医学微生物学：病毒总轮一

病毒学基本理论一病毒学基本理论一有的病毒还与肿瘤、糖尿病及自身免疫病的有的病毒还与肿瘤、糖尿病及自身免疫病的发生有密切关系。发生有密切关系。75%75%人类传染病由病毒引起：艾滋病、乙肝、人类传染病由病毒引起：艾滋病、乙肝、登革热、流感等席卷全球，新现传染病登革热、流感等席卷全球，新现传染病SARSSARS和禽流感。和禽流感。病毒性疾病不仅传染性强、流行广泛，且很病毒性疾病不仅传染性强、流行广泛，且很少有特效药物。少有特效药物。病毒病是重要农作物和畜牧业的严重威胁，病毒病是重要农作物和畜牧业的严重威胁，使谷物大面积减产，牲畜大批死亡。使谷物大面积减产，牲畜大批死亡。 俄国的烟草花叶病；俄国的烟草花叶病； 阿根廷的口蹄疫；阿根廷的口蹄疫； 英国的疯牛病；英国的疯牛病； 起源于亚洲的禽流感等。起源于亚洲的禽流感等。公元前二至三世纪印度和中国就存在天花，公元前二至三世纪印度和中国就存在天花，中国从公元十世纪宋真宗时代就有接种人痘中国从公元十世纪宋真宗时代就有接种人痘预防天花的文字记载。预防天花的文字记载。考古学发现早就存在考古学发现早就存在 某些人类病毒病。在某些人类病毒病。在 古埃及石刻浮雕中有古埃及石刻浮雕中有 患过脊髓灰质炎引起患过脊髓灰质炎引起 跛足人像。跛足人像。 病毒病害的病原研究阶段病毒病害的病原研究阶段病毒的化学和结构研究阶段病毒的化学和结构研究阶段病毒研究的细胞水平时期（病毒研究的细胞水平时期（我国学者黄祯祥我国学者黄祯祥发现并首创了病毒体外培养技术，为现代病发现并首创了病毒体外培养技术，为现代病毒学奠定了基础毒学奠定了基础）分子病毒学的研究时期分子病毒学的研究时期（DNADNA双螺旋结构和双螺旋结构和中心法则的发现中心法则的发现） 19801980年，世界卫生组织宣布天花彻底消灭。年，世界卫生组织宣布天花彻底消灭。如今天花病毒样本封存在美国和俄罗斯保留的试管里。2001.102001.10西半球西半球 ( (包括我国包括我国) ) 消灭了小儿麻消灭了小儿麻痹症。痹症。脊髓灰质炎患者主要集中在脊髓灰质炎患者主要集中在印度印度、尼日利亚尼日利亚、巴基斯坦巴基斯坦、埃及埃及、阿富汗阿富汗、尼日尔尼日尔和和索马里索马里7 7个国家，共个国家，共20002000多人患病。多人患病。有有脊髓灰质炎野病毒输入脊髓灰质炎野病毒输入和和脊髓灰质炎疫苗脊髓灰质炎疫苗衍生病毒的疫情衍生病毒的疫情即为突发公共卫生事件。即为突发公共卫生事件。QuestionQuestion什么是病毒？什么是病毒？超级寄生超级寄生结构简单结构简单体积微小体积微小 病毒是形态最微病毒是形态最微小、结构最简单，能小、结构最简单，能自我复制、严格胞内自我复制、严格胞内寄生的寄生的非细胞型微生非细胞型微生物物。31大小与形态增值2结构与组成46分类5理化的影响遗传与变异一、病毒的大小与形态一、病毒的大小与形态一个完整成熟的病毒颗粒称一个完整成熟的病毒颗粒称为为“病毒体病毒体”。