病毒的基本性状医学PPT.ppt

病毒学 1 3000BC 埃及孟非思壁画中长老患小儿麻痹症 2 概论 1 病毒的三个共同特点 1 体积微小 用电子显微镜观察 2 结构简单 只有核酸基因和蛋白质外壳 3 超级寄生 在活细胞内寄生 病毒的基本性状 3 病毒与其它微生物的区别 4 病毒的大小与形态 1 病毒的大小 1 测量病毒大小的方法是电子显微镜 2 病毒大小的计量单位是纳米 nanometer nm 3 测量病毒大小的标准是病毒体的直径 4 病毒体 virion 是指成熟的 具有传染性的病毒个体 5 最大的病毒是痘病毒 300X200X100nm 最小的病毒如肠病毒及鼻病毒 直径约20nm 5 微生物的大小比较 葡萄球菌 1000nm 牛痘病毒300 250nm A B C D E F G 立克次体450nm 衣原体390nm A 大肠杆菌噬菌体 65 95nm B 腺病毒 70nm C 脊髓灰质炎病毒 30nm D 乙脑病毒 40nm E 蛋白分子 10nm F 流感病毒 100nm G 烟草花叶病毒 6 医药交流PPT 2 病毒的形态特征 5种 1 球状体 sphericalform 大多数人类和脊椎动物病毒的形态为球形 如疱疹病毒 腺病毒等 2 丝状体 filamentousform 多见于植物病毒 但新分离的流感病毒 newlyisolatedinfluenzavirus 可为丝状体 3 砖形体 brick shaped 如天花和牛痘病毒 4 弹状体 bullet shaped 如狂犬病毒和水泡性口炎病毒等 5 蝌蚪状体 tadpole shaped 如噬菌体 7 8 9 10 11 12 病毒的结构与功能 1 病毒的基本结构与功能 1 基因组 genome 位于病毒体内部的 编码病毒所有结构蛋白和非结构蛋白的核酸 nucleicacid 由DNA或RNA either or 组成 故DNA和RNA病毒 功能 病毒遗传变异的物质基础 具有编码病毒蛋白 控制病毒性状 决定病毒复制及增殖侵害的功能 13 病毒体结构模式图 壳粒 衣壳 核心 核样物 核衣壳 包膜 包膜病毒 包膜子粒 14 2 蛋白衣壳 capsid 包裹或镶嵌在病毒核酸外面 由病毒基因组编码的蛋白质 病毒的蛋白衣壳是由壳粒 capsomer 组成 它是包裹病毒核酸的一粒一粒的形态亚单位 功能 保护病毒核酸免受外界环境因素 如核酸水解酶 的影响 同时表现病毒的生物学特性 如对宿主细胞的亲嗜性 致病性 毒力和抗原性 3 核衣壳 nucleocapsid 病毒核酸和蛋白衣壳的总称 15 核心 核酸 基因组genome 决定病毒遗传 变异和复制壳粒capsomere 衣壳capsid 保护 介导 抗原性包膜envelope 包膜子粒peplomere 刺突spike 保护 介导 抗原性 16 病毒体结构模式图 壳粒 衣壳 核心 核样物 核衣壳 包膜 包膜病毒 包膜子粒 17 2 病毒的特殊结构及其功能 1 包膜 envelope 或囊膜 包裹在病毒核衣壳外面结构 由脂质和糖蛋白组成 1 脂质的来源与作用来源 病毒出芽成熟过程中从宿主细胞的核膜或细胞质膜获得 作用 包膜中脂质对宿主细胞的亲嗜性 决定病毒特定的侵害部位 有包膜病毒可被脂溶剂灭活 18 2 糖蛋白的来源与作用来源 糖获自宿主细胞 蛋白质由病毒自身基因编码 包膜突起 peplomer 又称刺突 spike 构成了病毒糖蛋白的亚单位 作用 流感病毒的包膜突起有病毒血凝素 viralhemagglutinin HA 和病毒神经氨酸酶 viralneuraminidase NA 两种 19 HA 凝集鸡和人的红细胞 且赋予病毒对呼吸道上皮细胞有特殊的亲和力 NA 破坏宿主细胞表面上的受体 使包膜的脂质与细胞膜融合 便于病毒侵入细胞 2 触须 antenna 常见于腺病毒 无囊膜 功能是凝聚和毒害敏感的宿主细胞 20 病毒衣壳的对称性 根据病毒壳粒排列方式的不同 病毒结构有三种对称型 1 立体对称 cubicsymmetry 以20面体对称为多数 如腺病毒等 2 螺旋对称 helicalsymmetry 如狂犬病毒 rabiesvirus 水泡性口炎病毒 VSV 和流感病毒等 3 复合对称 complexsymmetry 如T噬菌体 天花病毒和牛痘病毒等 21 20面体对称型 20个面 12个顶角 30个棱边 22 螺旋对称型 23 复合对称型 24 病毒的分类 国际病毒分类委员会 ICTV 对病毒分类原则 1 宿主的种类 动物 植物 细菌病毒 2 病毒形态与大小 球状体 丝状体 砖形体 弹状体 蝌蚪状体 3 有无包膜及对乙醚的敏感性 4 核衣壳的对称型 5 核酸类型 6 抗原性 7 病毒在宿主细胞中的增殖部位 DNA病毒的衣壳一般在核内装配 RNA病毒大多数在质内装配 8 传播方式 媒介种类 流行病学特征 25 26 ABSTRACT Howdowedefineavirus