第三章 病毒的分类与命名.ppt

第三章病毒的分类与命名 病毒分类与命名的意义 病毒分类是将自然界中存在的病毒种群 按照它们的性质相似性和亲缘关系加以归纳编排 以了解病毒共性与个性的特点 专门研究病毒分类的学科称为病毒分类学 由于新病毒的不断发现 且对已知不断性质的了解还不够全面 所以目前病毒分类学尚处于不成熟阶段 进行未知病毒的分类和命名 可利用病毒分科 属 种的关系 对未知病毒与已经描述过的病毒比较研究和鉴定 若发现新病毒 可按国际病毒分类命名委员会 InternationalCommitteeonTaxonomyofViruses ICTV 的规定 提出新描述的病毒 附有足够的资料 申述理由 3 对寻找新的病毒疫苗株很有意义 利用病毒分类和命名的知识 有可能寻找新疫苗株 如Jenner发现牛痘苗能预防人的天花病 4分析和监测病毒病疫情上具有重要意义 例如 流感病毒是一种极易变型的病毒 不掌握和了解它的流行亚型 预防起来就十分困难 5通过病毒的分类命名 对病毒本质的了解也有一定帮助 在病毒的分类研究中 对病毒基因组结构 感染特征 宿主范围及各种生物学特征都可能得到深入的了解 2 有利于病毒研究工作的交流 病毒分类使病毒研究工作的交流能够顺利进行 自从1898年贝杰林克 Beijerinck 首次提出 病毒 的概念以来 已经过去100多年时间 病毒的种类已发展到5450多种 为了使如此多的病毒种类能够得到科学的命名和分类 国际病毒分类委员会 InternationalCommitteeonTaxonomyofViruses ICTV 已提出和多次修订了病毒的命名和分类原则 并且建立了由目 科 亚科 属和种分类阶元构成的病毒分类系统 目前病毒分类学这一门重要的基础学科已开始走向完善和逐渐成熟起来 第一节病毒的分类与沿革第二节关于病毒命名的问题第三节病毒分类的原则第四节病毒分类系统 1 病毒的主要类群 传统上 以 原始寄主 来将病毒划分为若干类群 原始寄主 指病毒的反应首先引起人类注意的寄主 目前 从原核生物的细菌 支原体 放线菌 立克次氏体 蓝藻等 真核生物的藻类 真菌 脊椎动物乃至人类中都能分离到病毒 其中 从细菌 被子植物 节肢动物 脊椎动物和人类中找到的病毒最多 1 原核生物病毒 几乎所有的细菌均找到与相应的噬菌体 噬菌体具有寄主专一性 科 属 种甚至不同菌株的噬菌体不能相互感染 2 真核生物病毒 植物病毒高等植物普通存在病毒 且绝大多数属于RNA病毒 但花椰菜花叶病毒和双链病毒组则属于DNA病毒 珊瑚轮藻病毒是第一个发现的具有感染性的真核藻类病毒 动物病毒无脊椎动物中 昆虫的病毒病最多 脊椎动物中 鱼类病毒至少有35种 如草鱼出血病 鸟类 禽类 哺乳动物 人类等 2 病毒分类的沿革 1961年以前 各自研究领域的科学家提出或建立一些分类系统 但进展缓慢 且缺乏国际间的协作 Holmes 1944 的拉丁双名分类法病毒目 Virale 三个亚目 细菌病毒亚目 Phagineae 植物病毒亚目 Phytophagineae 及动物病毒亚目 Zoophagineae 1962年 1966年 建立起国际病毒命名委员会 InternationalCommitteeonNomenclatureofViruses ICNV 1966 1970年 Wildy任国际病毒命名委员会主席期间 组织国际间的协作 发表了ICNV的第一次报告 病毒的分类与命名中 描述并划定了43个属 群 及其成员 其中动物病毒分成22个属 植物病毒分为15个组 群 细菌病毒分成6个群 1971 1999年 1973年5月 改名为国际病毒分类委员会 InternationalCommutteeonTaxonomyofViruses ICTV 此后 病毒分类以多次修改充实 1999 由Pringle执笔公布国际病毒分类委员会第七次报告的检索表 设立3个病毒目 64病毒科 9个病毒亚科 233个病毒属 2000年 ICTV第七次国际病毒分类报告中植物病毒分类进展较大共列出15科 73属2005年 ICTV第八次国际病毒分类报告中新增了9个科 2个亚科 56个属 约400个病毒种 第二节关于病毒命名的问题 俗名 以寄主俗名加上症状特点组合起来的命名方式 烟草花叶病毒 首先在烟草上发现 引起烟草叶子出现深浅不一绿色花斑 Tobaccomosaicvirus TMV 一 传统的病毒命名方法 二 病毒命名的现状早期病毒命名方式 没有一个统一的系统地名 新城 症状 脊髓灰质炎 形态 弹状 轮状 人命 Rous 字母及数字 T4 R17 病毒的宿主多样性 同一病毒可在不同的宿主中寄生并致病 二 病毒分类和命名的规则 一 一般规则 1 病毒分类和命名应该是国际性的 并且普遍适用于所有的病毒 2 国际病毒分类系统采用目 order 科 family 亚科 subfamily 属 genus 种 species 分类阶元 3 ICTV不负责病毒种以下的分类和命名 病毒种以下的血清型 基因型 毒力株 变异株和分离株的名称由公认的国际专家小组确定 4 