人类免疫缺陷病毒

1、Capital Normal University非细胞型微生物非细胞型微生物病毒病毒Capital Normal UniversityCharacteristics of microbes根据微生物的进化水平和各种根据微生物的进化水平和各种性状上的明显差别，可把它们性状上的明显差别，可把它们分为分为原核微生物原核微生物、真核微生物真核微生物、非细胞微生物非细胞微生物三大类。三大类。微生物微生物病毒病毒原核生物：原核生物： 真细菌、古生菌真细菌、古生菌真核生物：真核生物： 酵母、霉菌酵母、霉菌Capital Normal University第一节第一节 概述概述Capital Normal

2、University1886年，年，A. Mayer 发现发现具有传染性的烟草花叶病；具有传染性的烟草花叶病；1892年俄国学者伊万诺夫年俄国学者伊万诺夫斯基首次发现烟草花叶病斯基首次发现烟草花叶病的感染因子能够通过细菌的感染因子能够通过细菌滤器，并且滤液可感染健滤器，并且滤液可感染健康的烟草。康的烟草。一、病毒的发现和研究历史一、病毒的发现和研究历史Capital Normal University能通过细菌滤器能通过细菌滤器可被乙醇沉淀而不失去其感染性可被乙醇沉淀而不失去其感染性能在琼脂凝胶中扩散能在琼脂凝胶中扩散用培养细菌的方法不能被培养出来，推测只能在植物活细用培养细菌的方法不能被培养

3、出来，推测只能在植物活细 胞中生活。胞中生活。1898年，年，M W Beijerinck对烟草花叶病病原体的研究结果：对烟草花叶病病原体的研究结果：比细菌小的、具有传染性的、活的流质（比细菌小的、具有传染性的、活的流质（contagium vivum fluidum）Capital Normal University1900年前后，包括口蹄疫（年前后，包括口蹄疫（foot and mouth disease）在内的）在内的多种动植物疾病病原体的滤过性特性被证明。多种动植物疾病病原体的滤过性特性被证明。filterable viruses（滤过性病毒）（滤过性病毒）viruses（病毒）（病毒

4、）F W Twort（1915年）、年）、F dHerelle（1917年），分别发现年），分别发现细菌（细菌（Shigella dysenteriae）病毒）病毒1935年，年，W M Stanley首次提纯并结晶了烟草花叶病毒；首次提纯并结晶了烟草花叶病毒； Bawden等证明烟草花叶病毒的本质为等证明烟草花叶病毒的本质为核蛋白核蛋白；1940年，年，Kausche首先用电镜观察到烟草花叶病毒颗粒。首先用电镜观察到烟草花叶病毒颗粒。Capital Normal University二、病毒的特点和定义二、病毒的特点和定义1、 不具有细胞结构，不具有细胞结构，没有个没有个体生长，也不进行二均

5、分裂。体生长，也不进行二均分裂。具有一般化学大分子的特征。具有一般化学大分子的特征。例如：一些简单的病毒仅由核酸例如：一些简单的病毒仅由核酸和蛋白质外壳（和蛋白质外壳（coat）构成，故）构成，故可把它们视为核蛋白分子。可把它们视为核蛋白分子。2、病毒非常微小，、病毒非常微小，用于衡量用于衡量病毒的单位是钠米（病毒的单位是钠米（10-9m）。）。必须借助电子显微镜才能够观必须借助电子显微镜才能够观察。察。（一）特点（一）特点3、严格的活细胞内寄生，能、严格的活细胞内寄生，能利用宿主细胞的大分子合成机利用宿主细胞的大分子合成机制进行复制表达，从而导致病制进行复制表达，从而导致病毒的繁殖。毒的繁殖

6、。Capital Normal University 病毒是一类既具有病毒是一类既具有化学大分子属性，又具化学大分子属性，又具有生物体基本特征；既有生物体基本特征；既具有细胞外的感染性颗具有细胞外的感染性颗粒形式，又具有细胞内粒形式，又具有细胞内的繁殖性基因形式的独的繁殖性基因形式的独特生物类群。特生物类群。超显微的、没有细胞结构的、专性活细胞内寄生、以复制超显微的、没有细胞结构的、专性活细胞内寄生、以复制方式进行繁殖的实体。方式进行繁殖的实体。（二）定义（二）定义Capital Normal University 根据蛋白亚基的几何排列，可以将壳体分为三种结构类型：根据蛋白亚基的几何排列，可

