病毒的基本性状级

病毒的基本性状级第1页/共82页2023/4/202virologyvirologyvirologvirologyvirologyvirologyvirologyvirologyvirologyvirologyvirology第二篇病毒学

Virology第2页/共82页2023/4/203病毒的发现与研究历史

第一种有据可查的病毒病

从有图文记载起直到现在，病毒带给人类的灾难和恐慌是一个连着一个，从未间断过。

公元前二～三世纪印度和中国就存在天花；

10世纪--我国有接种人痘预防天花的记载；

16世纪的明代---用病人的皮痂磨粉通过鼻孔接种。概述第3页/共82页2023/4/204第4页/共82页2023/4/2053000BC，埃及孟非思壁画中长老患小儿麻痹症。第5页/共82页2023/4/206患脊髓灰质炎后遗症的儿童（ChildwithpoliosequelaeWHO）第6页/共82页2023/4/207

公元前四世纪阿里斯多德（Aristotle）就记述了疯狗咬人致病,即狂犬病的记载.英国伦敦皇家医学院珍藏的由ThomasSpackman绘制的患狂犬病的病狗图。第7页/共82页2023/4/2081884年，巴斯德发明了狂犬疫苗救治了被疯狗咬伤的患儿；1889年，巴斯德指出这种病原物是某种可以通过细菌滤器的“过滤性的超微生物”。第8页/共82页2023/4/209

现代病毒病仍然不断威胁着人类。

天花、脊髓灰质炎、狂犬病、麻疹、病毒性肝炎、艾滋病、肾综合症出血热、SARS、流行性感冒、高致病性禽流感……第9页/共82页2023/4/2010病毒性疾病的特点：1.发病率高、传染性强、容易流行；2.新的病毒病不断出现；3.有垂直传播；4.与肿瘤和自身免疫病发生有关；5.很少有效治疗药物。第10页/共82页2023/4/2011发现病毒仅一百多年。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年发现病毒，并命名病毒（virus)

第11页/共82页2023/4/20121、当今病毒引起的疾病：占所有传染病的四分之三。2、新的病毒不断出现及再现1）1980年——HIV（人类免疫缺陷病毒）2）1983年——ADRV（成人腹泻轮状病毒）3）2003年——SARS4）近年——禽流感3、已经发现了引起痴呆综合征、疯牛病的朊粒（prion），是一种不含有核酸的感染性蛋白因子。病毒与人类的相互关系第12页/共82页2023/4/2013病毒(virus)的概念及特点病毒(virus)---体积最微小，结构最简单，只有一种类型的核酸（RNA或DNA），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。概述第13页/共82页2023/4/2014病毒的主要特征体积微小，可以通过细菌滤器;结构简单，只含一种类型的核酸;专性细胞内寄生，以复制方式增殖的一类非细胞型微生物；对抗生素不敏感；对干扰素敏感。第14页/共82页2023/4/2015病毒与其他微生物的比较-----+干扰素敏感性+++++-抗生素敏感性有性或无性二分裂二分裂二分裂二分裂复制增殖方式+--++-在人工培养基上生长DNA＋RNADNA＋RNADNA＋RNADNA＋RNADNA＋RNADNA或RNA核酸类型+++-+-有无细胞壁真核细胞原核细胞原核细胞原核细胞原核细胞非细胞结构-+-+-+通过细菌滤器(0.45μm)真菌衣原体立克次体支原体细菌病毒特性第15页/共82页2023/4/2016第23章

病毒的基本性状第16页/共82页2023/4/2017

第一节病毒的大小与形态病毒体(virion)---一个完整而成熟的病毒颗粒。具有典型形态结构和感染性。第17页/共82页2023/4/2018

测量单位：以纳米（nanometer,nm）表示，

1nm=1/1000μm

病毒根据大小分为三型：大型＞200nm，如痘类病毒（光镜勉强能观察）中型50-200nm，如流行性感冒病毒小型＜50nm，如脊髓灰质炎病毒。第18页/共82页2023/4/2019葡萄球菌(1000nm）

