《微生物与免疫学》病毒学概论-课件

第四章病毒学概论一、真病毒二、亚病毒第四章病毒学概论一、真病毒

某天早上醒来，你感到头在抽痛，然后背也开始疼痛，发烧、恶心、呕吐接踵而来。全身皮肤开始出现血斑，血液无法正常凝固。现在，你的大脑、肾脏、呼吸道和消化道开始出血。你呕吐出大量的血的同时，血和组织从直肠直泻而下。这是，你离死亡很可能只有几个小时了。某天早上醒来，你感到头在抽痛，然后背也开始疼病毒（Virus）是在19世纪末才被发现的一类微小病原体。第一节病毒病毒（Virus）是在19世纪末才被发现的一类微小病原体。第一、病毒的发现和研究历史

早在1566年就有了关于疯狗咬人致病，即狂犬病的记载，并发现它能够传染给其它许多动物。

另一种病毒病软疣的报告，这张1841年的手绘图就是一个证据。一、病毒的发现和研究历史早在1566年就有了

第一个记载的植物病毒病当属郁金香碎色花病，至今荷兰阿姆斯特丹的博物馆还保存着一张1619年荷兰画家的一幅得病的郁金香静物画。

一枚得病的郁金香球茎可换来一头牛、一头猪或羊，甚至成吨的谷物或上千磅的奶酪。

第一个记载的植物病毒病当属郁金香碎色花病，至1886年，A.Mayer发现具有传染性的烟草花叶病1892年，D.Ivanovsky烟草花叶病病原体能通过细菌滤器：一种能通过细菌滤器的“细菌毒素”或“极小的细菌”1886年，A.Mayer发现具有传染性的烟草花叶病181898年，MWBeijerinck对烟草花叶病病原体的研究结果：

能通过细菌滤器；可被乙醇沉淀而不失去其感染性；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胞中生活。1935：美国斯坛莱从烟草花叶病病叶中提取出了病毒结晶，又证实了结晶中含核酸和蛋白质两种成分，而只有核酸具感染和复制能力，并因此而或诺贝尔奖。1952：Hershey和Chase证实噬菌体的遗传物质仅仅是DNA,开创了病毒分子生物学。1971后：陆续发现了各种亚病毒——类病毒、朊病毒、和拟病毒。1898年，MWBeijerinck对烟草花叶病病原体的极大地丰富了现代生物学（微生物学、分子生物学、分子遗传学）的理论与技术；病毒学（virulogy）

研究病毒（virus）的本质及其与宿主的相互作用的科学，是微生物学的重要分支学科。病毒学作为一个学科只有100年的历史。有效地控制和消灭人及有益生物的病毒病害；利用病毒对有害生物、特别是害虫进行生物防治；发展以基因工程为中心的生物高新技术产业；极大地丰富了现代生物学（微生物学、分子生物学、分子遗传学）的真病毒（Euvirus）非细胞生物至少含有核酸和蛋白质两种组分。亚病毒（subvirus）类病毒：只含具有独立侵染性的RNA组分拟病毒：只含不具独立侵染性的RNA组分朊病毒：只含单一蛋白质组分真病毒（Euvirus）非细胞生物至少含有核酸和蛋白质两种组二、病毒的特点和定义1.特点1）不具有细胞结构，具有一般化学大分子的特征。Eg.一些简单的病毒仅由核酸和蛋白质外壳（coat）构成，故可把它们视为核蛋白分子。2）一种病毒的毒粒内只含有一种核酸，DNA或者RNA。朊病毒甚至仅由蛋白质构成3）大部分病毒没有酶或酶系极不完全，不含催化能量代谢的酶，不能进行独立的代谢作用。二、病毒的特点和定义1.特点1）不具有细胞结构，具有一般4）严格的活细胞内寄生，没有自身的核糖体，没有个体生长，也不进行二均分裂，必须依赖宿主细胞进行自身的核酸复制，形成子代。

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，然后由这些新合成的病毒组分装配（assembly）成子代毒粒，并以一定方式释放到细胞外。病毒的这种特殊繁殖方式称做复制（replication）。5）个体微小，在电子显微镜下才能看见。6）对大多数抗生素不敏感，对干扰素敏感。例如利福平可抑制痘病毒复制7）在离体条件下，能以无生命的生物大分子状态存在，并可长期保持其侵染活力。8）有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中，并诱发潜伏性感染。4）严格的活细胞内寄生，没有自身的核糖体，没有个体生长，也不病毒（virus)是一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的超显微“非细胞生物”，其本质是一种只含DNA和RNA的遗传因子。超显微的★什么是病毒？没有细胞结构的专性活细胞内寄生2.定义病毒（virus)是一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的超感染态：活细胞内专性寄生（宿主体内）非感染态：以无生命的生物大分子状态长期存在，并可保持其侵染活性。（离体条件下）病毒的两种存在状态感染态：活细胞内专性寄生（宿主体内）非感染态：以无生命的生物病毒几乎可以感染所有的细胞生物，并具有宿主特异性噬菌体（phage）植物病毒（plantviruses）动物病毒（animalviruses）三、病毒的宿主范围病毒几乎可以感染所有的细胞生物，并具有宿主特异性噬菌体（ph四、病毒的形态结构和大小

（一）病毒的大小

绝大多数的病毒都是能通过细菌过滤器的微小颗粒，直径在20～200nm的范围内，必须在电镜下观察。最大病毒d=200nm的牛痘苗病毒（smallpox）；最小病毒之一d=28nm的脊髓灰质炎病毒（poliovirus）；四、病毒的形态结构和大小

