病毒学基础课件

1、 病病 毒毒 概概 述述18921892年发现第一个病毒年发现第一个病毒-烟草花叶病毒烟草花叶病毒18981898年发现动物口蹄疫病毒年发现动物口蹄疫病毒首先被证实对人类有致病性的是首先被证实对人类有致病性的是黄热病毒（黄热病毒（19011901年发现）年发现）体积微小，结构简单，只含有一种类型的核酸，体积微小，结构简单，只含有一种类型的核酸，只能在活的、敏感细胞内以复制方式增殖的只能在活的、敏感细胞内以复制方式增殖的非细胞型微生物非细胞型微生物1 1、测量单位、测量单位纳米（纳米（nmnm） 3 3、观察工具、观察工具电子显微镜电子显微镜2 2、大多数病毒的直径小于、大多数病毒的直径小于15

2、0 nm150 nm 病毒的大小与形态病毒的大小与形态 葡萄球菌葡萄球菌1000nm立克次体立克次体450nm衣原体衣原体390nm390nm痘苗病毒痘苗病毒300250nm250nm烟草花叶病病毒烟草花叶病病毒100nmnm流感病毒流感病毒40nmnm乙脑病毒乙脑病毒30nmnm脊髓灰质炎病毒脊髓灰质炎病毒70nmnm腺病毒腺病毒6595nm95nm噬菌体噬菌体球形病毒球形病毒天花病毒天花病毒杆状病毒杆状病毒噬菌体噬菌体狂犬病毒病毒体结构模式病毒体结构模式包膜子粒包膜核酸衣壳壳粒核衣壳病毒的结构病毒的结构核心：核酸、酶类核心：核酸、酶类衣壳：由壳粒（多肽衣壳：由壳粒（多肽/蛋白）组成蛋白）组

3、成包膜：由宿主细胞膜或核膜组成包膜：由宿主细胞膜或核膜组成 镶嵌有包膜子粒（刺突）镶嵌有包膜子粒（刺突）螺旋对称型（螺旋对称型（Helical Symmetry）二十面体立体对称型（二十面体立体对称型（ Icosahedral Symmetry ） 复合对称型（复合对称型（Complex Symmetry ）衣壳类型衣壳类型螺旋对称型螺旋对称型（helical symmetry)20面体立体对称型面体立体对称型(icosahedral symmetry)：大多数球状病毒属之大多数球状病毒属之 (包括乙脑) （3）复合对称型）复合对称型(complex symmetry)螺旋对称型螺旋对称型20

4、面体立体对称型面体立体对称型病毒的组成成分病毒的组成成分一、核酸一、核酸 种类：种类：DNA、RNA 存在形式：单链存在形式：单链(ss)与双链与双链(ds)；正链与负链，；正链与负链， 分段与不分段分段与不分段 作用：作用：ORF(开放阅读框开放阅读框)可重叠，具有感染性可重叠，具有感染性二、蛋白质二、蛋白质 种类：结构蛋白、非结构蛋白种类：结构蛋白、非结构蛋白 特点：有内含子、非结构蛋白特点：有内含子、非结构蛋白 作用：衣壳、基质蛋白、包膜蛋白（结构蛋白）作用：衣壳、基质蛋白、包膜蛋白（结构蛋白） 酶酶 、反式作用因子（非结构蛋白）、反式作用因子（非结构蛋白）生物学分类生物学分类DNA病毒

5、病毒类型类型 分类特点分类特点 病毒科名病毒科名DNA病毒病毒 双链双链DNA、有包膜、有包膜 痘病毒科痘病毒科 疱疹病毒科疱疹病毒科 双链双链DNA、无包膜、无包膜 腺病毒科腺病毒科 乳多空病毒科乳多空病毒科 单链单链DNA、无包膜、无包膜 细小病毒科细小病毒科 类型类型 分类特点分类特点 病毒科名病毒科名RNA病毒病毒 双链双链RNA、分段、无包膜、分段、无包膜 呼肠病毒科呼肠病毒科 双双RNA病毒科病毒科 负单链负单链RNA、不分段、有包膜、不分段、有包膜 副粘病毒科副粘病毒科 弹状病毒科弹状病毒科 负单链负单链RNA、分段、有包膜、分段、有包膜 正粘病毒科正粘病毒科 布尼亚病毒科布尼亚

