病毒复习

病毒学总复习,病毒的主要特点 体积非常微小，电子显微镜观察结构简单，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对抗生素不敏感，但对干扰素敏感。由此病毒被列为非细胞型微生物。,测量单位为纳米,病毒的大小与形态比较示意图,第二节 病毒的结构和化学组成,病毒核酸 及功能,DNA和RNA病毒两大类核酸可以为线型或环型，可单链或双链。皆有正链与负链之分。病毒复制决定病毒的特性具有感染性。,病毒蛋白质,结构蛋白是指组成病毒体的蛋白，主要分布于衣壳、包膜和基质中，具有良好的抗原性。 非结构蛋白是指病毒蛋白多肽，如酶类和特殊功能的蛋白，有蛋白水解酶、DNA聚合酶、逆转录酶、胸腺嘧啶核苷激酶等。,病毒衣壳的主要功能,保护病毒核酸 参与感染过程 具有感染性,病毒包膜的主要功能,维护病毒体结构的完整性 与病毒入侵有关 具有抗原性 包膜对干、热、酸和脂溶剂敏感，破坏病毒包膜，可失去感染性。,病毒包膜（电镜照片）,刺突结构示意图（流感病毒血凝素糖蛋白三聚体）,病毒衣壳（电镜照片）,病毒的异常增殖,顿挫感染：病毒进入宿主细胞后，病毒不能合成；或者 合成部分或合成全部成分，但不能组装和释放出有感染性的病毒颗粒，称为顿挫感染。 缺陷病毒：指因病毒基因组不完整或者因某一基因位点 改变，不能进行正常增殖，复制不出完整的 有感染性病毒颗粒，此病毒称为缺陷病毒。 辅助病毒：可以辅助缺陷病毒完成正常增殖的病毒,干扰现象,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（defective interfering particle, DIP）。,第六节 病毒的分类,病毒分类依据,核酸的性质与结构 病毒粒子的大小、形状 衣壳对称性和壳粒数目 有无包膜 对理化因素的敏感性 抗原性 生物学特性,DNA病毒科分类及重要病毒,RNA病毒科分类及重要病毒,类病毒：为植物病毒，仅由250400个核苷酸组成，为单链杆状RNA，有二级结构，无包膜或衣壳，不含蛋白质。 卫星病毒：与植物病害有关，分为两大类，一类为自身衣壳蛋白，另一类为RNA分子（曾被称为拟病毒），需利用辅助病毒的蛋白衣壳。其特点为由5002000个核苷酸构成的单链RNA。朊粒：见单独章节,亚病毒: 一类比病毒还小、结构更简单的微生物,病毒的感染与免疫,水平传播：在人群不同个体间的传播，是大多数病毒的传播方式。垂直传播：由宿主的亲代传给子代的传播方式。主要通过胎盘或产道，如风疹、巨细胞、HIV及乙型肝炎病毒等。,病毒感染的传播方式,病毒感染的致病机制,（一）对宿主细胞的致病作用 杀细胞效应 稳定状态感染 包涵体形成 细胞凋亡 基因整合与细胞转化,（二）病毒感染的免疫病理作用 抗体介导的免疫病理作用 细胞介导的免疫病理作用 致炎性细胞因子的病理作用 免疫抑制作用,（三）病毒的免疫逃逸机制 病毒的免疫逃逸（Viral mechanisms of escape of immune responses）是反映病毒毒力的另一重要因素。病毒通过逃避免疫监视、防止免疫激活或阻止免疫反应发生等方式来逃脱免疫应答。有些病毒通过编码特异性抑制免疫反应蛋白质实现免疫逃逸。有些病毒形成合胞体让病毒在细胞间传播逃避抗体作用。