01-第4章病毒的生物学性状

1、,Medical Microbiology,Department of Microbiology, GMC,杨翀 gd_,第4章 病毒的生物学性状 Biology Properties of Viruses,杨翀 gd_,教学大纲,掌握内容 病毒的大小、形态、结构、化学组成及功能 病毒复制周期及异常增殖现象（顿挫感染、缺陷病毒） 熟悉内容 病毒的概念及主要特征 病毒遗传与变异病毒的干扰现象 了解内容 物理因素、化学因素对病毒的影响 病毒的分类原则,3000BC，埃及孟非思壁画中长老患小儿麻痹症,问题,什么是病毒？ 病毒的结构与化学组成？ 病毒的复制周期？ 哪些理化因素对病毒产生影响？,病毒的危

2、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,病毒（virus）,非细胞型的微生物 特点 体积微小 结构简单 只含一种类型核酸 严格的细胞内寄生 对抗生素不敏感，对干扰素敏感 增殖方式：复制,病毒的生物学性状,病毒形态与结构 病毒的增殖 病毒遗传与变异 理化因素对病毒的影响,第一节 病毒形态与结构,病毒体(Virion) 具有一定形态结构和感染性的完整病毒颗粒 病毒的大小 纳米（nm）,（一）病毒的大小与形态,病毒体：指完整的、成熟的具有感染性

3、的病毒颗粒。 病毒的测量单位：纳米（nm） 病毒形态：球形、杆形、丝状、弹状、砖形蝌蚪形等 研究病毒大小和形态的方法： 电子显微镜 超滤膜法 超速离心法,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 ( 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,病毒的形态,球形 砖形 杆状 子弹状 蝌蚪形,砖形 （痘病毒）,子弹形 （狂犬病病毒）,蝌蚪形 （

4、噬菌体）,杆状 （烟草花叶病毒）,（二）病毒的结构及化学组成,核心,衣 壳,包 膜 Envelope,核 衣 壳 Nucleocapsid,病毒颗粒 Virion,刺 突,（二）病毒的结构与化学组成,病毒结构,基本结构 （核衣壳）,辅助结构,核心,衣壳（壳粒衣壳）,包膜,病毒的结构和组成核心（core）,成分 核酸 功能蛋白 功能 决定病毒的特性 病毒复制 具有感染性,分类 dsDNA (+)ssDNA (-)ssDNA dsRNA (+)ssRNA (-)ssRNA,病毒的结构和组成衣壳 （capsid）,成分 蛋白质 壳粒 功能 保护病毒核酸 参与感染过程 具有抗原性,对称结构,20面体立

5、体对称 螺旋对称 复合对称,病毒的辅助结构 包膜 （envelope）,成分 蛋白质、多糖、脂类 刺突 spike 功能 维护病毒体结构完整性 具有与宿主细胞膜亲和及融合的性能 具有抗原性,包膜,核酸,基质蛋白,糖蛋白,第二节 病毒的增殖,复制周期 replication cycle 吸附 穿入 脱壳 生物合成 装配成熟与释放,病毒复制周期,吸附 adsorption,病毒复制周期,穿入 penetration 脱壳 uncoating,融合,胞饮,直接穿入,病毒复制周期,生物合成 病毒核酸复制 病毒蛋白合成 类型 ds DNA ss DNA ds RNA (+)ss RNA (-)ss RN

6、A 逆转录病毒,双链DNA病毒的复制周期,DNA病毒的合成,亲代DNA,依赖DNA的 RNA聚合酶,mRNA,早期蛋白 （DNA聚合酶）,亲代DNA,子代DNA,子代mRNA,晚期蛋白 （衣壳蛋白）,转录,转译,复制,转录,转译,RNA病毒的合成,单股正链RNA （mRNA）,早期蛋白 （RNA多聚酶）,亲代RNA,子代RNA,晚期蛋白 （衣壳蛋白）,单股负链RNA,正链RNA （mRNA）,早期蛋白 （RNA多聚酶）,逆转录病毒的合成,RNA,逆转录酶,互补DNA,RNA:DNA,双股DNA,整合宿主细胞DNA,RNA,(+) ssRNA病毒的复制周期,Examples Poliovirus

