病毒学精课件

1 病病 毒毒 与健康与健康生命科学学院生命科学学院1ppt精选版1病毒与健康生命科学学院2近近2020年来肆虐的病毒性疾病年来肆虐的病毒性疾病AIDSSARS禽流感禽流感病原体 是病毒！2ppt精选版2近20年来肆虐的病毒性疾病AIDSSARS禽流感病原体2p3乙肝病毒乙肝病毒冠状病毒冠状病毒流感病毒流感病毒HIV几种致病病毒几种致病病毒3ppt精选版3乙肝病毒冠状病毒流感病毒HIV几种致病病毒3ppt精选版4u全球乙型肝炎病毒表面抗原携带者为3.5亿，我国为1.2亿；u全球每年死于乙型肝炎病毒感染引起疾病的人数为75万，我国为50万人;u中国甲、乙类传染病报告中，1/3以上的病例为病毒性肝炎;u我国每年用于肝炎和肝病的医疗、保健费用高达1,000多亿元;u广东七成五的人口现在或曾经感染过乙肝;u乙肝病人歧视案受到越来越多人的关注;乙型肝炎乙型肝炎4ppt精选版4全球乙型肝炎病毒表面抗原携带者为3.5亿，我国为1.2亿；5SARS5ppt精选版5SARS5ppt精选版6禽流感6ppt精选版6禽流感6ppt精选版710000利用噬菌体治疗鸡腹泻7ppt精选版710000利用噬菌体治疗鸡腹泻7ppt精选版8n n病毒（病毒（virus）：）：是一是一类类个体微小，无完整个体微小，无完整细细胞胞结结构，含构，含单单一核酸型（一核酸型（DNA或RNA），必），必须须在活在活细细胞内寄生或复制的非胞内寄生或复制的非细细胞型微生物。胞型微生物。n n病毒学（病毒学（virology）：）：即研究病毒的本即研究病毒的本质质、病、病毒与宿主相互作用和毒与宿主相互作用和规规律的生物学科。律的生物学科。n n病毒学的分支：病毒学的分支：病毒学的分支：病毒学的分支：普通病毒学普通病毒学普通病毒学普通病毒学、医学病毒学、医学病毒学、兽兽医医病毒学、植物病毒学、昆虫病毒学、病毒学、植物病毒学、昆虫病毒学、细细菌病毒学、菌病毒学、肿肿瘤病毒学、瘤病毒学、环环境病毒学、分子病毒学等。境病毒学、分子病毒学等。8ppt精选版8病毒（virus）：是一类个体微小，无完整细胞结构，含单一9研究病毒学的主要目的n病毒能引起人类、家畜和作物很多危害性的疾病，研究研究研究研究病毒的的目的之一是病毒的的目的之一是病毒的的目的之一是病毒的的目的之一是为为了有效防治和控制各种病了有效防治和控制各种病了有效防治和控制各种病了有效防治和控制各种病毒性疾病的毒性疾病的毒性疾病的毒性疾病的发发生和流行；生和流行；生和流行；生和流行；n病毒具有生命与非生命双重属性的特殊本质，研究病毒研究病毒研究病毒研究病毒的另一目的是通的另一目的是通的另一目的是通的另一目的是通过对过对病毒的病毒的病毒的病毒的认识认识，使人，使人，使人，使人们进们进一步一步一步一步认识认识生命物生命物生命物生命物质质的一些基本的一些基本的一些基本的一些基本问题问题，从而，从而，从而，从而对对生命起源生命起源生命起源生命起源有所启示；有所启示；有所启示；有所启示；n n研究病毒的第三个目的是利用病毒研究病毒的第三个目的是利用病毒研究病毒的第三个目的是利用病毒研究病毒的第三个目的是利用病毒为为人人人人类类造福。造福。造福。造福。9ppt精选版9研究病毒学的主要目的9ppt精选版10教材及参考教材及参考书目目1、教材、教材普通病毒学普通病毒学，谢天恩、胡志天恩、胡志红主主编，北京，科学出版社，北京，科学出版社，2002年年2、参考、参考书目目动物病毒学物病毒学，殷震主，殷震主编，北京，科学出版社，北京，科学出版社，1997年年分子病毒学分子病毒学，黄文林主，黄文林主编，北京，人民，北京，人民卫生出版社，生出版社，2002年年分子病毒学分子病毒学，侯云德主，侯云德主编，学苑出版社，学苑出版社，1990年年现代微生物学代微生物学，刘志恒主，刘志恒主编，北京，科学出版社，北京，科学出版社，2002年年噬菌体分子生物学噬菌体分子生物学，贾盘兴主主编，北京，科学出版社，北京，科学出版社，2001年年10ppt精选版10教材及参考书目1、教材10ppt精选版11考核方式平时成绩（30）期末考试成绩（70）11ppt精选版11考核方式平时成绩（30）11ppt精选版12病毒学教学大纲 教学目的及要求教学目的及要求 通过病毒学教学，旨在带领本科学生进入病毒学研究领域的大门，了解病毒学研究的最新进展，掌握一些病毒学研究的方法和手段，对病毒引起的疾病的预防和治疗有明确的认识，为病毒学的基础研究提供理论支持。病毒学病毒学课课程的教学要求程的教学要求 课程学习前必须对授课内容进行充分预习，以了解课程内容，病毒学研究的方法和研究进展，做到心中有数，思路清晰，认真做好课堂记录，查阅资料、讨论，以便系统完整的掌握病毒学知识。12ppt精选版12病毒学教学大纲教学目的及要求12ppt精选版13教学内容 第一章第一章 病毒学病毒学导论-概述概述 主要介绍病毒的概念、病毒的特征、研究病毒的目的意义、病毒的发展简史、病毒对现代生物学研究的贡献、病毒的发展方向、研究病毒的方法、病毒的识别、病毒的起源、病毒学的任务等。通通过本章的学本章的学习，使学生，使学生对病病毒学有基本了解。毒学有基本了解。13ppt精选版13教学内容第一章病毒学导论-概述13ppt精选版14 第二章第二章 病毒的分病毒的分类与命名与命名 本章主要介绍病毒的分类意义；病毒分类的发展简史；病毒的命名规则；病毒的分类原则；病毒的分类方法等。通通过本章的学本章的学习，使学生了解病毒分，使学生了解病毒分类过程和分程和分类方法。方法。