,杀细胞感染细胞病变作用（cytopathic effect, CPE）： 在体外实验中，通过细胞培养和接种杀细胞性病毒后，可用显微镜观察到细胞变圆、坏死，从瓶壁脱落等现象。,包涵体,某些受病毒感染的细胞内，用普通光镜可看到与正常细胞结构和着色不同的圆形或椭圆形斑块，称为包涵体(inclusion body) 。有的位于胞质内(痘病毒)，有的位于胞核中(疱疹病毒)；或两者都有(麻疹病毒)；有嗜酸性的或嗜碱性的，因病毒种类而异。,包涵体,病毒感染的类型,根据有无临床症状： 隐性感染和显性感染根据病毒在体内感染的过程、滞留的时间 ： 急性病毒感染 和持续性病毒感染 急性病毒感染（病原消灭型感染）持续性病毒感染 潜伏感染 慢性感染 慢发病毒感染 急性病毒感染的迟发并发症,已知与人类恶性肿瘤密切相关的病毒：,人乳头瘤病毒与宫颈癌乙型肝炎病毒与肝细胞癌EB病毒与鼻咽癌、恶性淋巴瘤人类嗜T细胞病毒与成人T淋巴细胞白血病,干扰素抑制病毒蛋白翻译的两种途径示意图,病毒感染的检查,检测内容,查病毒,查特异性抗体,病毒颗粒 病毒抗原 病毒核酸 病毒酶类：如逆转录酶,电镜直接观察 光镜检查包含体 分离培养,* 呼吸道病毒（Viruses associated with respiratory infections）: 以呼吸道为侵入门户 在呼吸道粘膜上皮细胞增殖 引起呼吸道局部感染或呼吸道以外组织 器官病变,正粘病毒（Orthomyxoviridae ）* 对人或某些动物细胞表面的粘蛋白有亲和性， 有包膜，具有分节段RNA基因组的一类病毒。,* 只有流行性感冒病毒（influenza virus）一个 种，包括人流感病毒和动物流感病毒。,流感病毒（Influenza Virus）,* 19181919年期间的大流行全球有2000万人死于流感,1. 形态与结构,* 球形或者椭圆形，80120nm，有包膜* 包膜上有放射状突起糖蛋白，主要是血凝素和神经氨酸酶分子,* HA的主要功能凝聚红细胞吸附宿主细胞主要中和抗原* HA抗原结构易发生变异,血凝素（Hemagglutinin, HA）,* 能水解红细胞表面的神经氨分子* 是弱中和抗原* 功能参与病毒释放促进病毒扩散,神经氨酸酶（Neuraminidase, NA）,* 传播途径：飞沫传播* 传染源：患者、隐性感染者、被感染动物* 机理在呼吸道柱状上皮增殖，不引起病毒血症NA可降低细胞表面粘度，使细胞表面受体暴露，便于病毒侵袭* 致病特点：发病率高、死亡率低,副粘病毒（Paramyxoviruses）,副流感病毒 parainfluenza virus 腮腺炎病毒 Mumps virus 麻疹病毒 Measles Virus呼吸道合胞病毒 Respiratory Syncytial Virus，RSV,* 球形，不分节段-ssRNA核蛋白呈螺旋对称* 包膜糖蛋白突起HN蛋白F糖蛋白* 属副粘病毒科呼吸病毒属和德国麻疹病毒属5个血清型,副流感病毒,致病性与免疫性,* 飞沫传播或直接接触传播* 仅在呼吸道上皮细胞增殖，不入血* 上呼吸道感染、婴幼儿严重哮喘、支气管肺炎 和肺炎,* 属副粘病毒科肺病毒属 球形* 不能在鸡胚培养，但可在组织培养增殖胞浆嗜酸性包涵体* 一个血清型,呼吸道合胞病毒,* 流行于冬季、早春，传染性强* 