Virueswereoriginallydistinguishedfromotherinfectiousagentsbecausetheyareespeciallysmallandobligatoryintracellularparasites Nowweevenfurtherknowvirusesareentitiesthat 1 Containsingletypeofnucleicacid eitherDNAorRNA 2 Containaproteincoat sometimesitisenclosedbyanenvelopeoflipids proteins andcarbohydrates thatsurroundsthenucleicacid 3 Multiplyinsidelivingcellsbyusingthesynthesizingmachineryofthecell And4 Causethesynthesisofspecializedstructuresthatcantransfertheviralnucleicacidtoothercells 27 病毒的复制 1 病毒复制的过程 1 吸附 adsorption 特异性吸附其本质是病毒配体与细胞膜特异受体结合 如HIV 1gp120和 或gp160与CD4 T的CD4分子 呼吸道上皮细胞和红细胞表面的糖蛋白是流感病毒的受体 肠道上皮细胞的脂蛋白是脊髓灰质炎病毒的受体 病毒的复制与变异 28 2 穿入 penetration 3 脱壳 uncoating 细胞的溶酶体酶裂解病毒的衣壳 释放出病毒的基因组 4 生物合成 biosynthesis 脱壳后的病毒基因组在细胞内先合成非结构蛋白 然后根据病毒基因组指令 复制病毒的核酸 合成结构蛋白与非结构蛋白 此阶段无完整病毒可见 也不能用血清学检测出病毒的抗原 故称为隐蔽期 eclipse 即病毒的生物合成过程 融合 有包膜病毒胞饮 无包膜病毒 29 1 DNA病毒 利用宿主细胞核内依赖DNA的RNA多聚酶转录出早期mRNA 30 2 正链RNA病毒 基因组RNA直接具有mRNA功能 可直接附着于宿主核糖体转译出病毒结构蛋白和非结构蛋白 依赖RNA的RNA多聚酶 故病毒核酸本身具有感染性 如SARS病毒和脊髓灰质炎病毒 31 3 负链RNA病毒 病毒本身含依赖RNA的RNA多聚酶 病毒核酸本身不具有感染性 如流感病毒等 32 4 双链RNA病毒 有部分同ss RNA病毒 还有一部分同ss RNA病毒 33 5 反转录病毒的生物合成 5 装配 assembly 和释放 release 无包膜病毒装配成的核衣壳即为成熟病毒体 以溶细胞的方式释放 有包膜的病毒装配成核衣壳后以出芽方式释放 释放可包有细胞核膜或细胞质膜而形成成熟病毒体 包膜上脂质和糖类来自细胞 随不同细胞来源而不同 包膜的蛋白为病毒基因所编码 34 2 病毒的异常增殖 1 顿挫感染 又称为流产性感染 abortiveinfection 因细胞条件不合适 病毒进入细胞能够复制 但装配的速度很慢 甚至有时完全不能装配 因而产生了没有传染性的病毒体成分 此过程称为顿挫感染 2 缺陷病毒 defectivevirus 带有不完整基因组的病毒体 称为缺陷病毒 当与辅助病毒共同感染同一细胞时 可生成有传染性的病毒体 如AAV和HDV 35 3 病毒干扰 当两种病毒同时感染同一细胞时 可发生一种病毒抑制了另一种病毒增殖的现象 即病毒干扰 viralinterference 1 自身干扰 高滴度的同一株病毒连续传代培养 生成一部分无传染性的病毒 如流感病毒接种鸡胚 2 同种干扰 同种病毒不同型间 如流感病毒A1型和A2型之间 3 异种干扰 不同种病毒之间 如甲型和乙型流感病毒 36 3 病毒培养及其生长特征 1 人工培养 动物 Animals 鸡胚 Embryonatedeggs 组织培养 Organandtissueculture 细胞培养 Cellculture 原代细胞传代细胞双倍体细胞 37 2 生长特征1 病毒在动物中的生长特征 出现症状 如食减 发热 震颤 麻痹和死亡 2 病毒在鸡胚中的生长特征 如HSV和痘病毒在绒毛尿囊膜上出现痘斑 3 病毒在细胞中的生长特征 多出现细胞致病作用 cytopathiceffect CPE 如细胞皱缩 出现空斑 融合 包涵体或坏死 38 39 40 狂犬病毒包涵体 Negribody 41 巨细胞病毒包涵体 42 病毒的抵抗力与变异 1 病毒的抵抗力 1 物理因素 冷热 射线 干燥 pH及离子环境 2 化学因素 脂溶剂 甘油 化学消毒剂和特殊杀病毒剂 43 2 病毒的变异 1 突变1 毒力改变突变株 脊髓灰质炎病毒和麻疹病毒经过适当的传代 其毒力减弱 变成减毒株 可制成疫苗 2 条件致死突变株 温度敏感突变株 temperaturesensitive ts 在28 35 