7、以将壳体分为三种结构类型：螺旋对称壳体、二十面体对称壳体、复合对称壳体。螺旋对称壳体、二十面体对称壳体、复合对称壳体。三、病毒的结构三、病毒的结构Capital Normal University螺旋壳体外形似具有蛋螺旋壳体外形似具有蛋白质外壁的空心管。白质外壁的空心管。最主要的特点是长形，最主要的特点是长形，壳体形似一中空柱，用高壳体形似一中空柱，用高分辨率电镜可见其表面有分辨率电镜可见其表面有精细的螺旋结构。精细的螺旋结构。烟草花叶病毒的遗传物烟草花叶病毒的遗传物质质RNA盘绕在壳体内面由盘绕在壳体内面由蛋白质亚基形成的沟内。蛋白质亚基形成的沟内。螺旋对称壳体螺旋对称壳体（烟草花叶病毒）（

8、烟草花叶病毒）Capital Normal University病毒粒子看似小的结晶或球形，实质上是一病毒粒子看似小的结晶或球形，实质上是一个多面体，每个面是一个等边三角形。个多面体，每个面是一个等边三角形。二十面体对称壳体二十面体对称壳体（腺病毒）（腺病毒）Capital Normal University 若以一定数目的亚基排列成具有一定表面积的若以一定数目的亚基排列成具有一定表面积的立方对称实体，以二十面体容积为最大，能包装更立方对称实体，以二十面体容积为最大，能包装更多的病毒核酸，所以病毒壳体多取二十面体对称多的病毒核酸，所以病毒壳体多取二十面体对称（icosahedral symme

9、try）结构。）结构。Capital Normal University 大肠杆菌的大肠杆菌的T2、T4、T6噬菌体已经被认真地研究过。其壳体由噬菌体已经被认真地研究过。其壳体由头部和尾部组成。它们的头类似二十面体，头部含有头部和尾部组成。它们的头类似二十面体，头部含有DNA基因组，基因组，其尾部由颈、中空的尾管、包围在尾管外的尾鞘、尾丝和基片组成。其尾部由颈、中空的尾管、包围在尾管外的尾鞘、尾丝和基片组成。 复合对称结构复合对称结构（有尾噬菌体）（有尾噬菌体）Capital Normal University噬菌体以注射方式将核酸注入宿主细胞噬菌体以注射方式将核酸注入宿主细胞通过尾部刺突固着

10、于细胞；通过尾部刺突固着于细胞；尾部的酶水解细胞壁的肽聚糖，是细胞壁产生小孔；尾部的酶水解细胞壁的肽聚糖，是细胞壁产生小孔；尾鞘收缩，核酸通过中空的尾管压入胞内，蛋白质外壳留在胞外。尾鞘收缩，核酸通过中空的尾管压入胞内，蛋白质外壳留在胞外。吸附吸附尾钉固着尾钉固着尾鞘收缩尾鞘收缩尾管穿入尾管穿入DNA注入注入Capital Normal UniversityCapital Normal University人类免疫缺陷病毒（人类免疫缺陷病毒（HIV）的）的复制复制四、病毒的复制四、病毒的复制Capital Normal University2010年全球感染年全球感染HIV的个体数量分布图的个

11、体数量分布图Total:37millionCapital Normal University AIDS 人类获得性免疫缺陷综合征人类获得性免疫缺陷综合征 Acquired immune deficiency syndrome HIV 人类免疫缺陷病毒人类免疫缺陷病毒 Human immune deficiency virusP196Capital Normal University T细胞细胞HIV图片来自图片来自MicrobioligyCapital Normal University（图片来自（图片来自Microbioligy，R.Bauman）Capital Normal Univers

12、ity包膜糖蛋白包膜糖蛋白 包膜包膜（图片来自（图片来自Microbioligy，R.Bauman）P197Capital Normal University（图片来自（图片来自Microbioligy，R.Bauman）Capital Normal University（图片来自（图片来自Microbioligy，R.Bauman）Capital Normal UniversityHIV基因组基因组由由 2 个 相 同个 相 同的正链的正链RNA分子组成分子组成逆转录酶逆转录酶整合酶整合酶蛋白酶蛋白酶HIV 毒粒结构模式图毒粒结构模式图LTR LTR gag env pol（图片来自（图片来

13、自Microbioligy，R.Bauman）Capital Normal University-DNA整合酶整合酶- + 双链双链DNA（前病毒）（前病毒）逆转录酶逆转录酶RNA酶酶H活性活性逆转录酶逆转录酶+病毒病毒RNARNA-cDNA双链分子双链分子逆转录酶逆转录酶膜融合膜融合病病毒子代毒子代RNA病毒子代蛋白多肽病毒子代蛋白多肽转录转录翻译翻译装配装配蛋白酶蛋白酶病毒子代蛋白病毒子代蛋白宿主细胞宿主细胞RNA聚合酶聚合酶RNA指导的指导的DNA聚合聚合酶活性酶活性DNA指导的指导的DNA聚合聚合酶活性酶活性Capital Normal UniversityHIV以质膜出芽的形式释放并