6、病毒科 沙粒病毒科沙粒病毒科 正单链正单链RNA、不分段、无包膜、不分段、无包膜 小小RNA病毒科病毒科 杯状病毒科杯状病毒科 星状病毒科星状病毒科 正单链正单链RNA、不分段、有包膜、不分段、有包膜 冠状病毒科冠状病毒科 黄病毒科黄病毒科(乙脑乙脑) 披膜病毒科披膜病毒科生物学分类生物学分类RNA病毒病毒 类型类型 分类特点分类特点 病毒科名病毒科名 逆转录病毒逆转录病毒 双链双链DNA、不分段、有包膜、不分段、有包膜 嗜肝嗜肝DNA病毒科病毒科 单链单链RNA、不分段、有包膜、不分段、有包膜 逆转录病毒科逆转录病毒科生物学分类生物学分类逆转录病毒逆转录病毒一、病毒的增殖过程一、病毒的增殖过

7、程二、病毒的异常增殖形式二、病毒的异常增殖形式吸附吸附 adsorption 侵入侵入 penetration脱壳脱壳 uncoating生物合成生物合成 biosynthesis组装与释放组装与释放 assembly and release吸附吸附病毒的增殖过程病毒的增殖过程侵入侵入脱壳脱壳早期蛋白早期蛋白晚期蛋白晚期蛋白装配装配DNA复制复制核酸游离核酸游离成熟成熟释放释放融合融合-有包膜病毒有包膜病毒胞吞胞吞-无包膜病毒无包膜病毒 CD21（EBV受体）受体） CD4（HIV受体）受体） CD46（麻疹病毒受体）（麻疹病毒受体） CD54（鼻病毒受体）（鼻病毒受体）病毒受体病毒受体胞吞方

8、式侵入胞吞方式侵入病毒核酸病毒核酸病毒核酸病毒核酸病毒病毒mRNA的转录的转录复制子代病毒核酸复制子代病毒核酸特异性特异性mRNA转录、翻译子代病毒转录、翻译子代病毒 结构蛋白和功能蛋白结构蛋白和功能蛋白隐蔽期隐蔽期早早 期：期： 基因组在细胞内合成非结构蛋白（病毒复基因组在细胞内合成非结构蛋白（病毒复制酶及抑制细胞正常生物合成的抑制酶）制酶及抑制细胞正常生物合成的抑制酶）晚晚 期：期： 根据基因组的指令在细胞内复制病毒核酸，根据基因组的指令在细胞内复制病毒核酸，合成结构蛋白和非结构蛋白合成结构蛋白和非结构蛋白1 1、DNADNA病毒（双链）：病毒（双链）： 细胞核内合成细胞核内合成DNADN

9、A，细胞质内合成病毒蛋白，细胞质内合成病毒蛋白早期：早期：病毒病毒DNADNA依赖依赖DNA的的RNA多聚酶多聚酶mRNAmRNA转转 译译早期蛋白早期蛋白DNADNA多聚酶多聚酶脱氧胸腺嘧啶激酶脱氧胸腺嘧啶激酶调控病毒基因组转录的酶调控病毒基因组转录的酶抑制宿主细胞生物合成的酶抑制宿主细胞生物合成的酶药物作用的靶药物作用的靶晚期：晚期：解链解链正链正链DNA负链负链DNADNADNA多聚酶多聚酶子代子代DNA转录转录晚期晚期mRNAmRNA晚期蛋白晚期蛋白病毒衣壳蛋白病毒衣壳蛋白及其他结构蛋白及其他结构蛋白2 2、RNARNA病毒（单链）：病毒（单链）： 多数在细胞质内合成子代多数在细胞质内