教学内容14ppt精选版14第二章病毒的分类与命名教学内容14ppt精选版15 第三章第三章 病毒的形病毒的形态与与结构构 本章是课程的重点章节之一，主要介绍病毒的组分；病毒核酸的种类；结构类型、结构特征和核酸的功能；病毒蛋白质的种类、结构，存在部位和功能；病毒脂类的种类，结构、来源和功能；病毒糖类的种类、结构、来源和功能；病毒其它组分的种类和功能；病毒的形态、大小；病毒的结构、结构特征；螺旋对称、二十面体对称和复合对称的结构特征；烟草花叶病毒、流感病毒、腺病毒和噬菌体的结构特征。通通过本本章章学学习，使使学学生生对病病毒毒的的化化学学本本质和形和形态结构以及其功能有深入的了解。构以及其功能有深入的了解。教学内容15ppt精选版15第三章病毒的形态与结构教学内容15ppt精选版16 第四章第四章 病毒的复制病毒的复制 本门课程的重点内容之一。介绍研究病毒复制的意义；研究病毒复制的方法；病毒的吸附和影响吸附的因子；病毒的侵入和侵入过程；病毒的脱壳和脱壳过程；病毒核酸的复制；DNA病毒的复制过程；单链DNA病毒的复制过程；双链RNA病毒的复制过程；单股负链RNA病毒的复制过程；单股正链RNA病毒的复制过程；逆转录病毒的复制过程；病毒的装配过程和原理；病毒的释放原理和类型；病毒的流产感类型和形成流产感染的因素；缺损病毒；病毒的拯救；病毒的整合感染等。通通过本本章章学学习，了了解解病病毒毒生生命活命活动整个整个过程。程。教学内容16ppt精选版16第四章病毒的复制教学内容16ppt精选版17 第五章第五章 病毒的病毒的遗传变异异 本门课程的重点内容之一。介绍病毒遗传变异的意义；研究病毒遗传变异的方法；病毒的物理化学诱变；病毒的突变和突变种类及原理；病毒基因重组类型和原理；病毒之间的非遗传相互作用类型和原理；病毒基因图谱的构建方法；病毒的干扰类型和原理；噬菌体的干扰；动物病毒的干扰及后果；植物病毒的干扰及后果等。通通过本本章章学学习，使使学学生生了了解解病病毒毒的的遗传变异异种种类、机机理理、遗传变异异过程，病毒基因程，病毒基因图的构建和的构建和应用等。用等。教学内容17ppt精选版17第五章病毒的遗传变异教学内容17ppt精选版18教学内容n第六章，第六章，病毒的病毒的进化化n第七章，第七章，病毒与病毒与肿瘤瘤n第八章，第八章，病毒的持病毒的持续性感染性感染n第九章，第九章，病毒感染与病毒感染与细胞凋亡胞凋亡n第第十十章章，人人类及及动物物病病毒毒与与宿宿主主之之间的的相相互互作作用用n第十一章，昆虫病毒与宿主之第十一章，昆虫病毒与宿主之间的相互关系的相互关系n第十二章，植物病毒与寄主第十二章，植物病毒与寄主间的相互作用的相互作用n第十三章，病毒基因工程第十三章，病毒基因工程n第十四章第十四章,prion-prion-传传染性蛋白染性蛋白染性蛋白染性蛋白质颗质颗粒或粒或粒或粒或朊朊病毒病毒病毒病毒18ppt精选版18教学内容第六章，病毒的进化18ppt精选版19第一章 导论-病毒学概述第一节病毒学知识的起源及发展第二节病毒和病毒学第三节病毒的主要类群第四节病毒性病害因果关系的概念第五节病毒性质的两重性第六节病毒研究的发展趋势19ppt精选版19第一章导论-病毒学概述第一节病毒学知识的起源及发20第一节 病毒学知识的起源及发展 n经验时期n病毒的发现时期n病毒本质的研究时期n近代病毒学研究时期20ppt精选版20第一节病毒学知识的起源及发展经验时期20ppt精选版21一、一、经验时经验时期期 病毒学是年轻的学科，从病毒的发现到目前仅有百余年历史。然而，人类对病毒病的记载却自古就有。（一）小儿麻痹症的记载（二）天花的记载（三）狂犬病的记载（四）植物病毒病的记载21ppt精选版21一、经验时期病毒学是年轻的学科，从病毒的发现到目前仅223000BC，埃，埃及孟非思壁画及孟非思壁画中中记载了一个了一个患小儿麻痹症患小儿麻痹症（脊髓灰（脊髓灰质炎炎病毒病毒导致）而致）而瘫痪的牧的牧师（一）小儿麻痹症的（一）小儿麻痹症的记载22ppt精选版223000BC，埃及孟非思壁画中记载了一个患小儿23n16世纪下半叶，我国率先发明人痘接种法预防天花n明代隆庆年间，人痘预防天花对外推行n种痘法的发明，可以说是我国对世界医学的一大贡献 “其苗传种愈久，则药力之提拔愈清，人工之选炼愈熟，火毒汰尽，精气独存，所以万全而无害也。若时苗能连种七次，精加选炼，即为熟苗。”-种痘心法（二）天花的（二）天花的记载23ppt精选版2316世纪下半叶，我国率先发明人痘接种法预防天花“其24n1796年英国医生EdwardJenner发明了“种牛痘”的方法预防天花。n1966年世界卫生组织（WHO）提出对接触天花患者的人进行计划免疫n1977年10月26日世界上最后一位天花病人治愈。24ppt精选版241796年英国医生EdwardJenner发明了“种25英国伦敦的皇家医学院还珍藏着一幅由ThomasSpackman绘制的患狂犬病的病狗图早在古希腊时代就有关于狂犬病的记载 公元4世纪，我国东晋时代记载将咬人的疯狗杀掉，将犬脑敷贴在被咬的伤口上以防治狂犬病（三）狂犬病的（三）狂犬病的记载25ppt精选版25英国伦敦的皇家医学院还珍藏着一幅由ThomasSpac26巴斯德巴斯德（Pasteur，1822-1895）他将含有病原的狂犬病的延髓提取液多次注射兔子后，再将这些减毒的液体注射狗，以后狗就能抵抗正常强度的狂犬病毒的侵染。26ppt精选版26巴斯德（Pasteur，1822-1895）他将含27n1885年一个被疯狗咬得很厉害的9岁男孩迈斯特尔（Meister）被送到巴斯德那里抢救，巴斯德给这个孩子注射了毒性减到很低的上述提取液，然后再逐渐用毒性较强的提取液注射。巴斯德的想法是希望在狂犬病的潜伏期过去之前，使他产生抵抗力。结果巴斯德成功了，孩子得救了。迈斯特尔后来当了巴斯德研究所的守门人。n巴斯德在1886年还救活了另一位在抢救被疯狗袭击的同伴时被严重咬伤的15岁牧童朱皮叶，记述着少年见义勇为和巴斯德丰功伟绩的雕塑就坐落在巴黎巴斯德研究所外。