病毒的基本性状

2020/5/25,1,第二篇病毒学,2020/5/25,2,病毒学绪论,病毒与疾病关系？,2020/5/25,3,3000BC，埃及孟非思壁画中长老患小儿麻痹症。,病毒与疾病的关系,2020/5/25,4,病毒与疾病的关系,古代中医书籍上的小儿出天花图,天花-古老传染病,天花病毒,2020/5/25,5,小儿麻痹症-曾造成3000万/年儿童患病，约1/100麻痹！乙型肝炎-全球最严重的公共卫生问题！流行性感冒-发生过多次世界性大流行！麻疹、水痘、腮腺炎、疱疹、狂犬病,病毒与疾病的关系,病原体病毒,2020/5/25,6,近20年来肆虐的病毒性疾病,AIDS,SARS,禽流感,病原体病毒！,2020/5/25,7,病毒的危害,所致疾病约占传染病的80%传染性强、流行广泛，很少有效药物有些所致疾病严重，病死率高或有后遗症持续性感染与肿瘤和自身免疫病有关威胁健康的新病原体不断出现学习病毒学，要注意防治和控制,2020/5/25,8,病毒的基本性状病毒的感染与免疫病毒感染的诊断与防治原则,2020/5/25,9,Virus：体积小，结构简单，只有一种类型的核酸，只能在活的、敏感细胞内以复制方式增殖的非细胞型微生物。,第十八章病毒的基本性状,2020/5/25,10,1.体积微小：需借助电子显微镜观察，能通过滤菌器2.结构简单：为非细胞型微生物，只含有一种类型核酸（DNA或RNA）3.严格的细胞内寄生4.以自身核酸为模板进行复制繁殖5.对抗生素不敏感，对IFN敏感6.耐冷怕热,病毒(virus)主要特点,2020/5/25,11,病毒的生物学性状,一、病毒的大小与形态二、病毒结构与化学组成三、病毒的增殖四、理化因素对病毒的影响五、病毒的分类,2020/5/25,12,一、病毒的大小与形态,病毒体（virion）：完整的成熟病毒颗粒，具有典型的形态结构，并有感染性,称为病毒体。,2020/5/25,13,大小病毒的测量单位：纳米（nanometer，nm）1nm1/1000m150nm，大型病毒（最大300nm）,形态：形态不一球形为多，也有子弹状、砖块状、蝌蚪状,2020/5/25,14,微生物大小比较,葡萄球菌(1000nm）,牛痘病毒300250nm,A,B,C,D,E,F,G,立克次体450nm,衣原体390nm,A、大肠杆菌噬菌体(6595nm),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,2020/5/25,15,病毒形态模式图,2020/5/25,16,A.痘病毒B.轮状病毒C.HBVD.噬菌体E.狂犬病病毒,电镜照片,E,2020/5/25,17,二、病毒结构与化学组成,2020/5/25,18,病毒结构,基本结构：核衣壳，由核心和衣壳组成，结构最简单的病毒仅由核衣壳构成，称为裸露病毒。特殊结构：包膜,刺突,2020/5/25,19,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,2020/5/25,20,结构：1.病毒核心：病毒的核酸，构成病毒的基因组，决定病毒遗传和变异；有些病毒核心还有蛋白质,即核蛋白(NP).2.衣壳：是蛋白质，由壳粒（形态亚单位）组成，壳粒按一定排列方式组成的蛋白质外壳，形成螺旋对称型、二十面体立体对称型、复合对称型,病毒的结构和化学组成,2020/5/25,21,螺旋对称型(e.g.,tobaccomosaicvirus),壳粒沿着螺旋形的病毒核酸链对称排列。,2020/5/25,22,二十面体对称型(e.g.,adenovirus),核酸浓集成球形或近似球形，外周的壳粒排列成20面体对称型。,2020/5/25,23,复合对称型(e.g.,bacteriophage,poxvirus),2020/5/25,24,裸病毒核心(Core)核酸衣壳(Capsid)蛋白,核衣壳病毒体Nuleocapsid,2020/5/25,25,3.包膜：较为复杂病毒除核衣壳外尚有包膜以出芽方式释放时获得宿主细胞核膜/胞膜包膜上有包膜子粒（peplomere）/刺突（Spike）,2020/5/25,26,2020/5/25,27,化学组成：(核酸、蛋白质、脂质、糖）1.