（一）病毒的大小

病毒是一类非细胞生物，故称之为病毒粒或病毒体（virion），有时也称病毒颗粒或病毒粒子（virusarticle），专指成熟的、结构完整的和有感染性的单个病毒。（二）病毒的形态结构病毒是一类非细胞生物，故称之为（二）病球形颗粒(或称拟球形颗粒)杆状颗粒复杂形状颗粒（如蝌蚪状，卵形）毒粒的形状球形颗粒(或称拟球形颗粒)杆状颗粒复杂形状颗粒（如蝌蚪状，卵采用各种电镜技术观察病毒粒的形态结构口疮病毒(接触性脓疱皮炎病毒)（负染技术）埃博拉病毒（正染技术）痘苗病毒（投影技术）采用各种电镜技术观察病毒粒的形态结构口疮病毒(接触性脓疱皮炎各种毒粒的大小、形态差异很大烟草花叶病毒细菌M13噬菌体细菌T4噬菌体大肠杆菌细菌f2、MS2噬菌体脊髓灰质炎病毒牛痘病毒腺病毒衣原体人血红细胞各种毒粒的大小、形态差异很大烟草花叶病毒细菌M13噬菌体细菌★病毒长什么样子？病毒的基本结构衣壳（蛋白质外壳）核心（核酸）DNA：DNA病毒(如天花病毒、腺病毒等)RNA：RNA病毒(如HIV、脊髓灰质炎病毒等)只含有其中一种核酸核衣壳1.典型病毒粒的构造★病毒长什么样子？病毒的基本结构衣壳（蛋白质外壳）核心（核酸核心（core）或基因组（genome）位于病毒中心的核酸。衣壳（capsid）：包围在核心周围的蛋白质，由蛋白质亚基按对称的形式、有规律地排列而成，是病毒粒的主要支架结构和抗原成分，有保护核酸等作用。由许多在电镜下可辨别的形态学亚单位——衣壳粒（capsomere或capsomer）所构成。有些较复杂的病毒（一般为动物病毒，如流感病毒、疱疹病毒、狂犬病毒、水泡性口膜炎病毒、以及小麦丛矮病毒等），其核衣壳外还被一层含蛋白质或糖蛋白的类脂双层膜覆盖着，这层膜称为包膜（囊膜，envelope）。囊膜上还长有很多管状突起物——刺突（spike）等附属物。核心（core）或基因组（genome）衣壳（capsid）对称体制螺旋对称二十面体对称复合对称有包膜无包膜杆状：烟草花叶病毒（TMV）等丝状：大肠杆菌的f1、fd、M13等卷曲状：正粘病毒（流感病毒）等弹状：狂犬病毒，水泡性口膜炎病毒等无包膜有包膜：疱疹病毒大型：腺病毒等小型：脊髓灰质炎病毒，

φX174噬菌体等无包膜：大肠杆菌的T偶数噬菌体（蝌蚪状）等有包膜：痘病毒（砖块状）2.病毒粒的对称体制对称体制螺旋对称二十面体对称复合对称有包膜无包膜杆状：烟草花

病毒粒大量聚集并使宿主细胞发生病变时，就形成了具有一定形态、构造并能用光镜加以观察和识别的特殊“群体”，称之为包涵体（inclusionbody）

。3.病毒的群体形态（1）包涵体（inclusionbody）

病毒粒大量聚集并使宿主细胞发生病变时，就形成也有在细胞质和细胞核内都存在的类型。包涵体多数位于细胞质内，具嗜酸性；少数位于细胞核内，具嗜碱性；也有在细胞质和细胞核内都存在的类型。包涵体多数位于细胞质内，包涵体的类型①是病毒的聚集体③是病毒蛋白和与病毒感染有关的蛋白④非病毒性包涵体②大多数由动物病毒引起的包涵体，是病毒的合成部位。包涵体的本质—---大多数是病毒粒子组成的，少数是细胞对病毒的反应。包涵体的类型①是病毒的聚集体③是病毒蛋白和与病毒感染有关的蛋病毒包涵体的应用①用于病毒病的诊断②用于生物防治病毒包涵体的应用①用于病毒病的诊断②用于生物防治（2）噬菌斑（plaque）

将少量的噬菌体与大量的宿主细胞的混合液与45℃左右的琼脂培养基在培养皿中充分混匀，铺平后培养10小时左右，肉眼可见一个个透亮不长菌的小圆斑，即为噬菌斑（plaque），是由噬菌体在菌苔上形成的“负菌落”。概念：噬菌斑是指在宿主细菌的菌苔上，噬菌体使菌体裂解而形成的空斑。（2）噬菌斑（plaque）将少量的噬菌体（3）空斑（plaque）

由动物病毒在宿主单层细胞培养物上形成一个与噬菌斑类似的肉眼可见的局部病损区域，称之为蚀斑或称空斑（plaque）。Dulbecco和Vogt于1953年发明了单层动物细胞上的病毒空斑计数法，可进行有活性的动物病毒粒子的计数。（3）空斑（plaque）由动物病毒在宿主单五、病毒的核酸

核酸构成了病毒的基因组（genome），是病毒粒中最重要的成分，具有遗传信息的载体和传递体的作用。五、病毒的核酸核酸构成了病毒的基因组（gen①是DNA还是RNA；②是单链（ss，singlestrand）结构还是双链（ds，doublestrand）结构；③呈线状还是环状；④是闭环还是缺口环；⑤基因组是单分子、双分子、三分子还是多分子。⑥核酸的碱基（b，base）或碱基对（basepair，bp）数，以及核苷酸序列等。病毒核酸的类型可从以下几点来区分：病毒核酸的种类是病毒系统分类中最可靠的分子基础①是DNA还是RNA；病毒核酸的类型可从以下几点来区分：病毒TransmissionElectronMicrographofHerpessimpleVirusesTransmissionElectronMicrograTobaccomosaicvirus(TMV)Tobaccomosaicvirus(TMV)TransmissionElectronMicrographofHIV-1StainedtoShowSurfaceGlycoproteinsTransmissionElectronMicrograTransmissionElectronMicrographofHIV-1Thenucleocapsid(arrows)canbeseenwithintheenvelope.