牛痘病毒300×250nmABCDEFG立克次体450nm衣原体390nmA、大肠杆菌噬菌体

(65×95nm)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、烟草花叶病毒第19页/共82页2023/4/2020病毒体的主要形态

少数有杆状、丝状、蝌蚪状、砖形等多数病毒体为球形或近球形第20页/共82页2023/4/2021

病毒大小和形态研究方法

①电子显微镜

②分级超过滤法

③超速离心法

④X线晶体衍射法第21页/共82页2023/4/2022第二节病毒的结构与化学组成（一）病毒的结构基本结构：核衣壳(necleocapsid）有的病毒在核衣壳外有包膜，称为包膜病毒。无包膜的病毒体称裸露病毒。核心+衣壳=核衣壳第22页/共82页2023/4/2023壳粒衣壳核心（核样物）DNA或RNA核衣壳包膜包膜病毒包膜子粒(刺突)裸露病毒第23页/共82页2023/4/2024第24页/共82页2023/4/20251.核心(core)位于病毒中心。化学成分：核酸，构成病毒的基因组；核酸（DNA或RNA），分为DNA病毒和RNA病毒。功能：为病毒的复制、遗传和变异提供遗传信息。核心（DNA或RNA）第25页/共82页2023/4/20262.衣壳(capsid)包围在核酸外面的蛋白质外壳。（1）组成：壳粒（形态亚单位）组成。每个壳粒又由一个或多个多肽分子（化学亚单位）组成。壳粒衣壳第26页/共82页2023/4/2027（2）作用①具有抗原性，是病毒体的主要抗原成分；②保护病毒核酸免受环境中核酸酶或其他因素的破坏；③

介导病毒进入宿主细胞；④壳粒数目和排列方式有助于病毒鉴别和分类。（螺旋对称型、20面体对称型、复合对称型）第27页/共82页2023/4/2028螺旋对称型(helicalsymmetry)Helical第28页/共82页2023/4/202920面体对称型(icosahedralsymmetry)第29页/共82页2023/4/2030复合对称型(complexsymmetry)第30页/共82页2023/4/20313.包膜(envelope)

某些病毒穿过宿主细胞膜或核膜，以出芽方式释放时获得的宿主细胞的膜成分。有些包膜表面有蛋白质的钉状突起，称为包膜子粒或刺突。包膜包膜子粒(刺突)第31页/共82页2023/4/2032包膜的功能：①维护病毒体结构的完整性；②辅助病毒感染的作用；③具有病毒种、型特异性；④与致病性和免疫性有关；⑤对干、热、酸和脂溶剂敏感。第32页/共82页2023/4/2033刺突（spike）

包膜表面不同形状的突起，也称包膜子粒。赋予病毒一定的功能。基质蛋白

位于包膜和核衣壳之间，连接、跨膜和锚定功能。包膜基质蛋白刺突第33页/共82页2023/4/20344、病毒蛋白质由病毒核酸编码，具有病毒的特异性。结构蛋白--

组成病毒体的蛋白成分，具有良好的抗原性。非结构蛋白—

不参与病毒构成的病毒蛋白多肽，不一定存在于病毒体内，也可存在于感染细胞中。第34页/共82页2023/4/2035作用：①保护病毒核酸；②参与感染过程病毒吸附蛋白（viralattachmentproteins,VAP

）：

与宿主细胞表面受体结合的蛋白。③具良好抗原性。结构蛋白主要分布于衣壳、包膜、基质中。第35页/共82页2023/4/2036作用：有酶的功能、抑制细胞生物合成、转化宿主细胞等，已广泛用作抗病毒药物作用靶点。

非结构蛋白

病毒基因编码的酶—

在病毒内，DNA聚合酶、RNA聚合酶，反转录酶、蛋白水解酶等。

特殊作用蛋白—感染细胞内第36页/共82页2023/4/2037第三节病毒的增殖病毒增殖的特点：1.必须在易感活细胞内增殖2.病毒增殖的方式-自我复制(selfreplication)方式：以基因组为模板，在DNA聚合酶或RNA聚合酶以及其他必要因素作用下，经过复杂的生化合成过程，复制出病毒的基因组。第37页/共82页2023/4/2038病毒基因组则经过复制、转录、翻译过程，合成大量的病毒结构蛋白，再经过装配，最终释放出子代病毒。第38页/共82页2023/4/2039