是医院感染的主要病原之一* 潜伏期4-5天，排毒可持续1-3周* 引起婴幼儿的严重呼吸道感染： 细支气管炎和肺炎,* 飞沫传播* 引起流行性腮腺炎* 病后免疫力持久可用减毒活疫苗* 人是唯一自然储存宿主,腮腺炎病毒,* 包膜有HA和HL两种糖蛋白突起* 唯一自然储存宿主是人* 病毒抵抗力弱，一般消毒即可灭活,麻疹病毒,* 传染源 急性期患者 出疹前6天和出疹后3天都有传染性* 传播途径 飞沫传播，也可通过玩具传播,* 临床表现呼吸道并发症气管炎、咳嗽，支气管肺炎，最常见（4%） 神经系统并发症脑炎SSPE,冠状病毒 Coronavirus，CoV,* 冠状病毒科冠状病毒属* 呈多形性，+ssRNA，不分节段核衣壳呈螺旋状包膜表面有多形性花瓣状突起,重症急性呼吸综合征冠状病毒SARS Coronavirus, SARS CoV,SARS 2002年底在佛山首次报道空气飞沫或密切接触传播潜伏期：212天，通常45天呈显著家庭和医院集聚现象,生物学性状,* 60-130nm，包膜表面有明显突起* +ssRNA* 在Vero细胞上有明显CPE* 感染灵长类动物，出现典型的SARS症状,诊断,* 主要依靠临床和流行病学资料* 病原学病毒分离RT-PCR免疫荧光、ELISA* 实验室要求严格生物安全资格（ BSL-3 ）* 病原学诊断尚不成熟,* 单正链RNA,包膜, 人是唯一宿主,其它：风 疹病毒,* 儿童是主要易感者* 局部淋巴节增殖后经病毒血症散播全身* 可垂直传播导致胎儿先天性感染,肠道病毒,分 类,病毒 血清型 脊髓灰质炎病毒（poliovirus） 1, 2, 3柯萨奇病毒（Coxsackievirus） A组（1-22, 24） B组（1-6）埃可病毒（Echovirus） 1-9, 11-27, 29-33新肠道病毒（new enterovorus） 68, 69, 70, 71,肠道病毒的共同特征：,*小RNA病毒单股正链RNA,*易感细胞中增殖迅速产生CPE *抵抗力较强。 。,*肠道中增殖，肠道外感染性疾病；,脊髓灰质炎病毒,*脊髓灰质炎（poliomyelitis）的病原体。侵犯脊髓前角运动神经细胞，导致弛缓性肢体麻痹（小儿麻痹症）。*分三个血清型，型间很少有交叉免疫。,脊髓灰质炎病毒,咽部、肠道淋巴结中增殖,血（第一次病毒血症）,全身淋巴组织再次增殖,血（第二次病毒血症）,靶器官（脊髓前角神经细胞、脑膜等）,病变轻微暂时性肢体麻痹,病变严重迟缓性麻痹,极少数延髓麻痹,呼吸、心脏衰竭,死亡,隐性感染（约90）,顿挫感染（约5）,非麻痹型脊髓灰质炎/无菌性脑膜炎（0.1%2.0%）,麻痹型,致病性,损伤细胞,柯萨奇病毒、埃可病毒 新肠道病毒,*无菌性脑膜炎：几乎所有的肠道病毒都与无菌性脑膜炎、脑炎和轻瘫有关。*疱疹性咽峡炎：由柯萨奇A组病毒某些血清型引起。*手足口病：由柯萨奇病毒A16、新肠道病毒71型引起。*急性结膜炎，急性出血性结膜炎 新肠道病毒70型。,急性胃肠炎由病毒引起。主要包括： *轮状病毒 *杯状病毒 *肠道腺病毒 *星状病毒,轮状病毒的生物学特征,病毒体呈球形，无包膜。 双链RNA, 由11个基因片段组成。分别编码6个结构蛋白（VP1-VP4、VP6、VP7）和5个非结构蛋白（NSP1-NSP5）。 电镜下观察，病毒外形呈车轮状。