TransmissionElectronMicrograAdenovirusAdenovirus复合对称的病毒粒子T4Bacteriophage复合对称的病毒粒子T4Bacteriophage有囊膜的病毒粒子Fig.4:VirusObtainingItsEnvelopefromHostCellMembranebyBudding有囊膜的病毒粒子Fig.4:VirusObtaininTransmissionElectronMicrographofHIV-1BuddingfromaHostCell

TransmissionElectronMicrograPhageT4infectingitshostE.colicell

PhageT4infectingitshostE.ElectronMicrographofaT-evenBacteriophagewithaContractileSheathA=normalbacteriophage;B=bacteriophageaftercontractionofsheathElectronMicrographofaT-eve

六、病毒及其繁殖方式

（一）原核生物的病毒——噬菌体

噬菌体：是病毒中的一种，一般把侵染细菌、放线菌的病毒叫噬菌体。（把侵染真菌的病毒叫噬真菌体）噬菌体在自然界广泛存在，在1995年发表的ICTV的病毒分类与命名第六次报告中共报道了4000余种，分别划归为49个病毒科。据Bradley(1967)归纳，噬菌体共有六类形态。六、病毒及其繁殖方式

（一）原核生物的病毒——噬菌细菌噬菌体的多形性（源于RichardRobarts对加拿大萨斯卡通市盐湖噬菌体研究的照片。）细菌噬菌体的多形性（源于RichardRobarts对加1.噬菌体的繁殖（略，见上一章）噬菌体的繁殖一般分为5个阶段，即①吸附

②侵入③增殖（复制与生物合成）

④成熟（装配）

⑤裂解（释放）1.噬菌体的繁殖（略，见上一章）噬菌体的繁殖一般分为

在人类、哺乳动物、禽类、两栖类、爬行类和鱼类等各种脊椎动物中，广泛存在着相应的病毒。与人类健康有关的病毒超过300种，与其他脊椎动物有关的病毒超过900种。（二）人类和脊椎动物病毒在人类、哺乳动物、禽类、两栖类、爬行类和鱼类等各种脊脊椎动物病毒繁殖1.吸附:病毒通过刺突与细胞受体特异结合吸附到寄主细胞上2.侵入:病毒被吞噬到囊泡中,囊膜破裂,病毒核酸被释放到细胞质。3.脱壳和生物合成:在病毒基因控制下,细胞合成新病毒的基本成分，核酸、衣壳粒蛋白和刺突蛋白。4.成熟装配:刺突蛋白整合到形成病毒囊膜的细胞膜中,核酸和衣壳粒蛋白装配成核衣壳。5.释放:有囊膜病毒以出芽方式离开细胞膜,携带着含刺突的囊膜。成熟的病毒粒子具侵染性。脊椎动物1.吸附:病毒通过刺突与细胞受体特异结合吸附到寄主细1）裸露病毒核酸直接穿入2）有囊膜病毒以膜融合方式进入3）有囊膜病毒以吞噬作用进入动物病毒侵入方式1）裸露病毒核酸直接穿入2）有囊膜病毒以膜融合方式进入3）有病毒增殖的细胞效应损伤：

1、无包膜病毒：阻断或抑制细胞正常代谢，裂解细胞；

2、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胞融合而致细胞损伤等。病毒增殖的细胞效应损伤：2、产生原因：（1）第一种病毒感染细胞后使细胞表面受体或代谢途径发生变化；（2）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（干扰素,interferon,IFN）干扰现象(interference)：

1、概念：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象，即干扰现象。2、产生原因：干扰现象(interference)：病毒的不全增殖和缺损病毒

细胞内的病毒感染，并不必然产生成熟的子代病毒，细胞内合成的病毒成分有时不能装配成完整的病毒粒子，这种现象称为不全增殖。这类不能形成成熟病毒粒子的病毒称为缺损病毒。病毒的不全增殖和缺损病毒细胞内的病毒感染，并不必然产顿挫感染（abortiveinfection）

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。顿挫感染（abortiveinfection）1.常见的病毒病

Eg.流行性感冒肝炎麻疹腮腺炎脊髓灰质炎疱疹流行性乙型脑炎狂犬病艾滋病等1.常见的病毒病Eg.流行性感冒2.肿瘤

在人类的恶性肿瘤中，约有15％~20%是由于病毒的感染而诱发的。1933年理查德·毕肖普（RichardBishope）发现了第一个DNA肿瘤病毒即兔乳头瘤病毒。2.肿瘤在人类的恶性肿瘤中，约有15％~20%是由于1953年路德维克·格罗斯（LudwikGross）等分离到一种能引起多类组织（腮腺、肾、骨、乳腺）发生肿瘤的病毒，称之为多瘤病毒。这种多瘤病毒不仅可引起小鼠和田鼠患肿瘤，还可引起兔、海猪、黄鼠狼等动物患肿瘤。1953年路德维克·格罗斯（Ludwik

研究表明，至少有3种病毒与人类肿瘤的密切关系。流行病学家估计大约有15%的人类癌症源于病毒感染。肝炎病毒（HBV、HCV）与肝细胞癌；爱泼斯坦－巴尔病毒（EBV）与伯基特（Burkitt）淋巴瘤、鼻咽癌；人乳头瘤病毒（HPV）与宫颈癌。研究表明，至少有3种病毒与人类肿瘤的密切关系1980年曾发现人类嗜T细胞病毒（HTLV）与人类某些淋巴细胞性白血病的关系，使人类肿瘤病毒病因学获得巨大突破。白血病患者血液中的癌细胞（三个颜色深的）1980年曾发现人类嗜T细胞病毒（HTLV3.禽、畜等动物的病毒病普遍且危害严重。Eg.猪瘟、牛瘟、口蹄疫、马传染性病毒病、兔的乳头状瘤、鸡瘟、鸡新城疫和劳氏肉瘤等。3.禽、畜等动物的病毒病普遍且危害严重。Eg.猪瘟、牛瘟、鸡新城疫兔病毒性出血症鸡新城疫兔病毒性出血症