n发明了狂犬病疫苗，他还指出这种病原物是某种可以通过细菌滤器的“过滤性的超微生物性的超微生物”。27ppt精选版271885年一个被疯狗咬得很厉害的9岁男孩迈斯特尔（Mei28巴斯德的功巴斯德的功绩 彻底否定了自然发生说证实发酵由微生物引起免疫学预防接种发明巴氏消毒法无菌营养液无生命出现28ppt精选版28巴斯德的功绩彻底否定了自然发生说证实发酵29第一个记载的植物病毒病：郁金香碎色花病荷兰种植者用嫁接的方法使健康的郁金香球茎变成病球茎 美美丽的郁金香与植物病毒病的郁金香与植物病毒病（四）植物病毒病的（四）植物病毒病的记载29ppt精选版29第一个记载的植物病毒病：郁金香碎色花病美丽的郁金香与植物30二、病毒的二、病毒的发现时发现时期期（一）第一个病毒的发现（二）人类病毒的发现（三）噬菌体的发现30ppt精选版30二、病毒的发现时期（一）第一个病毒的发现30ppt精选版31烟草花叶病毒（TMV）在病毒学发展史乃至遗传学、生物化学以及基因工程中具有里程碑式的作用，是病毒学研究的模式生物。1859年斯威腾（VanSwieten）最初描述烟草花叶病症状。（一）第一个病毒的发现-烟草花叶病毒31ppt精选版31烟草花叶病毒（TMV）在病毒学发展史乃至遗传学、生物化（32烟草花叶病毒（烟草花叶病毒（TMVTMV）n1886年，那时在荷兰工作的德国人麦尔（AdolfMayer）把烟草花叶病株的汁液注射到健康烟草的叶脉中，引起了烟草的花叶病，证明这种病可以传染。n1892年俄国的伊万诺夫斯基（DimitriIwanowski）不但重复了麦尔的试验，而且发现其病原能通过细菌所不能通过的过滤器，可是他抱怨过滤器出了毛病。DmitriIwanowski(1864-1920)Chamberland过滤器 32ppt精选版32烟草花叶病毒（TMV）1886年，那时在荷兰工作的德国33n伊万诺夫斯基（Ivanowski）用这个他认为出了“毛病”的过滤器滤过的汁液，保持了几个月都未污染细菌的事实也没能改变他的看法。因为他生活在巴斯德细菌致病说的极盛时代，没有足够的勇气冲破思维定势。33ppt精选版33伊万诺夫斯基（Ivanowski）用这个他认为出了“毛病34 1898年，年，贝杰林克（杰林克（MartinusBeijerink）首次提出）首次提出“病病毒毒”的概念，被誉的概念，被誉为“病毒学之父病毒学之父”Martinus Beijerinick(1851-1931)能通能通过细菌菌滤器器能在能在琼脂糖凝胶中脂糖凝胶中扩散散仅能在感染的能在感染的细胞内繁殖胞内繁殖不能用培养不能用培养细菌的方法培养（即菌的方法培养（即在体外非生命物在体外非生命物质中不能生中不能生长）真正真正发现病毒存在的是病毒存在的是贝杰林克杰林克，给病毒起拉丁名叫病毒起拉丁名叫“Virus”34ppt精选版341898年，贝杰林克（MartinusBei351898年，德国细菌学家莱夫勒（FreidrichLoeffler）证明牛口蹄疫病是可滤性病毒引起的。Freidrich Loeffler(1852-1915)35ppt精选版351898年，德国细菌学家莱夫勒（Freidric36 1900年，里德（WalterReed）和卡罗尔（JamesCarrol）通过实验证明黄热病是由蚊虫传染的一种病毒所致。（二）人类病毒的发现WalterReed(1851-1902)36ppt精选版361900年，里德（WalterReed）和卡37 1909年，KarlLandesteiner和ErwinPopper发现了引起人类脊髓灰质炎的病原体-脊髓灰质炎病毒。KarlLandesteiner 在这一时期，人们还发现了天花、麻疹、腮腺炎、流感等疾病也是由病毒引起的。37ppt精选版371909年，KarlLandesteiner和Er38u1915年，托特（FredrickTwort）首次发表了关于噬菌体的文章u1917年，代列耳（FelixdHerelle）将“能溶解琼脂平板上的细菌”命名为“噬菌体”（三）（三）噬菌体的噬菌体的发现发现38ppt精选版381915年，托特（FredrickTwort）首次发表391935年，美国生化学家斯坦来（WendellMeredithStanley）获得TMV的蛋白晶体，认为病毒是一种蛋白质，并因此于1946年获得诺贝尔奖。三、病毒本三、病毒本质质的研究的研究时时期期39ppt精选版391935年，美国生化学家斯坦来（Wendell40n免疫兔子制备出TMV抗血清-说明病毒的蛋白质本性。n1936年，英国的鲍登（Bawden）和皮里（Pirie）证明TMV的结晶含相当量的硫和磷，提示TMV是个核蛋白。n1938年，W.J.Elford测定了各种病毒颗粒大小。n1939年，考齐（Kausche）和Ruska用电镜照片，直观证实TMV是杆状颗粒。至此，TMV是核蛋白而不是纯蛋白质，病毒是颗粒状而不是毒液的争论到此结束。40ppt精选版免疫兔子制备出TMV抗血清-说明病毒的蛋白质本性。至此，T41v 1952年，美国冷泉港卡内基遗传学实验室的AlfedHershey和MarthaChase用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和核酸试图追踪噬菌体吸附进入大肠杆菌细胞的机制，结果证明只有DNA进入细胞就足以提供复制出100多个子代病毒所需的遗传信息。41ppt精选版411952年，美国冷泉港卡内基遗传学实验室的Alfe4242ppt精选版4242ppt精选版4343ppt精选版4343ppt精选版44n同年，Wyatt和Cohen在T偶噬菌体和动物病毒中发现有寄主DNA所没有的新碱基羟甲基胞嘧啶，最终证明是病毒DNA编码羟甲基酶被合成的原因，可见病毒的遗传信息在寄主细胞内被表达成蛋白质。