医学微生物学：第16章 病毒的基本性状

1、第二篇第二篇 病病 毒毒 学学 v3000BC3000BC，埃，埃 及孟非思壁及孟非思壁 画中长老患画中长老患 小儿麻痹症。小儿麻痹症。 伊凡诺夫斯基，俄罗斯著名科学家， 1892年发现烟草花叶病病原的滤过性。 贝杰林克（1851-1931）荷兰著名科学家， 1898年发现并命名为virus（病毒）。 病毒感染现状 v病毒病占总的微生物感染70% v传染性强，流行广 v持续感染、肿瘤和自身免疫性疾病 v缺乏特效药 v新的病毒种类发现 第第16 16章章 病毒的基本形状病毒的基本形状 主要内容主要内容 概述概述 病毒的大小与形态病毒的大小与形态 病毒的结构与化学组成病毒的结构与化学组成 病毒的增

2、殖病毒的增殖 病毒的遗传与变异病毒的遗传与变异 理化因素对病毒的影响理化因素对病毒的影响 病毒（病毒（virusvirus）的基本特点）的基本特点 v最微小，可通过除菌滤器，最微小，可通过除菌滤器， v结构简单，无完整的细胞结构，结构简单，无完整的细胞结构， v只含一种核酸（只含一种核酸（RNARNA或或DNADNA） v在活细胞内存活在活细胞内存活, ,以复制方式繁殖以复制方式繁殖 VirusVirus： 体积微小，结构简单，只有一体积微小，结构简单，只有一 种类型的核酸，只能在活细胞内以种类型的核酸，只能在活细胞内以 复制方式增殖的非细胞型微生物。复制方式增殖的非细胞型微生物。 病毒引起疾

3、病的特点病毒引起疾病的特点 v传播性传播性 v病死率病死率 v持续感染持续感染 v垂直传播垂直传播 v肿瘤的形成关系肿瘤的形成关系 v尚无特效药尚无特效药 一、病毒的大小与形态一、病毒的大小与形态 v病毒体（病毒体（virionvirion） 具有传染性的结构完整的成熟病毒颗粒具有传染性的结构完整的成熟病毒颗粒 v测量单位：纳米（测量单位：纳米（nmnm） 50nm 150nm 150nm 大型病毒（最大大型病毒（最大300nm300nm） 微生物的大小比较微生物的大小比较 葡萄球菌 (1000nm） 牛痘病毒 300250n m A B C D E F G 立克次体 450nm 衣原体 39

4、0nm A、大肠杆菌噬菌体、大肠杆菌噬菌体 ( 65 95nm ) B、腺病毒、腺病毒 (70nm ) C、脊髓灰质炎病毒、脊髓灰质炎病毒 (30nm ) D、乙脑病毒、乙脑病毒 ( 40nm ) E、蛋白分子、蛋白分子 (10nm ) F、流感病毒、流感病毒 ( 100nm ) G、烟草花叶病毒、烟草花叶病毒 病毒的形态病毒的形态 v多数多数-球形或近似球形球形或近似球形 v少数少数-杆状、丝状、子弹状、砖块状、杆状、丝状、子弹状、砖块状、 蝌蚪状蝌蚪状 二、病毒的结构和化学组成二、病毒的结构和化学组成 （1 1）核衣壳核衣壳-基本结构基本结构 v核心（核心（corecore）-由核酸组成由

5、核酸组成 -决定病毒的复制、遗传、变异决定病毒的复制、遗传、变异 v衣壳衣壳(capsid)-(capsid)-由壳粒组成由壳粒组成 -化学成分为蛋白质化学成分为蛋白质 -保护、介导感染、抗原性保护、介导感染、抗原性 1.1.病毒的结构病毒的结构 核衣壳的构型核衣壳的构型 根据壳粒的排列方式：根据壳粒的排列方式： v螺旋对称型：杆状病毒、弹状病毒螺旋对称型：杆状病毒、弹状病毒 v2020面体对称型：多数球状病毒面体对称型：多数球状病毒 v复合对称型：噬菌体复合对称型：噬菌体 RNA 壳粒 螺旋对称型螺旋对称型 2020面体对称型面体对称型 （3）复合对称型）复合对称型(complex symm