世界上已证实的人畜共患病约有200种，其中较重要的有89种，病毒病27种。人畜共患病（zoonosis）人类和脊椎动物之间自然传播的疾病和感染。Eg.流行性乙型脑炎、口蹄疫、西部马脑炎、委内瑞拉马脑炎、狂犬病、禽流感等。世界上已证实的人畜共患病约有200种，其中较重要的有禽流感（Avianinfluenza）是由A型流感病毒引起的一种禽类感染或疾病综合症，极易在禽鸟间散播，可引致家禽大量死亡，对家禽业带来不可估量的破坏。1997年，香港发生全世界第一宗人类受H5型禽流感感染病例，原本只影响鸡的病毒亦令人类患病。受影响的人数为18人，其中6人死亡。禽流感1997年，香港发生全世界第一宗人类受

口蹄疫是由口蹄疫病毒感染引起的偶蹄动物共患的急性、热性、接触性传染病，最易感染的动物是黄牛、水牛、猪、羊、鹿等。

患口蹄疫的动物会出现发热、跛行和在皮肤与皮肤黏膜上出现泡状斑疹等症状。人一旦受到口蹄疫病毒传染，经过2－18天的潜伏期后突然发病，表现为发烧，口腔干热，唇、齿龈、舌边、颊部、咽部潮红，出现水疱（手指尖、手掌、脚趾），同时伴有头痛、恶心、呕吐或腹泻。口蹄疫是由口蹄疫病毒感染引起的偶蹄动物共患的很多能有效杀菌的消毒剂、防腐剂及抗生素却不能杀灭病毒。为什么？针对病毒复制的5个步骤，你能找出一些有希望成为防止或控制病毒感染的好方法吗？作业三很多能有效杀菌的消毒剂、防腐剂及抗生素却不能杀灭病毒。为什么第二节——亚病毒类病毒(Viroid)拟病毒(Virusoid)朊病毒(Prion)亚病毒只含核酸或蛋白质一种成分的分子病原体。

第二节——亚病毒类病毒(Viroid)拟病毒(Virusoi一、类病毒（Viroid）

类病毒（viroid）是一类只含RNA一种成分、专性寄生在活细胞内的分子病原体。目前只在植物体中发现，所含核酸为裸露的环状ssRNA，其二级结构象一段末端封闭的短dsRNA分子。一、类病毒（Viroid）类病毒（viroid）是一1971年在美国工作的瑞士学者T.O.Diener在马铃薯纺锤形块茎病（potatospindletuberdisease，PSTD）中发现一条比一般病毒分子更小的10S的区带，他称它为马铃薯纺锤形块茎病类病毒（potatospindletuberviroid，PSTV），它可使马铃薯减产20～70％。1971年在美国工作的瑞士学者T.O.Diene卫星病毒（satellite），又称拟病毒（virusoids），是指一类包裹在真病毒粒中的有缺陷的类病毒。拟病毒极其微小，一般仅由裸露的RNA（300～400个核苷酸）或DNA所组成。二、卫星病毒（拟病毒，satellite）卫星病毒（satellite），又称拟病毒（virusoid

被拟病毒“寄生”的真病毒又称辅助病毒（helpervirus），拟病毒则成了它的“卫星”。

拟病毒的复制必须依赖辅助病毒的协助，同时，拟病毒也可干扰辅助病毒的复制和减轻其对宿主的病害，这可用于生物防治中。被拟病毒“寄生”的真病毒又称辅助病毒拟病毒

拟病毒首次于1981年在绒毛烟（Nicotianavelutina）的斑驳病毒（velvettobaccomottlevirus，VTMoV）中分离到。

VTMoV是一种二十面体病毒，其核心中含有大分子线状ssRNA（RNA-1）、环状ssRNA（RNA-2）和线状ssRNA（RNA-3）,后两者为拟病毒。实验证明，只有当RNA-1（辅助病毒）与RNA-2或RNA-3（拟病毒）合在一起时才能感染宿主。拟病毒首次于1981年在绒毛烟（Nicotiana植物病毒中的拟病毒Eg.苜蓿暂时性条斑病毒（LTSV）、莨菪斑驳病毒（SNMV）、地下三叶草斑驳病毒（SCMoV）。动物病毒中的拟病毒Eg.丁型肝炎病毒（hepatitisDvirus）,

它的宿主是乙型肝炎病毒（HBV）植物病毒中的拟病毒动物病毒中的拟病毒三、朊病毒（Prion）

朊病毒（prion，virino）又称“普列昂”或蛋白质侵染因子（prion，是proteininfection的缩写），是一类不含核酸的传染性蛋白质分子，因能引起宿主体内现成同类蛋白质分子发生与其相似构象变化，从而可使宿主致病。三、朊病毒（Prion）朊病毒（prion，vhot

朊病毒由美国学者S.B.Prusiner于1982年研究羊骚痒病时发现的。由于其意义重大，故他于1997年获得了诺贝尔奖。

至今已发现与哺乳动物脑部相关的10余种疾病都是由朊病毒所引起的。这类疾病的共同特征是潜伏期长，对中枢神经的功能有严重影响。hot朊病毒由美国学者S.B.Prusiner于link1人的库鲁病(kuru)、克雅氏病(CreutzfeldtJakobdisease,CJD)等羊搔痒症(scrapie)牛海绵状脑病(spongiformencephalopathy)link1人的库鲁病(kuru)、羊搔痒症(scrapie)

朊病毒是一类小型蛋白质颗粒，约由250个氨基酸组成，大小仅为最小病毒的1％，而且毒性很强。朊病毒与真病毒的主要区别①呈淀粉样颗粒状②无免疫原性③无核酸成分④由宿主细胞内的基因编码⑤抗逆性强，能耐杀菌剂（甲醛）和高温（经120～130℃处理4h后仍具感染性）朊病毒是一类小型蛋白质颗粒，约由250个氨基酸组成，

朊病毒的发病机制正常的蛋白质：PrPc异常的蛋白质：PrPsc

存在于宿主细胞内的一些正常形式的细胞朊蛋白（PrPc）受到致病朊蛋白（PrPsc）的影响而发生相应的构象变化，发生了错误的折叠后变成了PrPsc，从而使宿主致病。PrPc和PrPsc均来源于宿主中同一编码基因，并具有相同的氨基酸序列，所不同的是二者空间三维结构。朊病毒的发病机制正常的蛋白质：PrPc存在对PrPc和PrPsc