n1956年根据病毒负染的电镜照片第一次提出病毒颗粒的外壳蛋白是由组分相同的蛋白质亚基做对称的二十面体或螺旋式的排列而成。44ppt精选版44同年，Wyatt和Cohen在T偶噬菌体和动物病毒中发现45n1955-1957年,美国的F.RaenkelConrat和Singer与德国的Gierer和Schramm分别独立地证明纯化TMV-RNA有侵染性并决定TMV的遗传特性，证明DNA和RNA都是携带遗传信息的遗传物质。45ppt精选版451955-1957年,美国的F.RaenkelCon46（一）病毒学与宿主相互关系（二）病毒学与分子生物学、基因工程 四、近代病毒学研究四、近代病毒学研究时期期46ppt精选版46（一）病毒学与宿主相互关系四、近代病毒学研究时期46pp47（一）病毒与宿主相互关系（一）病毒与宿主相互关系n细菌病毒病毒核酸可以整合入宿主细胞DNA中、细胞基因可以通过病毒传递到另一个细胞、感染作用可以在细胞内诱导出一种新的对病毒特异的酶等n动物病毒完整的病毒粒子与病毒核酸相比显示不同的宿主范围、某些病毒可引起细胞生长习性和形态特征有关的细胞转化、某些病毒感染可引起细胞融合、阐明了某些病毒致病与免疫的分子基础、羊瘙痒病由朊蛋白引起等n植物病毒卫星病毒和具有多分基因组病毒的存在、发现类病毒与一般病毒不同47ppt精选版47（一）病毒与宿主相互关系细菌病毒47ppt精选版48n利用噬菌体突变体的重组，以及基因缺失和置换突变的杂交，鉴定和定位噬菌体的基因，获得基因组的物理图谱。v噬菌体溶原性和裂解性生活史的发现和相互转换机制的研究，如阻抑蛋白cI的负调控和转录因子N蛋白和Q蛋白的正调控、以及多基因间表达调控的相互协调、相互制约的复杂关系的研究，奠定了分子生物学操纵子学说的基础。（二）病毒学与分子生物学、基因工程（二）病毒学与分子生物学、基因工程48ppt精选版48利用噬菌体突变体的重组，以及基因缺失和置换突变的杂交，鉴49nT4噬菌体是另一个利用突变体获得基因组物理图谱的实例。对其基因结构和功能的研究，尤其是对rA和rB两个顺反子的遗传分析导致移码突变，首次支持首次支持遗传密密码是三是三联体密体密码的学的学说。v利用T4噬菌体溶菌酶基因所进行的移码突变结果直接证实了这一学说。49ppt精选版49T4噬菌体是另一个利用突变体获得基因组物理图谱的实例。50n利用噬菌体为材料研究基因组DNA的复制机制及所需各种酶活性，促进了对原核生物遗传物质复制地了解。n以病毒为材料，如SV40研究DNA与寄主组蛋白的作用，给E.coli基因组结构和哺乳动物染色体结构的了解以重要的启示。n独特类型的病毒基因组，如ssDNA,（+）RNA、（-）RNA先后在体外翻译体系中被转录，充分显示了生物遗传信息储存方式的多样性。50ppt精选版50利用噬菌体为材料研究基因组DNA的复制机制及所需各种酶活51n转录增强子元件、转录因子与启动子结合-SV40的研究nRNA聚合酶与启动子识别并进行转录-腺病毒VA基因的研究n基因在DNA基因组上的位置是不连续的，有内含子存在，转录体需要剪裁，拼接成mRNA-T4噬菌体和腺病毒的研究51ppt精选版51转录增强子元件、转录因子与启动子结合51ppt精选版52nmRNA3-端的聚腺苷酸化-痘病毒n首次发现聚腺苷酸化信号-SV40nmRNA5-端的帽子结构和碱基的甲基化作用-弧肠病毒n翻译后的前体经蛋白酶加工裂解成为功能蛋白质，经高尔基体的糖基化以及被蛋白激酶磷酸化的研究-病毒52ppt精选版52mRNA3-端的聚腺苷酸化-痘病毒52ppt精53意义：1.揭示了病毒正链RNA基因组复制和基因表达的一种新类型。2.对20世纪60年代所形成的中心法则理论的重要修饰和补充。3.反转录酶广泛应用于cDNA克隆的技术。反反转录酶的的发现20世纪70年代反转录酶的发现-RNA肿瘤病毒53ppt精选版53意义：反转录酶的发现20世纪70年代反转录酶的发现54转录组学的研究方法学的研究方法DNADNA芯片技芯片技术54ppt精选版54转录组学的研究方法DNA芯片技术54ppt精选版55u20世纪70年代另一个病毒学研究中最有深远影响的发现u在对噬菌体与其寄主相互关系的研究中发现的限制性内切限制性内切酶的的发现55ppt精选版5520世纪70年代另一个病毒学研究中最有深远影响的发现限561972年P.Berg在斯坦福大学第一次体外构建重组DNA分子，即将噬菌体基因和E.Coli半乳糖基因插入SV40的环状DNA中。1973年H.Boyer和S.Cohen用E.coli质粒pSCIOI(Tetr)上仅有一个EcoR切点的特点与另一个质粒R6-3(Neor)组合成嵌合质粒，转化E.coli后在含四环素和新霉素培养基上选出有Tetr和Neor的新转化子。Paul Berg(1926-)基因工程的基因工程的诞生生56ppt精选版561972年P.Berg在斯坦福大学第一次体外构建57CMV立刻早期基因IE的启动子含有增强子、TATAbox、和转录起始位点u 