 复制方式具有多样性 有较大的遗传不稳定性 61 二 基因突变 突变 病毒基因组碱基序列发生改变 基因组突变的方式 点突变 缺失突变 插入突变 突变类型 基因突变 突变发生在基因结构内 产生的变异株可导致特定表型的改变 静默突变 未引起表型改变的突变 62 常见的 有意义的突变株有 条件致死性突变株温度敏感性突变株 tsmutant 在容许性温度下可增殖 而在非容许性温度下则不能增殖的病毒突变株 常用于制备疫苗 缺陷型干扰突变株 DIM 宿主范围突变株耐药突变株 63 三 基因重组与重配 重组recombination 两个病毒基因组间核酸序列互换 组合的过程 重配reassortment 在分节段的RNA病毒基因组之间 两个病毒株可通过基因片断的交换使子代基因组发生突变的过程 流感病毒 轮状病毒 汉坦病毒 重组与重配可导致基因复活 交叉复活 活病毒与灭活病毒间 多重复活 两个或多个灭活病毒间 64 重组 65 重配 66 67 四 基因整合 Geneintegration 在病毒感染宿主细胞的过程中 有时病毒基因组中的DNA片段可插入到宿主染色体DNA中 这种病毒基因组与细胞基因组的重组过程称为基因整合 DNA病毒逆转录病毒溶原性噬菌体 68 五 病毒基因产物的相互作用1 互补作用和加强作用互补作用 Complementation 指两种病毒感染同一细胞时 其中一种病毒的基因产物 如结构蛋白和代谢酶等 促使另一病毒增殖 其实质不是病毒之间的基因重组 而是两种病毒能相互提供另一缺陷病毒所需的基因产物 缺陷病毒 缺陷病毒 辅助病毒 69 2 表型混合与核壳转移表型混合 Phenotypicmixing 有时两株病毒共同感染同一细胞时 一种病毒复制的核酸被另一病毒所编码的蛋白质衣壳或包膜包裹 这种改变不是遗传物质的交换 而是基因产物的交换 称为表型混合 70 表型混合 71 核壳转移 生物合成 组装 TRANSCAPSIDATION 72 第五节理化因素对病毒的影响 73 灭活 incativation 从细胞中释放出来的病毒体 受到物理 化学因素作用后 会失去感染性 不能复制出完整的病毒颗粒 灭活的病毒仍可保留抗原性 红细胞吸附性 血凝及细胞融合等特性 74 理化因素灭活病毒的机制是 破坏有包膜病毒的包膜 冻融或脂溶剂 2 使病毒蛋白变性 酸 碱 温度 3 损伤病毒核酸 变性剂 射线 75 物理因素 1 温度 多数病毒耐冷不耐热 病毒标本的保存应尽快低温冷冻 在 70 和液氮 196 中病毒的感染性可保持数月至数年 而在50 60 30min 100 数秒钟 多数病毒可被灭活 2 PH 多数病毒在pH5 9范围内稳定 强酸 强碱条件下可被灭活 3 射线 X射线 射线和紫外线都能灭活病毒 光复活现象 紫外线照射可见光病毒灭活复活 76 化学因素 1 脂溶剂 乙醚 氯仿 去氧胆酸盐 阴离子去污剂等能使包膜病毒的包膜破坏溶解 病毒失去吸附能力而灭活 2 化学消毒剂 强酸 强碱类消毒剂 酚类 氧化剂 醇类等 不同病毒对化学消毒剂的敏感性不同 肝炎病毒对过氧乙酸 次氯酸盐较敏感 3 抗生素与中草药 现有抗生素对病素无抑制作用 中草药对病毒的增殖有一定的抑制作用 77 第六节病毒的分类 78 病毒分类依据 核酸的性质与结构病