核酸：位置：病毒体的中心构成核心的主要成分成分：DNA或RNA多样性：线状/环状单链/双链,病毒的化学组成和功能,2020/5/25,28,分类：DNA病毒/RNA病毒对人致病的DNA病毒多是dsDNA对人致病的RNA病毒多是ssDNA功能：决定病毒的复制基础；决定病毒各种特性（病毒结构特点、致病性、抗原性等）；有些核酸具有感染性-感染性核酸；,病毒的化学组成和功能核酸,2020/5/25,29,2.蛋白质：结构蛋白（1）衣壳蛋白保护核酸决定构型决定感染宿主范围具有抗原性（2）包膜蛋白保护病毒决定感染宿主范围具有抗原性包膜脂蛋白可引起机体发热（3）基质蛋白,病毒的结构和化学组成,2020/5/25,30,非结构蛋白（1）存在在病毒体内酶类如逆转录酶,胸腺嘧啶核苷激酶（2）存在感染细胞内抑制细胞生物合成的蛋白抑制病毒蛋白经MHC递呈的蛋白,2020/5/25,31,3.脂质和糖类主要存在于包膜中，脂质对干燥、热、酸、脂溶剂敏感，破坏病毒包膜后失去感染性。可用于病毒的鉴定。,2020/5/25,32,第二节、病毒的增殖,2020/5/25,33,复制周期replicationcycle-正常增殖,吸附与穿入脱壳生物合成组装、成熟与释放,一、病毒的复制周期,增殖方式：复制（replication)-以病毒基因为模板，在宿主细胞内经过子代病毒核酸复制，转录和翻译子代病毒蛋白，再装配成子代病毒，最终释放出子代病毒的过程。,2020/5/25,34,吸附：病毒的配体位点与细胞表面的特异受体结合,-可逆性吸附静电吸引，易受pH影响，不稳定；-不可逆吸附与细胞表面的病毒受体特异结合嗜组织细胞的特异性；,2020/5/25,35,吸附adsorption,2020/5/25,36,裸露病毒：病毒胞饮(viropexis)包膜病毒：包膜与细胞膜融合；-核衣壳直接进入胞浆内噬菌体：注入式-病毒核酸直接进入胞浆内病毒可以一种方式、多种方式穿入,穿入：不同病毒，穿入方式不同,腺病毒穿入,2020/5/25,37,包膜病毒的穿入方式,2020/5/25,38,穿入penetration,融合,胞饮,直接穿入,2,2020/5/25,39,脱壳,不同病毒脱壳方式不同多数病毒在宿主细胞溶酶体酶作用下脱壳，伴随穿入过程发生少数病毒脱壳过程比较复杂痘病毒:在溶酶体酶作用下，先部分脱壳，暴露部分核酸，转译病毒脱壳酶后，再完全脱壳,2020/5/25,40,生物合成（biosynthesis）,-宿主细胞内进行的，在病毒基因控制下的病毒核酸和蛋白质的合成过程-区域：DNA病毒核内（除痘病毒）RNA病毒胞质（除流感病毒及部分副粘病毒）-生物合成期电镜观察不到完整的病毒颗粒或检测不到病毒抗原的存在，称为“隐蔽期”(eclipsephase)-病毒蛋白质的合成和其他生物蛋白质的合成机制基本相同-病毒基因组的类型不同，其病毒核酸的复制和蛋白合成的方式各异,2020/5/25,41,生物合成,6大类型：双链DNA病毒单链DNA病毒单正链RNA病毒单负链RNA病毒双链RNA病毒逆转录病毒,2020/5/25,42,复制周期双链DNA病毒生物合成,核酸游离,mmmmmm,mRNA转录,早期蛋白（功能蛋白）,子代病毒DNA复制,mmmmmm,mmmmmm,晚期mRNA转录,晚期蛋白（结构蛋白）,半保留复制,早期蛋白质合成,步骤,子代DNA合成,晚期蛋白质合成,2020/5/25,43,复制周期单正链RNA病毒生物合成,2020/5/25,44,复制周期单负链RNA病毒生物合成,转录,复制,2020/5/25,45,病毒RNA,逆转录酶,RNA：DNA杂交中间体,RNA酶H,水解,负单链DNA,DNA聚合酶,双链DNA,整合酶,整合到细胞染色体上（前病毒）,转录,子代RNA,mRNA,翻译,结构蛋白,子代病毒,释放,复制周期-逆转录病毒（retrovirus）生物合成,非结构蛋白,装配,2020/5/25,46,组装、成熟与释放,-病毒核酸与病毒蛋白核衣壳-组装部位不同：DNA病毒(除痘病毒外)：核内组装(如：ADV)RNA病毒：多数在胞浆内组装(如：Polio)-组装方式不同：以核酸为支架，壳粒按螺旋对称方式排列先形成20面体衣壳，核酸进入，形成核衣壳,组装:,2020/5/25,47,组装、成熟与释放,释放:,-出芽释放-细胞膜可被修复，不直接破坏宿主细胞-多见于包膜病毒,-溶细胞性释放（细胞崩解）-宿主细胞损伤、崩解，释放出大量的子代病毒-多见于裸露病毒-其他方式如CMV，通过细胞间桥或细胞融合传播。