载体的一些必要元件如复制原点、启动子、转录增强子、翻译增强子等等大多来自病毒u多种病毒载体的广泛应用SV40的polyA57ppt精选版57CMV立刻早期基因IE的启动子含有增强子、TATAbo58病毒学病毒学发发展大事展大事记记n1798年琴纳（E.Jenner）接种牛痘预防天花；n1885年巴斯德（L.Pasteur）制成狂犬疫苗；n1892年伊万诺夫斯基（Iwanovski）发现TMV病原的滤过性；n1898年年贝杰林克（M.W.Beijerinck）证实TMV为滤过性病原；洛夫勒（F.Loeffler）发现口蹄疫病原的滤过性；n1899年古巴流行黄热病，细菌学家里德（Reed）证明罪犯是伊蚊；接着日本人高见（Takami）证明一种叶蝉会传水稻矮花病，蚜虫会传染马铃薯退化病；58ppt精选版58病毒学发展大事记1798年琴纳（E.Jenner59n1915年托特（F.W.Twort）发现噬菌体；n1917年代列耳（F.DHerelle）命名噬菌体；n1935年美国生化学家斯坦利（W.M.Stanley,1904-1971）获得TMV结晶，1946年获诺贝尔奖；n1939年考齐（G.A.Kausche）在电镜下看到TMV；n1949年恩德尔（J.J.Enders）等利用单层细胞培养脊髓灰质炎病毒；n1952年赫尔希（A.D.Hershey）证明一种噬菌体DNA具有感染性,杜尔贝科（Dulbecco）利用单层细胞培养进行蚀斑试验；59ppt精选版591915年托特（F.W.Twort）发现噬菌体60n1956年弗伦克尔-康拉特（H.Fraenkel-Conrat）等证明TMV-RNA分子具有侵染性n1957年伊萨克（Isaacs）等发现干扰素n1960年次田（A.Tsugita）等测定了TMV外壳蛋白的氨基酸序列n1965年斯皮格曼（S.Spiegelman）成功地在体外复制了Q噬菌体RNAn1967年迪纳尔（T.O.Diener）等阐明类病毒的本质n1968年亨雷（G.Henle）等揭示EBV与传染性单核细胞增多症及Burkitt淋巴瘤有关n1970年特明（H.M.Temin）、巴尔的摩（D.Baltimore）发现逆转录酶n1977年桑格（F.Sanger）等测定了X174的DNA全序列60ppt精选版601956年弗伦克尔-康拉特（H.Fraenkel-C61n1979年谷口（T.Taniguchi）人干扰素基因工程宣告成功n1982年普罗西纳（Prusiner）提出朊粒（没有核酸而有感染性的蛋白质颗粒)n1983年蒙塔格尼（Montagnier）嘎洛（R.C.Gallo）分离到与AIDS相关的人类逆转录病毒n1984年发现CD4+是HIV受体n1985年巴登（H.vonderPatten）等利用逆转录病毒为载体将外源基因导入小鼠n1986年发现HIV的协同受体n1988年发现人类疱疹病毒6型（HHV-6）61ppt精选版611979年谷口（T.Taniguchi）人干扰素基621982年普罗西纳（Prusiner）证明引起羊搔痒病的病原是一种分子量为27kDa的蛋白质，他称之为蛋白侵染子（Prion）或朊病毒。目前至少有6种人和动物的慢性病与此有关，如人的枯颅病、疯牛病、鹿的搔痒病等。朊病毒究竟是一种传染性因子，还是由正常基因突变形成的结构异常的蛋白质，至今仍处于争论之中 62ppt精选版621982年普罗西纳（Prusiner）证明引起羊搔痒病的63n1988年发现戊型肝炎病毒（HEV），发现丙型肝炎病毒（HCV）n1991年发现Guanarito病毒n1993年发现Sinnomber病毒n1994年发现Sabia病毒n1995年发现细小病毒B19，发现庚型肝炎病毒（HGV）n1997年发现埃博拉病毒（Ebolavirus）n2003年发现SARS冠状病毒（SARScoronavirus）63ppt精选版631988年发现戊型肝炎病毒（HEV），发现丙型肝炎病6464ppt精选版6464ppt精选版65病毒研究病毒研究领领域的域的诺贝诺贝尔尔奖奖n1946年，J.B.萨姆纳（美国人）首次分离提纯了酶；J.H.诺思罗普，W.M.斯坦利（美国人）分离提纯酶和病毒蛋白质（化学奖）n1954年，JohnFranklinEnders（美国），ThomasHuckleWeller（美国），FrederickChapmanRobbins（美国）发现脊髓灰质炎病毒的能够在各种组织培养基上生长n1966年，PeytonRous（美国）发现肿瘤诱导病毒n1969年，MaxDelbrck（美国），AlfredD.Hershey（美国），SalvadorE.Luria（美国）发现病毒的复制机制和遗传结构n1975年，DavidBaltimore（美国），RenatoDulbecco（美国），HowardMartinTemin（美国）发现肿瘤病毒与细胞遗传物质之间的相互作用n1976年，B.S.丰卢姆伯格（美国人）发现澳大利亚抗原；D.C.盖达塞克（美国人）从事慢性病毒感染症的研究n1980年，美国科学家伯格因研究操纵基因重组DNA分子、美国科学家吉尔伯特、英国科学家桑格因创立DNA结构的化学和生物分析法而共同获得诺贝尔化学奖n1989年，毕晓普（J.MichaelBishop，美国），瓦慕斯（HaroldE.Varmus，美国）发现逆转录病毒原癌基因（oncogene）在细胞中的产生n1997年，S.B.普鲁西纳（美国人）发现了一种全新的蛋白致病因子朊蛋白（Prion）并在其致病机理的研究方面做出了杰出贡献n2008年，德国人哈拉尔德楚尔豪森（HaraldzurHausen）和两位法国科学家弗朗索瓦丝巴尔-西诺西（FranoiseBarr-Sinoussi）、吕克蒙塔尼（LucMontagnier），因发现人乳突淋瘤病毒引发子宫颈癌和发现艾滋病毒获得2008年诺贝尔生理学或医学奖。65ppt精选版65病毒研究领域的诺贝尔奖1946年，J.B.萨姆纳（美66中国学者中国学者对对病毒学的病毒学的贡贡献献n汤飞凡（凡（1897-1958）中国第一代医学病毒学家。在病毒学发展的早期，他用物理方法研究阐明病毒的本质。1925年在美国对疱疹病毒进行过研究，他和他的导师Zinsser用物理学方法研究病毒的本质，证明病毒是存在于宿主细胞内能自我复制的颗粒。1955年他首次分离出沙眼衣原体，是世界上发现重要病原体的第一个中国人。n黄黄祯祥（祥（1910-1987）在世界上首创病毒体外培养新技术，为世界病毒学界所公认，为现代病毒学奠定了基础。