医学微生物学 07病毒

病毒大学医学院微生物学与免疫学教研室1前言1.病毒是生命吗？

2.人类的传染病约有75%是由病毒引起的。

有些病毒传染性强，流行广泛，且无有效药物治疗。引起的感染类型多。有的病毒与肿瘤和自身免疫病的发生密切相关。2什么是生命?复制、增殖；获得和利用能量；出生、生长及死亡；对外界刺激的反应。病毒特点体积微小可通过除菌滤器结构简单只含一种类型的核酸专性细胞内寄生对抗生素不敏感对干扰素敏感3一、病毒的大小与形态病毒体（virion）：完整的成熟的病毒颗粒，使细胞外的结构形式，具有典型的形态结构，并有感染性。病毒大小：非常小，必须借助电子显微镜观察，介于20~250nm。4病毒大小5各种病毒及大小比例6二、病毒的结构和化学组成（一）病毒的结构（二）病毒的化学组成与功能7（一）病毒的结构1.核心(core)：DNA或RNA。2.衣壳(capsid)：蛋白质。

二者构成核衣壳(nucleocapsid)3.包膜(envelope)：某些病毒具有。含有宿主胞膜或核膜的化学成分。无包膜病毒体称裸露病毒。

(nakedvirus)82.衣壳组成亚单位：形态亚单位：壳粒化学亚单位：组成壳粒的多肽分子据壳粒数目和排列不同分：螺旋对称型(helicalsymmetry)20面体对称或立体对称型(icosahedralsymmetry,orcubinsymmetry)复合对称型(complexsymmetry)作用：有抗原性保护核酸介导病毒进入宿主细胞包膜virusmov9螺旋对称型1020面体对称11复合对称型123.包膜某些病毒以出芽方式释放时披载的一层膜，故含有宿主胞膜或核膜成分。133.包膜刺突(spike)：有些包膜表面的蛋白质性的钉状突起。作用：维护病毒体结构的完整性；辅助病毒感染；具有病毒种、型特异性，可用来对病毒鉴定、分型；构成病毒体表面抗原，与致病性和免疫性密切相关；14包膜15包膜163.包膜HIV颗粒以出芽方式从淋巴细胞内释放的扫描电镜照片HIV的电脑模拟图17（二）病毒的化学组成和功能核酸蛋白质脂类和糖：病毒体的脂类主要存在于包膜中。可通过脂溶剂去除包膜，使病毒失去感染性。返回181.核酸为病毒的核心，化学成分为DNA或RNA。故分为DNA和RNA病毒。核酸具有多样性（线型或环型、单链或双链）。核酸构成病毒的基因组，是主导病毒的感染、增殖、遗传和变异的物质基础。功能：病毒复制决定病毒的特性具有感染性（感染性核酸）192.蛋白质均由病毒的基因组编码，具有病毒的特异性。结构蛋白衣壳蛋白：由多肽亚单位组成，抗原性强。包膜蛋白：属糖蛋白。基质蛋白：连接衣壳蛋白和包膜蛋白。非结构蛋白：由病毒的基因组编码，但不参与病毒体构成部分的病毒蛋白多肽。202.蛋白质功能：保护病毒核酸参与感染过程具有抗原性

21三、病毒的增殖（一）复制周期（二）异常增殖与干扰现象22（一）复制周期1.病毒的复制方式为自我复制，即以病毒核酸分子为模板进行复制的方式。2.复制周期：从病毒进入宿主细胞开始，经过基因组复制，到最后释放出子代病毒的过程。23（一）复制周期吸附穿入脱壳生物合成组装、成熟和释放1.双链DNA病毒2.单链DNA病毒3.单正链RNA病毒4.单负链RNA病毒5.双链RNA病毒6.反转录病毒24吸附(adsorption)病毒与细胞的静电结合（非特异性吸附）：非特异性的，可逆的。宿主细胞表面受体与病毒表面结构的特异性结合：特异性的，不可逆的。病毒组织亲嗜性25穿入(penetration)动物病毒的主要穿入方式：吞饮(endocytosis)：病毒与细胞表面结合后内凹入细胞，胞膜内陷形式类似吞噬泡。无包膜病毒多为此方式。融合(fusion)：病毒包膜与细胞膜密切接触，在融合蛋白的催化下，融合孔开口，病毒包膜与胞膜融合，将病毒的核衣壳释放至细胞内。有包膜病毒以此方式穿入细胞。噬菌体为核酸直接进入细菌细胞内。261.吞饮(endocytosis)272.融合(fusion)28噬菌体穿入细菌29脱壳(uncoating)多数病毒穿入后，随即有细胞溶酶体酶作用，使衣壳蛋白水解，释放出基因组核酸。痘病毒分两步脱壳：溶酶体酶脱去外壳蛋白病毒编码的脱壳酶脱去内层衣壳。流感病毒的RNA在蛋白衣壳内时即可进行转录。返回30脱壳(uncoating)31生物合成(Biosynthesis)生物合成：即病毒利用宿主细胞提供的低分子物质大量合成病毒核酸和结构蛋白。隐蔽期：用血清学方法和电镜检查宿主细胞，在生物合成阶段找不到病毒颗粒，故称为隐蔽期。实质是在病毒基因控制下进行病毒核酸和蛋白质合成的阶段。32生物合成(Biosynthesis)331.双链DNA病毒(dsDNA)转录早期mRNA及翻译早期蛋白：早期蛋白主要用于合成子代DNA分子，主要包括依赖DNA的DNA聚合酶等。转录晚期mRNA及翻译结构蛋白：结构蛋白主要为衣壳蛋白。