人工产生的病毒和实验室构建的杂种病毒在病毒分类上不予考虑 它们的分类由公认的国际专家小组负责 5 分类阶元只有在病毒代表种的特性得到了充分了解和在公开出版物上进行过描述 以致于明确了它们的分类地位 并使其分类阶元与其他类似的分类阶元相区别时 才能确定下来 6 当病毒有明确的科 而分属未确定时 这一病毒种在分类学上称为该科的未确定种 unassignedspecies 7 与规则2各分类阶元相关联 并得到ICTV批准的名称是唯一可以接受的 二 目的规则 目是一群具有某些共同特征的科 目名的词尾是 virales 三 科的规则科是一群具有某些共同特征的属 无论这些属是否构成亚科 科名的词尾是 viride 四 亚科的规则亚科是一群具有某些共同特性的种 这一分类阶元只在需要解决复杂分类阶元问题时使用 亚科名的词尾是 virinae 五 属的规则 属是一群具有某些共同特性的种 属名的词尾是 virus 一个承认的新属必须有一个同时被承认代表种 typespecies 六 种的规则 病毒种是指构成一个复制谱系 replicatinglineage 占据一个特定小生境 ecologicalniche 具有多原则分类 polytheticclass 特性的病毒 种名由少数几个有实际意义的词组成 但不应该只是由宿主名加 virus 构成 种名必须赋予种恰如其分的鉴别特征 数字 字母或其组合已经广泛用作种的形容词 然而新指定的编号 字母或其组合不再单独作为种的形容词 现存的数字或字母名称仍可以继续保留 当ICTV下属委员会不能肯定某一个新种的分类地位 或不能将这一新种确定在已设定的属中时 新种会作为暂定种 tentativespecies 列在适当的属或科中 按一般分类而言 暂定种的名称不应该与已批准的名称重复 选择不相似或不相近于现在和不久前一直使用的名称 七 亚病毒感染因子的规则 有关病毒分类的规则也适用于类病毒 viroids 分类 类病毒种的词尾是 viroid 属的词尾为 viroid 亚科的词尾是 viroinae 只用于需要这一分类阶元时 科的词尾是 viroidae 逆转座子 retrotransposons 在分类和命名中被考虑作为病毒 卫星RNA和朊病毒不是按病毒分类 而是采用任意分类 arbitraryclassification 八 书写规则 在正式使用场合 病毒目 科 亚科 属的接受名 acceptedname 一律用斜体打印 名称的第一个字母要大写 种名用斜体打印 第一个词的首字母要大写 除了是专有名词 propernoun 外 其他词首字母一律大写 在正式使用场合 分类阶元名称应放在分类阶元术语前 如 各分类单元正式的描述是 Reovirideae 科 Phytoreovirus 属 woundtumorvirus 种 等 双链DNA病毒 Family Subfamily 淋巴滤泡病毒属Lymphocryptovirus 人疱疹病毒4型Humanherpesvirus4 疱疹病毒科Herpesviridae 丙型疱疹病毒亚科Gammaberpesvirinae 第三节病毒分类的原则 1 病毒分类原理及其依据 原理 强调其分类和命名的稳定性 实用性 认可性和灵活性 稳定性是指病毒名称及其隶属关系一旦确定下来 就应该尽可能的保留 实用性是指病毒分类体制应该对病毒学研究领域是有用的 认可性是指病毒分类阶元和名称应该为病毒学研究者乐意接受和使用 灵活性是指病毒分类阶元可以依据某些新发现而进行重新修订和再确定 二 分类的类型系统分类实用分类三 分类的目的病毒的进化病毒的亲缘关系鉴定未知病毒病毒性疾病的防治 病毒分类的八条原则 主要以病毒粒子特性 抗原性质和病毒生物学特性等作为依据 病毒核酸和基因组特性病毒核酸类型 DNA或RNA 单链或双链 线性或环状 正负链 G C所占的比例 核苷酸序列等 基因组大小 相对分子量等 病毒的形状和大小病毒形态 如大小 形状 包膜和包膜突起的有无 衣壳结构及其对称性 病毒体的形状是杆状 球状 二十面体 子弹状 砖形 还是蝌蚪状等到 病毒体的长度和宽度 病毒体的直径 病毒颗粒的形态结构特征 壳体的对称形 立体对称 螺旋对称或复合对称 有无囊膜 二十面体壳体的壳粒数目和直径 螺旋壳体的直径 病毒脂类含量和特性 对乙醚 氯仿等脂溶剂的敏感性 病毒的细胞培养特性包括 对细胞和宿主的特异性 病毒在感染细胞内的复制过程 合成和装配部位 在核内 细胞质内或细胞表面成熟的情况 细胞内包涵体的形成和细胞病理变化 对其它物理和化学因子的敏感性 包括对酸的稳定性 对热的稳定性和加入两价阳离子后的稳定性 病毒抗原性质包括病毒血清学性质抗原的关系 流行病学特点包括 病毒天然的宿主范围病毒在自然状态下的传播与媒介体的关系 病毒的地理分布 致病机理 组织嗜亲性 病毒引起的病理和组织病理学特点 第四节病毒分类系统 Pringle分类 根据核酸类型分为八大类 DNA病毒单股DNA病毒双股DNA病毒DNA和RNA逆转录病毒RNA病毒双股RNA病毒正链 单股RNA病毒负链 单股RNA病毒裸露RNA病毒亚病毒 