病毒和亚病毒

病毒和亚病毒第1页/共43页病毒和亚病毒一、病毒概述二、病毒的大小与形态三、病毒的结构与化学组成四、几种类型的病毒第一节病毒第二节亚病毒

一、类病毒二、拟病毒三、朊病毒第2页/共43页第一节病毒一、病毒概述1.病毒的发现1892：俄国伊万诺夫斯基首次发现烟草花叶病毒的感染因子能通过细菌过滤器。1898：荷兰贝哲林克证实该致病因子可以被乙醇从悬液中沉淀下来而不失去其感染性但用培养细菌的方法培养不出来；给这样的病原体起名叫virus。1935：美国斯坦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。1500BC，古埃及石刻浮雕1619年，荷兰郁金香静物画流感病毒体内有一种内在的分子钟，能够控制病毒发动感染攻击的时间2013.3.23第3页/共43页2.病毒的定义和特点第一节病毒一、病毒概述Virus:是一类体形非常微小、只含有一种类型核酸的、严格活细胞内寄生的、以复制方式增殖的非细胞型微生物。个体极小：电镜观察无细胞结构：离体时，是无生命的化学大分子，可结晶，具侵染活力。专性寄生：在活细胞内寄生，离开宿主细胞不具备任何生命特征。增殖方式：借助宿主细胞，通过核酸的复制和核酸蛋白装配的形式进行增殖。抵抗力：对各种化学药剂和抗菌素不敏感（可能对干扰素敏感）。第4页/共43页3.病毒的宿主范围第一节病毒一、病毒概述几乎所有的生物都可以感染相应的病毒。

动物病毒植物病毒细菌病毒（或称噬菌体）

人类传染病中，约70~80%属于病毒病，每一种植物至少有一种病毒引起的病害。引起人类疾病的病毒相当多，如肝炎，狂犬病，爱滋病，风湿关节炎等，也有多种病毒可以致癌。第5页/共43页病毒性疾病特点涉及面广：传染病中75%由病毒引起传染性强、传播迅速：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：如乙肝病毒引起肿瘤：如爱滋病毒致畸性：如风疹病毒特效药少，对抗生素不敏感预防是重点第6页/共43页测量单位：纳米（nm）

<50nm小型病毒

50nm-150nm中等大小病毒（大多数）

>150nm大型病毒（最大300nm）二、病毒的大小与形态1.病毒的大小细小病毒

乳多空病毒

腺病毒疱疹病毒

痘病毒

烟草花叶病毒衣原体小核糖核酸病毒

呼肠孤病毒

囊膜病毒

冠状病毒

正粘病毒弹状病毒

副粘病毒第7页/共43页2.病毒的个体形态第8页/共43页甲型H1N1病毒艾滋病病毒禽流感病毒SARS病毒天花病毒脊灰病毒第9页/共43页包涵体：某些感染病毒的宿主内，出现光镜可见的大小、形态和数量不等的小体。噬菌斑：把适量噬菌体倒在充满细菌的营养琼脂表面，培养一定时间后噬菌体裂解细菌后留下的空斑。空斑、病斑：动物单层细胞培养病毒后留下的，类似于噬菌斑。枯斑：病毒作用于植物留下的局部坏死部分。(2)病毒的群体形态第10页/共43页病毒粒子(virion):成熟的（结构完整）、具有侵染力的单个病毒，又称病毒颗粒。衣壳

核心被膜刺突核衣壳衣壳粒三、病毒的结构与化学组成1.病毒的结构（1）病毒粒子的基本结构第11页/共43页

(a)螺旋对称结构(b)二十面体对称结构无囊膜病毒模式结构衣壳衣壳粒核酸有囊膜病毒模式结构衣壳（2）病毒粒子的对称体制第12页/共43页(c)复合对称结构

第13页/共43页核酸(nucleicacid)蛋白质(protein)质脂和糖类(lipidandsaccharide)2.病毒的化学组成第14页/共43页简单病毒:只含核酸和蛋白质复杂病毒:脂质、碳水化合物、多糖（糖脂、糖蛋白）、有机阳离子化合物如胺、无机阳离子（铁、钙、镁、铜、铝离子等）(1)病毒核酸：每一种病毒只含单一类型的核酸。病毒核酸储存着病毒的遗传信息，