,感染最为常见；引起6个月2岁婴幼儿严重胃肠炎，常称为秋季腹泻。 临床表现： *突然发病 *发热、水样腹泻、伴呕吐 *一般为自限性 *重者脱水和酸中毒，导致婴儿死亡,A组轮状病毒,发病机理,病毒感染造成小肠黏膜细胞微绒毛破坏和细胞溶解死亡，使肠道吸收功能受损； 病毒NSP4有肠毒素样的作用，使肠液过度分泌；出现严重腹泻。,B组轮状病毒,*引起成人腹泻，可产生爆发流行*至今仅在我国有过报道,杯状病毒：ssRNA星状病毒: ssRNA肠道腺病毒:dsDNA多引起5岁以下幼儿腹泻,其他急性胃肠炎病毒,甲型肝炎病毒（HAV)乙型肝炎病毒（HBV)丙型肝炎病毒 (HCV)丁型肝炎病毒 (HDV) 戊型肝炎病毒（HEV）肝炎相关病毒（HGV、TTV）,肝炎病毒的类型,甲型肝炎病毒 小RNA科，无包膜,单正链RNA,编码区只有一个开放读码框架（ORF） 分为P1、P2、P3功能区 P1区编码VP1、VP2、VP3、VP4 P2和P3区编码病RNA多聚酶、蛋白酶等非 结构蛋白,HAV（污染水源、食物、海产品等） 口咽部、唾液腺 肠黏膜或局部淋巴结 病毒血症 肝脏 肝细胞变性、坏死（急性肝炎）,NK细胞的杀伤作用 肝细胞溶解特异性细胞免疫IFN-分泌增加，促进肝细胞表达HLA，HLA,介导的CTL对肝细胞的细胞毒作用增强。,致病与免疫机制,HAV-IgM检测： 早期、快速诊断最可靠的血清学指标 HAV-IgG检测： 主要用于了解既往感染史、疫苗免疫 效果评价或流行病学调查,病原学检查： RT-PCR法检测HAV RNA ELISA法检测HAV抗原 免疫电镜法检测病毒颗粒,HBV形态与结构电镜下HBV呈三种不同形态颗粒：Dane颗粒：直径42 nm 完整的病毒颗粒，具传染性小球形颗粒：直径22 nm 中空的病毒颗粒，主要含HBsAg 管型颗粒：由小球形颗粒聚集而成,HBV结构模式图,S区：由S基因、PreS1和PreS2基因组成 编码HBsAg、PreS1、PreS2 C区：由前C和C基因 C基因编码核心蛋白HBcAg Pre-C与C基因共同编码Pre-C蛋白 Pre-C蛋白经切割加工后形成HBeAg P区：编码DNA多聚酶 X区：编码HBxAg,HBV复制周期,传染源：病人、无症状携带者 传播途径： 1.血液和血制品传播 血液及血制品、注射、外科、牙科手术、 针刺、共用剃刀或牙刷、皮肤黏膜微小损伤 2.母婴传播：胎儿期、围生期、哺乳传播 3.性传播及密切接触传播,1.细胞免疫及其介导的免疫病理反应 特异性CTL的直接杀伤作用 识别肝细胞膜上的HLA-I类分子和病毒抗原 直接杀伤靶细胞 细胞因子的抗病毒效应 细胞凋亡作用,2.体液免疫及其介导的免疫病理反应 特异性抗体HBsAb、PreS1-Ab和PreS2-Ab直接清除血循环中游离的病毒 免疫复合物沉积于肾小球基底膜、关节滑液囊等处，激活补体，导致型超敏反应 免疫复合物沉积于肝内，可使肝毛细管栓塞， 导致急性肝坏死，表现为重症肝炎。,3.自身免疫反应引起的病理损害 HBV感染使肝特异性脂蛋白抗原（liver specific protein, LSP）暴露，LSP作为自身抗原诱导机体产生自身抗体，通过直接或间接作用，导致肝细胞损伤。