微生物学课件-病毒总论

第二篇 病 毒 学 山西医科大学微生物学与免疫学教研室 张 帆,病毒的发现,1892年，伊凡诺夫斯基（俄国）发现引发烟草花叶病的是一种能够通过细菌滤器的病原体。 1898年，贝叶林克（荷兰） 得出结论：病原是一种比细菌还小的“有传染性的活的流质”，取名叫“Virus”。,荷兰微生物学家马丁乌斯·贝叶林克,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（RNA或DNA） 严格的细胞内寄生 增殖方式：复制 对抗生素不敏感，对干扰素敏感,在微生物引起的疾病中，由病毒引起的约占75%。 传染性强、流行广泛，缺乏有效药物 感染类型多样（急性感染、持续性感染） 有些所致疾病严重，病死率高或有后遗症 不断发现新病毒 一些过去认为是非传染性的疾病（如糖尿病、高血压、心肌病、肿瘤、自身免疫性疾病等），现发现与病毒有关。 病毒学成为医学及生物科学关注的热点。,病毒在医学微生物中的重要地位,第23章 病毒的基本性状 General Properties of Viruses,第一节 病毒的大小与形态,病毒体(Virion) 具有典型形态结构和感染性的完整成熟病毒颗粒 病毒的大小 体积微小，以纳米（nm）作为测量单位， 电镜观察,球形 砖形 杆状 子弹状 蝌蚪形,多种多样,病毒体的形态,球形病毒,弹状,蝌蚪状,砖形,球状,杆状,砖块状,蝌蚪状,子弹形,第二节 病毒的结构和化学组成,* 20面体对称型,20个面 30个棱 12个顶,球状病毒,正二十面体,腺病毒的电镜照片,* 螺旋对称型,正粘病毒 副粘病毒 弹状病毒,*复合对称,噬菌体 痘类病毒,(二）辅助结构：包膜,包膜病毒 刺突 化学组成 脂类和糖 功能： 维护病毒体结构的完整性 辅助病毒感染 具有病毒种、型特异性，是病毒鉴定、分型的依据之一 与致病性和免疫性密切相关 对脂溶剂敏感（乙醚灭活实验鉴别病毒有无包膜）,刺突,据病毒结构分类,裸露病毒 包膜病毒,1. 病毒核酸,化学成分为DNA或RNA 具有多样性 主导病毒感染、增殖、遗传和变异 功能 决定病毒的特性 病毒复制 具有感染性,二、病毒的化学组成与功能,2. 病毒蛋白质,由病毒基因组编码，具有病毒的特异性,结构蛋白： 非结构蛋白：,主要分布于衣壳、包膜和基质，具有良好的抗原性 功能 保护病毒核酸 参与感染过程 具有抗原性,不参与病毒体构成 包括病毒编码的酶类和抑制宿主细胞生物合成的蛋白等 广泛用作抗病毒药物作用靶点,3. 脂类和糖,包膜,核酸,基质蛋白,糖蛋白,第三节 病毒的增殖,一、复制周期 增殖条件：易感活细胞内 增殖方式：自我复制 复制周期 （10h） 吸附 穿入 脱壳 生物合成 装配成熟与释放,1 吸附,病毒表面的配体与一定种类的细胞表面相应受体结合,意义:与病毒的组织亲嗜性有关,2 穿入,融合,胞饮,转位,3 脱壳 ：溶酶体酶参与下病毒脱去蛋白质外壳 4 生物合成：释放核酸，完成以下过程 病毒核酸复制 病毒蛋白合成 类型 ds DNA ss DNA ds RNA (+)ss RNA (-)ss RNA 逆转录病毒,4.生物合成,通过病毒基因组的指令完成蛋白质的合成与核酸的复制。,此阶段无完整病毒可见，也不能用血清学检测出病毒的抗原，称为隐蔽期。,脊灰炎病毒 3-4h; 流感病毒 7-8h; 腺病毒16-17h。,DNA病毒复制的主要步骤,正链RNA病毒复制的主要步骤,负链RNA病毒复制的主要步骤,逆转录病毒的复制周期,逆转录病毒的复制周期,5.组装、成熟和释放,装配与成熟：病毒的核酸与蛋白质衣壳组 装成核衣壳，产生完整的病毒体的过程称为 装配与成熟。 释放：指成熟的病毒体从感染细胞内转移 到细胞外的过程。,破胞释放 出芽释放,复制周期 replication cycle,二、病毒的异常增殖,顿挫感染：病毒进入宿主细胞后，如细胞不能为病毒增殖提供所需要的酶、能量及必要的成分，则病毒就不能合成本身的成分，或者虽合成部 分或合成全部病毒成分，但不能组装和释放出有感染性的病毒颗粒，称为顿挫感染。,缺陷病毒：指因病毒基因组不完整或者因某一基因位点改变，不能进行正常增殖，复制不出完整的有感染性病毒颗粒，此病毒称为缺陷病毒。 辅助病毒：可以辅助缺陷病毒完成正常增殖的病毒,二、病毒的异常增殖,三、病毒的干扰现象,定义：两种病毒同时或先后感染同一宿主细胞时，可发生一种病毒抑制另一种病毒增殖的现象，称为干扰现象。 