病毒总论节2015

梅毒螺旋体的I期症状有哪些？真菌主要引起哪些感染？,同学们参加病毒学的学习! 病原生物学教研室 赵英会 ,热烈欢迎,何谓微生物？微生物的分类？非细胞结构微生物的特点？,十四世纪古埃及长老患小儿麻痹症。,病 毒 （ Virology）,1796，英国医生琴纳（Jenner）开始牛痘接种 预防天花挤奶妇女。 经验 不了解病因但能预防。,1892年，伊万诺夫斯基在研究烟草花叶病时发现了“有感染性的活的流质”能通过细菌滤器。 1898年，荷兰学者贝杰林克(Beijerinck)证实并命名为病毒（Virus）。,1931年，美国科学家温德尔斯坦利、德国工程师恩斯特鲁斯卡和马克斯克诺尔发明了电子显微镜。,1957年，马动脉炎病毒和牛病毒性腹泻的病毒被发现。,1963年，巴鲁克塞缪尔布隆伯格发现了乙型肝炎病毒。,病 毒,-个体微小、结构简单、借助于电子显微镜才能看到的、只有一种核酸遗传物质、细胞内寄生的、以复制方式增殖的非细胞结构微生物。,病毒的重要性,多 75% 强 传染性 甲流 SARS 埃博拉 广 流行 HIV 肝炎 高 发病率 病死率 HIV 朊病毒 埃博拉 新 不断发现新的疾病 一生200次！,一、病毒的大小与形态 大小： nm 电镜观察 通过滤菌器 最大 300 痘病毒 最小 20 口蹄疫病毒 最长 1300 铜绿假单胞菌噬菌体 最细 5 大肠杆菌噬菌体,病毒体：结构完整、成熟的具有感染性的 病毒颗粒。,球形： 多数 如流感、脊髓灰质炎 乙肝、 艾滋病毒 杆状 ：常见植物病毒 （烟草花叶） 蝌蚪状： 噬菌体,病 毒 形 态,砖形： 子弹状： 丝状： 天花 牛痘 狂犬病毒 噬菌体,病毒 核酸+蛋白质+脂类 病毒 核酸+蛋白质 类病毒 只有RNA 卫星病毒（ 拟病毒）仅RNA 朊病毒 仅蛋白质,二、病 毒 结 构,衣壳,核酸蛋白脂类,1核心 RNA 核酸 DNA,单一！,单股 多双股,单股 双股 多,-遗传变异物质基础 1.病毒复制 2.决定病毒的特性 3.部分核酸有感染性,核 酸 功 能,成分: 蛋白质 组成 ： 壳粒 （Capsomeres） 一条或几条多肽链构成,2 衣壳 （ Capsid）,三种对称型,螺旋对称型（helical symmetry）,RNA,壳粒,20面体对称型 (icosahedral symmetry),五邻体六邻体,复合对称型（complex Symmetry） 20面体 + 螺旋对称 头 尾,保护核酸 免受核酸酶的破坏 参与感染过程 病毒吸附蛋白 （viral attachment proteins, VAP)抗原性 免疫性 毒性,衣 壳 功 能,核衣壳nucleocapsid病毒核酸+衣壳,特 殊 结 构 1 包膜 envelope某些病毒衣壳外面包 绕的一层脂膜，镶嵌糖蛋白 产生：出芽 成分：脂类 细胞膜 糖蛋白 病毒,刺突spike： 包膜表面突起 流感 SARS HIV,糖蛋白,包 膜 功 能 保护病毒体结构的完整性 鉴定指标 有包膜病毒 易在呼吸道传播 无包膜病毒 易在肠道传播 感染 病毒吸附蛋白 抗原性 免疫性 毒性,结构蛋白 非结构蛋白,病毒蛋白,衣壳,包膜,基质,酶类,非结构蛋白的功能,DNA合成酶、RNA合成酶、逆转录酶、蛋白水解酶、胸腺嘧啶核苷激酶(促DNA合成）抑制宿主细胞生物合成的蛋白,抗病毒药物的靶点,1. 增殖方式 : 自我复制 Replication,三、病毒增殖viral multiplication 专性的细胞内寄生,2. 