第22章病毒的生物学性状.ppt

第22章病毒的基本性状BasicCharactersofVirus 主讲陈利玉 病毒与人类疾病关系 3000BC 埃及孟菲斯壁画中长老患小儿麻痹症 Childwithsmallpox Notethecharacteristicrash 1892年发现第一个病毒即烟草花叶病毒 滤过性致病因子1898年发现动物口蹄疫病毒 首次提出病毒这个名词1901年发现黄热病病毒 首次证实病毒对人有致病性 病毒 virus 的发现 1 体积微小 结构简单 缺乏细胞结构2 只含一种核酸 DNAorRNA 3 缺乏完整的酶和能量系统4 严格的活细胞内寄生5 以自我复制方式进行增殖6 对抗生素不敏感 对干扰素敏感 病毒 virus 的基本特征 病毒是一类体积微小 结构简单 只含一种核酸 能自我复制和专性活细胞内寄生的非细胞型微生物 病毒 virus 的定义 病毒引起疾病的特点 涉及面广 70 80 的传染病由病毒引起传染性强 传播快 如流感病毒病死率高 如狂犬病病毒后遗症严重 如脊灰病毒持续感染 如乙肝病毒致肿瘤 如乳头瘤病毒致畸性 如风疹病毒与一些原因不明疾病有关新的病毒性疾病不断出现 AIDS SARS AvianFlu 病原体病毒 H1N1Flu 甲型H1N1流感2009 4 2010 4在全球约213个国家和地区暴发流行 导致至少1 77万人死亡 Ebolahemorrhagicfever BSE Kurudisease vCJD Scrapie Prion 病毒引起疾病的特点 涉及面广 70 80 的传染病由病毒引起传染性强 传播快 如流感病毒病死率高 如狂犬病病毒后遗症严重 如脊灰病毒持续感染 如乙肝病毒致肿瘤 如乳头瘤病毒致畸性 如风疹病毒与一些原因不明疾病有关新的病毒性疾病不断出现 特效药少预防是重点 病毒的存在形式 细胞外 结构形式 即病毒体 virion 细胞内 基因形式 即核酸 具有一定形态结构和感染性的完整的病毒颗粒 一 病毒的大小与形态 测量单位nm 20 350nm 电镜观察 1 大小 电子显微镜 最准确超速离心沉淀法超滤膜法其他 电离辐射或X射线技术 测量方法 腺病毒 乳头瘤病毒 轮状病毒 2 形态 正粘病毒 球形或近似球形 烟草花叶病毒 杆状 丝状 埃博拉病毒 痘病毒 砖形 子弹形 弹状病毒 蝌蚪形 噬菌体 病毒的结构模式图 包膜 envelope 核心 core 衣壳 capsid 二 病毒的结构与化学组成 核衣壳 nucleocapsid 包膜病毒 envelopedvirus 裸露病毒 nakedvirus 核心的化学成分 一种 RNAorDNA 线型 环型双链 单链正链 负链逆转录dsDNA ssDNA dsRNA ssRNA ssRNA 逆转录 少量功能蛋白 非结构蛋白 核酸 1 核心 核心的功能 是病毒的基因组 决定病毒的基本特性是病毒感染宿主细胞的物质基础 分子感染 部分病毒的裸露核酸仍具有感染性 感染性核酸 分类的依据 DNA病毒RNA病毒 2 衣壳 化学亚单位 结构蛋白 形态亚单位 衣壳 核心外的蛋白质外壳 是由壳粒排列形成的有规则的壳样结构壳粒 由一种或几种多肽分子形成的寡聚体 capsomere 衣壳构型 20面体对称型螺旋对称型复合对称型 二十面体对称型icosahedralsymmetry 二十面体对称型icosahedralsymmetry 12个顶五邻体 20个面六邻体 30个梭 二十面体对称型 NUCLEICACIDISINSIDE Icosahedral AdenovirusRhinovirusRubellaVirusPoliovirusCoxsackievirusEchovirusRotavirusHerpesSimplexVirus1 HHV1 HerpesSimplexVirus2 HHV2 Varicella ZosterVirus HHV3 Epstein BarrVirus EBV Cytomegalovirus CMV Icosahedral HepatitisAVirus HAV HepatitisBVirus HBV HepatitisCVirus HCV HepatitisDeltaVirus HDV HepatitisEVirus HEV HumanImmunodeficiencyVirus HIV HumanT lymphotrophicVirus HTLV Papillomavirus HPV WesternEquineEncephalitisVirus WEEV YellowFeverVirus 螺旋对称型 helicalsymmetry 核酸 蛋白衣壳 Helical RabiesVirusHantavirusInfluenzaVirus FluVirus MeaslesVirus Rubeola MumpsVirusParainfluenzaVirusCoronavirusRespiratorySyncytialVirus RSV 复合对称型 complexsymmetry POXVIRUSFAMILY BACTERIOPHAGE 衣壳的功能 保护病毒基因组决定病毒的免疫原性介导病毒吸附 无包膜病毒 有毒性作用分类的依据 立体对称型病毒螺旋对称型病毒复合对称型病毒 3 包膜 来源 宿主细胞的核膜或浆膜化学成分 