控制着病毒的遗传、变异和增殖，以及对寄主的感染性等。dsDNA，ssDNA，dsRNA，ssRNA(2)病毒蛋白质：占95%左右，主要作用：

①构成病毒粒子外壳，保护核酸；

②具有识别能力

④构成病毒组成中的酶。(3)病毒其他物质：如脂质，碳水化合物，多糖，以及有机阳离子化合物如胺，无机阳离子等。第15页/共43页四、几种类型的病毒

定义：感染细菌和放线菌的病毒

(一）原核生物病毒--噬菌体（Bacteriophage）★T-系噬菌体——T-系噬菌体是研究的最广泛而又深入的细菌噬菌体，按发现的先后顺序进行从T1---T7编号，后来发现其中偶数者的形态都相同（蝌蚪形收缩性长尾），故统称T偶数噬菌体。第16页/共43页1.主要形态噬菌体蝌蚪形球形（无尾）丝状（无头）收缩性尾非收缩性尾长尾短尾大顶衣壳粒小顶衣壳粒ABCDEFT2.T4.T6T1.T5.λT3.T7ΦX174f2.MS2fd.M13.P1dsDNAssDNAssDNAdsRNABateriaphagepantomorphia（sourcefromRichard）第17页/共43页2.噬菌体的生活周期噬菌体的类型烈性噬菌体（virulentphage）——感染细胞后,能在寄主细胞内增殖，产生大量子代噬菌体并引起细菌裂解的噬菌体。温和噬菌体（temperatephrage）——噬菌体感染细胞后，将其核酸整合（插入）到宿主的核DNA上，并且可以随宿主DNA的复制而进行同步复制，在一般情况下，不引起寄主细胞裂解的噬菌体。但在外界条件刺激下可以产生裂解作用。第18页/共43页噬菌体的增殖：噬菌体在细胞内由噬菌体基因组引导合成噬菌体核酸、蛋白质及其它病毒结构成分，在宿主细胞质内或核内装配成熟，释放到细胞外的过程。增殖周期1.吸附（adsorption)：标志病毒感染的开始。2.侵入、脱壳（penetration，uncoating)：病毒进入到细胞，标志病毒进入隐蔽期的开始。3.生物合成（biosynthesis)：核酸的复制，蛋白质的合成。4.组装（assemble）：装配成完整病毒颗粒。5.成熟释放（matureandrelease)：病毒释放至细胞外。第19页/共43页（1）吸附（adsorption）：感染的第一步和关键噬菌体的吸附器官+受体细胞的特殊位点吸附特异性过程：尾丝散开，刺突固着于特异性位点第20页/共43页（2）侵入脱壳（penetration

，uncoating）：

病毒穿过细胞膜侵入细胞，同时伴随着脱壳。

噬菌体核酸直接注入细胞第21页/共43页（3）生物合成（biosynthesis）:利用宿主细胞的代谢系统，依照病毒基因的指令合成大量子代病毒的核酸和蛋白质。第22页/共43页（4）组装（assemble）：噬菌体的核酸和蛋白质按一定的顺序装配成噬菌体颗粒第23页/共43页（5）成熟释放（matureandrelease)：子代噬菌体脱离寄主细胞而得以释放AnimationoftheLyticLifeCycleofaBacteriophage第24页/共43页

ThelyticlifecycleconsistsofthefollowingstepsAdsorption→Penetration→Replication→Maturation→Release

TheLyticLifeCycleofLyticBacteriophages第25页/共43页3.噬菌体一步生长曲线第26页/共43页

潜伏期：是指病毒侵入宿主细胞到病毒粒子释放出胞外前的一段时间。

潜伏前期又称隐蔽期（eclipsephase），是指病毒的核酸侵入宿主细胞后至第一个病毒粒子装配前的一段时间，此时宿主细胞内不含有完整的、有侵染力的成熟病毒粒子。