复制周期 Replication cycle,吸附,穿入,脱壳,生物合成,装配和释放,6-8小时,定义：病毒 病毒体 核衣壳病毒的大小、形态、结构病毒的增殖,问题回顾,吸 附 adsorption,结合 Na+ Mg2+ Ca2+,结合细胞蛋白受体,吸附蛋白 细胞受体,吸 附 adsorption,决定感染的宿主范围，年龄和组织,狂犬 HIV 柯萨奇 流感,无包膜病毒的吸附,2) 穿入 penetration,融合 吞饮 穿孔,3)脱壳nucoating溶酶体酶的作用下脱 去衣壳，释放出核酸,4) 生物合成 biosynthesis,早期蛋白 -功能蛋白functional protein -酶 -调节蛋白 核酸复制 replication of nucleic acid,双链DNA复制： 游离核酸转录早期mRNA翻译早期蛋白 （功能蛋白）半保留复制子代核酸转录晚期mRNA合成晚期蛋白（结构蛋白）装配释放,核酸复制,半保留复制,双链DNA复制,单链DNA复制,亲代ssDNA,+dsDNA-,子代ssDNA,mRNA,蛋白质,复制中间型,正链RNA复制,早期蛋白,+,- +,+ +,结构蛋白,复制中间型,RNA的双重作用A,逆转录病毒,RNA-RNA：DNA中间体-RNA水解-单链DNA-复制成双链-整合到细胞DNA或者掉下合成新病毒。,早期蛋白-功能蛋白 核酸复制 晚期蛋白 -结构蛋白 structural proteins,5) 装 配 与 释 放assembly and release 装配： DNA病毒在细胞核内 如乙肝 RNA病毒在细胞浆内 如流感 艾滋,1 细胞裂解 病毒大量增殖后，细胞自溶释放到细胞外。,释 放 方 式,2 出芽释放组装后，通过核膜或细胞膜 套上包膜，出芽释放。 无细胞破坏。,复制过程 replication cycle,病毒体：结构完整、成熟、 具有感染性的病毒颗粒。,抗病毒药物,吸附,脱壳,生物合成,吸附,穿入,脱壳,生物合成,组装和释放,2017/12/7,54,一步生长曲线：隐蔽期 增殖期（对数生长期） 细胞死亡期,隐蔽期,增殖期,细胞死亡期,病毒增殖的特点,（1）顿挫感染（流产感染） 有些细胞不能为病毒复制提供必需成分，病毒不能合成本身的成分，或虽能合成部分或全部病毒成分，但不能装配，不能释放出病毒体。 这种细胞为非容纳细胞 。 猴肾细胞-人腺病毒非容纳， -脊髓灰质炎病毒容纳。,1. 异 常 增 殖,（2）缺陷病毒defective virus 病毒基因组不完整或位点突变，不能复制出结构完整的具有感染性的病毒颗粒。 辅助病毒helper virus 能提供给缺陷病毒所需要的因子（主要是蛋白质）的病毒。 缺陷病毒 + 辅助病毒增殖 HDV HBV,2 病毒的干扰现象 两种病毒感染同一细胞或机体时，发生一种病毒抑制另一种病毒增殖的现象。 不同病毒间，同种、同型、同株病毒间， 灭活活病毒间 吸附干扰，复制干扰，干扰素的产生。,第二十二章 病毒的感染与免疫,第一节 病 毒 感 染,宿主：遗传背景 年龄 免疫应答病毒：病毒株 剂量 感染途径,一、病毒感染的传播方式与途径 呼吸道 消化道 泌尿生殖道 皮肤、粘膜 伤口、血液、节肢动物等,水平传播horizontal transmission 病毒在人群、动物个体之间的传播垂直传播 Vertical病毒由亲代传给子代,呼吸道流感、麻疹、SARS、埃博拉、出血热 消化道 轮状、杯状、柯萨奇、脊髓灰质炎 泌尿生殖道 疱疹、乳头瘤、HIV、HBV 皮肤及黏膜传播 唾液（疱疹、腮腺炎） 疣渗出液（乳头瘤） SARS、埃博拉 伤口狂犬病毒 经血传播HBV、HCV、HIV 节肢动物叮咬乙脑、出血热、登革,水 平 传 播,传播途径： 卵、胎盘、羊膜或产道或哺乳 常见病毒： 风疹 巨细胞V 单疱 乙肝 HIV,垂 直 传 播,胎儿 正常胎儿 受感染胎儿 胎儿死亡 畸形 （疾病 ） （流产）,致畸条件： 感染孕妇和传入胎儿的能力 感染的怀孕期：前3个月， 尤其4-5周 感染对胎儿造成的直接破坏力 感染母体后胎儿境遇的改变 如发热造成的间接破坏力,父传子精液： HBV、HIV,二、 病毒感染的致病机制,（一 ）对宿主细胞的致病作用 1、 杀细胞效应: 细胞死亡 杀细胞性感染如脊髓灰质炎病毒,细胞病变作用(CPE),抑制宿主细胞大分子物质的生物合成 如DNA等 竞争性的抑制了宿主细胞mRNA的转录 病毒mRNA比宿主细胞mRNA转录效力更强。 