胞核内合成DNA，胞质内合成病毒蛋白，痘病毒例外。341.双链DNA病毒双链DNA病毒早期mRNA早期蛋白依赖DNA的RNA聚合酶

胞核（转录）胞质核糖体（翻译）合成子代DNA亲代DNA半保留复制晚期mRNA结构蛋白转录翻译352.单链DNA病毒(ssDNA)亲代DNA单链互补DNA链DNA聚合酶+dsDNA子代ssDNA转录mRNA合成蛋白质363.单正链RNA病毒(+ssRNA)这类病毒本身就具有mRNA的功能亲代单正链RNA早期蛋白（依赖RNA的RNA聚合酶）核糖体（翻译）转录互补负链RNA双链(+)RNA+-翻译晚期蛋白（结构蛋白）转录子代+ssRNA374.单负链RNA病毒(-ssRNA)亲代-ssRNA依赖RNA的RNA聚合酶转录互补+ssRNARNA复制中间型+ssRNA其中互补子代-ssRNA病毒结构蛋白和酶转录翻译385.双链RNA病毒(dsRNA)亲代dsRNA转录依赖RNA的RNA聚合酶mRNA翻译蛋白质负链RNA其中复制正链RNA复制新负链RNA子代RNA396.反转录病毒RNA:DNA中间体负链DNA病毒RNARNA被水解单链DNADNA聚合酶双链DNA前病毒(provirus)与宿主细胞DNA整合子代RNA转录mRNA子代病毒蛋白质翻译反转录酶40组装、成熟和释放

(assemblymaturationandrelease)除痘病毒外，DNA病毒均在细胞核内组装；RNA病毒与痘病毒在胞质内组装。有包膜病毒包膜中的脂质和糖类来自宿主细胞的细胞质膜，但疱疹病毒则来自核膜。裸露病毒和RNA病毒，组装后随宿主细胞破裂而释放；有包膜病毒和RNA病毒以出芽方式释放。巨细胞病毒通过细胞间桥或细胞融合在细胞间传播，致癌病毒基因组与宿主细胞染色体整合。41组装、成熟和释放

(assemblymaturationandrelease)42复制周期lyticmov43（二）异常增殖与干扰现象1.病毒的异常增殖顿挫感染缺陷病毒2.干扰现象441.病毒的异常增殖a.顿挫感染(abortiveinfection):顿挫感染：病毒感染宿主细胞后，不能完成完整的复制周期。非容纳细胞(non-permissivecell)容纳细胞(permissivecell)451.病毒的异常增殖b.缺陷病毒(defectivevirus):缺陷病毒：指因缺乏完整的基因组而不能复制完全或不能合成蛋白质外壳的病毒。一些为依赖宿主细胞的缺陷，即它们只能在能提供它们所缺乏的特殊遗传功能的细胞中复制；其他一些病毒只能在其缺陷被辅助病毒弥补时才能复制。辅助病毒(helpervirus)462.干扰现象(interference)干扰现象：两种病毒感染同一细胞时，可发生一种病毒抑制另一种病毒增殖的现象。可发生在异种、同种、同型甚至同株病毒之间。自身干扰现象缺陷干扰颗粒(defectiveinterferingparticle,DIP)472.干扰现象(interference)不仅在活病毒间发生，灭活病毒也能干扰活病毒。能够阻止、中断发病，也可使感染终止，导致宿主康复。构成机体非特异性免疫的一部分。对疫苗的应用方面有重要意义。48