,HBV免疫耐受产生的条件： 1)特异性细胞免疫和体液免疫能力低下 2)HBV宫内感染，HBV特异性淋巴细胞克隆被排除； 3)幼龄感染HBV，免疫系统尚未发育成熟 4)病毒感染量大，致特异性T细胞被耗竭 机体不能有效地清除病毒，导致HBV持续性感染,4.免疫耐受与慢性肝炎,S基因变异：a抗原表位基因发生变异，导致HBsAg抗原性改变, 出现免疫逃逸和“诊断逃逸”。PreC基因的变异：1896 nt G-A突变导致第28位TGG变为TAG，使PreC基因不能转译出完整的HBeAg。C基因的变异，导致HBcAg抗原位点的改变，出现免疫逃避。,病毒变异与免疫逃逸,HBsAg HBV感染的重要指标 感染早期出现 急性肝炎恢复后14个月内消失 持续6个月以上提示为慢性肝炎或HBV携带者 HBsAb 中和抗体 见于恢复期、既往感染、疫苗接种后 阳性提示机体对乙肝有免疫力,PreS1、PreS2与HBV-DNA成正比是病毒复制的指标 PreS1-Ab、PreS2-Ab在恢复期的早期出现阳性提示病毒正在或已经被清除是预后良好的指标,HBcAb-IgM 阳性提示HBV处于复制状态，具有强的传染性HBcAb-IgG 低滴度提示既往感染， 高滴度高提示急性感染,HBeAg 阳性提示病毒在体内复制，具有传染性HBeAb 机体获得免疫力 病毒复制减弱 传染性降低,两对半检查 HBsAg, HBsAb HBeAg, HBeAb HBcAb大三阳 HBsAg(+), HBeAg (+) ，HBcAb (+)小三阳 HBsAg (+), HBeAb (+), HBcAb (+),HCV的基因结构和功能 基因组为ss+RNA, 9.5 kb仅有一个长开放阅读框架（ORF）,C E1 NS1/E2 NS2 NS3 NS4 NS5,5,3,C区编码的核心蛋白，组成病毒的核衣壳 E1区和E2/NS1区编码包膜糖蛋白E1和E2 具有高度变异性，导致的免疫逃逸作用。,致病机制 病毒的直接致病作用 病毒在肝细胞内复制，直接损伤肝细胞 免疫病理作用 特异性CTL对肝细胞的杀伤作用,HDAg,HDV形态和结构图,感染方式： 有联合感染或重叠感染两种方式联合感染：HBV和HDV同时感染重叠感染：HBV感染者再发生HDV感染导致原有的乙型肝炎病情加重与恶化,HEV的特点,ssRNA， 无包膜含有3个ORF ORF1编码功能性酶ORF2编码衣壳蛋白ORF3编码型特异性抗原 明显的雨季和洪水后 妊娠6月以上流产及死胎 不发展为慢性,虫媒病毒的重要特性,通过吸血节肢动物叮咬易感的脊椎动物而传播 节肢动物体内增殖，并可经卵传代，是传播媒介，又是储存宿主 多为自然疫源性疾病，也是人畜共患病 具有明显的地方性和季节性,我国流行的虫媒病毒,乙型脑炎病毒 登革病毒 俄罗斯春夏脑炎病毒（森林脑炎病毒）,乙型脑炎病毒结构模式图,传染源与传播媒介 幼猪具有高的感染率 主要传播媒介是三节吻库蚊,致病过程：两次病毒血症但人非传染源致病机制：炎性CK和细胞凋亡,形态和结构与乙脑病毒相似传播媒介：埃及伊蚊和白纹伊蚊为主要传播媒介易感人群 ：人群普遍易感表现为二种不同的临床类型： 1.登革热（DF） 2.登革出血热/登革休克综合征（DHF/DSS） ADE: antibody-dependent enhancement,登革病毒特点,森林脑炎病毒国际上称为俄罗斯春夏脑炎病毒 是一种蜱传脑炎病毒 我国东北和西北林区有本病流行 死亡率可高达30%,* 出血热（Hemorrhagic fever）是一组疾病， 或一组综合征的统称。