干扰蛋白质合成的启始。如脊灰 病毒感染细胞后，裂解mRNA帽结合蛋白。,机 理,溶酶体的改变 感染细胞后，溶酶 体破坏，细胞自溶。 病毒物质的直接毒性作用 衣壳直接杀伤细胞 细胞器的改变 非特异损伤 细胞膜、 细胞核、内质网、 线粒体、核蛋白体等损伤,2 稳定状态感染： 细胞融合 巨细胞 麻疹病毒 出现新抗原 流感 HIV,病毒感染细胞，胞核或胞浆内，存在与 正常 细胞结构和着色不同的圆形或椭圆形的斑块。,3 包涵体形成Inclusion bodies,嗜酸性和嗜碱性,狂犬病,腺病毒,狂犬病病毒包涵体（Negri body 内基小体 ） 嗜酸性,巨细胞病毒包涵体 嗜酸性,鉴定作用！,病毒的聚集体或是病毒过剩衣壳蛋白或细胞反应物。 病毒工厂 病毒复制的痕迹,基因控制的程序性细胞死亡，DNA降解、核浓缩、细胞鼓泡等，正常的生物学现象。,4 细胞凋亡,细胞凋亡,HIV促凋亡 HSV抑凋亡 HCV,5 病毒基因的整合与细胞转化 良性转化：促进细胞DNA的合成， 促进细胞增生。,疣,恶性转化：无限增生,人乳头瘤病毒-宫颈癌乙型肝炎病毒、丙肝-肝癌人嗜T细胞白血病病毒I型-白血病EB病毒-鼻咽癌人疱疹病毒8型-卡波氏肉瘤HIV -卡波氏肉瘤等,三 病毒感染类型隐性感染：inapparent infection 无症状 大多获得免疫力 少数病毒携带者：不产生免疫力如乙肝 传染源！,显性感染： apparent infection 有症状 如天花，水痘、麻疹、风疹、埃博拉、艾滋病、疯牛病等,急性感染： 潜伏期短，发病急，病程短。 获得特异性免疫。 如流感、麻疹、风疹等 持续感染：V感染，在机体持续存在数月 或数年、数十年，甚至终生。 不出现症状，可有症状，长期带毒。 重要的传染源，如HIV、HBV、疯牛病等。,机体免疫力弱，不能清除病毒病毒存在于受保护的部位某些病毒的抗原性弱产生缺损型干扰颗粒，干扰病毒增殖，改变病毒感染过程基因整合,持续感染原因,持续感染三种类型：,潜伏感染,慢性感染,慢发感染,潜伏感染感染后，病毒长期存在于宿主组织或细胞中，与机体平衡，病毒不大量增殖，不引起症状。在机体抵抗力降低时，潜伏V激活增殖，引起症状。 疱疹病毒I型 水痘-带状疱疹,典型V,慢性感染 感染后未完全清除，在宿主体 持续增殖，在血中持续存在。 可出现症状，亦可无症状。 反复发作，迁延不愈。 典型V HBV 、HCV 传染源： 输血、注射等传播,慢发感染：感染后，很长潜伏期，出现症状，呈慢 性发展进行性加重的疾病过程，最终死亡。 KURU病（震颤病）朊粒 美国Prusiner提出羊瘙痒病病原体 1997年获生理学和医学诺贝尔奖 临床特征：小脑共济失调和震颤、大脑痴呆 一经发病一年内死亡 新几内亚高原地区,狂犬病毒HIV 麻疹（SSPE),干扰素 IFN病毒或其他干扰素诱生剂 刺激人和动物细胞产生的 一种糖蛋白。,第二节 抗病毒免疫非特异性免疫,抗病毒 作用 抗肿瘤 调节免疫应答,白细胞产生 1 根据抗原分 成纤维细胞 r T细胞产生 II型,I型,细胞内抑制蛋白 病毒或干扰素诱生剂 细胞 抑制解除 转录干扰素 干扰素 mRNA,产生抑制蛋白灭活因子,2 干扰素诱生,抑制,干扰素基因,3 干扰素抗病毒机理 干扰素与细胞表面受体结合诱导 （ 有种属特异性） 细胞产生抗病毒蛋白抑制病毒蛋白合成 （无种属特异性）,干扰素产生 干扰素的作用 病毒 病毒 新病毒S S 核酸 S 核酸 S S S 抑制v蛋白 翻译 刺激细胞 AVP 结合在 核糖体上 刺激 细胞 受染细胞 干扰素作用细胞,S,S,S,S,S,S,细胞核,细胞核,S,S,S,干扰素,抗病毒蛋白怎样发挥作用的？ 