三个病毒目有尾噬菌体病毒目单分子负链RNA病毒目成套病毒目共64个病毒科 9个病毒亚科 233个病毒属 其中29个病毒属为独立的病毒属 亚病毒因子类群不设科和属 包括 类病毒卫星病毒Prion一些属性不很明确的属或暂定病毒属用引号和后缀 likeviruses 表示 如 Norwailk likeviruses 类病毒无衣壳蛋白 分子质量较低 能在寄主植物中自我复制的环状单链RNA分子RNA本身无mRNA活性 不编码蛋白质 无抗原性其复制完全依赖于寄主的转录酶系统RNARNA的直接转录 不涉及DNA 最终产物为环状类病毒 RNA分子 TL和TR代表左末端和右末端 P C V分别代表致病区 中央保守区和可变区 CCR是中央反向重复序列 TCR是末端反向重复序列 对称滚环模式 鳄梨日斑类病毒等 链为模板 多个单位长度的 链复制中间体 转录 切割 单位长度的线状 链分子 自环化 单位长度的环状 链分子 转录 多个单位长度的 链复制中间体 切割 环化 成熟的类病毒分子 不对称滚环模式 马铃薯纺锤形块茎类病毒等 链为模板 转录 多个单位长度的 链复制中间体 转录 多个单位长度的 链复制中间体 切割 环化 成熟的类病毒分子 机械接种传播种子或花粉传播蚜虫传播 番茄雄性株类病毒类病毒分为2个科7个属 另有6种未分类病毒 马铃薯纺锤形块茎类病毒科Pospiviroidae 马铃薯纺锤形块茎类病毒属 Pospiviroid 啤酒花矮化类病毒属Hostuviroid 椰子死亡类病毒属Cocadviroid 苹果锈果类病毒属Apscaviroid 锦紫苏类病毒属Coleviroid 鳄梨日斑类病毒科 鳄梨日斑类病毒属Avsunviroid 桃潜隐花叶类病毒属Pelamoviroid 六种未分类病毒乌饭树花叶类病毒Blueberrymosaicviroid likeRNABluMVd RNA牛旁矮化类病毒BurdockstuntviroidBuSVd茄潜隐类病毒EggplantlatentviroidELVd心叶烟矮化类病毒NicotianaglutinosastuntviroidNGSVd木豆花叶斑驳类病毒PigeonpeamosaicmottleviroidPPMMoVd番茄束顶类病毒Tomatobunchytopviroid ToBTVd 卫星病毒 卫星病毒是依赖于与其共同侵染寄主细胞的辅助病毒进行繁殖的核酸分子 其核酸序列与辅助病毒基因组没有明显的同源性 卫星的核酸分子若含有编码外壳蛋白的遗传信息 并能包裹成形态学和血清学与辅助病毒不同的颗粒 称为卫星病毒 若本身没有编码外壳蛋白的遗传信息而是被包裹于辅助病毒编码的外壳蛋白中 称为卫星核酸 另一种说法是 卫星体是一类仅由核酸分子组成的亚病毒因子 在辅助病毒存在下能共感染宿主细胞 并进行混合复制 卫星体获得衣壳的结构基因后称为卫星病毒 卫星与辅助病毒和寄主之间有着专化性关系 表现为对病毒病症状的高度特异性调节 一些卫星如葡萄扇叶病毒卫星RNA 芜菁皱缩病毒卫星RNA 花生丛簇病毒卫星RNA等能加重其辅助病毒在寄主上引起的症状 另一些卫星则能减轻寄主的发病症状 如烟草环斑病毒卫星RNA能减轻烟草环斑病毒在黑眼豇豆上引起的严重症状 使症状几乎消失 还有一些卫星如烟草坏死卫星病毒和烟草花叶卫星病毒等对于各自辅助病毒引起的症状都没有调节作用 卫星和卫星病毒包括双链DNA卫星核酸 单链DNA卫星病毒 双链RNA卫星核酸 单链RNA卫星病毒和单链RNA卫星核酸 代表种 蜜蜂慢性麻痹病毒伴随卫星病毒Chronicbee paralysisvirusassociatedstallite本亚组只有一个确定成员 卫星病毒是在用辅助病毒蜜蜂慢性麻痹病毒Chronicbee paralysisvirus CPV 感染蜜蜂时发现 卫星颗粒直径约17nm 它与CPV不能从血清学上区分 但也有些卫星RNA发现包埋在CPV衣壳蛋白中 卫星基因组由3种1kb的RNA组成 能与CPVRNA区别 一些T1寡核苷酸似乎与CPV及卫星病毒所共有 蜜蜂慢性麻痹病毒伴随卫星病毒亚组 代表种 烟草坏死卫星病毒Tobacconecrosissatellitevirus卫星病毒伴随辅助病毒存在于寄主植物体内 卫星病毒粒子为等轴状 直径约17nm 无包膜 由60个外壳蛋白的拷贝组成 是已知植物病毒中最小的粒子 单基因组为线形正义单链RNA 长800 1500nt 3 端和5 端的序列不相关 基因组编码一个17 24kDa的外壳蛋白 有时具有第二个ORF 烟草坏死卫星病毒的单链RNA长1240nt 有一个ORF 编码21 7kDa的外壳蛋白 烟草坏死卫星病毒亚组共有4个确定种和1个暂定种 4个确定种已完成序列分析 烟草坏死卫星病毒亚组确定成员 玉米白线花叶卫星病毒Maizewhitelinemosaicsatellitevirus 1300bp 黍花叶卫星病毒Panicummosaicsatellitevirus 800bp 烟草花叶卫星病毒Tobaccomosaicsatellitevirus 1100bp 烟草坏死卫星病毒Tobacconecrosissatellitevirus 