10、合成子代RNARNA及病毒蛋白及病毒蛋白（1 1）正单链）正单链RNARNA病毒（病毒（有有mRNAmRNA功能功能）：）：正单链正单链RNARNA复制复制子代子代RNA结构蛋白（结构蛋白（衣壳蛋白等衣壳蛋白等）非结构蛋白非结构蛋白（依赖依赖RNA的的RNA多聚酶多聚酶） 双链双链RNARNA（复制中间型）（复制中间型）药物作用的靶药物作用的靶（2 2）负单链）负单链RNARNA病毒病毒（有依赖有依赖RNA的的RNA多聚酶多聚酶）：负单链负单链RNARNA依赖依赖RNA的的RNA多聚酶多聚酶正单链正单链RNARNA（有（有mRNAmRNA功能）功能）子代子代RNA 结构蛋白结构蛋白（衣壳蛋白等

11、衣壳蛋白等）双链双链RNARNA（复制中间型）（复制中间型）药物作用的靶药物作用的靶解链解链（3 3）逆转录病毒）逆转录病毒（有逆转录酶，即依赖有逆转录酶，即依赖RNA的的DNA多聚酶多聚酶）单链单链RNARNA逆转录酶逆转录酶RNARNADNADNA（复制中间型）（复制中间型）进入细胞核进入细胞核双链双链DNADNA整合（整合（前病毒前病毒）子代病毒子代病毒RNARNA病毒病毒mRNAmRNA病毒蛋白质病毒蛋白质DNADNA肿瘤发生肿瘤发生药物作用的靶药物作用的靶装配装配细胞核内细胞核内细胞质内细胞质内核膜上核膜上胞质膜上胞质膜上释放释放 裂解细胞释放裂解细胞释放（无包膜病毒无包膜病毒） 出

12、芽释放出芽释放（有包膜病毒有包膜病毒） 裂解细胞后病毒释放出来裂解细胞后病毒释放出来三、病毒增殖的细胞效应：三、病毒增殖的细胞效应：（一）损伤：（一）损伤： 1、无包膜病毒：阻断或抑制细胞正常代谢，、无包膜病毒：阻断或抑制细胞正常代谢，裂解细胞；裂解细胞； 2、有包膜病毒：影响细胞功能及其正常代、有包膜病毒：影响细胞功能及其正常代谢可致细胞死亡；有些则形成细胞间桥或引起细谢可致细胞死亡；有些则形成细胞间桥或引起细胞融合而致细胞损伤等。胞融合而致细胞损伤等。 （二）干扰现象（二）干扰现象(interference)(interference)： 1 1、概念：两种病毒同时感染同一细胞时，、概念：

13、两种病毒同时感染同一细胞时，可发生一种病毒的增殖抑制另一种病毒复制的现可发生一种病毒的增殖抑制另一种病毒复制的现象，即干扰现象。象，即干扰现象。n2、产生原因：、产生原因：n （1）第一种病毒感染细胞后使细胞表面受体、）第一种病毒感染细胞后使细胞表面受体、底物、酶发生变化而阻止另一种病毒的吸附或穿底物、酶发生变化而阻止另一种病毒的吸附或穿入入 ；n （2）第一种病毒感染细胞后使细胞代谢途径第一种病毒感染细胞后使细胞代谢途径发生变化，抑制第二种病毒发生变化，抑制第二种病毒mRNA的转译；的转译；n （3）病毒感染细胞后可诱导细胞产生抑制病）病毒感染细胞后可诱导细胞产生抑制病毒复制的一组蛋白（干扰