潜伏后期，病毒粒子装配成熟，胞内具侵染性的成熟病毒粒子数目逐渐增，但没有释放出胞外。寄主细胞的裂解标志着潜伏期的结束。

裂解期：是指宿主细胞迅速裂解，溶液中病毒粒子急剧上升的一段时间。病毒没有个体生长，其宿主细胞裂解也是突发的。

平台期：是指感染病毒的宿主细胞全部裂解，溶液中病毒效价达到最高点以后的时期。第27页/共43页噬菌体效价的测定效价（titre）：表示每毫升试样中所含的具有侵染性的噬菌体粒子数，

又称噬菌斑形成单位数或感染中心数。

根据测定，直径2mm的噬菌斑，所含噬菌体粒子数达107～109个。方法：双层平板法（twolayerplatingmethod）双层平板法优点:①加了底层培养基，可使原来底面不平的玻璃皿的缺陷得以弥补；②所形成全部噬菌体斑都接近处于同一平面上，因此不仅每一噬菌斑的大小接近、边缘清晰，且不致发生上下噬菌斑的重叠现象；③因上层培养基中琼脂较稀，故形成的噬菌斑较大，有利于计数。第28页/共43页双层平板法

预先分别配制含2%和1%琼脂的底层培养基和上层培养基。先用前者在培养皿上浇一层平板，再在后者中加入较浓的对数期敏感菌和一定体积的待测噬菌体样品，于试管中充分混匀后，立即倒在底层平板上铺平待凝，然后保温。一般经十余小时后即可进行噬菌斑计数。第29页/共43页

4.溶原性溶原性（lysogeny）：温和噬菌体与细菌共存的特性。溶原性细胞或溶原菌（lysogen）：被温和噬菌体侵染的细胞。前病毒或前噬菌体（prophage）：整合到细菌细胞染色体上的病毒。溶原性细菌第30页/共43页细胞反复分裂溶原途径裂解途径Themodeofλphagelysisandlysogenicpathwayλ噬菌体的裂解和溶原途径第31页/共43页（二）植物病毒植物病毒大部分属于ssRNA病毒，其基本形态有杆状、丝状和等轴对称的近球状二十面体，一般没有包膜。植物患病毒病后，主要出现三类症状：

因叶绿体被破坏或不能合成新的叶绿素，而引起花叶、

黄化或红化等症状；植株发生矮化、丛枝或畸形等；形成枯斑或坏死等症状。第32页/共43页（三）人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椎动物中，广泛存在着相应的病毒。常见的如流行性感冒、麻疹、腮腺炎、脊髓灰质炎、肝炎、疱疹、流行性乙型脑炎、爱滋病以及狂犬病等。此外，据估计，在人类的恶性肿瘤中，约有15％是由于病毒的感染而诱发的。家畜和其他哺乳动物中的病毒病也极为普遍，如猪瘟、牛瘟、口蹄疫、马传染性病毒病和兔的乳头状瘤等。家禽中则有鸡新城疫、鸡瘟和鸡的劳斯氏肉瘤等。第33页/共43页(d)有被膜病毒病毒糖蛋白出芽病毒被膜宿主细胞膜病毒核衣壳第34页/共43页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.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,核酸和衣颗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。第35页/共43页艾滋病（获得性免疫缺陷综合症）

“超级癌症”和“世纪杀手”引起AcquiredImmuneDeficiencySyndrome，AIDSHIV感染者和AIDS患者为传染源经性接触、血和血液制品、母婴途径传播机体不能彻底清除病毒，感染后终生带毒第36页/共43页基因型HIV-1HIV-2重组型全球、我国主要流行株主要流行于西非地区黑猩猩：HIV-1自然宿主，动物模型第37页/共43页HIV感染特点潜伏期长，约3～5年，最长可达20年免疫系统严重损伤（可直接杀伤CD4+T淋巴细胞）继发各种机会感染

原虫（卡氏肺囊虫、弓形虫）细菌（结构杆菌、星形放线菌）病毒（CMV、HSV、HBV、VZV、HHV-8等）

真菌（白色念珠菌、新型隐球菌等）伴有肿瘤形成：Kaposi肉瘤、Burkitt淋巴瘤）神经系统异常：AIDS痴呆综合症

红丝带是国际上用来表示对抗艾滋病的标志第38页/共43页HIV感染临床表现Figure19.12a急性期（原发感染后2