6、etry) 螺旋对称型螺旋对称型 20面体立体对称型面体立体对称型 （2 2）包膜）包膜 v某些某些VirusVirus成熟后以出芽方式释放成熟后以出芽方式释放, , 获得的宿获得的宿 主细胞胞膜成分主细胞胞膜成分 v成分：脂、少量糖类成分：脂、少量糖类 v表面：刺突（表面：刺突（spikespike）/ / 包膜子粒包膜子粒 v作用：保护、介导感染、抗原性作用：保护、介导感染、抗原性 v敏感性：敏感性：脂溶剂脂溶剂、热、酸、干燥、热、酸、干燥 根据包膜的有无：根据包膜的有无： 无包膜病毒无包膜病毒( (裸病毒裸病毒) ) 包膜病毒包膜病毒 衣壳衣壳 核心核心 核衣壳核衣壳 包膜包膜 刺突刺突

7、(包膜子粒包膜子粒) Enveloped Enveloped VirusVirus Naked Naked VirusVirus Cubic Helical 2.2.病毒的化学组成与功能病毒的化学组成与功能 （1 1）病毒的核酸）病毒的核酸 单一类型：单一类型：DNA/RNADNA/RNA，单链，单链/ /双链（双链（ss/dsss/ds） DNADNA病毒：病毒： dsDNAdsDNA ssDNAssDNA RNARNA病毒病毒: dsRNA: dsRNA ssRNA ssRNA +ssRNA+ssRNA -ssRNA-ssRNA 病毒核酸的特点病毒核酸的特点 遗传信息、复制、生物学性状遗传

8、信息、复制、生物学性状 *特征：小、简单、利用效率高，内含子、转录后特征：小、简单、利用效率高，内含子、转录后 剪切加工，独特的结构和功能，多种核酸类型剪切加工，独特的结构和功能，多种核酸类型 *结构特点：每种仅具备一种类型核酸、某些病毒结构特点：每种仅具备一种类型核酸、某些病毒 核酸具有感染性、重叠基因、外源基因插入核酸具有感染性、重叠基因、外源基因插入 *功能特点：易变异、感染和整合功能特点：易变异、感染和整合 *复制特点：不同核酸类型病毒复制方式多样。复制特点：不同核酸类型病毒复制方式多样。 （2 2）病毒蛋白质：）病毒蛋白质：由病毒核酸编码由病毒核酸编码 v结构蛋白结构蛋白-组成病毒体

9、的成分组成病毒体的成分 功能功能-保护核酸、参与感染（VAP）、具有抗原性 衣壳蛋白：决定病毒的亲嗜性衣壳蛋白：决定病毒的亲嗜性 包膜蛋白包膜蛋白 基质蛋白基质蛋白 v非结构蛋白非结构蛋白 病毒内病毒内酶酶 感染细胞内感染细胞内特殊作用蛋白特殊作用蛋白 （3 3）脂类和糖）脂类和糖 v存在于包膜中存在于包膜中 v维持病毒体结构完整性维持病毒体结构完整性 v与病毒入侵有关与病毒入侵有关 v具有抗原性具有抗原性 复制复制( replication)( replication)： 以病毒基因组为模板，利用宿主细胞的能料、以病毒基因组为模板，利用宿主细胞的能料、 能量和场所，使细胞转为复制病毒的基因组

10、，能量和场所，使细胞转为复制病毒的基因组， 转录、翻译出相应的病毒蛋白，最终释放出子转录、翻译出相应的病毒蛋白，最终释放出子 代病毒。代病毒。 病毒增殖的方病毒增殖的方 式式 三、病毒的增殖三、病毒的增殖 吸附吸附 穿入穿入 脱壳脱壳 生物合成生物合成 组装、成熟与释放组装、成熟与释放 1.病毒的复制周期病毒的复制周期 吸附吸附 病毒的增殖过程病毒的增殖过程 穿入穿入 脱壳脱壳 早期蛋白早期蛋白 晚期蛋白晚期蛋白 装配装配 DNA复制复制 核酸游离核酸游离 成熟成熟 释放释放 v接触接触结合结合特异性特异性吸附（病毒配体位点吸附（病毒配体位点 VAP 与细胞膜特异受体结合）与细胞膜特异受体结合

11、）-决定病毒的组织嗜决定病毒的组织嗜 性性 1.1.吸附吸附(adsorption)(adsorption) 融合融合 吞饮吞饮 2.2.穿入穿入(penetration)(penetration) -有包膜病毒有包膜病毒 -无包膜病毒无包膜病毒 CD21（EBV受体）受体） CD4（HIV受体）受体） CD46（麻疹病毒受体）（麻疹病毒受体） CD54（鼻病毒受体）（鼻病毒受体） 病毒受体病毒受体 HIV-HIV-融合方式融合方式 influenza virusinfluenza virus -吞饮方式 3.3.脱壳脱壳(uncoating)(uncoating)：释放病毒基因组核酸释放病毒