复制周期依次包括：吸附穿入脱壳生物合成组装、成熟和释放（一）正常复制周期第39页/共82页2023/4/2040吸附穿入脱壳，核酸游离

DNA复制mRNA转录

蛋白质转译生物合成组装、成熟和释放复制周期（一）正常复制周期第40页/共82页2023/4/20411.吸附adsorption①非特异的可逆的吸附：病毒与细胞偶然碰撞和静电作用。②特异性的不可逆吸附：病毒表面吸附蛋白---细胞表面受体特异性吸附决定了病毒的组织亲嗜性和感染宿主的范围。第41页/共82页2023/4/2042吞饮(endocytosis)：由于细胞膜内陷整个病毒被吞饮入胞内形成吞噬体，使病毒进入胞质内。无包膜病毒融合(fusion)：病毒包膜与细胞膜融合，病毒的核衣壳进入胞浆。有包膜病毒直接进入：细胞表面酶类协助病毒脱壳，病毒核酸直接进入宿主细胞内，少见，如噬菌体。2.穿入penetration第42页/共82页2023/4/2043吞饮第43页/共82页2023/4/2044融合第44页/共82页2023/4/2045直接进入第45页/共82页2023/4/2046穿入方式融合吞饮直接穿入第46页/共82页2023/4/20473.脱壳(Uncoating)

穿入胞质中的核衣壳脱去蛋白质衣壳，使基因组核酸裸露的过程。多数病毒在溶酶体酶的作用下脱壳。第47页/共82页2023/4/20484、生物合成核酸复制蛋白质合成早期蛋白质合成晚期蛋白质合成病毒生物合成部位

DNA病毒--核内复制DNA，在胞质内合成蛋白质，转入核内装配成熟。（除痘病毒）

RNA病毒--胞质内复制核酸及合成蛋白（除流感病毒及部分副粘病毒）第48页/共82页2023/4/20494.生物合成(Biosynthesis)隐蔽期——病毒失去了完整的形态以及传染性合成期——早期蛋白合成1、合成病毒编码蛋白，抑制宿主DNA、RNA2、合成病毒基质蛋白3、合成一些酶，主要是DNA、RNA聚合酶晚期蛋白合成1、用于装配病毒颗粒的衣壳蛋白和酶2、病毒的结构蛋白复制大量的子代DNA第49页/共82页2023/4/2050根据病毒基因组转录mRNA及转译蛋白质的不同，生物合成过程归纳为6大类：

dsDNAssDNAdsRNA(+)ssRNA(-)ssRNA

逆转录病毒第50页/共82页2023/4/2051双链DNA（dsDNA）病毒第51页/共82页2023/4/2052dsDNA病毒的生物合成dsDNA子代DNA半保留复制晚期mRNA转录早期mRNA转录RNA聚合酶早期蛋白翻译结构蛋白翻译子代病毒dsDNA病毒的生物合成示意图第52页/共82页2023/4/2053单链DNA（ssDNA）病毒第53页/共82页2023/4/2054RNA病毒的生物合成单正链RNA病毒（+ssRNA）：病毒RNA的碱基序列与mRNA完全相同者，可直接起mRNA作用，为感染性核酸。单负链RNA病毒（-ssRNA）：病毒RNA的碱基序列与mRNA互补者，病毒颗粒中含有依赖RNA的RNA聚合酶，可催化合成互补链（为病毒mRNA），翻译病毒的蛋白质。核酸无感染性。第54页/共82页2023/4/2055＋ssRNA病毒生物合成示意图＋ssRNA＋ssRNA－ssRNA＋ssRNA子代病毒＋ssRNA－ssRNA衣壳蛋白等晚期蛋白早期蛋白（依赖RNA的RNA聚合酶）翻译复制中间型－ssRNA转录第55页/共82页2023/4/2056－ssRNARNA聚合酶子代衣壳蛋白和酶－ssRNA＋ssRNA子代－ssRNA－ssRNA病毒生物合成示意图转录复制中间型转录翻译子代病毒第56页/共82页2023/4/2057

