病毒的生物学性状

病毒的生物学性状第一页，共71页。病毒与人类疾病关系3000BC,埃及孟菲斯壁画中长老患小儿麻痹症。第二页，共71页。Childwithsmallpox.Notethecharacteristicrash.

第三页，共71页。1892年发现第一个病毒即烟草花叶病毒

——滤过性致病因子1898年发现动物口蹄疫病毒

——首次提出病毒这个名词1901年发现黄热病病毒

——首次证实病毒对人有致病性病毒(virus)的发现第四页，共71页。1.体积微小，结构简单，缺乏细胞结构2.只含一种核酸（DNAorRNA）3.缺乏完整的酶和能量系统4.严格的活细胞内寄生5.以自我复制方式进行增殖6.对抗生素不敏感，对干扰素敏感病毒(virus)的基本特征第五页，共71页。病毒是一类体积微小、结构简单、只含一种核酸、能自我复制和专性活细胞内寄生的非细胞型微生物。病毒(virus)的定义第六页，共71页。病毒引起疾病的特点涉及面广：70～80%的传染病由病毒引起传染性强、传播快：如流感病毒病死率高：如狂犬病病毒后遗症严重：如脊灰病毒持续感染：如乙肝病毒致肿瘤：如乳头瘤病毒致畸性：如风疹病毒与一些原因不明疾病有关新的病毒性疾病不断出现第七页，共71页。AIDSSARSAvianFlu病原体病毒！第八页，共71页。H1N1Flu

甲型H1N1流感2009.4-2010.4在全球约213个国家和地区暴发流行，导致至少1.77万人死亡。第九页，共71页。Ebolahemorrhagicfever第十页，共71页。BSEKurudiseasevCJD

ScrapiePrion第十一页，共71页。病毒引起疾病的特点涉及面广：70～80%的传染病由病毒引起传染性强、传播快：如流感病毒病死率高：如狂犬病病毒后遗症严重：如脊灰病毒持续感染：如乙肝病毒致肿瘤：如乳头瘤病毒致畸性：如风疹病毒与一些原因不明疾病有关新的病毒性疾病不断出现特效药少预防是重点第十二页，共71页。病毒的存在形式细胞外：结构形式，即病毒体（virion)

细胞内：基因形式，即核酸具有一定形态结构和感染性的完整的病毒颗粒

一、病毒的大小与形态第十三页，共71页。测量单位

nm(20-350nm)

电镜观察1.大小第十四页，共71页。电子显微镜：最准确超速离心沉淀法超滤膜法其他：电离辐射或X射线技术测量方法：第十五页，共71页。腺病毒乳头瘤病毒轮状病毒2.形态正粘病毒球形或近似球形第十六页，共71页。烟草花叶病毒杆状丝状埃博拉病毒第十七页，共71页。痘病毒砖形子弹形弹状病毒第十八页，共71页。蝌蚪形噬菌体第十九页，共71页。病毒的结构模式图包膜（envelope)核心(core)衣壳(capsid)二、病毒的结构与化学组成核衣壳(nucleocapsid)第二十页，共71页。包膜病毒（envelopedvirus)裸露病毒（nakedvirus)第二十一页，共71页。核心的化学成分一种（RNAorDNA）线型、环型双链、单链正链、负链逆转录dsDNA,ssDNA,dsRNA,+ssRNA,-ssRNA,逆转录

少量功能蛋白（非结构蛋白）核酸1.核心第二十二页，共71页。②核心的功能是病毒的基因组,决定病毒的基本特性是病毒感染宿主细胞的物质基础(分子感染）部分病毒的裸露核酸仍具有感染性(感染性核酸）分类的依据：DNA病毒RNA病毒第二十三页，共71页。2.衣壳化学亚单位（结构蛋白）形态亚单位衣壳：核心外的蛋白质外壳，是由壳粒