1200bp 烟草坏死卫星病毒亚组暂定成员 禾谷黄矮R 卫星Cerealyellowdwarf RPVR sat 烟草坏死卫星病毒亚组 1单链DNA卫星核酸单链DNA卫星核酸具有单基因组单链DNA 长682nt 无ORF 不编码卫星外壳蛋白 它的复制依赖于菜豆金色花叶病毒属和曲顶病毒属中的双生病毒 代表种 番茄曲叶病毒卫星DNATomatoleafcurlvirussatelliteDNA 682bp 2双链RNA卫星核酸双链RNA卫星核酸仅包括一个确定成员和一个暂定成员 它们与Totiviridae病毒科的病毒相关联 其基因组为1 1 8kb的双链RNA 编码 杀伤 killer 蛋白 并包裹在辅助病毒编码的衣壳蛋白中 这些卫星颗粒中经常还含有一个双链RNA的正义单链拷贝 卫星核酸 单链RNA卫星核酸基因组为单链RNA 基因组不编码衣壳蛋白 含有基因组的卫星颗粒能从抗原上与其辅助病毒区分 有时也能通过物理特性区分 单链RNA卫星核酸分为大单链卫星RNA 小线状单链卫星RNA和环状单链卫星RNA 1 大单链卫星RNA大单链卫星RNA具有单基因组 为线形正义单链RNA 长1100 1700nt 不编码外壳蛋白 卫星RNA被包裹在辅助病毒的外壳蛋白中 在有些情况下科编码一个非结构蛋白 该非结构蛋白对卫星RNA的复制是重要的 在卫星RNA与辅助病毒之间存在一些序列同源性 卫星RNA很少改变由辅助病毒引起的症状 番茄黑环病毒卫星RNA的单链RNA长1374nt 其RNA编码一个48kDa的非结构蛋白 大单链卫星RNA共有9个确定种和1个暂定种 一些种类在我国已有报道 大单链卫星RNA代表种 番茄黑环病毒卫星RNATomatoblackringvirussatelliteRNA 3单链RNA卫星核酸 2 小线状单链卫星RNA小线状单链卫星RNA具有单基因组 为线形正义单链RNA 长700nt以下 不编码任何功能蛋白 在寄主细胞中不能形成环状分子 一些卫星RNA能改变由辅助病毒引起的症状 黄瓜花叶病毒卫星RNA的单链RNA长330 390nt 其RNA不编码任何功能蛋白 共有8个确定种和2个暂定种 一些卫星病毒在我国有报道 代表种 黄瓜花叶病毒卫星RNACucumbermosaicvirussatelliteRNA 3 环状单链卫星RNA亚组环状单链卫星RNA成员的基因组为正义单链RNA 长约350nt 不编码任何功能蛋白 卫星RNA被包裹在辅助病毒的外壳蛋白中 在复制时形成一些环状分子 有时在复制时显示通过RNA催化作用对环状的子代分子进行自我切割 烟草环斑病毒卫星RNA长360nt 不编码任何功能蛋白 有8个确定种和1个未确定种 一些卫星RNA在我国已有报道 代表种 烟草环斑病毒卫星RNATobaccoringspotvirussatelliteRNA 朊病毒分为哺乳动物朊病毒和真菌朊病毒 一 哺乳动物朊病毒的主要特征朊病毒又称为感染性蛋白质或海绵状脑病因子 它是小分子感染性蛋白颗粒 分子量27 30kDa 比最小的病毒小99 朊病毒对影响核酸活性的处理有抗性 检测不到任何种类的核酸存在 也没有任何种类的蛋白样颗粒与之相关 该类因子可引起羊搔痒症及人与动物的海绵状脑病 它可能由宿主的prp基因编码 它是一类非正常的病毒 它不含有通常病毒所含有的核酸 而是一种不含核酸仅有蛋白质的蛋白感染因子 其主要成份是一种蛋白酶抗性蛋白 对蛋白酶具有抗性 正因为朊病毒具有这种结构特点 它具有易溶于去污剂 有致病力和不诱发抗体等特性 给诊断和防治带来很大麻烦 给人类和动物的健康和生命带来严重的威胁 朊病毒颗粒对一些理化因素的抵抗力之强 大大高于已知的各类微生物和寄生虫 其传染性强 危害性大的特性极不利于人类和动物的健康 朊病毒 Prion 哺乳动物朊病毒从一类动物传染给另一类动物后 即这种病毒跨物种传播后 其毒性更强 潜伏期更短 朊病毒主要引起人和一些动物的瘙痒症和海绵状脑病 朊病毒引起的主要病症列于表1 其中引起人类的疾病有克雅病 库鲁病 GS综合症和致命家族性失眠症 库鲁病 其英文名Kuru表示因为寒冷和恐惧而颤抖 发生在巴布亚新几内亚东部高地 主要发生于妇女和儿童 他们吃了因患此病而死亡的家庭成员脑而传播 此病的潜伏期可大于30年 其症状可分为3个阶段 开始症状为头疼 关节疼 但仍能走动 6 12周后轻微颤抖和共济失调 接着发声隔离 大脑紊乱 最后不能直立 行走 在皮肤溃疡 肺炎等病之后衰竭而亡 克雅病患者所有大脑区域的功能被选择性的不对称抑制 症状为快速进行性痴呆 并伴随肌阵挛 随疾病进展 精神紊乱明显 从精神不定到神经错乱 严重痴呆 最后病人常变哑 易怒 无反应 并大小便失控 患此病死亡病人的脑组织呈海绵状 哺乳动物朊病毒绝大多数由样瘙痒因子的PrPSc朊蛋白异构体组成 从细胞正常蛋白PrPC产生PrPSc异构体的翻译后加工过程目前还不清楚 但已知PrPSc和PrPC都由单一拷贝的染色体基因编码 尽管接种朊病毒起始PrPSc的产生 但它的合成来源是宿主PrP基因 朊病毒与病毒的性质有一些明显区别 