逆转录病毒的复制周期两条相同的单正链RNA依赖RNA的DNA多聚酶（逆转录酶）第57页/共82页2023/4/2058第一阶段，在逆转录酶的作用下，以RNA为模板，合成互补的负链DNA，形成RNA：DNA中间体。中间体中的正链RNA被RNA酶H降解，进而在DNA多聚酶的作用下，以负链DNA为模板形成双链DNA（即DNA：DNA）。

逆转录病毒的复制周期第58页/共82页2023/4/2059该双链DNA整合至宿主细胞的DNA中，成为前病毒。

逆转录病毒的复制周期第59页/共82页2023/4/2060

逆转录病毒的复制周期第二阶段，前病毒DNA转录出子代病毒RNA和mRNA，mRNA在胞质核糖体上翻译出子代病毒蛋白质。在胞浆内装配，以出芽方式释放。第60页/共82页2023/4/20615.组装、成熟和释放

assembly，muturationandrelease组装（Assembly）：新合成的子代病毒核酸和病毒蛋白质在宿主细胞内组合成病毒体的过程。第61页/共82页2023/4/2062生物合成、装配和释放第62页/共82页2023/4/2063病毒释放的方式：（1）破胞释放：无包膜病毒（2）出芽释放：有包膜病毒，细胞一般不死亡，仍可分裂繁殖。

有些病毒通过细胞间桥或细胞融合在细胞间传播，如巨细胞病毒。致癌病毒的基因组整合至宿主细胞染色体，随细胞分裂传至子代细胞中。释放(Release)：成熟病毒从宿主细胞内转移到细胞外的过程。感染后6个小时，一个细胞可产生多达10，000个病毒颗粒。第63页/共82页2023/4/2064组装与释放

破胞释放出芽释放第64页/共82页2023/4/2065复制周期replicationcycle第65页/共82页2023/4/2066第66页/共82页2023/4/2067VIRALLIFECYCLE1.ATTACHMENT2.PENETRATIONHOSTFUNCTIONS7.ASSEMBLY(MATURATION)4.Transcription6.REPLICATION8.RELEASE3.UNCOATING5.Translation第67页/共82页2023/4/2068（二）病毒的异常增殖与干扰现象顿挫感染（abortiveinfection）：细胞条件不合适，病毒进入细胞但不能合成本身的成分，或者虽能合成，但不能组装和释放出有感染性的病毒颗粒。构成顿挫感染的细胞称非容纳细胞。第68页/共82页2023/4/2069（二）病毒的异常增殖与干扰现象缺陷病毒（defectivevirus）：基因组不完整的或因某一基因位点改变，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。辅助病毒（helpervirus）与缺陷病毒共同感染细胞时，能弥补缺陷病毒不足，使之完成正常增殖，有这种作用的病毒称之。第69页/共82页2023/4/2070

干扰现象

干扰现象（interference)：两种病毒同时或先后感染同一细胞时，可发生一种病毒抑制另一种病毒增殖的现象，称为病毒的干扰现象。第70页/共82页2023/4/2071

干扰现象

干扰现象可发生在异种、同种、同型，甚至同株病毒之间。灭活病毒也可干扰活病毒。通常是先进入的干扰后进入的，死的干扰活的，缺损病毒干扰完整病毒。缺陷干扰颗粒（Defectiveinterferingparticles,DIP）：本身不能正常复制，却能干扰同种成熟病毒复制的缺陷病毒。第71页/共82页2023/4/2072干扰机制：①病毒感染后，诱导宿主细胞产生了干扰素。②第一种病毒破坏宿主细胞表面受体和代谢途径。第72页/共82页2023/4/2073病毒干扰现象的意义：①阻止病毒感染，防止发病，导致宿主康复。②构成机体非特异性免疫的重要部分，干扰素的作用先于病毒抗体产生之前。③合理使