病毒与寄主的相互作用改

病毒与寄主的相互作用,噬菌体与细菌的相互作用病毒与动物寄主的相互作用病毒与植物寄主的相互作用,烈性噬菌体,感染后短时间内能连续完成繁殖过程而使宿主细胞裂解的噬菌体。比如T噬菌体系列(T1-T7) 。,噬菌体与细菌的相互作用,烈性噬菌体T4噬菌体,典型的蝌蚪状外形：六角形的头部和可收缩的长的尾部； 头部的蛋白质外壳内含有折叠的DNA分子； 头部大小为9060纳米（nm)，尾部10020纳米。 是研究最广泛和深入的细菌噬菌体，侵染大肠杆菌B菌株。,繁殖过程（烈性噬菌体）：,吸附：最初的吸附是随机的，当噬菌体以尾丝作为吸附点，通过尾部的刺突与细菌的表面的特殊受体相结合后，则具有特异性,侵入:,噬菌体通过收缩尾鞘，将核酸物质注入寄主细胞内,噬菌体的复制,烈性噬菌体的复制过程包括核酸的复制、蛋白质壳体（头部、尾部和尾丝）和释放噬菌体所需要的酶，该过程是一个非常复杂的过程,噬菌体的复制:,增殖过程的3阶段转录：,大,装配、释放,噬菌体的各个部分有序地组装在一起，形成完整的病毒粒子，成熟的病毒粒子引起寄主细胞的裂解，释放处病毒粒子,烈性噬菌体感染细菌的结果：,液体培养基：浑浊菌液变清亮双层（上层含菌）固体平板：出现噬菌斑,一步生长曲线（Debruck，1939） 定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线，用于反映各种噬菌体潜伏期、裂解期和裂解量的特征曲线。,裂解期：平稳期：效价最高期裂解量：每个受染细胞产生的噬菌体的总数。（平稳期pfu/ 受染细胞？）,潜伏期：(侵入到装配): 隐悔期；胞内累计期,温和噬菌体,感染后其基因组整合到宿主的基因组上，并随宿主基因组的复制而同步，而不引起宿主细胞的裂解。比如P1和噬菌体 。,温和噬菌体溶原菌：受温和噬菌体感染的宿主称之为溶原菌。前噬菌体：整合在宿主基因组上的温和噬菌体的核酸。,线形dsDNA，分子为48.5kb；编码61个基因，其中38个较为重要；生活史可分为裂解周期和溶原周期；为中等大小的温和噬菌体；,温和噬菌体噬菌体,溶源原因-合成阻遏蛋白（CI蛋白 ），阻遏某些基因的转录；-关闭某些噬菌体蛋白基因(晚期蛋白）的表达-整合酶的合成（int基因编码）,整合位点,噬菌体的整合位点尽限于gal及bio等少数几个基因内。,噬菌体整合过程,温和性噬菌体的去向：,自发裂解：机率较小，10-5诱发裂解：用物理、化学因素处理，诱导原噬菌体复制，导致寄主细胞裂解,多数情况：噬菌体进入寄主细胞后，将其核酸整合到寄主的染色体上，或游离在寄主的细胞质中，并随着寄主细胞的生长繁殖而传下去，宿主细胞不裂解少数情况：原噬菌体进行复制，装配成为成熟噬菌体，使寄主裂解,裂解方式：,噬菌体感染结果,溶原细菌的特点：,可以自发的消除噬菌体DNA，但不能自发产生；,2. 温和噬菌体可以自发或人工诱发变为毒性噬菌体;,3. 溶原细菌可失去噬菌体的核酸后复愈;,4. 溶原细菌对同源噬菌体的感染具有免疫性;,5. 某些溶原细菌可以合成特殊的代谢产物，如白喉杆菌只有在被 噬菌体感染形成溶原细菌后才能产生白喉毒素;,6.温和噬菌体有 噬菌体与P1噬菌体等。它们都可以感染宿主细胞后形成溶原细菌，两者区别在于： 噬菌体DNA通常整合到宿主染色体上; P1噬菌体感染宿主后主在游离在细胞质中。,噬菌体在基因工程中的利用,噬菌体基因有一半左右基因为非必需基因；当它们被外源基因取代之后，不影响噬菌体的生命周期。由外源基因取代非必需基因所形成的重组噬菌体DNA，可以随寄主细胞一起被复制和增殖。,常用的噬菌体载体类型,插入型载体；,免疫功能失活插入型载体；,-半乳糖苷酶失活插入型载体。,替换型载体；,柯斯质粒载体。,一、疫苗和疫苗治疗,二、基因治疗,三、抗病毒药物,四、其它药物,人类病毒病的防治,一、疫苗和疫苗治疗,疫苗是将病原微生物（如细菌、立克次氏体、病毒等）及其代谢产物，经过人工减毒、灭活或利用基因工程等方法制成的用于预防传染病的自动免疫制剂。,死疫苗 活疫苗 现代新型病毒疫苗,(1)死疫苗(killed vaccine) 灭活全病毒疫苗 应用物理或化学方法使病毒完全灭活而制成的疫苗。