两种蛋白质做结构分析。都是由相同的208个氨基酸残基组成的疏水性很强糖蛋白。PrPsc入侵后把脑细胞中原来就有的PrPc“带坏”正常：PrPc异常：PrPscPrPc

和PrPsc

在高级结构上有巨大差别对PrPc和PrPsc两种蛋白质做结构分析。PrP脑组织样品中的淀粉样蛋白斑免疫荧光技术观察到的病原粒子脑组织样品中的淀粉样蛋白斑免疫荧光技术观察到的病原粒子Prusiner(1982)提出羊搔痒病因子是一种蛋白质侵染颗粒（proteinaceousinfectiousparticle），并将之称做Prion。

-------朊病毒1997年，StanleyB.Prusiner荣获诺贝尔奖Prusiner(1982)提出羊搔痒病因子是一种蛋白质侵疯牛病(Mad

Cow

Disease)正式名称是牛脑部海绵状病

(Bovine

Spongiforn

Encephalopathy)(BSE)属于传染性海绵质脑病中的一种，1985年在英国奶牛中首次发现,1996年3月20日，英国卫生部长杜瑞尔（StephenDorrell）于众议院宣布，疯牛病可因食用牛肉而传播给人，引起全世界的广泛关注和不安。疯牛病的“罪魁祸首”—朊病毒疯牛病(Mad

Cow

Disease)疯牛病的“罪新几内亚的美丽海岸

库鲁病(kuru)新几内亚的美丽海岸库鲁病(kuru)我吃你，好吗？我吃你，好吗？盖达塞克证实了kuru病是一种传染病，而且能跨物种传播，获1976年诺贝尔生理学或医学奖。盖达塞克证实了kuru病是一种传染本章小结1.

病毒是侵害各种生物的分子病原体真病毒亚病毒类病毒拟病毒朊病毒非细胞生物本章小结1.病毒是侵害各种生物的分子病原体真病毒类病毒非细2.

病毒的基本结构衣壳（蛋白质外壳）核心（核酸）DNA：DNA病毒RNA：RNA病毒只含有其中一种核酸核衣壳2.病毒的基本结构衣壳（蛋白质外壳）核心（核酸）DNA：D3.

病毒的形态对称体制螺旋对称二十面体对称复合对称3.病毒的形态对称体制4.

病毒的繁殖过程（T偶数噬菌体为例）一般分为5个阶段，即①吸附

②侵入

③增殖（复制与生物合成）

④成熟（装配）

⑤裂解（释放）4.病毒的繁殖过程（T偶数噬菌体为例）一般分为5个阶段，即6.

亚病毒的发现、种类和意义类病毒拟病毒朊病毒亚病毒6.亚病毒的发现、种类和意义类病毒亚病毒第四章病毒学概论一、真病毒二、亚病毒第四章病毒学概论一、真病毒

某天早上醒来，你感到头在抽痛，然后背也开始疼痛，发烧、恶心、呕吐接踵而来。全身皮肤开始出现血斑，血液无法正常凝固。现在，你的大脑、肾脏、呼吸道和消化道开始出血。你呕吐出大量的血的同时，血和组织从直肠直泻而下。这是，你离死亡很可能只有几个小时了。某天早上醒来，你感到头在抽痛，然后背也开始疼病毒（Virus）是在19世纪末才被发现的一类微小病原体。第一节病毒病毒（Virus）是在19世纪末才被发现的一类微小病原体。第一、病毒的发现和研究历史

早在1566年就有了关于疯狗咬人致病，即狂犬病的记载，并发现它能够传染给其它许多动物。

另一种病毒病软疣的报告，这张1841年的手绘图就是一个证据。一、病毒的发现和研究历史早在1566年就有了

第一个记载的植物病毒病当属郁金香碎色花病，至今荷兰阿姆斯特丹的博物馆还保存着一张1619年荷兰画家的一幅得病的郁金香静物画。

一枚得病的郁金香球茎可换来一头牛、一头猪或羊，甚至成吨的谷物或上千磅的奶酪。

第一个记载的植物病毒病当属郁金香碎色花病，至1886年，A.Mayer发现具有传染性的烟草花叶病1892年，D.Ivanovsky烟草花叶病病原体能通过细菌滤器：一种能通过细菌滤器的“细菌毒素”或“极小的细菌”1886年，A.Mayer发现具有传染性的烟草花叶病181898年，MWBeijerinck对烟草花叶病病原体的研究结果：

能通过细菌滤器；可被乙醇沉淀而不失去其感染性；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胞中生活。1935：美国斯坛莱从烟草花叶病病叶中提取出了病毒结晶，又证实了结晶中含核酸和蛋白质两种成分，而只有核酸具感染和复制能力，并因此而或诺贝尔奖。1952：Hershey和Chase证实噬菌体的遗传物质仅仅是DNA,开创了病毒分子生物学。1971后：陆续发现了各种亚病毒——类病毒、朊病毒、和拟病毒。1898年，MWBeijerinck对烟草花叶病病原体的极大地丰富了现代生物学（微生物学、分子生物学、分子遗传学）的理论与技术；病毒学（virulogy）

研究病毒（virus）的本质及其与宿主的相互作用的科学，是微生物学的重要分支学科。病毒学作为一个学科只有100年的历史。有效地控制和消灭人及有益生物的病毒病害；利用病毒对有害生物、特别是害虫进行生物防治；发展以基因工程为中心的生物高新技术产业；极大地丰富了现代生物学（微生物学、分子生物学、分子遗传学）的真病毒（Euvirus）非细胞生物至少含有核酸和蛋白质两种组分。亚病毒（subvirus）类病毒：只含具有独立侵染性的RNA组分拟病毒：只含不具独立侵染性的RNA组分朊病毒：只含单一蛋白质组分真病毒（Euvirus）非细胞生物至少含有核酸和蛋白质两种组二、病毒的特点和定义1.特点1）不具有细胞结构，具有一般化学大分子的特征。Eg.一些简单的病毒仅由核酸和蛋白质外壳（coat）构成，故可把它们视为核蛋白分子。2）一种病毒的毒粒内只含有一种核酸，DNA或者RNA。朊病毒甚至仅由蛋白质构成3）大部分病毒没有酶或酶系极不完全，不含催化能量代谢的酶，不能进行独立的代谢作用。二、病毒的特点和定义1.特点1）不具有细胞结构，具有一般4）严格的活细胞内寄生，没有自身的核糖体，没有个体生长，也不进行二均分裂，必须依赖宿主细胞进行自身的核酸复制，形成子代。

