医学微生物学教学课件：第二十二章 病毒的基本性状

第二十二章

病毒的基本性状

GENERALPROPERTIESOFVIRUSES

病毒的概念体积最微小，必须用电子显微镜放大几万至几十万倍后方可观察；结构最简单，无完整的细胞结构，由蛋白质和一种核酸（RNA或DNA，为遗传物质）组成；必须在活细胞内才能显示生命活动；被列为一个独立的微生物类型，即非细胞型的微生物（acellularmicroorganism）。病毒的主要特点结构简单只含有一种类型核酸（DNA或RNA）体积最微小，能通过滤菌器专性细胞内寄生复制方式增殖对抗生素不敏感，但对干扰素敏感病毒与其他微生物的比较**-----+干扰素敏感性+++++-抗生素敏感性有性或无性二分裂二分裂二分裂二分裂复制增殖方式+--++-在人工培养基上生长DNA＋RNADNA＋RNADNA＋RNADNA＋RNADNA＋RNADNA或RNA核酸类型+++-+-有无细胞壁真核细胞原核细胞原核细胞原核细胞原核细胞非细胞结构-+-+-+通过细菌滤器(0.45μm)真菌衣原体立克次体支原体细菌病毒特性传染性强，流行广泛；病死率高；可引起持续性感染；目前尚无特效药；与肿瘤和自身免疫病有关。病毒性疾病的特点第一节病毒的大小与形态病毒体(Virion)：一个完整成熟的病毒颗粒。是病毒在细胞外的典型结构形式，具有感染性。大小**：

各种病毒体大小差别悬殊，最大病毒约300nm，如痘病毒；最小的20nm，如肠道病毒。测量单位为纳米或毫微米（nanometer,nm，为1/1000

μm），最可靠的测量方法是电子显微镜，也可用超速离心沉淀、分级超滤和X线晶体衍射等技术研究病毒大小、形态、结构和亚单位等。形态：

多数病毒为球形或近似球形，少数为杆状、丝状、弹状和砖块状，噬菌体呈蝌蚪状。

病毒的大小与形态比较示意图葡萄球菌(1000nm)痘病毒300×250nmACDEFB立克次体450nm衣原体390nmA、大肠杆菌噬菌体

(65×95nm)B、流感病毒

(100nm)

C、腺病毒

(70nm)D、乙脑病毒

(40nm)E、脊髓灰质炎病毒

(30nm)F、蛋白质分子

(10nm)各种形态病毒的电镜照片球形杆状弹状各种形态病毒的电镜照片蝌蚪状砖块状丝状核衣壳核心衣壳核酸（DNA或者RNA）非结构蛋白壳粒组成螺旋对称20面体立体对称复合对称包膜蛋白质多糖脂类第二节病毒的结构和化学组成一、病毒的结构**壳粒衣壳核心（核酸）核衣壳包膜包膜病毒裸露病毒包膜子粒被膜病毒衣壳病毒的衣壳由许多壳粒按一定规律排列而成二十面体立体对称型螺旋对称型复合对称型六邻体五邻体衣壳结构：20面体对称型病毒衣壳（电镜照片）衣壳结构：螺旋对称型衣壳结构：复合对称型病毒包膜（电镜照片）刺突结构示意图（流感病毒血凝素糖蛋白三聚体）1.病毒核酸

其化学成分为DNA或RNA，藉此分成两大类：DNA病毒RNA病毒核酸可以为线型或环型，可为单链(ss)或双链(ds)DNA病毒大多为双链RNA病毒大多是单链单链RNA有正链与负链之分双链DNA或RNA皆有正链与负链有的病毒核酸分节段病毒核酸大小差异悬殊二、病毒的化学组成与功能病毒核酸的主要功能:病毒复制：

病毒增殖是以基因组为模板，经过转录翻译过程合成子代病毒的前体形式，如子代核酸、结构蛋白，然后再装配成子代病毒体。决定病毒的特性：病毒核酸链上的基因密码记录着病毒的全部遗传信息，由它复制的子代病毒保留亲带病毒的一切特性，固又称为病毒的基因组。部分核酸具有感染性，但感染性比完整的病毒体要低。

除去衣壳的病毒核酸进入宿主细胞后能增殖，被称为感染性核酸，它不受衣壳蛋白和宿主细胞表面受体的限制，易感细胞范围较广。2.病毒蛋白质

蛋白质是病毒的主要组成部分,约占病毒体总重量的70%，具有病毒的特异性。病毒蛋白可分为结构蛋白和非结构蛋白。结构蛋白是指组成病毒体的蛋白，主要分布于衣壳、包膜和基质中，具有良好的抗原性。病毒吸附蛋白（Viralattachmentproteins，VAP），能与宿主细胞表面受体结合的蛋白基质蛋白：连接衣壳与包膜，跨膜与锚定功能非结构蛋白是指由病毒基因组编码，但不参与病毒体构成的病毒蛋白多肽，如酶类和特殊功能的蛋白，有蛋白水解酶、DNA聚合酶、逆转录酶、胸腺嘧啶核苷激酶等。病毒结构蛋白的主要功能保护病毒核酸参与感染过程具有抗原性

衣壳包绕着核酸，避免了环境中的核酸酶和其它理化因素对核酸的破坏VAP能特异地吸附在易感细胞表面受体上，介导病毒核酸进入宿主细胞，引起感染。

衣壳蛋白是一种良好抗原，病毒进入机体后，能引起特异性体液免疫和细胞免疫。3.脂类和糖

病毒体的脂质主要存在于包膜中。有些病毒含少量糖类，以糖蛋白形式存在，也是包膜的表面成分之一。包膜：来自宿主细胞膜的病毒体包膜的脂类与细胞脂类成分同源，彼此易于亲和及融合，起到辅助病毒感染的作用。包膜具有病毒种、型特异性。包膜构成病毒体的表面抗原，与致病性和免疫性有密切关系。包膜对干、热、酸和脂溶剂敏感，破坏病毒包膜，可失去感染性。病毒包膜的主要功能