常用的有乙型脑炎、狂犬病、流感等灭活疫苗。,(2)减毒活疫苗, 通常是用自然或人工选择法(如温度敏感株)筛选的对人低毒或无毒的变异株制成的疫苗，如脊髓灰质炎、流感、麻疹的减毒活疫苗等。,减毒活疫苗与死疫苗优缺点比较,(3)现代新型病毒疫苗 应用基因工程技术，控制病毒变异，或利用DNA重组技术，插入和定向缺失病毒基因，将保护性病毒蛋白的编码基因插入活载体中或选择性地去除病毒的某一个或几个致病基因而达到减毒作用制备的可在机体内增殖，诱发抗病毒免疫应答的疫苗。,1.亚单位疫苗(subunit vaccine)制备不含有病毒核酸、仅含有能诱发中和抗体的病毒衣壳蛋白或包膜表面抗原，是最理想的疫苗。 2.合成肽病毒疫苗 人工合成与病毒保护性抗原决定簇的氨基酸序列相同的肽段，制备成免疫原后免疫动物或人体，使机体产生保护性抗体, 3.基因工程疫苗(geneenginering vaccine)利用基因工程技术，分离、重组、转化和表达基因，制备出的能引起人体保护性免疫应答疫苗。 4. DNA疫苗 又称基因疫苗或核酸疫苗，这种核酸分子是一种细菌的质粒，在克隆了特异性的基因以后，能在真核细胞中表达蛋白质抗原，刺激机产生特异性体液和细胞免疫 。 5.新型多价联合疫苗、口服疫苗的研究,二、基因治疗 1.反义寡核苷酸药物 反义寡核苷酸是根据核酸杂交原理设计的，它能够与特定疾病相关基因根据碱基配对原理特异性结合(杂交)，进而激活体内的RNaseH酶将结合的靶基因切断，最终达到阻断基因表达和疾病治疗的目的。,目前，反义寡核苷酸应用于肿瘤、病毒感染、寄生虫病的研究；,2.干扰RNA 药物 用双股短小RNA，导致相同序列病毒基因的静止，同源mRNA降解，通常双链RNA的长度要小于26个核苷酸。 3.核酶 既能与靶基因序列结合又具有酶活性的一类RNA分子。核酶一方面能识别特异的靶RNA序列，并与之互补结合。另一方面具有酶活性，能通过特异性位点切割降解靶RNA。,4.病毒基因转录抑制剂这类核苷衍生物模拟天然二脱氧核苷底物，经一系列磷酸化成为5-三磷酸后，作为相似的底物竞争性抑制病毒逆转录酶活性。被磷酸化的药物分子与核苷酸分子相似，在RNA模板合成DNA过程中被嵌入DNA中。此DNA再转录时，由于其中的药物分子不是正常的核苷酸，因而转录酶不能识别，从而使转录受阻。,三、抗病毒药物 （1）核苷类药物 核苷类药物的作用机制有主要是抑制病毒基因复制模拟核苷成分掺入病毒基因组：合成的异常嘧啶取代病毒DNA前体的胸腺嘧啶，病毒在复制过程中，这种异常的嘧啶分子掺入子代DNA中使子代病毒结构基因的合成和表达无法进行，从而抑制病毒的复制，或复制出的病毒为缺陷病毒。竞争病毒复制酶,1.无环鸟苷 (acyclovir,ACV，阿昔洛韦)和丙氧鸟苷（ganciclovir GCV，庚昔洛韦）为鸟嘌呤或脱氧鸟嘌呤核苷类似物。 该药细胞毒性很小，是目前最有效的抗疱疹病毒药物之一。广泛用于疱疹病毒感染引起的单纯疱疹、生殖器疱疹及带状疱疹,2.叠氮胸苷 (azidothymidine,AZT) 胸腺嘧啶核苷类似物，通过阻断前病毒DNA的合成而抑制HIV的复制，AZT对病毒逆转录酶的抑制比对细胞DNA多聚酶敏感100倍以上。可以有效地降低AIDS的发病率与病死率。耐药株的出现系由基因突变导致逆转录酶具有耐药性。因有抑制骨髓作用和形成病毒的耐药而面临被淘汰。,3.病毒唑 对多种RNA和DNA病毒的复制都有抑制作用，但主要用于RNA病毒感染的治疗，对细胞的核酸也有抑制作用。目前临床主要用于流感病毒和呼吸道合胞病毒,（2）化学类药物制剂 1.金刚烷胺和甲基金刚烷胺 金刚烷胺为合成胺类，甲基金刚烷胺是其衍生物，两者有相同的抗病毒谱和副作用，能阻止脱壳，主要用于治疗甲型流感。 2.甲酸磷霉素 无机焦磷酸盐的有机类似物，抑制多种疱疹病毒，包括CMV、HSV、VZV、EBV、HHV6，可能还对HBV和逆转录病毒有作用。选择性抑制病毒DNA多聚酶和逆转录酶，而对宿主细胞无影响。,四、其他抗病毒药物（1）蛋白酶抑制剂 1赛科纳瓦(saquinavir) 1995年批准的第1个蛋白酶抑制剂。 