14、获得包膜以质膜出芽的形式释放并获得包膜Capital Normal University正在出芽和已经被释放的毒粒的透射电镜照片正在出芽和已经被释放的毒粒的透射电镜照片Capital Normal University药物类型药物类型作用靶点作用靶点药物名称药物名称膜融合抑制剂膜融合抑制剂Gp41包膜糖蛋白包膜糖蛋白enfuvirtide (Fuzeon), T-1249反转录酶抑制剂反转录酶抑制剂RNA反转录形成反转录形成DNATMC-278, BILR-355蛋白酶抑制剂蛋白酶抑制剂蛋白多肽降解为有功能蛋白多肽降解为有功能的蛋白质的蛋白质amprenavir, indinavir, ata

15、zanavir, ritonavir,lopinavir, saquinavir, nelfinavir and M8-nelfinavir metabolite整合酶抑制剂整合酶抑制剂前病毒整合于前病毒整合于T细胞染细胞染色体色体DNA中中Dihydroxypyrimidine-4-carboxamides4,5-dihydroxypyrimidineN-alkyl-5-ydroxypyrimidinone HAART highly active anti-retroviral therapy Cocktail therapy抗抗HIV药物药物针对我们现在已经了解的针对我们现在已经了解的HI

16、V病毒在宿主细胞中的复制病毒在宿主细胞中的复制过程，那么从理论上来说，从它吸附、侵入、脱壳、复过程，那么从理论上来说，从它吸附、侵入、脱壳、复制、装配、释放整个过程中，哪些环节可以成为抗制、装配、释放整个过程中，哪些环节可以成为抗HIV病毒研究的靶点？病毒研究的靶点？Capital Normal University 病毒感染敏感宿主细胞后，病毒核酸进入细胞，通过病毒感染敏感宿主细胞后，病毒核酸进入细胞，通过其复制与表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质，然后由其复制与表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质，然后由这些新合成的病毒组分装配成子代毒粒，并以一定方式释这些新合成的病毒组分装配成子代毒粒，并

17、以一定方式释放 到 细 胞 外 。 病 毒 的 这 种 特 殊 繁 殖 方 式 称 做放 到 细 胞 外 。 病 毒 的 这 种 特 殊 繁 殖 方 式 称 做复制复制（replication）。）。病毒作为一种特殊的生命形式，它的繁殖实质上是病毒基病毒作为一种特殊的生命形式，它的繁殖实质上是病毒基因组在宿主细胞内进行复制表达的结果。因组在宿主细胞内进行复制表达的结果。Capital Normal University一、病毒的培养一、病毒的培养二元培养物法二元培养物法 只含有两种微生物的培养物，并且是有意识地保只含有两种微生物的培养物，并且是有意识地保持二者之间特定关系的培养物称为持二者之间

18、特定关系的培养物称为二元培养物二元培养物，是保，是保存病毒的最有效途径。存病毒的最有效途径。第二节第二节 病毒学研究的基本方法病毒学研究的基本方法Capital Normal University噬菌体噬菌体细菌培养物细菌培养物培养液培养液营养琼脂平板营养琼脂平板细菌培养液变清亮细菌培养液变清亮细菌平板成为残迹平板细菌平板成为残迹平板若是噬菌体标本经过适当稀释再若是噬菌体标本经过适当稀释再接种细菌平板，经过一定时间培接种细菌平板，经过一定时间培养，由于局部细胞溶解，在细菌养，由于局部细胞溶解，在细菌菌苔上可形成圆形局部透明区域菌苔上可形成圆形局部透明区域，即噬菌斑（，即噬菌斑（plagueplague）。）。Capital Normal University动物病毒动物病毒实验动物实验动物鸡胚鸡胚多种细胞培养多种细胞培养细胞被病毒感染后，常常在细胞内形成细胞被病毒感染后，常常在细胞内形成光镜下可见的小体，称为光镜下可见的小体，称为包涵体包涵体，被，被认为是病毒引起的细胞病变。病毒包涵认为是病毒引起的细胞病变。病毒包涵体形成的部位往往反映病毒增殖的部位。体形成的部位往往反映病毒增殖的部位。Capital Normal University动物病毒感染敏感细胞培养产生的致细胞病变效应动物病毒感染敏感细胞培养产生的致细胞病变效应Capital Normal University 蛋白质