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，然后由这些新合成的病毒组分装配（assembly）成子代毒粒，并以一定方式释放到细胞外。病毒的这种特殊繁殖方式称做复制（replication）。5）个体微小，在电子显微镜下才能看见。6）对大多数抗生素不敏感，对干扰素敏感。例如利福平可抑制痘病毒复制7）在离体条件下，能以无生命的生物大分子状态存在，并可长期保持其侵染活力。8）有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中，并诱发潜伏性感染。4）严格的活细胞内寄生，没有自身的核糖体，没有个体生长，也不病毒（virus)是一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的超显微“非细胞生物”，其本质是一种只含DNA和RNA的遗传因子。超显微的★什么是病毒？没有细胞结构的专性活细胞内寄生2.定义病毒（virus)是一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的超感染态：活细胞内专性寄生（宿主体内）非感染态：以无生命的生物大分子状态长期存在，并可保持其侵染活性。（离体条件下）病毒的两种存在状态感染态：活细胞内专性寄生（宿主体内）非感染态：以无生命的生物病毒几乎可以感染所有的细胞生物，并具有宿主特异性噬菌体（phage）植物病毒（plantviruses）动物病毒（animalviruses）三、病毒的宿主范围病毒几乎可以感染所有的细胞生物，并具有宿主特异性噬菌体（ph四、病毒的形态结构和大小

（一）病毒的大小

绝大多数的病毒都是能通过细菌过滤器的微小颗粒，直径在20～200nm的范围内，必须在电镜下观察。最大病毒d=200nm的牛痘苗病毒（smallpox）；最小病毒之一d=28nm的脊髓灰质炎病毒（poliovirus）；四、病毒的形态结构和大小

（一）病毒的大小

病毒是一类非细胞生物，故称之为病毒粒或病毒体（virion），有时也称病毒颗粒或病毒粒子（virusarticle），专指成熟的、结构完整的和有感染性的单个病毒。（二）病毒的形态结构病毒是一类非细胞生物，故称之为（二）病球形颗粒(或称拟球形颗粒)杆状颗粒复杂形状颗粒（如蝌蚪状，卵形）毒粒的形状球形颗粒(或称拟球形颗粒)杆状颗粒复杂形状颗粒（如蝌蚪状，卵采用各种电镜技术观察病毒粒的形态结构口疮病毒(接触性脓疱皮炎病毒)（负染技术）埃博拉病毒（正染技术）痘苗病毒（投影技术）采用各种电镜技术观察病毒粒的形态结构口疮病毒(接触性脓疱皮炎各种毒粒的大小、形态差异很大烟草花叶病毒细菌M13噬菌体细菌T4噬菌体大肠杆菌细菌f2、MS2噬菌体脊髓灰质炎病毒牛痘病毒腺病毒衣原体人血红细胞各种毒粒的大小、形态差异很大烟草花叶病毒细菌M13噬菌体细菌★病毒长什么样子？病毒的基本结构衣壳（蛋白质外壳）核心（核酸）DNA：DNA病毒(如天花病毒、腺病毒等)RNA：RNA病毒(如HIV、脊髓灰质炎病毒等)只含有其中一种核酸核衣壳1.典型病毒粒的构造★病毒长什么样子？病毒的基本结构衣壳（蛋白质外壳）核心（核酸核心（core）或基因组（genome）位于病毒中心的核酸。衣壳（capsid）：包围在核心周围的蛋白质，由蛋白质亚基按对称的形式、有规律地排列而成，是病毒粒的主要支架结构和抗原成分，有保护核酸等作用。由许多在电镜下可辨别的形态学亚单位——衣壳粒（capsomere或capsomer）所构成。有些较复杂的病毒（一般为动物病毒，如流感病毒、疱疹病毒、狂犬病毒、水泡性口膜炎病毒、以及小麦丛矮病毒等），其核衣壳外还被一层含蛋白质或糖蛋白的类脂双层膜覆盖着，这层膜称为包膜（囊膜，envelope）。囊膜上还长有很多管状突起物——刺突（spike）等附属物。核心（core）或基因组（genome）衣壳（capsid）对称体制螺旋对称二十面体对称复合对称有包膜无包膜杆状：烟草花叶病毒（TMV）等丝状：大肠杆菌的f1、fd、M13等卷曲状：正粘病毒（流感病毒）等弹状：狂犬病毒，水泡性口膜炎病毒等无包膜有包膜：疱疹病毒大型：腺病毒等小型：脊髓灰质炎病毒，

φX174噬菌体等无包膜：大肠杆菌的T偶数噬菌体（蝌蚪状）等有包膜：痘病毒（砖块状）2.病毒粒的对称体制对称体制螺旋对称二十面体对称复合对称有包膜无包膜杆状：烟草花

病毒粒大量聚集并使宿主细胞发生病变时，就形成了具有一定形态、构造并能用光镜加以观察和识别的特殊“群体”，称之为包涵体（inclusionbody）

。3.病毒的群体形态（1）包涵体（inclusionbody）

病毒粒大量聚集并使宿主细胞发生病变时，就形成也有在细胞质和细胞核内都存在的类型。包涵体多数位于细胞质内，具嗜酸性；少数位于细胞核内，具嗜碱性；也有在细胞质和细胞核内都存在的类型。包涵体多数位于细胞质内，包涵体的类型①是病毒的聚集体③是病毒蛋白和与病毒感染有关的蛋白④非病毒性包涵体②大多数由动物病毒引起的包涵体，是病毒的合成部位。包涵体的本质—---大多数是病毒粒子组成的，少数是细胞对病毒的反应。包涵体的类型①是病毒的聚集体③是病毒蛋白和与病毒感染有关的蛋病毒包涵体的应用①用于病毒病的诊断②用于生物防治病毒包涵体的应用①用于病毒病的诊断②用于生物防治（2）噬菌斑（plaque）