可以复制 37 40 即发热体温下不能复制而被灭活 3 宿主适应性突变株 狂犬病毒在兔脑内连续增殖 由 街毒 变为 固定毒 从而制成狂犬疫苗 44 2 基因重组 geneticrecombination 45 1 活病毒间的重组 流感病毒新的毒株的出现 2 灭活病毒间的重组 多重复活 multiplicityreactivation 3 死 活病毒间的重组 交叉复活 cross reactivation 46 3 表型重组1 表型混合 phenotypicmixing 两株病毒混合感染时 装配过程发生错误形成 主要表现为耐药性 抗原性等改变 基因并未改变 改变的生物学性状不能遗传 2 基因型混合 genotypicmixing 两种病毒的核酸混合装配在同一病毒的衣壳内 或两种病毒的核衣壳包在一个包膜内 由于核酸未发生基因重组 故没有遗传性 47 3 互补 complementation 两种病毒通过其产生的蛋白产物 衣壳 包膜 酶 互补不足 如辅助病毒与缺损病毒间 两缺损病毒间 活病毒与死病毒间都可发生互补 互补后产生原病毒的子代 4 增强 enhancement 两病毒混合培养 一种病毒可促进另一种病毒的产量 48 49 ABSTRACT Virusesmultiplyonlyinlivingcells Thefirststepinviralinfectionisattachment interactionofavirionwithaspecificreceptorsiteonthesurfaceofacell Afterbinding thevirusparticleistakenupinsidethecell Thisstepisreferredtopenetrationorengulfment Uncoatingoccursconcomitantlywithorshortlyafterpenetration Uncoatingisthephysicalseparationoftheviralnucleicacidfromtheouterstructuralcomponentsofthevirionsuchthatitcanfunction Thesyntheticphaseoftheviralreplicativecycleensuresafteruncoatingoftheviralgenome 50 Variousclassesofvirusesusedifferentpathwaystosynthesizethegenomes mRNAs andproteinsdependinguponthestructureoftheviralnucleicacid Newlysynthesizedviralgenomesandcapsidpolypeptidesassembletogethertoformprogenyviruses Theinfectedcellslyseandreleasethevirusparticles whileenvelopedvirusesmaturebyabuddingprocess Genotypereferstothegeneticconstitutionofanorganism Phenotypereferstotheobservablepropertiesofanorganism whichareproducedbythegenotypeincooperationwiththeenvironment Wild typevirusdenotestheoriginalvirusfromwhichmutantsarederivedandwithwhichthemutantsarecompared 51 Amutationisaheritablechangeinthegenotype Thegenomeisthesumofthegenesofanorganism Conditional lethalmutantsaremutantsthatarelethalundernonpermissiveconditions butthatyieldnormalinfectiousprogenyunderpermissiveconditions Temperaturesensitivemutantsgrowatlowtemperaturesbynotathightemperatures Host rangemutantsareabletogrowinonekindofcell whereasabortiveinfectionoccursinanothertype Adefectivevirusisonethatlacksoneormorefunctionalgenesrequiredforviralreplication Theinteractionamon