免疫学与病原生物学部分-病毒的形态与结构

医学病毒,病毒的形态与结构,病毒的形态与特征,一、病毒的生物学特征二、病毒的形态与尺度,病毒的生物学特征,非细胞生物纳米（测量单位）专性细胞内寄生复制方式繁殖,病毒的形态,球型子弹型砖型杆型蝌蚪型,丝型（埃博拉病毒）,球型（乙肝病毒）,蝌蚪型（噬菌体）,子弹型（狂犬病毒）,砖型（牛痘病毒）,医学病毒形态,病毒的尺度,医学病毒的尺度,一、核心二、衣壳三、包膜,病毒的结构,病毒结构模式,核心,衣壳,核衣壳,壳粒,包膜,刺突,病毒的核心,1、构成2、基因3、生物学意义,病毒核心的构成,化学组成：核酸、蛋白质核酸类型：DNA、RNA核酸形式：单链与双链正链与负链分节与不分节,病毒基因组,大小：5kb800kb数量：21000特点：高度简并开放阅读框重叠,HIV的开放阅读框重叠,病毒核心的生物学意义,储存全部的遗传信息调控病毒复制、装配,病毒的衣壳,1、组成2、结构类型3、生物学意义,病毒衣壳组成,构成单位：壳粒构成原理：以弱作用力相互连接按热力学定律形成稳定结构装配方式：自发装配螺旋对称结构指导装配20面体对称结构,病毒衣壳的结构类型,螺旋对称型,20面体对称型,复合对称型,病毒衣壳的生物学意义,保护病毒核酸形成病毒吸附蛋白（VAP）赋予病毒外形,病毒的包膜,1、组成2、生物学意义,病毒包膜组成,单位膜：宿主核膜、细胞器膜、细胞膜刺突：病毒基因编码的包膜表面蛋白基质蛋白：病毒基因编码的包膜内衬蛋白,病毒包膜的生物学意义,单位膜：增强保护、参与感染刺突：形成病毒VAP及其他感染作用基质蛋白：赋予包膜病毒外形、增强保护,病毒的增殖与培养,病毒的增殖,一、病毒的复制周期二、病毒的异常增殖与干扰现象,吸附,病毒的增殖过程,穿入,脱壳,早期蛋白,晚期蛋白,装配,DNA复制,核酸游离,成熟,释放,病毒的复制周期,1、吸附依赖病毒受体2、穿入胞吞、膜融合3、脱壳溶酶体作用、结构变化4、生物合成随核酸类型而异5、装配核内装配、核外装配6、成熟结构变化、形成感染性7、释放出芽、挤破、细胞融合、细胞分裂,病毒吸附蛋白病毒受体亲嗜性,吸附,脊灰炎病毒PVR鼻病毒CD54EB病毒CD21HIVCD4（CCR5、CXCR4）麻疹病毒CD46腺病毒MHCI类分子（CD51/CD61）单纯疱疹病毒硫酸乙酰肝素（PVR）,病毒吸附蛋白与病毒受体,吸附,吸附,穿入,病毒穿入方式病毒穿入示意,穿入方式,融合：在细胞膜表面病毒包膜与细胞膜融合，病毒的核衣壳进入胞浆。胞饮：当病毒与受体结合后，在细胞膜的特殊区域与病毒病毒一起内陷形成膜性囊泡，直接进入：某些无包膜病毒与受体接触后，衣壳蛋白的多肽构形发生变化并对蛋白水解酶敏感，病毒核酸可直接穿越细胞膜到细胞浆中，而大部分蛋白衣壳仍留在胞膜外。,穿入(融合),穿入(胞饮),脱壳,病毒脱壳机制：衣壳裂解核酸逸出病毒脱壳示意,脱壳(无包膜病毒),脱壳(包膜病毒),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RNA病毒逆转录DNA病毒,生物合成,双链DNA病毒,双链DNA病毒生物合成过程,DNA病毒的生物合成,单链DNA病毒,单正链RNA病毒,单正链RNA病毒生物合成过程,RNA病毒的生物合成,单负链RNA病毒,双链RNA病毒,逆转录RNA病毒,逆转录RNA病毒生物合成过程,逆转录DNA病毒,不同类型病毒生物合成的比较,病毒类型合成早期复制中间体合成晚期双链DNA转录、合成非结构蛋白复制子代DNA、合成结构蛋白单链DNA合成互补链+复制子代DNA、合成结构蛋白双链RNA合成非结构蛋白复制子代RNA、合成结构蛋白单正链RNA合成互补链、*+复制子代RNA、合成结构蛋白合成非结构蛋白单负链RNA合成互补链、*复制子代RNA、合成结构蛋白逆转录RNA合成cDNA+*转录mRNA、合成结构蛋白复制