典典型型结结构构具具有有感感染染性性 测量单位：纳米（测量单位：纳米（nmnm） 观察工具：电子显微镜观察工具：电子显微镜 测量实体：测量实体：病毒体病毒体病毒、细菌、红细胞的大小病毒、细菌、红细胞的大小：流感病毒流感病毒QuestionQuestion除了电镜，还能除了电镜，还能观察到病毒吗？观察到病毒吗？：狂犬病病毒的包涵体狂犬病病毒的包涵体：噬菌体攻击细菌后形成的嗜菌斑：噬菌体攻击细菌后形成的嗜菌斑电镜下病毒的各种形态电镜下病毒的各种形态二、病毒的结构与组成二、病毒的结构与组成病毒病毒核衣壳核衣壳包膜包膜蛋白质蛋白质多糖多糖 脂类脂类螺旋对称螺旋对称20面体立体对称面体立体对称复杂对称复杂对称核心核心衣壳衣壳蛋白质蛋白质（壳粒）（壳粒）核酸核酸小量非结构蛋白小量非结构蛋白 化学组成：化学组成：DNADNA或或RNARNA功能：功能：携带全部遗传信息，决定病毒的感携带全部遗传信息，决定病毒的感 染性、增殖、遗传和变异。染性、增殖、遗传和变异。 特点：特点：多样性多样性 基因重叠基因重叠 1 1、形态亚单位：、形态亚单位：壳粒壳粒 ( (蛋白质多肽蛋白质多肽) )2 2、壳粒排列三种类型：、壳粒排列三种类型：二十面体立体对称二十面体立体对称、 螺旋对称螺旋对称、复合对称复合对称核衣壳核衣壳 = =衣壳核酸衣壳核酸3 3、保护病毒体的核酸，介导病毒核酸进入、保护病毒体的核酸，介导病毒核酸进入 宿主细胞，具有抗原性宿主细胞，具有抗原性 规则的二十面体规则的二十面体疱疹病毒衣壳疱疹病毒衣壳如：腺病毒、如：腺病毒、 疱疹病毒、脊灰病毒、小疱疹病毒、脊灰病毒、小RNA病毒、病毒、 乳多空病毒等乳多空病毒等;如：流感、副流感、麻疹等；如：流感、副流感、麻疹等；烟烟草草花花叶叶病病毒毒 只有只有RNARNA病毒具有螺旋对称病毒具有螺旋对称! !噬菌体 头：六角形， 相当于变了 型的20面体 尾：螺旋对称 噬菌体噬菌体1.1. 类脂质和糖类类脂质和糖类 ( (来自宿主细胞来自宿主细胞) )； 2.2. 蛋白质蛋白质 ( (由病毒合成由病毒合成), ), 与脂质和多与脂质和多糖共价结合形成包膜刺突糖共价结合形成包膜刺突 ( (子粒，子粒，spike), spike), 如如病毒吸附蛋白病毒吸附蛋白(virus (virus attachment protein, VAP)attachment protein, VAP)。3.3. 构成表面抗原，与致病性和免疫性构成表面抗原，与致病性和免疫性有关。有关。4.4. 对乙醚等脂溶剂敏感。对乙醚等脂溶剂敏感。腺病毒没有包膜，但腺病毒没有包膜，但在其核衣壳的各个顶在其核衣壳的各个顶角上有细长的结构角上有细长的结构触须。触须。功能：凝集和毒害宿功能：凝集和毒害宿主细胞。主细胞。 腺病毒的结构模式图腺病毒的结构模式图QuestionQuestion你了解病毒的结构你了解病毒的结构和化学组成吗？和化学组成吗？裸露的二十面体毒粒裸露的二十面体毒粒有包膜的二十面体毒粒有包膜的二十面体毒粒裸露的螺旋毒粒裸露的螺旋毒粒有包膜的螺旋毒粒有包膜的螺旋毒粒三、病毒的增值三、病毒的增值 以病毒基因为模板以病毒基因为模板, , 藉藉DNADNA多聚酶或多聚酶或RNARNA多聚酶及其它因素的作用多聚酶及其它因素的作用,先复制出先复制出病毒基因组，经转录、翻译过程，合成病病毒基因组，经转录、翻译过程，合成病毒结构蛋白，再经装配，最终释放出子代毒结构蛋白，再经装配，最终释放出子代病毒，这种以病毒核酸分子为模版进行复病毒，这种以病毒核酸分子为模版进行复制的方式称为制的方式称为自我复制自我复制。