对流行性乙型脑炎、麻疹等病毒性传染病的病原、流行规律、免疫诊断、发病机制等方面的研究，从理论和实践上指导了疫苗研制等多方面工作，为我国的病毒性传染病的控制作出了重要贡献。66ppt精选版66中国学者对病毒学的贡献汤飞凡（1897-1958）中67n朱既明（朱既明（1917-1998）1948年在英国发现同一病毒可因变异而呈不同形态，并首次将流感病毒裂解为有生物活性的亚单位，并在此基础上提出了病毒的结构模型，这一假说为后来阐明各种病毒结构开创了先河，并为研究亚单位疫苗准备了理论和方法的基础。朱既明还发现了正常血清中抑制流感病毒血凝作用的-抑制素。n高尚高尚荫（1909-1989）1943年在美国进行烟草花叶病毒研究时曾观察到病毒感染不同宿主后仍保持稳定理化和血清学特征，在病毒学发展史中有一定地位。n裘裘维蕃蕃(1912-)他长期研究植物病菌原菌和病毒学，曾提出了许多病害诊断的原理和技术。对十字花科的茄科蔬菜作物的病毒病理学以及防治基础做了许多开创性工作。1980年首先提出诱导植物抗病毒性的理论，并在1983年研制成了“NS83增抗剂”用以抑制蕃茄和烟草病毒，有显著抑病增产效果。67ppt精选版67朱既明（1917-1998）1948年在英国发现同一68第二第二节节 病毒和病毒学病毒和病毒学一、病毒的特点一、病毒的特点n只含有一种类型的核酸（DNA或RNA）作为遗传信息载体；n不含有功能性核糖体或其他细胞器；nRNA病毒中，全部遗传信息都在RNA上编码，这种情况在生物学上是独特的；n体积比细菌小得多，仅含少数几种酶类；n不能在无生命的培养基中增殖，必须依赖宿主细胞的代谢系统复制自身核酸、合成蛋白质并装配成完整的病毒颗粒。n病毒（病毒（virus）：）：是一是一类类个体微小，无完整个体微小，无完整细细胞胞结结构，构，含含单单一核酸型（一核酸型（DNA或RNA），必），必须须在活在活细细胞内寄生或复胞内寄生或复制的非制的非细细胞型微生物。胞型微生物。68ppt精选版68第二节病毒和病毒学一、病毒的特点68ppt精选版69二、病毒与其它微生物的区二、病毒与其它微生物的区别别69ppt精选版69二、病毒与其它微生物的区别69ppt精选版70三、病毒与三、病毒与计计算机病毒的异同算机病毒的异同（一）相似性（一）相似性n宿主。宿主。生物病毒必需在活的宿主细胞中才能得以复制繁殖，利用宿主细胞的核苷酸和氨基酸来自主地合成自身的一些组件，装配下一代个体。计算机病毒的行为类似于温和型噬菌体，它们都将自身的代码插入一段异已的程序代码中去，利用宿主的程序代码被执行或复制的时候，复制自己或产生效应，令系统瘫痪或吞噬计算机资源。n感染性。感染性。复制后的生物病毒裂解宿主细胞而被释放出去，感染新的宿主细胞。计算机病毒同样也具有感染力，被复制的病毒代码总要搜寻特定的宿主程序代码并进行感染。生物病毒的核酸好比计算机病毒的循环程序，其不断地循环导致产生的新个体的数量比起计算机病毒，更具有感染力。n危害性。危害性。n微小性。微小性。最大的生物病毒痘病毒，其直径也只不过450nm，而一般的生物病毒的个体更小，必须在电镜下才能见到其真面目。同样，计算机病毒也相当短小精悍，其代码一般都较短。70ppt精选版70三、病毒与计算机病毒的异同（一）相似性70ppt精选版71n简单性。性。生物病毒缺乏许多重要的生物酶系，如核酸合成酶系，呼吸酶系，蛋白质合成酶系等。因病毒颗粒过于微小，无法携带病毒复制所需全部信息，因此必须利用宿主来合成自身所需物质。计算机病毒也具有这些特点，其程序代码一般都不具备可执行文件的完整结构（除Batch病毒和一些特洛伊木马外），因此不可以单独地被激活、执行和复制，必须将其代码的不同部分镶入到宿主程序的各个代码段中去，才能具有传染和破坏性。n变异性。异性。不管生物病毒还是计算机病毒都具有变异性。n多多样性。性。从首例计算机病毒被发现到现在，计算机病毒的数量已经超过了5000种。同样，自人们发现了烟草花叶病毒（TMV）到现在，生物病毒的数量也以惊人的速度增长。n特异性。特异性。n相容性和互斥性。相容性和互斥性。溶源性噬菌体是典型的具有相容性和互斥性的生物病毒，而计算机病毒Jernsalem只对*.COM型文件感染一次，对*.EXE文件则可以重复感染。n顽固性。固性。（二）差异（二）差异电脑病毒与生物病毒有着本质的不同，它们的寄生环境不同、感染对象不同、传播途径不同、破坏活动也不同。71ppt精选版71简单性。生物病毒缺乏许多重要的生物酶系，如核酸合成酶系，72四、病毒的基本四、病毒的基本类类型型n(真)病毒:至少含有蛋白质和核酸两类物质n假病毒体：病毒复制时，衣壳内装入宿主的核酸而非病毒核酸，在电子显微镜下观察这种颗粒形似一般病毒颗粒，但不能复制，它含有“错误”的核酸。n亚病毒:类病毒：含有具有单独侵染性的核糖核酸（RNA）分子卫星RNA：只含有不具侵染性的RNA组分朊病毒:没有核酸而有感染性的蛋白质颗粒72ppt精选版72四、病毒的基本类型(真)病毒:至少含有蛋白质和核酸两类73排名期刊名称影响因子简介1ReviewsinMedicalVirology7.174医学病毒学综述2AIDS5.842艾滋病权威期刊3JournalofVirology5.332病毒学权威期刊4AntiviralTherapy4.547抗病毒治疗5Virology3.765病毒学权威期刊，仅次于JVI6AIDSReviews3.714艾滋病综述7AntiviralResearch3.358抗病毒研究8JournalofClinicalVirology3.468临床病毒学期刊9JournalofGeneralVirology3.12病毒学权威期刊，次于Virology9AdvancesinVirusResearch3.12病毒研究进展10JournalofViralHepatitis2.971