第一 朊病毒以多分子形式存在 而病毒是具有一定超微结构形态的单一形式 第二 朊病毒没有免疫原性 而几乎所有病毒都能激发免疫反应 第三 感染性朊病毒颗粒中不含核酸 而病毒具有核酸基因组作为合成子代病毒的模板 第四 朊病毒的组成成份已知的只有PrPSc蛋白 该蛋白由染色体基因编码 与此不同的是 病毒是由核酸 蛋白和一些其它成份组成 二 疯牛病及朊病毒1疯牛病牛海绵状脑病 BovineSpongiformEncephalopathy BSE 又称疯牛病 它是一种侵犯牛中枢神经系统的慢性的致命性疾病 是由一种非常规的病毒 朊病毒引起的一种亚急性海绵状脑病 这类病还包括绵羊的痒病 人的克 雅氏病 Creutzfeldt JakobSyndrome CJD 又称早老痴呆症 以及最近发现的致死性家庭性失眠症等等 共同特征是 生物体的认知和运动功能严重衰退直至死亡 其中 人的克 雅氏病是一种罕见的主要发生在50 70岁之间的可传播的脑病 产生的危害极大 1996年3月20日 英国政府宣布 英国20余名克 雅氏病患者与疯牛病传染有关 引起世界的震惊 为此 英国将疯牛病疫区的1100多万头同群牛屠宰处理 造成了约300亿美元的损失 并引起了全球对英国牛肉的恐慌 据英国 泰晤士报 2000年3月5日报道出生的一名婴儿可能是世界上第一例通过母体感染疯牛病的患者 这名婴儿一出生医生就发现他患有疯牛病 事实上 生产这名婴儿的孕妇已是疯牛病患者 扫描显示 这名妇女大脑纤维组织出现疯牛病患者的典型损坏症状 这一消息证实 疯牛病可通过孕妇胎盘垂直传播 是典型的遗传病 2朊病毒 Prion 的性质哺乳动物朊病毒是一类非正常的病毒 它不含有通常病毒所含有的核酸 而是一种不含核酸仅有蛋白质的蛋白感染因子 其主要成份是一种蛋白酶抗性蛋白 对蛋白酶具有抗性 正因为这种结构特点 使其具有易溶于去污剂 有致病力和不诱发抗体等特性 给诊断和防治带来很大麻烦 给人类和动物的健康和生命带来严重的威胁 朊病毒颗粒对一些理化因素的抵抗力之强 大大高于已知的各类微生物和寄生虫 其传染性强 危害性大的特性极不利于人类和动物的健康 哺乳动物朊病毒从一类动物传染给另一类动物后 即这种病毒跨物种传播后 其毒性更强 潜伏期更短 3症状此病临床表现为脑组织的海绵体化 空泡化 星形胶质细胞和微小胶质细胞的形成以及致病型蛋白积累 无免疫反应 病原体通过血液进入人的大脑 将人的脑组织变成海绵状 如同糨糊 完全失去功能 受感染的人会出现睡眠紊乱 个性改变 共济失调 失语症 视觉丧失 肌肉萎缩 肌痉挛 进行性痴呆等症状 并且会在发病的一年内死亡 该病有常染色体家族遗传倾向 从Syrian仓鼠脑中分离的的蛋白质因子A含有感染性因子的微小体膜 B纯化的感染性因子杆状体 C感染性因子脂小体 bar 100nm 4疯牛病的传染与防治牛的感染过程如下图所示 人的感染途径 1 食用感染了疯牛病的牛肉及其制品会导致感染 特别是从脊椎剔下的肉 一般德国牛肉香肠都是用这种肉制成 2 某些化妆品除了使用植物原料之外 也有使用动物原料的成分 所以化妆品也有可能含有疯牛病病毒 化妆品所使用的牛羊器官或组织成分有 胎盘素 羊水 胶原蛋白 脑糖 3 有一些科学家认为 疯牛病 人类变异 克 雅氏病 的病因 不是因为吃了感染疯牛病的牛肉 而是环境污染直接造成的 认为环境中超标的金属锰含量可能是 疯牛病 和 克 雅氏病 的病因 疯牛病防治 现在对于疯牛病的处理 还没有什么有效的治疗办法 只有防范和控制这类病毒在牲畜中的传播 一旦发现有牛只感染了疯牛病 只能坚决予以宰杀并进行焚化深埋处理 但也有看法认为 即使染上疯牛病的牛只经过焚化处理 灰烬仍然有疯牛病毒 把灰烬倒在堆田区 病毒就可能会因此而散播 目前 对于这种毒蛋白究竟通过何种方式在牲畜中传播 又是通过何种途径传染给人类 研究的还不清楚 迄今为止这种病毒还没有确切的命名 逆转录病毒 特性 1 病毒为球形 有包膜 表面有刺突 与病毒的吸附和穿入有关 2 基因组为单正链RNA双体结构 3 病毒体含逆转录酶 4 具有gag pol env三个结构基因 5 病毒增殖的突出特点是在复制病毒RNA时要通过DNA复制中间型 DNAreplicativeintermediate 并与宿主细胞的染色体整合 举例 人免疫缺陷病毒人类免疫缺陷病毒 HIV 是获得性免疫缺陷综合征 AIDS 的病原体 俗称艾滋病 HIV主要有两型 HIV 1型 即通常称谓的HIV 世界上的AIDS多由HIV 1所致 HIV 2型 1986年在西非发现一种与HIV 1不同的逆转录病毒 两者的核苷酸序列差异超过40 称为HIV 2型 只在西非呈地区性流行 形态结构 核衣壳核酸 两条ssRNA与核衣壳蛋白 P7 结合形成双体结构衣壳 双层壳膜内层为衣壳蛋白外层为内膜蛋白包膜脂质双层刺突gp120 gp41 生物学性状 形态结构 病毒基因组全长约9200bp 其5 端和3 端各有一段相同的核苷酸序列 是长末端重复序列 LTR 中间含有env pol gag3个结构基因和tat rev nef vif vpu