阻断复制过程，达到防治病毒病的目的。阻断复制过程，达到防治病毒病的目的。吸附吸附脱壳脱壳生物合成生物合成装配装配释放释放进入宿主细胞进入宿主细胞基因组复制基因组复制释放；分为释放；分为五个连续阶段：五个连续阶段：非特异、可逆的非特异、可逆的NaNa+ +、MgMg+ +、CaCa+ + 等有关等有关特异、不可逆特异、不可逆, , 化学反应化学反应对宿主细胞的亲嗜性对宿主细胞的亲嗜性几分钟几十分钟几分钟几十分钟 ( (60)60)受体结合受体结合静电结合静电结合 吸附（吸附（HIVHIV与特异性受体结合）与特异性受体结合）无包膜病毒无包膜病毒胞饮胞饮(endocytosis)(endocytosis)噬菌体噬菌体直接穿入直接穿入包膜病毒包膜病毒膜融合膜融合(fusion)(fusion)1.1. 多数病毒在穿入时已在多数病毒在穿入时已在细胞溶酶体酶细胞溶酶体酶作用下脱壳；作用下脱壳；2.2. 痘类病毒在痘类病毒在溶酶体酶溶酶体酶和和脱壳酶脱壳酶作用下作用下脱壳（脱壳（脱壳脱壳前前，转录转录脱壳酶脱壳酶mRNAmRNA）；隐蔽期隐蔽期(eclipse)(eclipse)：即在病毒的：即在病毒的生物合成阶段，用生物合成阶段，用血清学和电镜血清学和电镜检查宿主检查宿主细胞内找不到完整的病细胞内找不到完整的病毒颗粒。毒颗粒。 各种病毒的隐蔽期长短不一各种病毒的隐蔽期长短不一QuestionQuestion还记得核酸的复还记得核酸的复制与转录吗？制与转录吗？遗传的中心法则遗传的中心法则 转录转录 翻译翻译复制复制 DNA mRNA Protein 逆转录逆转录（半保留不连续复制）（半保留不连续复制）正链（正链（+ ）：与）：与mRNA碱基序列相同的单链。碱基序列相同的单链。负链（负链（- ）：与）：与mRNA碱基序列互补的单链。碱基序列互补的单链。正链和负链：正链和负链：+RNA ：可作为：可作为mRNA 模板，翻译成蛋白质。模板，翻译成蛋白质。-RNA ：与：与+RNA 互补，不能直接用作互补，不能直接用作mRNA 模模 板翻译成蛋白质。板翻译成蛋白质。+DNA ：与：与-DNA 互补，不能作为模板直接合互补，不能作为模板直接合 成成mRNA。 -DNA ：mRNA 模板链，可作为模板，直接合模板链，可作为模板，直接合 成成mRNA 。复制酶、调节酶复制酶、调节酶基因组复制、结构蛋白基因组复制、结构蛋白晚期晚期早期早期 DNA DNA病毒病毒 核内（除痘病毒）核内（除痘病毒） RNARNA病毒病毒 胞质胞质痘病毒科痘病毒科虹彩病毒科虹彩病毒科疱疹病毒科疱疹病毒科多瘤病毒科多瘤病毒科腺病毒科腺病毒科乳头状病毒科乳头状病毒科T4T4噬菌体等噬菌体等单链单链DNA DNA 病毒病毒人类输血传染病毒人类输血传染病毒(TTV) 