病毒性肝炎期刊11JournalofMedicalVirology2.831医学病毒学期刊12VirusResearch2.81病毒学权威期刊，次于JGV13AIDSResearchandHumanRetroviruses2.022艾滋病研究与人类逆转录病毒14JournalofNeurovirology1.943神经病毒学期刊15JournalofVirologicalMethods1.933病毒学方法学期刊16ArchivesofVirology1.839病毒学文献17Intervirology1.827国际病毒学18ViralImmunology1.816病毒免疫学19VirusGenes1.362病毒基因20ActaVirologica0.56病毒学报五、主要病毒学期刊五、主要病毒学期刊73ppt精选版73排名期刊名称影响因子简介1ReviewsinMedi74主要病毒学期刊主要病毒学期刊74ppt精选版74主要病毒学期刊74ppt精选版75第三第三节节 病毒的主要病毒的主要类类群群n不同的病毒的分类原则n结构：大小、形态、核酸-小RNA病毒n疾病：脑炎、肝炎病毒n宿主细胞：动物、植物、细菌n组织或器官：腺病毒、肠病毒n地名：西尼罗病毒、汉他病毒、埃博拉病毒n复制方式：反转录病毒75ppt精选版75第三节病毒的主要类群不同的病毒的分类原则75ppt精选76一、原核生物的病毒一、原核生物的病毒n迄今为止，几乎没有一群细菌尚未发现相应的噬菌体n噬菌体的寄主范围不会跨越已经确立的细菌分类学之间的界限（特异性强）n放线菌也被病毒侵袭，株间特异性也很明显n病毒也会感染蓝藻n在立克次体中也发现有病毒粒子n甚至病毒本身也受到卫星病毒和卫星RNA的寄生76ppt精选版76一、原核生物的病毒迄今为止，几乎没有一群细菌尚未发现相应77二、真核生物病毒二、真核生物病毒n低等植物病毒：真核藻类病毒、真菌病毒n高等植物病毒n无脊椎动物病毒n脊椎动物病毒77ppt精选版77二、真核生物病毒低等植物病毒：真核藻类病毒、真菌病毒7778第四第四节节 病毒性病害因果关系的概念病毒性病害因果关系的概念n科赫法则nRivers法则n1973年Evans免疫学证据78ppt精选版78第四节病毒性病害因果关系的概念科赫法则78ppt精选版791、特异的致病因子应存在于同一种疾病中（同一种疾病应能查见相同的致病因子）2、可分离、培养得到纯的特异致病因子3、以分离、培养所得的特异致病因子接种同样的寄主，可引起相同的症状4、从人工接种的寄主中可重新分离、培养获得同一种纯的特异致病因子 Kochs postulates79ppt精选版791、特异的致病因子应存在于同一种疾病中（同一种疾病应能查80发明培养基并用其明培养基并用其纯化微化微生物等一系列研究方法的生物等一系列研究方法的创立立证实炭疽病因炭疽病因 炭疽杆炭疽杆菌菌,发现结核病原菌核病原菌结核核杆菌杆菌科赫法科赫法则柯赫的功柯赫的功绩80ppt精选版80发明培养基并用其纯化微生物等一系列研究方法的创立柯赫的功81Rivers法法则n1、必须发现某种特异病毒以一定程度的规律性与某种疾病有联系，并从患病寄主中分离出病毒；n2、在实验寄主或寄主细胞中培养；n3、证明培养物的滤过性；n4、在原始的寄主种或有关的种内产生类似的病害；n5、能重新分离出同一种病毒。81ppt精选版81Rivers法则1、必须发现某种特异病毒以一定程度的规律82第五第五节节 病毒性病毒性质质的两重性的两重性一、病毒生命形式的两重性一、病毒生命形式的两重性1、病毒存在的两重性、病毒存在的两重性n细胞外形式（不显复制活性、但保持感染活性，呈病毒体或病毒颗粒形式）n细胞内形式2、病毒的、病毒的结晶性与非晶性与非结晶性晶性n这曾是病毒是否是真正生命体的争论点。n某些病毒有化学结晶型和生命活动型两种形式。3、颗粒形式与基因形式粒形式与基因形式82ppt精选版82第五节病毒性质的两重性一、病毒生命形式的两重性82pp83二、病毒二、病毒结结构和功能的两重性构和功能的两重性1、标准病毒与缺陷病毒2、假病毒与真病毒注意区分假型病毒与假病毒3、杂种病毒与纯种病毒83ppt精选版83二、病毒结构和功能的两重性1、标准病毒与缺陷病毒83pp84三、病毒病理学的两重性三、病毒病理学的两重性1、病毒的致病性与非致病性2、病毒感染的急性和慢性84ppt精选版84三、病毒病理学的两重性1、病毒的致病性与非致病性84pp85第六第六节 病毒研究的病毒研究的发展展趋势85ppt精选版85第六节病毒研究的发展趋势85ppt精选版86患脊髓灰患脊髓灰质炎的儿童炎的儿童（ChildwithpoliosequelaeWHO）一、全球消一、全球消灭脊髓灰脊髓灰质炎炎86ppt精选版86患脊髓灰质炎的儿童（Childwithpolio87PolioStatisticsWildpoliovirus1988Knowpoliovirustransmission87ppt精选版87PolioStatisticsWildpoliov88PolioStatisticsWildpoliovirus1998Knowpoliovirustransmission88ppt精选版88PolioStatisticsWildpoliov89二、病毒基因组、蛋白质组n病毒基因组（genome）：1个病毒所包含的全套基因。病毒核酸或为DNA或为RNA，可以统称为病毒染色体。n完整的病毒颗粒具有蛋白质外壳，以保护病毒核酸不受核酸酶的破坏，并能识别和侵袭特定的宿主。类病毒例外，它是一类植物病毒，为很小的单链闭环RNA（250-400碱基）。89ppt精选版89二、病毒基因组、蛋白质组病毒基因组（genome）：1个90病毒基因病毒基因组的特点的特点1、基因组大小相差很大：HBV：3.2kb痘病毒：300kb2、核酸结构多样性：以SSDNA、dsRNA最为突出。