vpr等6个调节基因 生物学性状 基因组结构与功能 结构基因env基因 编码gp41 介导病毒包膜与宿主胞膜的融合 gp120 有病毒颗粒与NT抗体及宿主细胞表面的CD4分子结合的部位 pol基因 编码产生逆转录酶 p66 p53 和整合酶 p31 与病毒的复制有关 gag基因 编码产生蛋白前体 经酶解后形成3种蛋白 P17 P24 P15 调节基因 tat rev nef vif vpu vprtat rev和nef的产物对HIV表达的正 负调节以及对维持HIV在细胞中复制平衡和控制HIV潜伏有重要意义 长末端重复序列 LTR 对病毒转录的调控起关键作用 生物学性状 基因组结构与功能 病毒的复制 生物学性状 病毒变异性HIV基因组可发生变异 最易变异的是编码包膜糖蛋白的env基因和调节基因nef 估计病毒env基因核苷酸变异概率每年每个位点约0 1 其变异率与流感病毒相似 根据nef基因序列的异同将HIV 1分为M O N等3组 group 12个亚型 subtype HIV 2型为A F等6个亚型 在非洲主要流行的是HIV 1的A C D E亚型 我国云南省感染者主要为B和C亚型 全球流行将以C和E亚型为主 另外各亚型的流行时间和传播情况也不同 生物学性状 HIV仅感染表面有CD4受体的细胞 实验室中常用正常人T细胞分离病毒 感染病毒的细胞出现CPE 动物模型可用HIV感染恒河猴和黑猩猩 培养特性 生物学性状 56 加热30min 冻干血制品需68 72h方能保证污染病毒的灭活 高压蒸气灭菌 103 4kpa 121 3 20min可被灭活 10 漂白粉液 0 5 次氯酸钠 50 乙醇 35 异丙醇 0 3 H2O2 0 5 来苏等消毒液中室温10min保证完全被灭活 抵抗力 HIV的抵抗力不强 以下条件可被灭活 生物学性状 致病性与免疫性 传染源和传播途径 传染源a HIV无症状携带者b 艾滋病患者 2 血液传播 医源性吸毒 1 性传播 同性恋异性恋 致病性与免疫性 3 母婴传播 1 原发感染 致病性与免疫性 HIV进入机体后病毒开始复制 约在8 12w时出现病毒血症 此期病毒在体内广泛播散 并开始在淋巴样器官种植 3 6w在许多病人 50 70 体内发展成急性单核细胞增多症样表现 其后大多数病毒以前病毒的形式整合于宿主细胞染色体内 进入长期的 无症状的潜伏感染期 2 潜伏感染 致病性与免疫性 此期可长达6个月至10年 临床无症状 有些病人可出现无痛性淋巴结肿大 当机体受到各种因素的激发使潜伏感染的病毒再次大量增殖而引致免疫损害时 才出现临床症状 进入AIDS相关综合征期 临床表现 3 AIDS相关综合征 致病性与免疫性 临床表现 AIDS relatedcomplex ARC 早期有发热 盗汗 全身倦怠 体重下降 皮疹及慢性腹泻等胃肠道症状 并有进行性淋巴结病及舌上白斑等口腔损害 4 典型AIDS 致病性与免疫性 临床表现 出现中枢神经系统疾患 合并各种条件致病菌 如分枝杆菌 念珠菌 卡氏肺孢菌等 或其他病毒 如EBV CMV HHV 8型等 感染 并发卡波济肉瘤 Kaposisarcoma 在感染后10年内约有50 的人会发展为AIDS AIDS的5年间死亡率约为90 多于临床症状出现后2年内死亡 HIV的致病机制1 选择性地侵犯CD4 T细胞 CD4 CD8比例倒置 导致免疫功能紊乱 2 HIV感染后B细胞多克隆活化 出现高丙球蛋白血症 循环血中免疫复合物及自身抗体含量增高 但对新抗原刺激的应答受到很大阻碍 3 单核 巨噬细胞也表达少量CD4分子 受HIV感染后通常不被杀死 成为感染后较长时期的病毒储存者 4 HIV感染所致神经细胞损害 约有40 90 的AIDS患者出现不同程度的神经异常 包括HIV脑病 脊髓病变 周围神经炎和严重的AIDS痴呆综合征 致病性与免疫性 HIV对CD4 T细胞损害的机制 1 病毒感染对细胞的直接杀伤作用a 病毒包膜糖蛋白插入细胞膜或病毒的出芽释放 增加了细胞膜的通透性 b HIV增殖时可产生大量未整合的病毒cDNA 干扰细胞的正常生物合成 c 感染T细胞表面的gp120与非感染细胞的CD4结合 细胞融合死亡 T细胞减少 2 免疫病理所引起的细胞损伤 a 受染细胞膜上表达病毒的包膜糖蛋白 可激活特异性CTL的识别 或与特异性抗体结合后通过ADCC作用而破坏细胞 致病性与免疫性 3 HIV感染诱导细胞凋亡病毒激活T细胞凋亡基因 表达FAS受体 当其与细胞表面FAS结合后最终导致感染细胞死亡 致病性与免疫性 b HIV的gp120与细胞膜上的MHC 类分子有一同源区 抗gp120抗体能与这类T细胞起交叉反应 即病毒诱导的自身免疫使细胞造成免疫病损害或功能障碍 3 机体对HIV感染的免疫应答机体感染HIV后产生多种抗体 包括抗gp120等中和抗体 HIV感染也可刺激机体细胞产生免疫应答 包括CTL细胞 NK细胞及ADCC的杀伤活性 但细胞免疫依然不能清除有HIV潜伏感染的细胞 这与病毒能逃逸免疫作用有关 如 HIV损伤CD4细胞 使整个免疫系统的功能失效 病毒基因整合于宿主细胞染色体中 