子代病毒子子代病毒子亲代病毒子亲代病毒子吸附、穿入、脱壳吸附、穿入、脱壳单链单链DNA早期早期mRNA酶、酶、T抗原等抗原等 DNA晚期晚期mRNA病毒结构蛋白病毒结构蛋白DNA子代病毒子代病毒DNA病毒核酸本病毒核酸本身具有感染身具有感染性性SARSSARS病毒病毒脊髓灰质炎脊髓灰质炎病毒毒病毒毒病毒核酸本病毒核酸本身不具有感身不具有感染性染性流感病毒流感病毒腮腺炎毒毒腮腺炎毒毒狂犬病毒狂犬病毒双链双链RNARNA病毒病毒人类病毒中只有呼肠病毒属于此类。人类病毒中只有呼肠病毒属于此类。dsRNAdsRNA病毒只有其负链病毒只有其负链RNARNA复制出正链复制出正链RNA, RNA, 再由正链再由正链RNARNA复制出新负链复制出新负链RNARNA。故其复制不。故其复制不遵循遵循DNADNA半保留复制的原理半保留复制的原理, , 子代子代RNARNA全部为全部为新合成的新合成的RNARNA。逆转录病毒逆转录病毒HIV的复制的复制+ssRNA+ssRNA:-ssDNA-ssDNA:+ssDNA+ssRNA反转录酶反转录酶+细胞的细胞的tRNA为引物为引物RNA酶酶H降解亲代降解亲代RNA；反转录；反转录酶以酶以-ssDNA为模板合成为模板合成+ssDNAProvirus前病毒前病毒整合酶将整合酶将dsDNA整合到细胞染色体整合到细胞染色体NF-KB和和LTR的作用的作用用作病毒基因组用作病毒基因组合成结构蛋白合成结构蛋白+RNAdsDNA发生在成熟过程中的病毒粒子内发生在成熟过程中的病毒粒子内胞质内、胞核内胞质内、胞核内胞质膜、核膜胞质膜、核膜破胞释放、出芽破胞释放、出芽细胞融合、基因组整合细胞融合、基因组整合释放释放装配装配潜隐期潜隐期潜伏期潜伏期突破期突破期Rise phase顿挫感染顿挫感染 因宿主细胞条件因宿主细胞条件不合适（如细胞不合适（如细胞缺乏缺乏病毒复制所需的病毒复制所需的酶酶、原料原料等），病毒虽可等），病毒虽可进入细胞但进入细胞但不能复制不能复制的感染过程。的感染过程。缺陷病毒缺陷病毒 带有带有不完整基因不完整基因组组的病毒体，称为缺的病毒体，称为缺陷病毒。能够陷病毒。能够辅助辅助缺缺陷病毒陷病毒复制出复制出完整病完整病毒颗粒的病毒，成为毒颗粒的病毒，成为辅助病毒辅助病毒。 两种病毒两种病毒感感染同一细胞或机染同一细胞或机体时，常出现体时，常出现一一种病毒种病毒抑制抑制另一另一种病毒种病毒增殖的现增殖的现象象, , 称称干扰现象干扰现象。机制不清。机制不清。终止病毒感染，终止病毒感染，使宿主康复使宿主康复有利：有利：疫苗间的干扰，疫苗间的干扰，或疫苗病毒被体或疫苗病毒被体内原有病毒干扰内原有病毒干扰 不利：不利：1病毒的特征病毒的特征2病毒的大小与形态病毒的大小与形态3病毒的结构和化学组成病毒的结构和化学组成4病毒的增值病毒的增值1 1、病毒的构造由哪些部分组成？、病毒的构造由哪些部分组成？2 2、病毒的哪些结构与其致病性有关？、病毒的哪些结构与其致病性有关？ 3 3、DNADNA病毒和病毒和RNARNA病毒在复制上有何病毒在复制上有何 重要区别？重要区别？谢谢谢谢thankyouthankyou10.1010.10