,2020/5/25,48,包膜病毒释放过程,2020/5/25,49,流感病毒出芽释放,VZV出芽穿过核膜获得包膜,0.1m,HIV病毒出芽释放,2020/5/25,50,病毒复制周期,装配与释放assemblyandrelease,2020/5/25,51,复制周期replicationcycle,2020/5/25,52,病毒感染细胞后的结局正常增殖，形成病毒体异常增殖，未能形成病毒体,2020/5/25,53,二、病毒的异常增殖与干扰现象,病毒的异常增殖顿挫感染（abortiveinfection)病毒进入宿主细胞后，细胞缺乏病毒复制所需的酶、能量或其他条件，致使该病毒在其中不能生物合成；或者虽合成了病毒的成分，但不能组装成熟为有感染性的病毒体，称。而这种细胞称为非容纳细胞。,2020/5/25,54,病毒的异常增殖缺陷病毒（defectivevirus)因病毒基因组不完整或基因位点改变，单独培养时不能复制出完整有感染性的病毒颗粒，称缺陷病毒；但当与另一种病毒（辅助病毒）在细胞内共同生长时，则可正常增殖。缺陷病毒虽不能复制，但却具有干扰同种成熟病毒体进入细胞的作用，又称为缺陷干扰颗粒（DIP)。,病毒的异常增殖,例如：腺病毒伴随病毒与腺病毒丁型肝炎病毒与乙型肝炎病毒,2020/5/25,55,（三）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。原因：IFN破坏宿主表面受体或改变宿主细胞，影响另一种病毒复制,2020/5/25,56,第三节病毒的遗传与变异,可遗传性变异突变基因的转移与重非可遗传性变异,2020/5/25,57,(一)突变mutation毒力突变条件致死性突变株:温度敏感条件致死突变株（temperaturesensitive，ts）2835可以复制，3740不能复制脊髓灰质炎减毒活疫苗宿主范围突变株，抗原性突变株等突变株能稳定地存在，可在相应的宿主或细胞中传代与存活。,2020/5/25,58,(二)基因重组与重配(geneticrecombination),当两种有亲缘关系的不同病毒共同感染同一个细胞时,他们的遗传物质发生交换,结果产生不同于亲代的可遗传的子代,称为基因重组活病毒间的重组灭活病毒间的重组死活病毒间的重组,2020/5/25,59,重组与重配（基因间相互作用）,重组：由于核酸间的互换而形成子代recombination,交叉,2020/5/25,60,重配：通过交换RNA节段而进行的重组reassortment,随机,2020/5/25,61,非遗传性变异:通常是基因产物间的相互作用表型混合:两株病毒混合感染时，装配过程发生错误,一种病毒的核酸进入另一个病毒的衣壳内;并未发生核酸的交换，这种改变不是遗传型的改变而是表型的混合。基因型混合:两种病毒的核酸偶尔装在一个衣壳内,或两种衣壳被包在同一个包膜内,未发生基因重组互补:两种病毒间的蛋白质产物可以相互弥补不足增强:共培养时,一个病毒可以增强另一个病毒的产量,可能与干扰素有关,2020/5/25,62,第四节、理化因素对病毒的影响灭活（inactivation）病毒受理化因素作用后失去感染性失去增殖能力；保留抗原性、红细胞吸附、血凝及细胞融合等特性；机制破坏包膜、蛋白变性、损伤核酸。,2020/5/25,63,物理因素：1.温度：病毒耐冷不耐热，灭活病毒温度：5630min可灭活大多病毒（肝炎病毒较耐热，100，10min）保存病毒温度：4，3-4天。2.pH：pH6-8稳定；3.射线：射线、X射线、紫外线都能灭活病毒,理化因素对病毒的影响,2020/5/25,64,化学因素：1.脂溶剂：有包膜病毒对脂溶剂敏感（乙醚、氯仿、胆盐）可鉴别病毒有无包膜2.抗生素：常用抗生素对病毒无作用，可用来抑制病毒培养中细菌生长3.对氧化剂、卤素及其化合物敏感；中草药：某些中草药对病毒有抑制作用,2020/5/25,65,第五节、病毒的分类,2020/5/25,66,病毒分类较复杂且不成系统，国际病毒分类委员会（ICTV）每3年公布一次分类法并不时作出调整。分类依据：核酸类型病毒形态及大小有无包膜衣壳的对称性和壳粒数目对理化因素的敏感性抗原性生物学特性,2020/5/25,67,亚病毒：是一类比病毒更为简单