发生于：不同病毒间 同种、同型病毒间 同株病毒的自身干扰 死病毒与活病毒间 缺损病毒与完整病毒间,一、病毒的变异现象 抗原性变异 毒力变异 二、病毒变异的机制 基因突变 基因重组,第四节 病毒的遗传与变异,第三节 病毒遗传与变异,病毒的基因组 仅含一种核酸，DNA/RNA，但具多样性 基因组很小，多种基因互相重叠； 转录和翻译在细胞内进行，故含有内含子,变异机制,基因突变 基因重组与重配 基因整合 基因产物的相互作用,一、基因突变,病毒的变异现象 条件致死性突变株：减毒活疫苗（脊灰） 缺陷型干扰突变株（DIM） 耐药性变异 宿主范围变异,有医学意义的突变株,1、条件致死性突变株：是指在某种条件下能够增殖、而在另一种条件下不能增殖的病毒株。 温度敏感性突变株（ts）：就是典型的条件致死性突变株。ts是生产疫苗的理想毒株，如温度敏感株Polio virus ts mutant。,有医学意义的突变株 2、缺陷型干扰突变株：必须有辅助病毒才能复制，并同时干扰野生株的增殖。 通过对野毒株的干扰可减弱原病毒的毒性，但在一些疾病中起重要作用，特别是与某些慢性疾病有关。,有医学意义的突变株,3、宿主范围突变株：感染野生型病毒所不能感染的细胞。狂犬病疫苗 4、耐药突变株：编码病毒酶基因的结构改变而降低了对药物的亲和力或作用，从而获得抗原性而能继续增殖。,三、基因重组和重配,重组:两种病毒感染同一宿主细胞时，两种病毒核酸分子发生断裂和交叉连接，序列重新排列产生具有两个亲代特征的子代病毒。 可发生于两活病毒之间，也可发生于一活病毒与另一灭活病毒之间，甚至可发生于两种灭活病毒之间，或两种缺陷病毒之间。如人流感与禽流感病毒的重组产生新毒种。,重配,是两病毒株通过基因片段的交换使子代基因组发生改变，称重配。 分节段RNA病毒基因组的重组 无核酸的断裂，是整个分节段基因的交换。如流感病毒。,重组,重配,交叉复活：活病毒与灭活病毒感染同一细胞时，经基因重组使灭活病毒复活。 多重复活：两种或两种以上近缘的灭活病毒感染同一细胞时，经过基因重组出现有感染性的子代病毒，紫外线灭活的病毒易发生多重复活。,病毒基因组与宿主基因组的整合：多种DNA病毒（HBV、HIV、HPV和HSV等）、逆转录病毒与细胞染色体整合，导致病毒变异和细胞转化发生肿瘤。 如噬菌体与细菌基因组的整合经转导或溶原性转换导致细菌变异。,四、基因整合,五、基因产物的相互作用,1.互补作用和加强作用 互补作用：两种病毒感染同一细胞时，其中一种病毒的基因产物使另一种病毒增殖的现象 发生在活病毒缺陷病毒、活病毒灭活病毒、缺陷病毒缺陷病毒之间，基因产物互为补充（酶、结构蛋白）。,如两缺陷病毒，一个缺失包膜蛋白基因，另一个缺失多聚酶基因，两者均不能产生完整子代病毒。在混合感染时，两者基因产物互为补充，产生了两种子代病毒。,2.表型混合： 两种病毒感染细胞时，各自产生不同的结构蛋白和非结构蛋白产物，在子代病毒装配时，会出现各种产物之间的组合。 当出现互相交换衣壳蛋白和包膜蛋白时，由于混合形成两种镶嵌的衣壳和包膜称为表型混合。 若是一种病毒的衣壳或包膜包裹了另一种病毒的基因组的组合称为表型交换。,第五节 理化因素对病毒的影响,病毒的灭活（inactivation） 病毒受理化因素作用后，失去感染性 灭活病毒仍保留某些特性，如抗原性、红细胞吸附、细胞融合等 病毒对理化因素的敏感性强弱，因病毒的种类而异。,理化因素对病毒的影响,物理因素 温度 病毒耐冷不耐热 pH pH 59稳定 辐射 伽玛射线 X射线 紫外线,化学因素 脂溶剂 乙醚试验可鉴别病毒 有无包膜 消毒剂 其他 抗生素 中草药,第六节 病毒的分类,一、生物学性状分类法： 依据基因特征、病毒大小与形态、病毒结构和对脂溶剂的敏感性等分为：DNA病毒、RNA病毒和逆转录病毒三大类23个病毒科。 二、临床分类法： 依据临床特点、感染靶细胞的特性、传播途径等分为：呼吸道感染病毒、肠道感染病毒、肝炎病毒、虫媒病毒、皮肤粘膜感染病毒和肿瘤病毒等。,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，一类可编码自身衣壳蛋白，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5002000个核苷酸构成的单链RNA。 朊粒：又称传染性蛋白粒子。无核酸，可引起人的震颤病、克雅氏症及动物中的疯牛病、羊瘙痒病等。,亚病毒: 一类比病毒还小、结构更简单的传染因子,类病毒结构示意图,朊粒结构示意图,THANKS！,小 结,病毒的概念 病毒的结构与化学组成 病毒的复制 病毒的遗传变异 理化因素对病毒的影响,