14、素，毒复制的一组蛋白（干扰素，interferon，IFN）n （4）在复制过程中产生了）在复制过程中产生了缺陷性干扰颗粒缺陷性干扰颗粒（defective interfering particle, DIP），），能干扰同种的正常病毒在细胞内复制，能干扰同种的正常病毒在细胞内复制，干扰现象的意义干扰现象的意义1、非特异性免疫的构成部分、非特异性免疫的构成部分抗病毒作用抗病毒作用2、指导正确使用疫苗、指导正确使用疫苗四、病毒的异常增殖四、病毒的异常增殖 1 1、缺陷干扰颗粒（、缺陷干扰颗粒（defective interfering defective interfering particle

15、s,DIPparticles,DIP） 缺陷病毒缺陷病毒（defective virusdefective virus）：）：带有不完整基带有不完整基因组的病毒；因组的病毒；当缺陷病毒不能复制但却能干扰同当缺陷病毒不能复制但却能干扰同种成熟病毒体进入细胞时称种成熟病毒体进入细胞时称DIPDIP；具有两面性具有两面性，一，一则干扰野毒株复制，二则在野毒株完整基因的辅则干扰野毒株复制，二则在野毒株完整基因的辅助下可增殖出完整病毒。助下可增殖出完整病毒。 2 2、顿挫感染（、顿挫感染（abortive infectionabortive infection） 病毒进入宿主细胞后，由于细胞缺乏病毒复制

16、病毒进入宿主细胞后，由于细胞缺乏病毒复制所需的酶或能量等必要条件，使病毒在其中不所需的酶或能量等必要条件，使病毒在其中不能合成自身成分，或虽合成病毒核酸及蛋白质，能合成自身成分，或虽合成病毒核酸及蛋白质，却不能组装成完整的病毒体，是为顿挫感染。却不能组装成完整的病毒体，是为顿挫感染。 3、卫星病毒：基因组缺损的病毒，需要与卫星病毒：基因组缺损的病毒，需要与之无关的其他病毒基因产物才能进行复制。之无关的其他病毒基因产物才能进行复制。(肝炎病毒肝炎病毒与乙肝病毒与乙肝病毒)基因工程疫苗：基因工程疫苗：合成编码保护性合成编码保护性抗原的基因片段抗原的基因片段克隆表达克隆表达于载体于载体细胞、真菌细胞

17、、真菌细菌等细菌等大量增殖大量增殖基因重组疫苗基因重组疫苗纯化纯化核酸疫苗（核酸疫苗（DNADNA和和RNARNA疫苗）：疫苗）： 由载体（质粒由载体（质粒DNADNA）和编码病原体某种）和编码病原体某种抗原的抗原的cDNAcDNA或或mRNAmRNA组成组成细胞免疫细胞免疫体液免疫体液免疫机体细胞机体细胞细胞表达细胞表达病毒抗原病毒抗原核酸疫苗核酸疫苗 优点优点：便于制备、储存与运输，可诱生细胞：便于制备、储存与运输，可诱生细胞免疫和体液免疫且维持时间长免疫和体液免疫且维持时间长 不足不足：效果不很稳定，用于人体，需较极大：效果不很稳定，用于人体，需较极大剂量，且需考虑安全性剂量，且需考虑安全性脊髓灰质炎疫苗脊髓灰质炎疫苗 减毒活疫苗（人二倍体细胞、减毒活疫苗（人二倍体细胞、Vero细胞）细胞）麻疹疫苗麻疹疫苗 减毒活疫苗（鸡胚细胞）减毒活疫苗（鸡胚细胞）流行性腮腺炎疫苗流行性腮腺炎疫苗 减毒活疫苗（鸡胚细胞）减毒活疫苗（鸡胚细胞）风疹疫苗风疹疫苗 减毒活疫苗（人二倍体细胞）减毒活疫苗（人二倍体细胞）甲型肝炎疫苗甲型肝炎疫苗 减毒活疫苗（人二倍体细胞）减毒活疫苗（人二倍体细胞）人用狂犬病疫苗人用狂犬病疫苗 灭活疫苗（地鼠肾细胞、灭活疫苗（地鼠肾细胞、Vero细胞）细胞）乙型脑炎疫苗乙型脑炎疫苗 灭活疫苗（地鼠肾