三种酶 AVP 2-5A合成酶 磷酸二酯酶 蛋白激酶合成 ATP 2-5A 水解第二信使 蛋白起始 cAMP 因子磷酸化激活核酸酶 抑制蛋白翻译 失去活性 病毒mRNA 被降解 病毒蛋白合 成启动被阻断,抗病毒 属特异性 间接性 抗病毒蛋白 广谱性 无病毒特异性 早期性 早于抗体 免疫调节作用 活化 抗肿瘤作用 调节癌基因表达、抑制细胞分裂 抑制新生血管的生成,干扰素作用特点,NK细胞,杀伤病毒感染的细胞无特异性穿孔素,体液免疫 中和抗体+ 病毒阻止吸附进入细胞 大分子复合物-吞噬 激活补体裂解病毒 血凝抑制抗体：有中和作用 流感 补体结合抗体：调理作用增强巨噬细胞 吞噬 细胞免疫 C TL细胞 直接杀伤 CD4+Th1细胞,抗病毒免疫-特异性免疫,病毒感染的治疗,1、核苷类药物 阿昔洛韦和更昔洛韦（无环鸟苷 和丙氧鸟苷） 阿糖腺苷（磷酸化ATP) 利巴韦林（三氮唑核苷）：流感、呼吸道合胞、疱疹 拉米夫定（胸腺嘧啶核苷类似物）：乙肝 齐多夫定（胸腺嘧啶核苷类似物）：HIV 双脱氧肌苷（胸腺嘧啶核苷类似物）：HIV,疱疹,（一）抗病毒化学制剂,作用机制主要有： 阻止病毒核酸的复制 竞争病毒复制酶 竞争病毒逆转录酶,T,异常嘧啶,DNA前体,子代DNA,抑制病毒复制,2、非核苷类反转录酶抑制剂 作用靶点是逆转录过程，使逆转录酶失去活性， 如nevirapine（奈韦拉平）,pyridone,3、蛋白酶抑制剂 甲酸磷霉素：抑制DNA聚合酶和反转录酶 （疱疹，巨细胞病毒，HBV, HIV） 赛科纳瓦：抑制HIV晚期蛋白酶，抑制衣壳蛋 白合成。,1996年美国FDA批准了3个蛋白酶抑制剂： 瑞托纳瓦（ritonavir）、赛科纳瓦（saquinavir）和英迪纳瓦（indinavir）。 目前已研制出第二代蛋白酶抑制剂如ABT-378、amprenavir、sc521、sc51和CGP61755、KNI-27等。常与核苷类似物联用。,4、其它抗病毒药物： 金刚烷胺：抑制脱壳(甲流） 达菲：抑制神经氨酸酶(甲流） 。,（二）干扰素及其诱生剂 干扰素（interferonIFN） ：最常用的抗病毒药物之一 干扰素诱生剂： 多聚肌苷酸和多聚胞定酸（poly I：C）， 甘草甜素， 芸芝多糖,（三） 中草药,板蓝根、黄芪、大青叶甘草、贯众、螃蜞菊大蒜、萝卜、姜等人参、冬虫夏草、灵芝、蜂王浆等,（四）新抗生素,真菌、放线菌产物:抑制HIV病毒的吸附真菌新霉素B：抑制RNA和蛋白质的结合,（五）治疗性疫苗 如乙肝病毒,（六）治疗性抗体,单克隆抗体：中和病毒,基因治疗,1990年9月14日，一名4岁美国小姑娘成为联邦政府批准的接受基因疗法的第一个病人。她患有一种遗传病重症复合免疫缺损症，免疫细胞发育障碍，免疫功低下，极易感染，不治疗通常很难活过1周岁。取出她的白细胞，在体外把正常的基因引进白细胞后再重新输回她的血液中，病情得到有效改善。,（七）基因治疗剂,1、反义寡核苷酸（antisense oligonucleotide，asON）： 人工设计与病毒的某段基因序列互补的寡核苷酸，亦称反义核酸。 反义DNA 反义RNA,近年来，国内外已有大量应用asON在细胞培养系统中成功地抑制HBV、HIV、疱疹病毒、人乳头瘤病毒、Rous肉瘤病毒、流感病毒等感染的研究报告。,2006年10月2日，现年47岁的Andrew Z. Fire和45岁的Craig C. Mello由于在RNAi（RNA interference，RNAi）及基因沉默现象研究领域的杰出贡献而成为当年诺贝尔医学奖获得者。,2干扰RNA: 双股短小RNA，使相同序列病毒基因的静止，同源m