排列形成的有规则的壳样结构壳粒：由一种或几种多肽分子形成的寡聚体第二十四页，共71页。capsomere第二十五页，共71页。

衣壳构型20面体对称型螺旋对称型复合对称型第二十六页，共71页。二十面体对称型icosahedralsymmetry第二十七页，共71页。二十面体对称型icosahedralsymmetry12个顶五邻体20个面六邻体30个梭第二十八页，共71页。六邻体五邻体二十面体对称型第二十九页，共71页。NUCLEICACIDISINSIDE第三十页，共71页。IcosahedralAdenovirus

Rhinovirus

RubellaVirusPoliovirus

CoxsackievirusEchovirusRotavirus

HerpesSimplexVirus1(HHV1)

HerpesSimplexVirus2(HHV2)

Varicella-ZosterVirus(HHV3)Epstein-BarrVirus(EBV)Cytomegalovirus(CMV)第三十一页，共71页。IcosahedralHepatitisAVirus(HAV)HepatitisBVirus(HBV)HepatitisCVirus(HCV)HepatitisDeltaVirus(HDV)HepatitisEVirus(HEV)HumanImmunodeficiencyVirus(HIV)HumanT-lymphotrophicVirus(HTLV)Papillomavirus(HPV)WesternEquineEncephalitisVirus(WEEV）YellowFeverVirus

第三十二页，共71页。螺旋对称型(helicalsymmetry)核酸蛋白衣壳第三十三页，共71页。HelicalRabiesVirusHantavirusInfluenzaVirus(FluVirus)MeaslesVirus(Rubeola)MumpsVirusParainfluenzaVirusCoronavirusRespiratorySyncytialVirus(RSV)第三十四页，共71页。复合对称型(complexsymmetry)POXVIRUSFAMILYBACTERIOPHAGE第三十五页，共71页。衣壳的功能保护病毒基因组决定病毒的免疫原性介导病毒吸附（无包膜病毒）有毒性作用分类的依据：立体对称型病毒螺旋对称型病毒复合对称型病毒第三十六页，共71页。3.包膜来源：宿主细胞的核膜或浆膜化学成分：脂类、多糖、蛋白质（宿主细胞膜成分+病毒基因编码的糖蛋白）

包膜上的突起物称包膜子粒或刺突(spike)第三十七页，共71页。包膜表面刺突InfluenzavirusCoronavirus第三十八页，共71页。保护病毒的核衣壳包膜糖蛋白:介导病毒吸附介导细胞融合介导血凝或溶血活性抗原分类的依据：包膜病毒裸露病毒

包膜的功能第三十九页，共71页。小结1.病毒基本结构：核衣壳2.病毒最重要的特点：一种核酸，无细胞结构3.病毒的基本化学成分：核酸+蛋白质4.病毒蛋白质：结构蛋白：包膜蛋白衣壳蛋白基质蛋白非结构蛋白：酶类调节蛋白特殊功能蛋白go第四十页，共71页。核衣壳核心衣壳一种类型的核酸少量功能蛋白壳粒（蛋白质）螺旋对称20面体立体对称复合对称包膜蛋白质多糖脂类back第四十一页，共71页。三、病毒的增殖1.增殖的条件：2.增殖的方式：自我复制(selfreplication)活细胞---严格寄生性敏感细胞---选择性（亲嗜性）容纳细胞(permissivecell)第四十二页，共71页。3.复制周期(replicationcycle)装配成熟释放吸附脱壳生物合成

穿入第四十三页，共71页。吸附（absorption)静电吸附病毒表面吸附蛋白(VAP)与宿主细胞表面受体特异性结合第四十四页，共71页。病毒VAP宿主细胞受体脊髓灰质炎病毒VP1～VP3特异膜受体(IgSF)鼻病毒VP1～VP3