病毒的遗传与变异49一、病毒的基因组病毒为严格细胞内寄生，是基因型的分子水平寄生。病毒成功繁殖条件病毒核酸类型：(+/-)dsDNA，(+)DNA/(-)DNA，(+/-)dsRNA，(+)RNA，(-)RNA，(+)RNA（逆转录病毒）。病毒基因中的编码序列外显子(exon)之间有重叠。病毒基因组的组成与真核细胞的基因组相似。50二、基因突变突变株(mutant)：由基因突变产生的病毒表型性状改变的毒株。条件致死性突变株(conditional-lethalM.)：只能在某种条件下增值的病毒株。如温度敏感性突变株(ts)，为生产减毒活疫苗的理想株，但须为稳定性ts变异株。28~35℃增殖37~40℃不增殖51缺陷型干扰突变株(DIM)：指因病毒基因组中碱基缺失突变引起，其所含核酸较正常病毒明显减少，并发生各种结构重排。特点：须在辅助病毒（野生株）存在时才能复制，同时干扰野生株增殖。二、基因突变52二、基因突变宿主范围突变株(hr)：病毒基因组突变后能感染野生型病毒所不能感染的细胞。耐药性突变株(drug-resistantmutant)53三、基因重组与重配当两种或两种以上病毒（有近缘关系或宿主敏感性相似的病毒）感染同一宿主细胞时，它们之间可发生：干扰现象、共同感染、基因转移与互换、基因产物的相互作用等相互作用。基因重组(generecombination)重组体(recombinants)重配(reassortment)交叉复活(crossingreactivation)多重复活(multiplicityreactivation)54基因重组及重组体55重配56重配57四、基因整合定义(geneintegration)：病毒基因组与宿主细胞基因组的重组过程。可引起病毒基因的变异及宿主细胞染色体基因的改变，导致细胞转化发生肿瘤等。58五、病毒基因产物的相互作用互补作用和加强作用两种病毒感染同一细胞时，其中一种病毒的基因产物促使另一病毒增殖。表型混合与核壳转移表型混合(phenotypicmixing)：基因产物的交换。核壳转移(transcapsidation)：无包膜病毒发生的表型混合。59表型混合60核壳转移61四、理化因素对病毒的影响物理因素温度：pH：射线和紫外线化学因素脂溶剂酚类氧化剂抗生素与中草药62五、病毒的分类分类依据：核酸的性质与结构；病毒颗粒的大小、形状；衣壳对称性和壳粒数目；有无包膜；对理化因素的敏感性；抗原性；生物学特性。63亚病毒(subvirus)类病毒(viroid)：是一种具有传染性的单链RNA病原体。它们比病毒要小，并且没有通常病毒所有的蛋白质外壳。类病毒为严格寄生物，专一性很强，通常感染高等植物，并整合到植物的细胞核内进行复制。类病毒通常通过种子或花粉传播。类病毒最早由在美国工作的瑞士学者迪纳（Diener）于1971年在马铃薯纺锤块茎病中发现。64亚病毒—类病毒类病毒结构65亚病毒—类病毒Potatospindletuberviroid(PSTV)引起的马铃薯纺锤形块茎病。66亚病毒卫星病毒(satellites)：一种引起苜蓿等植物损害的致病因子。分为两大类：可编码自身的衣壳蛋白为卫星病毒单链RNA分子，需利用辅助病毒的蛋白衣壳。与缺陷病毒不同，表现为与辅助病毒基因组间无同源性；复制时常干扰辅助病毒的增殖。67亚病毒—卫星病毒烟草坏死病毒(TNV)引起的烟叶局部坏死灶。TNV与卫星病毒(SV)共同感染引起的烟叶局部坏死灶。68亚病毒—卫星病毒此叶上部为TNV单独感染（病灶较大）；下部为TNV与SV共同感染（病灶较小）。69亚病毒朊粒(prion)：是医学生物学领域中至今尚未彻底弄清的与通常人们熟悉的病毒和类病毒都很不同的一种蛋白质传染原。大量实验说明这是一组至今未能查到任何核酸，对各种理化作用具有很强抵抗力、传染性甚强的传染性蛋白颗粒。“smallproteinaceousinfectiousparticleswhichresistinactivationbyproceduresthatmodifynucleicacids”70亚病毒—朊粒朊粒最早由美国旧金山加利