共同特征：“3H”症状 1. 发热（hyperpyrexia） 2. 出血（hemorrhage） 3. 低血压（hypotension）休克及不同脏器 的损害。* 我国已发现的主要有：汉坦病毒、 登革病毒及克里米亚刚果出血热病毒（亚洲璃眼蜱）。,汉坦病毒在临床上主要引起两种急性传染病：* 肾综合征出血热 （Hemorrhagic Fever with Renal Syndrome，HFRS） 以发热、出血、肾功能损害和免疫功能紊乱为主 要特征。* 汉坦病毒肺综合征 （Hantavirus pulmonary syndrome，HPS） 以肺浸润及肺间质水肿，呼吸窘迫、衰竭为主要 特征。,病毒核酸为单股负链RNA，分L、M、S三个片段。病毒具有四种结构蛋白，即核蛋白N、糖蛋白G1、G2和RNA依赖RNA聚合酶（RdRp）,汉坦病毒颗粒模型,汉坦病毒的特点,我国主要是黑线姬鼠和褐家鼠；传播途径：多，呼吸、消化道和接触为主发病机理：病毒损伤和免疫病理超敏反应三H，三痛三红，五期，三早一就,汉坦病毒的主要动物宿主和传染源黑线姬鼠,人疱疹病毒HHV的特性,包膜，dsDNA，编码多 种蛋白和酶增殖：核内复制，融合成多核巨细胞感染类型：原发感染 潜伏感染 复发感染,原发感染 表现：粘膜与皮肤的局部疱疹 HSV-1：腰以上感染为主,唇疱疹、龈口炎、角膜结膜炎等,HSV-2：腰以下及生殖器感染为主 生殖系统疱疹、新生儿脑和眼部疱疹等,单纯疱疹病毒,潜伏感染 原发感染后, HSV由感觉神经 感觉神经节 HSV-1: 三叉神经节和颈上神经节 HSV-2: 骶神经节 潜伏的HSV不复制，对抗病毒药物不敏感,与HSV相似： 潜伏神经细胞，引起复发感染 细胞免疫限制和防止重症水痘 皮肤损伤以水疱为特征 对抗病毒药物敏感与HSV不同： 呼吸道感染 通过病毒血症播散至皮肤,水痘-带状疱疹病毒,形态结构类似HSVB细胞增殖唾液输血传染传染性单核细胞增生、非洲儿童淋巴瘤和鼻咽癌,EB病毒,HCMV人纤维细胞，核晕包涵体增殖: 腔管上皮细胞传播: 多种先天性疾病：胎儿将死，不死也呆,人巨细胞病毒,一组含有反转录酶（reverse transcriptase）的RNA病毒。,反转录病毒,*对人致病的反转录病毒主要有： 1.人类嗜T细胞病毒（HTLV），为成人 T淋巴细胞白血病的病原体。 2.人类免疫缺陷病毒（HIV），是人类 艾滋病的病原体。,共同特性 球形，直径为80120 nm,包膜表面有刺突。 基因组有两条相同的单正链RNA，病毒体含 反转录酶和整合酶。 复制有独特的反转录过程，病毒DNA整合到 细胞DNA中，构成前病毒。 具有gag、pol和env 3个结构基因和多个调 节基因。 宿主细胞受体决定病毒的组织嗜性，成熟病 毒以芽生方式释放。,病毒的复制,1.传染源和传播途径,* 传染源：HIV感染者和AIDS患者* 主要的传播途径： 1.性传播：是HIV的主要传播方式，性活跃人群（包含同性恋和异性恋者）是高危人群。 2.血液传播：输血、血制品、器官移植、注射等方式传播，静脉毒品成瘾者是高危人群。 3.母婴传播：通过胎盘、产道或哺乳等方式传播，其中胎儿经胎盘感染