ICAM-1ECHO

VP1～VP3

nectin甲型流感病毒HA唾液酸麻疹病毒HA

CD46EBV

gp330

CD21HIV

gp120

CD4和CCR5/CXCR4狂犬病毒gpG乙酰胆碱受体几种常见的病毒VAP与相应的宿主细胞受体第四十五页，共71页。HIV吸附第四十六页，共71页。膜融合穿入(Penetration)第四十七页，共71页。穿入(Penetration)穿入(Penetration)HSV膜融合第四十八页，共71页。穿入(Penetration)——胞饮第四十九页，共71页。fromSchaechteretal,MechanismsofMicrobialDisease,3rded,1998穿入(Penetration)——胞饮第五十页，共71页。穿入(Penetration)——③注入第五十一页，共71页。脱壳(uncoating)脱去蛋白质外壳，释放核酸的过程多数病毒在穿入细胞时在宿主细胞溶酶体酶作用下，衣壳裂解，释放核酸少数病毒脱壳过程较复杂：脱壳酶第五十二页，共71页。生物合成(biosynthesis)部位：核酸复制可在胞核或胞浆内进行蛋白质合成在胞浆内进行过程：不同核酸类型的病毒生物合成方式不同，但均可人为地分为三个阶段：

病毒基因组早期基因表达

病毒基因组复制

病毒基国组晚期基因表达第五十三页，共71页。dsDNAgenomeTranscriptionEarlymRNATranslationEarlyproteins(enzymes)Semi-conservativereplicationTranscriptionLatemRNATranslationLateproteins(structuralproteins)AssemblyRelease双链DNA病毒的生物合成第五十四页，共71页。(+)ssRNAgenome(-)ssRNAReplicationTranslationRNApolymeraseStructuralproteinViralproteinReleaseAssemblyCleavage单正链RNA病毒的生物合成第五十五页，共71页。单负链RNA病毒的生物合成(-)ssRNA(+)ssRNATranslationTranscriptionStructureproteinRNAPolymeraseParainfluenzavirus第五十六页，共71页。组装(assembly)核内：DNA病毒（痘病毒除外）浆内：多数RNA病毒，痘病毒膜上：HIV第五十七页，共71页。adenovirus第五十八页，共71页。smallpoxvirus第五十九页，共71页。成熟(maturation)与释放(release)裸露病毒：细胞溶解释放包膜病毒：芽生释放HIV第六十页，共71页。吸附穿入脱壳核酸游离早期mRNA转录早期蛋白质转译病毒DNA复制晚期mRNA转录晚期蛋白质合成装配释放隐蔽期第六十一页，共71页。viralreplicationcircle第六十二页，共71页。宿主细胞原因——顿挫感染或流产感染(abortiveinfection)人胚肾细胞——

容纳细胞猴肾细胞——非容纳细胞腺病毒

4.病毒的异常增殖病毒进入非容纳细胞,不能进行生物合成或不能组装成完整的病毒体。非容纳细胞（non-permissivecell):不能为病毒复制提供必要条件的细胞。第六十三页，共71页。病毒原因——缺陷病毒(defectivevirus)

由于病毒基因不完整或基因发生改变导致生物合成受阻，不能复制出完整的子代病毒颗粒的病毒。又称缺陷干扰颗粒(defectiveinterferingparticle,DIP)

缺陷病毒+辅助病毒——正常复制

腺病毒伴随病毒腺病毒

4.病毒的异常增殖子代腺病毒伴随病毒HDVHBV子代HDV第六十四页，共71页。5.病毒的干扰现象(viralinterference)概念：

两种病毒同时或短时先后感染同一机体或细胞时，可发生一种病毒抑制另一种病毒的现象。类型：异种病毒之间的干扰（异种）同种病毒之间的干扰同种异型（同种）同型异株（同型）自身干扰（同株）第六十五页，共71页。机制：干扰素第一种病毒破坏了宿主细胞表面受体或改变了宿主细胞的代谢途径DIP意义：阻止、中断发病或终止感染接种疫苗时应注意避免干扰现象鉴定病毒第六十六页，共71页。种类类病毒(viroid)卫星病毒(satellites)朊粒(prion)非寻常病毒致病因子——亚病毒(Subvirus)

概念

裸露的、小分子量的、有侵染性的RNA或蛋白质分子。

第六十七页，共71页。类病毒(viroid)是一种裸露的小RNA分子

(由200-400个核苷酸组成的环状ssRNA）无蛋白衣壳和包膜能进行自我复制（利用宿主细胞的RNA聚合酶