12、基因组核酸 4.4.生物合成生物合成(biosynthesis)(biosynthesis) （1 1）合成病毒蛋白质）合成病毒蛋白质 A A、早期：复制酶，抑制蛋白、早期：复制酶，抑制蛋白 B B、晚期：衣壳蛋白及其他结构蛋白、晚期：衣壳蛋白及其他结构蛋白 （2 2）复制子代病毒核酸）复制子代病毒核酸 隐蔽期隐蔽期 隐蔽期（Eclipse） 6大类型：双链DNA病毒(dsDNA) 单链DNA病毒(ssDNA) 单正链RNA病毒(+ssRNA) 单负链RNA病毒(-ssRNA) 双链RNA病毒(dsRNA) 逆转录病毒 场所：DNA病毒 核内（除痘病毒） RNA病毒 胞质（除流感病毒及 部分副

13、粘病毒） 1 1）、）、DNADNA病毒（双链）：病毒（双链）： 细胞核内合成细胞核内合成DNADNA，细胞质内合成病毒蛋白，细胞质内合成病毒蛋白 早期：早期： 病毒病毒DNADNA 依赖依赖DNA的的 RNA多聚酶多聚酶 早期早期mRNAmRNA 转转 译译 早期蛋白早期蛋白 DNADNA多聚酶多聚酶 脱氧胸腺嘧啶激酶脱氧胸腺嘧啶激酶 调控病毒基因组转录的酶调控病毒基因组转录的酶 抑制宿主细胞生物合成的酶抑制宿主细胞生物合成的酶 药物作用的靶药物作用的靶 晚期：晚期： 解链解链正链正链DNA 负链负链DNA DNADNA多聚酶多聚酶 子代子代DNA 转录转录 晚期晚期mRNAmRNA晚期蛋白

14、晚期蛋白 病毒衣壳蛋白病毒衣壳蛋白 及其他结构蛋白及其他结构蛋白 病病 毒毒 的的 复复 制制 过过 程程 2 2）. .逆转录病毒逆转录病毒（有逆转录酶，即依赖有逆转录酶，即依赖RNA的的DNA多聚酶多聚酶） 单链单链RNARNA 逆转录酶逆转录酶 RNARNA DNADNA（复制中间型） （复制中间型） 进入细胞核进入细胞核 双链双链DNADNA 整合（整合（前病毒前病毒） 子代病毒子代病毒RNARNA 病毒病毒mRNAmRNA 病毒蛋白质病毒蛋白质 DNADNA 肿瘤发生肿瘤发生 药物作用的靶药物作用的靶 5. 5. 装配（装配（assemblyassembly） v生物合成形成的子代病

15、毒核酸和衣壳蛋白，生物合成形成的子代病毒核酸和衣壳蛋白， 在宿主细胞内组装成子代病毒核衣壳的过在宿主细胞内组装成子代病毒核衣壳的过 程程 v成熟：装配后发育为病毒体的阶段 衣壳蛋白和基因组的加工和修饰 形态结构完整 感染性 6. 成熟和释放成熟和释放 （maturation and release） 释放释放 v裂解：裂解：无包膜病毒无包膜病毒，一次性释放所有子代，一次性释放所有子代 病，宿主细胞裂解死亡病，宿主细胞裂解死亡 v出芽：出芽：有包膜病毒有包膜病毒的子代病毒逐个或成批的子代病毒逐个或成批 释放到胞外，同时获得包膜释放到胞外，同时获得包膜 病毒生长曲线 2.异常增殖与干扰现象异常增殖

16、与干扰现象 v病毒原因：病毒原因： 缺陷病毒缺陷病毒 v宿主细胞原因宿主细胞原因: : 顿挫感染（流产感染）顿挫感染（流产感染） 1 1）、）、缺陷病毒缺陷病毒（defective virus）：基因组不完整或）：基因组不完整或 者某一基因位点改变，不能进行正常增殖，不能复者某一基因位点改变，不能进行正常增殖，不能复 制出完整的有感染性的病毒颗粒。制出完整的有感染性的病毒颗粒。 2 2）、缺陷干扰颗粒）、缺陷干扰颗粒（defective interfering particle,DIP） 缺陷病毒不能复制，但却能干扰同种成熟病毒体缺陷病毒不能复制，但却能干扰同种成熟病毒体 进入细胞进入细胞 3