7、 HAV,(-) ssRNA病毒的复制周期,(-) ssRNA,(+) ssRNA,Translation,Transcription,Structure protein,RNA Polymerase,Parainfluenza virus,逆转录病毒的复制周期,单正链RNA双体结构 逆转录酶,逆转录病毒的复制周期,逆转录病毒的复制周期,逆转录病毒的复制周期,病毒复制周期,装配与释放 assembly and release,复制周期 replication cycle,病毒的增殖周期,吸附,穿入,脱壳,生物合成,组装与释放,与病毒增殖有关的异常现象,顿挫感染 abortive infecti

8、on 病毒在其中不能合成本身的成分 能合成部分或全部病毒成分，但不能装配和释放 缺陷病毒 defective virus 病毒基因组不完整 点突变 干扰现象 interference 两种病毒感染同一细胞 一种病毒会抑制另一病毒增殖,基因突变 条件致死性突变株 如温度敏感株 宿主范围突变株 耐药突变株 基因重组与重配,第三节 病毒的遗传与变异,基因产物的相互作用 互补作用 病毒基因组与细胞 基因组的整合 表型混合,（一）病毒的基因组 病毒核酸仅含一种类型，DNA或RNA 形态多样性（单一线形、双股环状） 完整性不同（完整的、分节段的） 还有携带反转录酶的RNA病毒 可突变，并决定其表型,（二）

9、遗传物质变异的类型 1. 基因突变 突变株指病毒基因碱基序列改变，导致表型性状改变的毒株 条件致死性突变株（conditional-lethal mutant） 温度敏感突变株（temperature sensitive mutant,ts株 ） 为条件致死性突变株中应用最广泛的 缺陷型干扰突变株（defective inhibition mutant，DIM） 宿主范围突变株（host range mutant,hr突变株） 耐药突变株（drug-resistant mutant）,2. 基因重组与重配,两种不同病毒感染同一细胞时，可发生基因交换而 形成新性状的重组体。 基因重组（recom

10、bination）不分节段基因组病毒 基因重配（reassortment）分节段基因组的病毒 类型： 活病毒之间：N0H0 + N1H1N0H1 活病毒与灭活病毒之间（交叉复活） 灭活病毒 之间（多重复活）,活病毒与灭活病毒之间（交叉复活）,3. 基因整合（gene integration）,病毒基因组（DNA病毒与逆转录病毒） 与细胞细胞基因组的重组过程。 整合可引起宿主细胞基因改变细胞遗 传性改变细胞转化个别可发生细胞恶化 肿瘤,互补：一种病毒为另一种病毒提供本身不能合成，但又是必需的 基因产物，而使其在混合感染的细胞内得以繁殖。 辅助病毒与缺陷病毒之间 活病毒与死病毒之间 两个不同的缺陷

11、病毒之间,（三）病毒非遗传物质变异的类型,加强：一种病毒与另一种非杀细胞病毒同时感染细胞，后者能增 加前一种病毒复制产量的现象（极个别病毒之间） 如：I型副流感病毒为水泡性口炎病毒的加强病毒。,病毒的遗传与变异总结,变异类型： 毒力变异 耐药性变异 抗原性变异 温度敏感性变异 变异机制 基因突变 基因重组,例如：表型混合和核壳转移,病毒遗传变异的生物学意义,分子流行病学监测 变异与致病性 变异与持续感染 变异与诊断 变异与耐药 变异与治疗 变异与预防 变异与基因工程及基因工程病毒载体,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 灭活病毒仍保

12、留某些特性，如抗原性、红细胞吸附、细胞融合等,物理因素 温度 病毒耐冷不耐热 pH pH 59 射线和UV,化学因素 脂溶剂 乙醚试验可鉴别病毒 有无包膜 消毒剂 抗生素与中草药 抗生素 中草药,病毒与其他微生物的比较,第五节 病毒的分类,一、分类根据与原则 1、病毒体形态学特征 2、病毒理化性状特征 3、病毒基因组的特征 4、基因组结构和复制 5、病毒蛋白质特征 6、抗原性 7、寄生性,二、病毒的分类系统和命名,根据宿主不同分类 动物病毒、植物病毒、昆虫病毒、细菌病毒 根据核酸类型分类： DNA病毒、RNA病毒 根据有无包膜分类： 有包膜病毒、无包膜病毒 临床分类 呼吸道病毒、消化道病毒、肝炎病毒、虫媒病毒、出血热病毒、肿瘤病毒,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5