将少量的噬菌体与大量的宿主细胞的混合液与45℃左右的琼脂培养基在培养皿中充分混匀，铺平后培养10小时左右，肉眼可见一个个透亮不长菌的小圆斑，即为噬菌斑（plaque），是由噬菌体在菌苔上形成的“负菌落”。概念：噬菌斑是指在宿主细菌的菌苔上，噬菌体使菌体裂解而形成的空斑。（2）噬菌斑（plaque）将少量的噬菌体（3）空斑（plaque）

由动物病毒在宿主单层细胞培养物上形成一个与噬菌斑类似的肉眼可见的局部病损区域，称之为蚀斑或称空斑（plaque）。Dulbecco和Vogt于1953年发明了单层动物细胞上的病毒空斑计数法，可进行有活性的动物病毒粒子的计数。（3）空斑（plaque）由动物病毒在宿主单五、病毒的核酸

核酸构成了病毒的基因组（genome），是病毒粒中最重要的成分，具有遗传信息的载体和传递体的作用。五、病毒的核酸核酸构成了病毒的基因组（gen①是DNA还是RNA；②是单链（ss，singlestrand）结构还是双链（ds，doublestrand）结构；③呈线状还是环状；④是闭环还是缺口环；⑤基因组是单分子、双分子、三分子还是多分子。⑥核酸的碱基（b，base）或碱基对（basepair，bp）数，以及核苷酸序列等。病毒核酸的类型可从以下几点来区分：病毒核酸的种类是病毒系统分类中最可靠的分子基础①是DNA还是RNA；病毒核酸的类型可从以下几点来区分：病毒TransmissionElectronMicrographofHerpessimpleVirusesTransmissionElectronMicrograTobaccomosaicvirus(TMV)Tobaccomosaicvirus(TMV)TransmissionElectronMicrographofHIV-1StainedtoShowSurfaceGlycoproteinsTransmissionElectronMicrograTransmissionElectronMicrographofHIV-1Thenucleocapsid(arrows)canbeseenwithintheenvelope.

TransmissionElectronMicrograAdenovirusAdenovirus复合对称的病毒粒子T4Bacteriophage复合对称的病毒粒子T4Bacteriophage有囊膜的病毒粒子Fig.4:VirusObtainingItsEnvelopefromHostCellMembranebyBudding有囊膜的病毒粒子Fig.4:VirusObtaininTransmissionElectronMicrographofHIV-1BuddingfromaHostCell

TransmissionElectronMicrograPhageT4infectingitshostE.colicell

PhageT4infectingitshostE.ElectronMicrographofaT-evenBacteriophagewithaContractileSheathA=normalbacteriophage;B=bacteriophageaftercontractionofsheathElectronMicrographofaT-eve

六、病毒及其繁殖方式

（一）原核生物的病毒——噬菌体

噬菌体：是病毒中的一种，一般把侵染细菌、放线菌的病毒叫噬菌体。（把侵染真菌的病毒叫噬真菌体）噬菌体在自然界广泛存在，在1995年发表的ICTV的病毒分类与命名第六次报告中共报道了4000余种，分别划归为49个病毒科。据Bradley(1967)归纳，噬菌体共有六类形态。六、病毒及其繁殖方式

（一）原核生物的病毒——噬菌细菌噬菌体的多形性（源于RichardRobarts对加拿大萨斯卡通市盐湖噬菌体研究的照片。）细菌噬菌体的多形性（源于RichardRobarts对加1.噬菌体的繁殖（略，见上一章）噬菌体的繁殖一般分为5个阶段，即①吸附

②侵入③增殖（复制与生物合成）

④成熟（装配）

⑤裂解（释放）1.噬菌体的繁殖（略，见上一章）噬菌体的繁殖一般分为

在人类、哺乳动物、禽类、两栖类、爬行类和鱼类等各种脊椎动物中，广泛存在着相应的病毒。与人类健康有关的病毒超过300种，与其他脊椎动物有关的病毒超过900种。（二）人类和脊椎动物病毒在人类、哺乳动物、禽类、两栖类、爬行类和鱼类等各种脊脊椎动物病毒繁殖1.吸附:病毒通过刺突与细胞受体特异结合吸附到寄主细胞上2.侵入:病毒被吞噬到囊泡中,囊膜破裂,病毒核酸被释放到细胞质。3.脱壳和生物合成:在病毒基因控制下,细胞合成新病毒的基本成分，核酸、衣壳粒蛋白和刺突蛋白。4.成熟装配:刺突蛋白整合到形成病毒囊膜的细胞膜中,核酸和衣壳粒蛋白装配成核衣壳。5.释放:有囊膜病毒以出芽方式离开细胞膜,携带着含刺突的囊膜。成熟的病毒粒子具侵染性。脊椎动物1.吸附:病毒通过刺突与细胞受体特异结合吸附到寄主细1）裸露病毒核酸直接穿入2）有囊膜病毒以膜融合方式进入3）有囊膜病毒以吞噬作用进入动物病毒侵入方式1）裸露病毒核酸直接穿入2）有囊膜病毒以膜融合方式进入3）有病毒增殖的细胞效应损伤：

1、无包膜病毒：阻断或抑制细胞正常代谢，裂解细胞；

2、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胞融合而致细胞损伤等。病毒增殖的细胞效应损伤：2、产生原因：（1）第一种病毒感染细胞后使细胞表面受体或代谢途径发生变化；（2）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（干扰素,interferon,IFN）干扰现象(interference)：

1、概念：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象，即干扰现象。2、产生原因：干扰现象(interference)：病毒的不全增殖和缺损病毒