子代RNA,*通过转录合成RNA依赖的RNA多聚酶*直接携带RNA依赖的RNA多聚酶*与宿主DNA整合，形成“前病毒”,装配,装配场所：细胞核DNA病毒多见细胞质RNA病毒多见装配方式：自发装配指导装配：协同装配顺序装配,成熟,原病毒的概念有包膜病毒的成熟无包膜病毒的成熟,成熟,释放,裂解形式无包膜病毒出芽形式有包膜病毒,裂解方式,出芽方式,装配、成熟与释放,病毒复制周期示意,病毒复制周期举例,1、流感病毒2、HBV3、HIV,病毒的异常增殖与干扰现象,1、缺陷病毒2、顿挫感染3、干扰现象,病毒的人工培养,一、动物接种二、鸡胚培养三、细胞培养,动物接种,鸡胚接种,尿囊腔接种,羊膜腔接种,卵黄囊接种,绒毛尿囊膜接种,组织培养,组织培养,病毒培养时出现的CPE,病毒的遗传变异,病毒的变异现象,一、条件致死性突变株二、宿主范围突变株三、耐药突变株,病毒变异的机制,一、基因突变二、基因重组三、非重组变异,1、自发突变率差异较大RNA病毒：10-410-3DNA病毒：10-810-62、突变容易累积3、是变异的主要原因,基因突变,1、分子内重组2、基因重配3、拷贝选择4、整合,基因重组,分子内重组,基因重配,拷贝选择,整合,1、互补作用2、表型混合,非重组变异,互补作用,互补作用,表型混合,病毒变异的医学意义,一、新现、再现病毒二、疫苗制备三、病毒耐药性,病毒的感染与免疫,病毒感染,一、病毒的致病性二、病毒感染的临床类型三、病毒感染的传播方式,病毒的致病性,1、病毒对宿主的侵袭作用2、病毒对宿主的直接损伤作用3、病毒感染引起的免疫损伤,对宿主的侵袭性,免疫逃逸：逃避识别抑制应答干扰效应VAP选择性吸附：,对宿主的直接损伤作用,溶细胞感染稳定状态感染包涵体形成细胞凋亡细胞增生、转化前病毒整合,对宿主的免疫损伤作用,病毒感染细胞的清除与损伤病毒抗原介导的超敏反应病毒诱发的自身免疫反应病毒引起的继发性免疫缺陷,病毒感染的临床类型,1、临床类型2、持续性感染形成原因,病毒感染临床类型,急性感染：持续性感染：慢性感染潜伏感染慢发病毒感染迟发并发症,病毒持续性感染形成原因,宿主免疫系统不能形成合适的免疫清除机制病毒进入宿主免疫“赦免”区病毒抗原不能有效提呈病毒以缺陷颗粒形式存在病毒以前病毒形式整合于宿主基因,病毒的传播方式,垂直传播：胎盘产道哺乳水平传播：呼吸道消化道媒介输血性接触,抗病毒免疫,一、固有免疫二、适应性免疫,固有免疫,1、干扰素2、NK细胞,IFN-IFN-IFN-来源B淋巴细胞成纤维细胞T-淋巴细胞基因位置第9号染色体第9号染色体第12号染色体亚型202无性质蛋白糖蛋白糖蛋白氨基酸数165-166165-166146分子量15-25KD15-25KD15-25KD,干扰素的类型,早期蛋白,病毒核酸,干扰素的抗病毒作用机制,晚期蛋白,宿主细胞核酸,磷酸二脂酶,2，5，寡腺苷酸合成酶,蛋白激酶,抗病毒蛋白,干扰素,IFN的诱生及抗病毒机制,自然杀伤过程,适应性免疫,1、体液免疫：中和作用细胞毒作用促进作用2、细胞免疫：细胞毒作用DTH炎症反应,抗体的中和作用,抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用机制,未活化ICE,活化ICE,ICE底物,P34cdc2（凋亡）,FasL基因,FasL,Fas,TCR,穿孔素,粒酶,CTL,靶细胞,TNFR,TNF,CD8+T细胞的细胞毒作用,TDTH,抗原肽,靶组织,细胞因子（IL-2、TNF、IFN-）,CD4+细胞的效应作用机制,活化巨噬细胞,医学病毒感染的检测,病原学检测,一、形态学检测二、分离培养,免疫学检测,一、抗原检测二、抗体检测,基因检测,一、定性检测二、定量检测,标本采集与送检,一、生物安全意识二、交叉污染意识三、低温储存意识四、合理采集意识,本章小结,1、病毒的形态特征2、