细胞不表达或少表达病毒结构蛋白 使宿主长期呈 无抗原状态 病毒包膜糖蛋白的一些区段的高变异性 致使不断出现新抗原而逃逸免疫系统的识别 HIV对各种免疫细胞均有损害 故表明机体的免疫力不足以清除病毒 HIV一经感染便终生携带病毒 致病性与免疫性 防治原则 WHO和包括我国在内的许多国家都制定了控制HIV感染的措施 建立HIV感染和AIDS的监测网络 控制疾病的流行蔓延 进行广泛的宣传教育 取缔娼妓 防止性传播疾病的流行 抵制吸毒等社会弊病 检测高危险人群包括供血员 同性恋 静脉注射毒品成瘾者 血友病患者 国外旅游者和外事使馆人员等 禁止进口血液制品 如凝血因子 等 加强国境检疫 留检等 疫苗研究尚缺乏理想的疫苗 目前研究得最多的是 1 基因工程亚单位疫苗 HIV的包膜糖蛋白gp160 gp120和gp41已在细菌 酵母和真核细胞系统表达成功 免疫人和动物后可诱生特异性中和抗体和激发特异性T细胞免疫反应 在黑猩猩实验中已证明有保护作用 2 合成寡肽疫苗根据gp120分子中的主要中和决定簇 V3区 与CD4受体结合区 C4区 和部分T细胞决定簇 C1 C4区 的氨基酸顺序 合成各种HIV的寡肽疫苗 在实验中已证明V3肽可以刺激动物和人产生抗HIV的中和抗体和细胞毒T细胞反应 3 重组病毒载体活疫苗用痘苗病毒 腺病毒和脊髓灰质炎病毒疫苗株作载体 将HIV基因插入构建成重组病毒载体疫苗 动物试验已证明能产生特异性细胞免疫和中和抗体 用表达HIVgp160 gp120蛋白的重组疫苗病毒接种志愿者后 可以产生较强的T细胞免疫反应 但体液免疫相对较弱 防治原则 AIDS的治疗 阻止HIV吸附穿入的重组可溶性CD4分子 rsCD4 的使用 给予抑制病毒逆转录酶活性的核苷类似物如叠氮胸苷 azidothymidine AZT 双脱氧肌苷 2 3 dideoxyinosine DDI 与2 3 双脱氧肌苷 2 3 dideoxyinosine DDC 等 非核苷类逆转录酶抑制剂 如德拉维拉丁 Delaviradine 和耐维拉平 Nevirapine 等 国内多用施多宁 近年来研制的蛋白酶抑制剂 如佳息患 赛科纳瓦 sapuinavir 瑞托纳瓦 ritonavir 以及英迪纳瓦 indinavir 等 免疫调节剂 如IFN IL 2和胸腺素等 鸡尾酒疗法 联合交替使用2种HIV逆转录酶抑制剂和1种HIV蛋白酶抑制剂 可有效地把血液中的HIV含量减少到最低 外周血中测不出HIV或其RNA 因而能减轻症状及延缓生命 但无法清除整合在CD4 细胞染色体上的前病毒 因此仍不能从体内彻底清除HIV 防治原则 AIDS的治疗 阻止HIV吸附穿入的重组可溶性CD4分子 rsCD4 的使用 给予抑制病毒逆转录酶活性的核苷类似物如叠氮胸苷 azidothymidine AZT 双脱氧肌苷 2 3 dideoxyinosine DDI 与2 3 双脱氧肌苷 2 3 dideoxyinosine DDC 等 非核苷类逆转录酶抑制剂 如德拉维拉丁 Delaviradine 和耐维拉平 Nevirapine 等 国内多用施多宁 近年来研制的蛋白酶抑制剂 如佳息患 赛科纳瓦 sapuinavir 瑞托纳瓦 ritonavir 以及英迪纳瓦 indinavir 等 免疫调节剂 如IFN IL 2和胸腺素等 鸡尾酒疗法 联合交替使用2种HIV逆转录酶抑制剂和1种HIV蛋白酶抑制剂 可有效地把血液中的HIV含量减少到最低 外周血中测不出HIV或其RNA 因而能减轻症状及延缓生命 但无法清除整合在CD4 细胞染色体上的前病毒 因此仍不能从体内彻底清除HIV 防治原则 甲 A 抗原性易发生变异 多次引起世界性大流行 乙 B 对人类致病性较低 丙 C 只引起人类不明显的或轻微的上呼吸道感染 很少造成流行 流感病毒 形态与结构形态 生物学性状 生物学性状 形态与结构结构 核衣壳核酸 分节段的 ssRNA 核蛋白 nucleoprotein NP 螺旋对称 无感染性 抗原结构稳定 有型特异性 RNA多聚酶 三种蛋白质PA PB1 PB2组成 包膜基质蛋白 matrixprotein MP 稳定 有型特异性 脂蛋白 Lipoprotein LP 来源于宿主细胞膜刺突血凝素 hemagglutininHA 抗原结构易改变 是甲型流感病毒分亚型的主要依据 功能神经氨酸酶 neuraminidase NA 抗原性也很不稳定 易发生变异 与HA一起是甲型流感病毒分亚型的主要依据 生物学性状 HA的主要功能 能凝集多种动物或人的红细胞 这是因为HA与红细胞表面的糖蛋白受体结合 使红细胞发生凝集 简称血凝 血凝现象可以被特异性抗体所抑制 称为血凝抑制 HI 现象 病毒颗粒可借助于HA吸附到宿主细胞上 是病毒进入宿主细胞的先决条件 具有抗原性 刺激机体产生中和抗体 具有保护作用 NA的主要功能有 可水解受染细胞表面糖蛋白末端的N 乙酰神经氨酸 使成熟病毒体自细胞膜出芽释放 可以破坏细胞膜上病毒特异的受体 液化细胞表面的粘液 使病毒从细胞上解离 有利于病毒的扩散 生物学性状 分型与变异分型 