脂类 多糖 蛋白质 宿主细胞膜成分 病毒基因编码的糖蛋白 包膜上的突起物称包膜子粒或刺突 spike 包膜表面刺突 Influenzavirus Coronavirus 保护病毒的核衣壳包膜糖蛋白 介导病毒吸附介导细胞融合介导血凝或溶血活性抗原分类的依据 包膜病毒裸露病毒 包膜的功能 小结 1 病毒基本结构 核衣壳2 病毒最重要的特点 一种核酸 无细胞结构3 病毒的基本化学成分 核酸 蛋白质4 病毒蛋白质 结构蛋白 包膜蛋白衣壳蛋白基质蛋白非结构蛋白 酶类调节蛋白特殊功能蛋白 go back 三 病毒的增殖 1 增殖的条件 2 增殖的方式 自我复制 selfreplication 活细胞 严格寄生性敏感细胞 选择性 亲嗜性 容纳细胞 permissivecell 3 复制周期 replicationcycle 装配成熟释放 吸附 脱壳 生物合成 穿入 吸附 absorption 静电吸附 病毒表面吸附蛋白 VAP 与宿主细胞表面受体特异性结合 病毒VAP宿主细胞受体脊髓灰质炎病毒VP1 VP3特异膜受体 IgSF 鼻病毒VP1 VP3ICAM 1ECHOVP1 VP3nectin甲型流感病毒HA唾液酸麻疹病毒HACD46EBVgp330CD21HIVgp120CD4和CCR5 CXCR4狂犬病毒gpG乙酰胆碱受体 几种常见的病毒VAP与相应的宿主细胞受体 HIV吸附 膜融合 穿入 Penetration 穿入 Penetration 穿入 Penetration HSV 膜融合 穿入 Penetration 胞饮 fromSchaechteretal MechanismsofMicrobialDisease 3rded 1998 穿入 Penetration 胞饮 穿入 Penetration 注入 脱壳 uncoating 脱去蛋白质外壳 释放核酸的过程多数病毒在穿入细胞时在宿主细胞溶酶体酶作用下 衣壳裂解 释放核酸少数病毒脱壳过程较复杂 脱壳酶 生物合成 biosynthesis 部位 核酸复制可在胞核或胞浆内进行蛋白质合成在胞浆内进行过程 不同核酸类型的病毒生物合成方式不同 但均可人为地分为三个阶段 病毒基因组早期基因表达病毒基因组复制病毒基国组晚期基因表达 双链DNA病毒的生物合成 单正链RNA病毒的生物合成 单负链RNA病毒的生物合成 ssRNA ssRNA Translation Transcription Structureprotein RNAPolymerase Parainfluenzavirus 组装 assembly 核内 DNA病毒 痘病毒除外 浆内 多数RNA病毒 痘病毒膜上 HIV adenovirus smallpoxvirus 成熟 maturation 与释放 release 裸露病毒 细胞溶解释放包膜病毒 芽生释放 HIV 吸附 穿入 脱壳 核酸游离 早期mRNA转录 早期蛋白质转译 病毒DNA复制 晚期mRNA转录 晚期蛋白质合成 装配 释放 隐蔽期 viralreplicationcircle 宿主细胞原因 顿挫感染或流产感染 abortiveinfection 人胚肾细胞 容纳细胞 猴肾细胞 非容纳细胞 腺病毒 4 病毒的异常增殖 病毒进入非容纳细胞 不能进行生物合成或不能组装成完整的病毒体 非容纳细胞 non permissivecell 不能为病毒复制提供必要条件的细胞 病毒原因 缺陷病毒 defectivevirus 由于病毒基因不完整或基因发生改变导致生物合成受阻 不能复制出完整的子代病毒颗粒的病毒 又称缺陷干扰颗粒 defectiveinterferingparticle DIP 缺陷病毒 辅助病毒 正常复制 腺病毒伴随病毒 腺病毒 4 病毒的异常增殖 子代腺病毒伴随病毒 HDV HBV 子代HDV 5 病毒的干扰现象 viralinterference 概念 两种病毒同时或短时先后感染同一机体或细胞时 可发生一种病毒抑制另一种病毒的现象 类型 异种病毒之间的干扰 异种 同种病毒之间的干扰同种异型 同种 同型异株 同型 自身干扰 同株 机制 干扰素第一种病毒破坏了宿主细胞表面受体或改变了宿主细胞的代谢途径DIP意义 阻止 中断发病或终止感染接种疫苗时应注意避免干扰现象鉴定病毒 种类类病毒 viroid 卫星病毒 satellites 朊粒 prion 非寻常病毒致病因子 亚病毒 Subvirus 概念 裸露的 小分子量的 有侵染性的RNA或蛋白质分子 类病毒 viroid 是一种裸露的小RNA分子 由200 400个核苷酸组成的环状ssRNA 无蛋白衣壳和包膜能进行自我复制 利用宿主细胞的RNA聚合酶 进行复制 均为植物病毒 一类自身能编码外壳蛋白另一类不能编码外壳蛋白 称卫星RNA 曾称拟病毒 卫星病毒 satellites 基因组为500 2000个核苷酸的ssRNA单独无感染性 必须依赖辅助病毒才能感染与复制常干扰辅助病毒的复制与辅助病毒基因组间无同源性 与缺陷病毒不同 多数为植物病毒 少数为动物病毒和噬菌体 共同特点 种类 朊粒 prion 概念 是存在于感染的人和动物组织中 对蛋白酶K有抗性 能自主复制 具有致病性 且传染性很强的蛋白颗粒 PrPsc 本质 是一种不含核酸和脂类的疏水性糖蛋白 分子量为27 30kD 是由正常细胞内