细胞内的病毒感染，并不必然产生成熟的子代病毒，细胞内合成的病毒成分有时不能装配成完整的病毒粒子，这种现象称为不全增殖。这类不能形成成熟病毒粒子的病毒称为缺损病毒。病毒的不全增殖和缺损病毒细胞内的病毒感染，并不必然产顿挫感染（abortiveinfection）

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。顿挫感染（abortiveinfection）1.常见的病毒病

Eg.流行性感冒肝炎麻疹腮腺炎脊髓灰质炎疱疹流行性乙型脑炎狂犬病艾滋病等1.常见的病毒病Eg.流行性感冒2.肿瘤

在人类的恶性肿瘤中，约有15％~20%是由于病毒的感染而诱发的。1933年理查德·毕肖普（RichardBishope）发现了第一个DNA肿瘤病毒即兔乳头瘤病毒。2.肿瘤在人类的恶性肿瘤中，约有15％~20%是由于1953年路德维克·格罗斯（LudwikGross）等分离到一种能引起多类组织（腮腺、肾、骨、乳腺）发生肿瘤的病毒，称之为多瘤病毒。这种多瘤病毒不仅可引起小鼠和田鼠患肿瘤，还可引起兔、海猪、黄鼠狼等动物患肿瘤。1953年路德维克·格罗斯（Ludwik

研究表明，至少有3种病毒与人类肿瘤的密切关系。流行病学家估计大约有15%的人类癌症源于病毒感染。肝炎病毒（HBV、HCV）与肝细胞癌；爱泼斯坦－巴尔病毒（EBV）与伯基特（Burkitt）淋巴瘤、鼻咽癌；人乳头瘤病毒（HPV）与宫颈癌。研究表明，至少有3种病毒与人类肿瘤的密切关系1980年曾发现人类嗜T细胞病毒（HTLV）与人类某些淋巴细胞性白血病的关系，使人类肿瘤病毒病因学获得巨大突破。白血病患者血液中的癌细胞（三个颜色深的）1980年曾发现人类嗜T细胞病毒（HTLV3.禽、畜等动物的病毒病普遍且危害严重。Eg.猪瘟、牛瘟、口蹄疫、马传染性病毒病、兔的乳头状瘤、鸡瘟、鸡新城疫和劳氏肉瘤等。3.禽、畜等动物的病毒病普遍且危害严重。Eg.猪瘟、牛瘟、鸡新城疫兔病毒性出血症鸡新城疫兔病毒性出血症

世界上已证实的人畜共患病约有200种，其中较重要的有89种，病毒病27种。人畜共患病（zoonosis）人类和脊椎动物之间自然传播的疾病和感染。Eg.流行性乙型脑炎、口蹄疫、西部马脑炎、委内瑞拉马脑炎、狂犬病、禽流感等。世界上已证实的人畜共患病约有200种，其中较重要的有禽流感（Avianinfluenza）是由A型流感病毒引起的一种禽类感染或疾病综合症，极易在禽鸟间散播，可引致家禽大量死亡，对家禽业带来不可估量的破坏。1997年，香港发生全世界第一宗人类受H5型禽流感感染病例，原本只影响鸡的病毒亦令人类患病。受影响的人数为18人，其中6人死亡。禽流感1997年，香港发生全世界第一宗人类受

口蹄疫是由口蹄疫病毒感染引起的偶蹄动物共患的急性、热性、接触性传染病，最易感染的动物是黄牛、水牛、猪、羊、鹿等。

患口蹄疫的动物会出现发热、跛行和在皮肤与皮肤黏膜上出现泡状斑疹等症状。人一旦受到口蹄疫病毒传染，经过2－18天的潜伏期后突然发病，表现为发烧，口腔干热，唇、齿龈、舌边、颊部、咽部潮红，出现水疱（手指尖、手掌、脚趾），同时伴有头痛、恶心、呕吐或腹泻。口蹄疫是由口蹄疫病毒感染引起的偶蹄动物共患的很多能有效杀菌的消毒剂、防腐剂及抗生素却不能杀灭病毒。为什么？针对病毒复制的5个步骤，你能找出一些有希望成为防止或控制病毒感染的好方法吗？作业三很多能有效杀菌的消毒剂、防腐剂及抗生素却不能杀灭病毒。为什么第二节——亚病毒类病毒(Viroid)拟病毒(Virusoid)朊病毒(Prion)亚病毒只含核酸或蛋白质一种成分的分子病原体。

第二节——亚病毒类病毒(Viroid)拟病毒(Virusoi一、类病毒（Viroid）

类病毒（viroid）是一类只含RNA一种成分、专性寄生在活细胞内的分子病原体。目前只在植物体中发现，所含核酸为裸露的环状ssRNA，其二级结构象一段末端封闭的短dsRNA分子。一、类病毒（Viroid）类病毒（viroid）是一1971年在美国工作的瑞士学者T.O.Diener在马铃薯纺锤形块茎病（potatospindletuberdisease，PSTD）中发现一条比一般病毒分子更小的10S的区带，他称它为马铃薯纺锤形块茎病类病毒（potatospindletuberviroid，PSTV），它可使马铃薯减产20～70％。1971年在美国工作的瑞士学者T.O.Diene卫星病毒（satellite），又称拟病毒（virusoids），是指一类包裹在真病毒粒中的有缺陷的类病毒。拟病毒极其微小，一般仅由裸露的RNA（300～400个核苷酸）或DNA所组成。二、卫星病毒（拟病毒，satellite）卫星病毒（satellite），又称拟病毒（virusoid

被拟病毒“寄生”的真病毒又称辅助病毒（helpervirus），拟病毒则成了它的“卫星”。

拟病毒的复制必须依赖辅助病毒的协助，同时，拟病毒也可干扰辅助病毒的复制和减轻其对宿主的病害，这可用于生物防治中。被拟病毒“寄生”的真病毒又称辅助病毒拟病毒

拟病毒首次于1981年在绒毛烟（Nicotianavelutina）的斑驳病毒（velvettobaccomottlevirus，VTMoV）中分离到。

VTMoV是一种二十面体病毒，其核心中含有大分子线状ssRNA（RNA-1）、环状ssRNA（RNA-2）和线状ssRNA（RNA