维护病毒体结构的完整性与病毒入侵有关具有抗原性必须在活细胞内增殖以自我复制(selfreplication)方式进行增殖第三节病毒的增殖自我复制(selfreplication)方式为病毒的增殖方式**

以基因组为模板，在DNA聚合酶或RNA聚合酶以及宿主提供酶系统，细胞器，能量等因素作用，经过复杂的生化合成过程，复制出病毒的基因组，病毒基因组则经过转录、翻译过程，合成大量的病毒结构蛋白，再经过装配，最终释放出子代病毒。这种以病毒核酸分子为模板进行的复制方式称自我复制。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，称为一个复制周期。病毒的复制周期**过程：吸附穿入脱壳生物合成装配与释放非特异性结合随机碰撞接触；静电作用结合可逆特异性结合（病毒表面配体与细胞表面受体）包膜病毒---糖蛋白刺突；裸露病毒---衣壳蛋白组织亲嗜性：VAP与受体不可逆吸附（adsorption）吸附吸附□融合（病毒包膜与细胞膜）□吞饮（裸病毒）穿入（penetration）吞饮吞饮融合包膜病毒衣壳病毒脱壳（uncoating）□细胞外（噬菌体）□细胞内（大部分病毒）细胞外细胞内□隐蔽期□六大类型dsDNAssDNA+ssRNA-ssRNAdsRNA逆转录病毒生物合成（Biosynthesis）dsDNA病毒亲代DNA

早期mRNA

早期蛋白（酶）

（功能蛋白）子代DNA

晚期mRNA

晚期蛋白

（结构蛋白）

子代病毒单正链RNA+RNA→晚期蛋白↓↓早期蛋白复制中间体子代病毒↓↑单负链RNA-RNA→子代RNA单负链RNA病毒晚期蛋白

单负链RNA单正链RNA子代病毒复制中间体子代(-)RNA单正链RNA病毒依赖RNA的RNA聚合酶依赖RNA的RNA聚合酶逆转录病毒病毒RNA

逆转录酶

RNA:DNA中间体

双链DNA

整合入细胞染色体（前病毒）

子代mRNA

结构蛋白

子代RNADNA聚合酶子代病毒装配和释放装配（assembly）□

细胞核（除痘病毒外的DNA病毒）

□

细胞质（除正粘病毒外的RNA病毒）经过核酸浓聚、壳粒集聚及装罐核酸，加包膜等步骤释放（release）□裂解细胞（裸露病毒）□出芽（包膜病毒）吸附脱壳穿入生物合成装配释放非特异;特异释放吞饮;膜融合细胞外;细胞内DNA复制;RNA转录；蛋白合成细胞核;细胞质裂解;出芽;细胞融合（二）病毒的异常增殖

顿挫感染：病毒进入宿主细胞后，如细胞不能为病毒增

殖提供所需要的酶、能量及必要的成分，则

病毒就不能合成本身的成分，或者虽合成部

分或合成全部病毒成分，但不能组装和释放

出有感染性的病毒颗粒，称为顿挫感染。

缺陷病毒：指因病毒基因组不完整或者因某一基因位点

改变，不能进行正常增殖，复制不出完整的

有感染性病毒颗粒，此病毒称为缺陷病毒。

辅助病毒：可以辅助缺陷病毒完成正常增殖的病毒（三）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称为干扰现象。发挥干扰作用的缺陷病毒称为缺陷干扰颗粒（defectiveinterferingparticle,DIP）。发生在：同种、同型及同株病毒间

异种病毒间

缺陷病毒与完整病毒灭活病毒与或活病毒

第四节病毒的遗传与变异

病毒的基因组：重叠基因；内含子一、基因突变：碱基的置换、缺失或插入条件致死性突变株

：如温度敏感性突变株缺陷型干扰突变株：病毒复制时自然发生，可干扰野生株的增殖宿主范围突变株耐药突变株

二、基因重组和重配

基因重组：两种病毒感染同一宿主细胞发生基因的交换，产生具有两个亲代特征的子代病毒，并能继续增殖。基因重配：通过交换RNA节段而进行基因重组。分节段病毒重配几率高于不分节段的病毒（流感病毒）三、基因整合

在病毒感染宿主细胞的过程中，有时病毒基因组中DNA片段可插入到宿主染色体DNA中，这种病毒基因组与细胞基因组的重组过程称为基因整合。四、病毒基因产物的相互作用

两种病毒感染同一细胞后发生互补作用和加强作用（感染性病毒与缺陷病毒或灭活病毒之间）表型混合与核壳转移第五节理化因素对病毒的影响**物理因素

温度

（耐冷不耐热）

pH（5-9）射线和紫外线（断裂或核酸二聚体）化学因素

脂溶剂（包膜---乙醚灭活实验）酚类（蛋白质变性剂，病毒消毒剂）氧化剂、卤素及其化合物抗生素与中草药

第六节病毒的分类病毒分类依据

核酸的类型与结构病毒体的大小和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

DNA病毒科分类及重要病毒单纯疱疹病毒I型和II型，水痘－带状疱疹病毒，EB病毒，巨细胞病毒，人疱疹病毒6、7、8型疱疹病毒科乳头瘤病毒乳多空病毒科腺病毒腺病毒科天花病