生物学性状 根据NP和MP的不同流感病毒分为甲 A 乙 B 丙 C 三型 甲型流感病毒根据其表面HA和NA抗原性的不同 又分为若干亚型 分型与变异变异最主要的是抗原性变异 HA和NA 生物学性状 抗原性漂移 antigenicdrift 抗原性转变 antigenicshift 变异幅度小或连续变异 属于量变 即亚型内变异 变异幅度大 属于质变 即病毒株表面抗原结构一种或两种发生变异 与前次流行株抗原相异 形成新亚型 分型与变异甲型流感病毒容易发生亚型变异的机制可能与基因组分8个节段以及病毒对猪 禽等动物宿主的感染有关 生物学性状 培养特性流感病毒能在鸡胚羊膜腔和尿囊腔中增殖 用红细胞凝集试验即可检出 流感病毒虽可在组织培养细胞 人羊膜 猴肾 鸡胚等细胞 中增殖 但不引起明显的CPE 可用红细胞吸附试验判定有无病毒增殖 生物学性状 抵抗力较弱不耐热 56 30min即可使病毒灭活 在室温情况下传染性很快丧失 但在0 4 能存活数周 病毒对干燥 日光 紫外线以及乙醚 甲醛等化学药物也很敏感 生物学性状 流感病毒的主要生物学性状 生物学性状 致病性传染源 主要是患者 其次为隐性感染者 被感染的动物也可能是一种传染源 传播途径 主要是带有流感病毒的飞沫 经呼吸道进入体内 致病性和免疫性 致病性疾病的发生发展过程 致病性和免疫性 病毒 机体 感染呼吸道上皮少数细胞 空泡 变性并迅速产生产生子代病毒 易扩散使许多细胞受损 产生症状 疾病的特点 1 流感病毒一般只引起表面感染 不引起病毒血症 2 症状出现1 2天内呼吸道排出病毒量较多 以后减少 3 无并发症患者发病后第3 4d就开始恢复 如有并发症 则恢复期延长 4 传染性强并可迅速蔓延 发病率高 病死率低 死亡通常由细菌性并发感染所致 如流感嗜血杆菌等 5 Seye s综合症 儿童常见的并发症 急性脑病 肝脂肪变性 死亡率10 40 认为与服用水杨酸类药物有关 故儿童流感时不宜用阿司匹林类药物降体温 致病性和免疫性 致病性 乙型肝炎病毒 hepatitisBvirus HBV 属嗜肝DNA病毒科 hepadnaviridae HBV的发现源于表面抗原的研究 1963年Blumberg首先在澳大利亚土著人血清中发现一种新抗原 称为澳大利亚抗原 Australiaantigen 直至1968年确定这种抗原与血清型肝炎密切相关 称为肝炎相关抗原 hepatitisassociatedantigen HAA 1970年D S Dane在肝炎患者血清中发现具有传染性的颗粒 即Dane颗粒 Dane sparticle 从而HBV被确认 HBV是乙型肝炎病原体 主要经输血 注射 性行为和母婴传播 起病徐缓 部分患者可转为慢性 少数还可导致肝硬化和肝癌 乙型肝炎病毒 形态与结构完整的HBV颗粒亦称Dane颗粒 直径为42nm 具有双层核壳结构 核心颗粒 直径为28nm颗粒内部 DNA和DNA多聚酶颗粒表面 内衣壳 含有HBcAg和HBeAg外壳 包膜 厚7nm脂质双层 含有HBsAg PHSAr和PreSAg蛋白质 生物学性状 小球形颗粒 直径22nm 管形颗粒 直径22nm 长度在50 700nm之间 大球形颗粒 即Dane颗粒 直径42nm 生物学性状 形态与结构 HBV基因组结构及复制HBV基因组结构HBVDNA是由长链L 负链 和短链S 正链 组成的不完全双链环状DNA cccDNA 短链的长度相当于长链的50 85 HBVDNA长链载有病毒蛋白质的全部密码 有4个开放读码框架 ORF 分别称为S C P和X区 生物学性状 HBV基因结构S区基因 包括S基因 PreS1与PreS2基因 分别编码HBsAg PreS1和PreS2Ag C区基因 编码HBcAg 还有一个PreC区可能在病毒核心和外壳的附着及结合中起作用 P区基因 最长 编码HBVDNA多聚酶 逆转录酶以及RNaseH X区基因 编码X蛋白 可反式激活一些细胞的癌基因及病毒的基因等 可能与肝癌的发生有关 生物学性状 HBV的复制 生物学性状 抗原组成 生物学性状 外壳 HBsAg 是机体受HBV感染的主要标志之一 具有抗原性 能刺激机体产生保护性抗体 即抗HBs 根据HBsAg抗原性差异 HBV可分为adr adw ayr ayw等4种血清型 血清型分布有明显的地区差异 并与种族有关 如欧美主要是adr型 为A基因型 我国以adr ayw为多见 PreS1和PreS2 存在吸附肝细胞受体的表位 其抗原性比HBsAg更强 抗PreS1和抗PreS2通过阻断HBV与肝细胞的结合而起抗病毒作用 生物学性状 抗原组成 衣壳 HBcAg HBcAg主要定位于感染细胞核内 不易从患者血清中检出 但HBcAg也可在肝细胞膜表面表达 是宿主CTL作用的主要靶抗原 能刺激机体产生抗HBc 但无中和作用 若检出高效价抗HBc的抗体 特别是抗HBcIgM则表示HBV在肝内处于复制状态 HBeAg 可作为HBV复制及血清具有传染性的标志 急性乙型肝炎进入恢复期时HBeAg消失 抗HBe阳性 但抗HBe亦见于携带者及慢性乙型肝炎血