2英迪纳瓦（indinavir）、瑞托纳瓦（ritonavir）是1996年批准的新一代蛋 白酶抑制剂，用于HIV。,（2）干扰素和干扰素诱生剂的应用 1. 干扰素(IFN) 具有广谱抗病毒作用，毒性小，使用同种IFN无抗原性，主要用于甲、乙、丙型肝炎，HSV，乳头瘤病毒和鼻病毒等感染的治疗。反复应用也会引起耐药性。 2. IFN诱生剂 如： poly IC、甘草甜素、芸芝多糖 。,（3）中草药防治病毒感染 中草药如黄芪、板蓝根、大青叶、贯众、螃 蜞 菊 以 及 甘 草 和 大 蒜 提 取 物 等 均 有 抑 制病 毒 的 作 用 ， 对 肠 道 病 毒 、 呼 吸 道 病 毒 、虫 媒 病 毒 、 肝 炎 病 毒 感 染 有 一 定 防 治 作 用 ，其作用机理尚在研究中。,病毒性肝炎的诊断和抗抗毒治疗,肝炎的类型肝炎的临床表现病毒性肝炎的实验室检查肝炎的治疗病毒性肝炎的预防,肝炎的类型：病毒性肝炎酒精性肝炎药物性肝炎自身免疫性肝炎化学性、中毒性肝炎其他原因所致肝损害,一、病毒性肝炎： 甲型病毒性肝炎 乙型病毒性肝炎 丙型病毒性肝炎 丁型病毒性肝炎 戊型病毒性肝炎,甲型病毒性肝炎,病原体：甲型肝炎病毒（HAV）结构特征：RNA病毒，微小RNA病毒属稳定性：对有机溶剂有抵抗力：耐酸、耐 碱，在外界的生存力很强：在塑料表面25 30天仍有0.4%存活。,易感动物及培养：狨猴和黑猩猩；可在多种细胞中生长繁殖。,形态与结构,球形颗粒，无包膜: 基因组:线状+ssRNA，稳定性高。衣壳:20面体立体对称，由VP1VP4等4种多肽组成，其中VP1是主要的衣壳蛋白，其抗原决定簇的NT抗体，能中和所有的HAV株。至今，世界各地HAV只发现一个血清型。,传染源：急性期患者和亚临床感染者传播途径：粪-口人群易感性：未受染者均易感流行特征：发展中国家多发，春季高峰,潜伏期：15-45天症状：恶心、腹泻、黄疸期,诊 断1.急性起病，早期可有“上感”或“胃肠炎”样症状；2. 胃肠道症状等；3.肝功能异常4.抗HAV IgM 抗体和IgG抗体,甲型肝炎的预防1. 切断传播途径：注意个人卫生、不生食；粪便、污水管理；食品管理；灭蝇；宣教。2. 特异性预防：疫苗：减毒活疫苗，灭活疫苗，蛋白疫苗；3. 被动免疫：丙种球蛋白,治疗 甲型肝炎为自限性疾病，经治疗可痊愈，不转慢性亦不留后遗症。 用药宜简。,归属：嗜肝DNA病毒科培养：未成功研究模型： 1. 基因转染细胞：G2.2.15细胞； 2. 转基因鼠； 3. 动物HBV： 土拨鼠肝炎病毒（WHBV）、鸭肝 炎病毒（DHBV）,乙型病毒性肝炎,颗粒类型：Dane颗粒（42nm）、球状颗粒 （20nm）、线状颗粒（20nm）；基因结构：环状、双股DNA，部分单链；3.2 Kb；基因组有4个读框，即4个基 因结构区： S、C、P、X；基因产物：外膜蛋白：HBsAg、前S1、前S2； 核心抗原（HBcAg）； e抗原； DNA多聚酶； X蛋白。,球形颗粒，直径20nm；线状颗粒，直径20nm，长度在50700nm之间；大球形颗粒，即Dane颗粒，直径42nm。,亚型决定蔟位于S编码区： 122位氨基酸：赖氨酸：d 精氨酸：y 160位氨基酸：赖氨酸：w 精氨酸：r中国流行的HBV 亚型：长江以北：adr 长江以南：adr和adw混存,抵抗力 HBV 对理化因素的抵抗力相当强； 对低温、干燥、紫外线、醚、氯仿、酚等均有抵抗性。,HBV的复制,1.传染源：乙型肝炎患者、各类乙型肝炎 病毒携带者。2.传播途径： 血液：输血、血制品，其他院内感染， 嗜毒； 接触传播：乳汁、牙刷、餐具？ 母婴传播：产后； 遗传？,发病机制不同临床表现的发病机制： 1. 急性肝炎：免疫功能正常 2. 慢性肝炎：免疫耐受、免疫功能 低下、 病毒变异 3. 重型肝炎：超敏反应,肝损伤机制 1. 细胞免疫介导的肝损伤； 2. 自身免疫引起的肝损伤； 3. 细胞因子引起的肝细胞损伤： TNF、IL-1； 4. 其它因素：微循环障碍,治 疗 抗病毒治疗 干扰素的应用 核苷类似物；拉米