17、 3）、辅助病毒：）、辅助病毒：可以辅助缺陷病毒完成正常增殖的可以辅助缺陷病毒完成正常增殖的 病毒病毒 如：丁型肝炎病毒与乙型肝炎病毒如：丁型肝炎病毒与乙型肝炎病毒 v4 4）、）、顿挫感染顿挫感染（abortive infection） 细胞条件不合适，病毒进入细胞但不能复细胞条件不合适，病毒进入细胞但不能复 制的感染，又称流产感染制的感染，又称流产感染 人腺病毒人腺病毒 人胚肾细胞人胚肾细胞 猴肾细胞猴肾细胞 正常增殖正常增殖 顿挫感染顿挫感染 5 5）、干扰现象）、干扰现象interferenceinterference 当两种病毒感染同一细胞时，可发生一种病当两种病毒感染同一细胞时，可

18、发生一种病 毒的增殖抑制另一种病毒增殖的现象。毒的增殖抑制另一种病毒增殖的现象。 u产生原因产生原因 干扰素干扰素interferoninterferon，IFNIFN 第一种病毒激活宿主细胞编码干扰素，抑第一种病毒激活宿主细胞编码干扰素，抑 制第二种病毒复制制第二种病毒复制 四、病毒的遗传与变异四、病毒的遗传与变异 变异现象变异现象 * 毒力、抗原变异毒力、抗原变异 *条件致死性突变株条件致死性突变株 * 宿主范围突变株宿主范围突变株 * 耐药突变株耐药突变株 变异机制变异机制 *突变株：互作过程中遗传学改变，出现与野生株（亲代株） 的差异。突变株稳定遗传，成为变异株 *基因重组与重配基因重

19、组与重配 *基因突变基因突变 v物理因素：物理因素： 温度：耐冷不耐热温度：耐冷不耐热 射线射线 v化学因素：化学因素： 脂溶剂：包膜病毒脂溶剂：包膜病毒 化学消毒剂：酚类、醛类、化学消毒剂：酚类、醛类、 氧化剂、卤素等氧化剂、卤素等 灭活：病毒受理化因素作用丧失感染性灭活：病毒受理化因素作用丧失感染性 五、理化因素对病毒的影响五、理化因素对病毒的影响 抗生素、抗病毒药物抗生素、抗病毒药物 pH： 59 六、病毒耐药性 v耐药类型： 基因型耐药：药物靶点 表型耐药：体外培养测定 临床耐药：不能够抑制或反跳，临床症状加重 v耐药机制 病毒学方面： 细胞学方面： 六、病毒的分类六、病毒的分类 （C

20、lassification of Viruses） 生物学分类生物学分类DNA病毒病毒 类型类型 分类特点分类特点 病毒科名病毒科名 DNA病毒病毒 双链双链DNA、有包膜、有包膜 痘病毒科痘病毒科 疱疹病毒科疱疹病毒科 双链双链DNA、无包膜、无包膜 腺病毒科腺病毒科 乳头瘤病毒乳头瘤病毒 单链单链DNA、无包膜、无包膜 细小病毒科细小病毒科 类型类型 分类特点分类特点 病毒科名病毒科名 RNA病毒病毒 双链双链RNA、分节、无包膜、分节、无包膜 呼肠病毒科呼肠病毒科 双双RNA病毒科病毒科 负单链负单链RNA、不分节、有包膜、不分节、有包膜 副粘病毒科副粘病毒科 弹状病毒科弹状病毒科 负单

21、链负单链RNA、分节、有包膜、分节、有包膜 正粘病毒科正粘病毒科 布尼亚病毒科布尼亚病毒科 沙粒病毒科沙粒病毒科 正单链正单链RNA、不分节、无包膜、不分节、无包膜 小小RNA病毒科病毒科 杯状病毒科杯状病毒科 星状病毒科星状病毒科 正单链正单链RNA、不分节、有包膜、不分节、有包膜 冠状病毒科冠状病毒科 黄病毒科黄病毒科 披膜病毒科披膜病毒科 生物学分类生物学分类RNA病毒病毒 类型类型 分类特点分类特点 病毒科名病毒科名 逆转录病毒逆转录病毒 双链双链DNA、不分节、有包膜、不分节、有包膜 嗜肝嗜肝DNA病毒科病毒科 单链单链RNA、不分节、有包膜、不分节、有包膜 逆转录病毒科逆转录病毒科 生物学分类生物学分类逆转录病毒逆转录病毒 亚病毒 v很小很小 (250-400nt),杆状杆状 RNA 分