DNA或RNA，只能是一种单链或双链环状分子或线性分子3、基因组有连续的，有不连续的。病毒基因结构特征往往与其宿主细胞基因结构相似。原核病毒（如噬菌体）基因是连续的，没有内含子；真核病毒（如多瘤病毒）基因是不连续的，有内含子。有意思的是，有些真核病毒的内含子或其中的一部分对某一基因来说是内含子，对另一基因却是外显子。90ppt精选版90病毒基因组的特点1、基因组大小相差很大：HBV：3.2k915、多为单拷贝，即每个基因在病毒颗粒中只出现一次。6、节段性基因。大部分病毒核酸都是由一条双链或单链构成，少数病毒核酸由数个片段构成。这类病毒一般为RNA病毒。7、相关基因成簇排列，功能上相关的基因排列在一起。8、有重叠基因。即同一段基因可以编码2种或以上的基因产物，使得小病毒基因组能携带较多的遗传信息。9、含有不规则结构基因。有些基因之间无间隔区。有些mRNA端无帽子结构。有些结构基因本身无翻译起始序列。4、编码序列90%，病毒核酸大多数顺序都用来编码蛋白质。91ppt精选版915、多为单拷贝，即每个基因在病毒颗粒中只出现一次。6、92典型病毒基因典型病毒基因组介介绍1 1、SV40病毒基因病毒基因组。SV40（simiansarcomavirus40猴肉瘤病毒)属乳多空病毒类，是最小的DNA病毒之一。它可长期潜伏于猴肾细胞，对新生仓鼠有致癌性，体外试验还可使多种属细胞恶性转化。92ppt精选版92典型病毒基因组介绍1、SV40病毒基因组。SV40（si93双链环状DNA：5243bp早期转录区：2个重叠基因基因（编码2个蛋白质，t、T）调控区（400bp）：复制起始点、启动子、增强子晚期转录区：3个重叠基因，编码VP1（主），VP2和VP3（次）3种衣壳蛋白VP1mRNAVP2mRNAVP3mRNAVP3比VP2N端少1/3基因组93ppt精选版93双链环状DNA：5243bp早期转录区：2个重叠基因基因94UAA内含子1内含子2前体mRNA剪接方式1：去除内含子1剪接方式2：去除内含子2T-mRNAt-mRNAT-抗原t-抗原分布于核内：100KD分布于胞浆内：18KDT-抗原和t-抗原mRNA前体的不同剪接方式UAA94ppt精选版94UAA内含子1内含子2前体mRNA剪接方式1：去除内含子952 2、逆、逆转录病毒病毒(retroviruses)(retroviruses)(1)是RNA的复合体2条(+)RNA单体正向平行，携带所有的遗传信息，而且完全相同，为什么要求2条相同正链，意义不太清楚(怕基因丢失或损伤?)。2条tRNA较小，是宿主tRNA(RSV是tRNAtrp），+RNA对于复制位置至关重要。(2)5端有m7Gppp帽，3端有Poly（A）尾。95ppt精选版952、逆转录病毒(retroviruses)(1)是RNA96A、编码区：所有逆转录病毒均含有3个基本结构基因gag:病毒衣壳蛋白pol:肽链内切酶，一个逆转录酶，一个与前病毒整合相关的酶env:包膜蛋白B、非编码区：与基因组复制和基因表达有关A:R区:两端的重复序列,与cDNA合成有关B:引物结合区(primerbindingsite,PB)C:U区:U3含强启动子,起始转录RNA.U5与转录终止和加polyA有关D:DLS-C区:DLS:两条病毒(+)RNA链结合位点:包装信号:RNA装入病毒颗粒C:调控区.96ppt精选版96A、编码区：所有逆转录病毒均含有3个基本结构基因gag:97蛋白质组研究的技术特点和要求n n高分辨率n n高灵敏度n n高通量n n自动化n n规模化97ppt精选版97蛋白质组研究的技术特点和要求高分辨率97ppt精选版98蛋白质组学实验室所需条件示意98ppt精选版98蛋白质组学实验室所需条件示意98ppt精选版99 需要增加现行疫苗的安全性和有效性，还需寻找低成本的途径，使其有效的应用,尤其是发展中的国家。WHO估算，大约有20%-30%的儿童死于能够用现行的疫苗预防的疾病。三、DNA疫苗99ppt精选版99需要增加现行疫苗的安全性和有效性，还需100Mycobacteriumtuberculosis.HIV许多引起高死亡率和高发病率的疾病的控制有了极大的进展，但是，仍迫切需要大量的疫苗预防其他的疾病。每年，世界上仍有数以百万的人死于疟疾(malaria),结核(tuberculosis)和爱滋病(AIDS)，原因是没有有效的疫苗来控制这些疾病。到九十年代末，已有40,000,000人死于爱滋病，9,000,000的儿童沦为孤儿。FourPlasmodiumspeciesareresponsibleforhumanmalaria,P.falciparum,P.vivax,P.ovaleandP.malariae100ppt精选版100Mycobacteriumtuberculosis.101常用抗病毒疫苗常用抗病毒疫苗流行性感冒流行性感冒InfluenzaInactivated风疹疹RubellaAttenuated轮状病毒状病毒RotavirusAttenuated水痘水痘VaricellaAttenuated甲肝甲肝HepatitisAInactivated乙肝乙肝HepatitisBSubunit脊髓灰脊髓灰质炎炎PolioInactivatedAttenuated狂犬病狂犬病Rabiesfirstattenuatedinactivated101ppt精选版101102本章本章课课程内容回程内容回顾顾n本章主要介绍病毒的概念；病毒的结构特征；研究病毒的意义；病毒学的发展史；病毒学的发展方向等。通过本章的学习，使学生对病毒有一个基本的了解。102ppt精选版102本章课程内容回顾本章主要介绍病毒的概念；病毒的结构特征