病毒基础知识讲解专家讲座

病毒基础知识讲解第1页

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50%感染量或50%组织细胞感染量(ID50或TCID50)测定法用半数感染量可预计病毒感染性强弱及含量，但不能准确测定感染性病毒颗粒数量。方法是测定病毒能使50%组织培养细胞发生感染最小量。普通是将病毒悬液作10倍系列稀释，分别接种细胞，经一定时间后观察CPE、血细胞吸附等指标，以最高稀释度能感染50%细胞量为终点。最终用统计方法计算出50%感染量(ID50)或50%组织细胞感染量(TCID50或TCD50)病毒基础知识讲解第2页

二病毒增殖

（一）病毒增殖方式病毒增殖方式是复制。因病毒不含有能独立进行代谢酶系统，所以在细胞外是处于无活性或静止状态。只有进入活易感宿主细胞，由宿主细胞供给合成病毒核酸与蛋白质原料，如低分子量前体成份、能量、必要酶和细胞器等，病毒才能增殖病毒基础知识讲解第3页

（二）病毒复制周期

1吸附与穿入病毒增殖首先吸附在宿主细胞后方可穿入

（1）吸附有两种：①病毒与细胞静电结合病毒和细胞在生理pH条件下均带阴电荷，因而可相互排斥，除随机碰撞外，普通较少相互吸引。如有阳离子存在，则可促进结合。但这种结合是非特异和可逆；②宿主细胞表面受体与病毒表面结组成份特异结合，这是真正结合病毒基础知识讲解第4页

（2）病毒穿入病毒可经过数种方式穿入细胞膜，即吞饮、融合和转位：①吞饮即病毒与细胞表面结合后内凹入细胞，细胞膜内陷形式类似吞噬泡，病毒原封不动地进入细胞浆内。无包膜病毒多以吞饮形式进入易感动物细胞内；②融合是指病毒包膜与细胞膜融合，而将病毒核衣壳释放至细胞浆内病毒体吸附细胞过程可在几分钟到几十分钟内完成病毒基础知识讲解第5页

2脱壳病毒脱去蛋白衣壳后,核酸才能发挥作用。多数病毒穿入细胞之后，随即由细胞溶酶体酶作用，使衣壳蛋白质水解,露出病毒核酸。但痘病毒特殊，分为两步脱壳。先由溶酶体酶作用脱去外壳蛋白质，病毒关键(含有内层衣壳和核酸)释放于细胞浆中，然后再经病毒编码产生一个脱壳酶，脱去内层衣壳方能释放出核酸病毒基础知识讲解第6页

3生物合成

病毒脱壳之后，接着就进入病毒复制生物合成阶段，即病毒利用宿主细胞提供低分子物质合成大量病毒核酸和结构蛋白。生物合成阶段用血清学方法和电镜检验在细胞内找不到病毒颗粒，故称其为隐蔽期。各病毒隐蔽期长短不一，如脊髓灰质炎病毒是3-4h，正粘病毒7-8h，副粘病毒11-12h，腺病毒16-17h。隐蔽期实则是在病毒基因控制下进行病毒核酸和蛋白质合成阶段。病毒核酸复制部位因核酸类型不一样而异。DNA病毒除痘病毒外，都在细胞核内复制；RNA病毒除正粘病毒和逆转录病毒在细胞核内复制外，其余都在细胞浆内复制病毒基础知识讲解第7页

因为病毒核酸类型不一样，病毒生物合成过程基本归为6类，DNA病毒包含双链DNA病毒和单链DNA病毒；RNA病毒包含单正链RNA病毒、单负链RNA病毒、双链RNA病毒及逆转录病毒病毒基础知识讲解第8页

(1)双链DNA病毒

首先利用宿主核内依赖DNARNA多聚酶，转录早期mRNA，再于胞浆内核糖体转译成早期蛋白。早期蛋白主要包含依赖DNADNA多聚酶及脱氧胸腺嘧啶激酶，以利用其合成子代DNA分子。再以子代DNA分子为模板转录多聚成大量晚期mRNA，继而在胞浆核糖体上转译出病毒结构蛋白，主要为衣壳蛋白病毒基础知识讲解第9页

双链DNA复制为半保留复制形式。即亲代DNA双链在解链酶作用下，解开成为正、负两个DNA单链。再分别以这两条单链为模板，在DNA酶作用下，按照核苷酸碱基配正确规律，分别合成互补DNA(负链或者正链)，为新合成双链DNA，即为子代DNA。经过此复制过程，生成大量与亲代结构完全相同子代DNA

病毒基础知识讲解第10页(2)单链DNA病毒是以亲代DNA作模板，在DNA多聚酶作用下，产生互补链，并与亲代DNA链形成±dsDNA，作为复制中间型，即DNARI。然后再以半保留形式进行复制病毒基础知识讲解第11页(3)正单链RNA病毒因为该病毒RNA含有mRNA功效，其RNA可直接附着于宿主细胞核糖体上转译早期蛋白-依赖RNARNA多聚酶。在该酶作用下，转录出与亲代正链RNA互补负链,以此为模板复制出子代RNA病毒基础知识讲解第12页

(4)负单RNA病毒大多数有包膜病毒属于这类，如流感病毒、狂犬病病毒等。这些病毒含有依赖RNARNA多聚酶。病毒RNA在此酶作用下，首先转录出互补正链RNA，形成RNARI(±RNA)。再以RI正链RNA模板起mRNA作用，转录出与其互补子代负链RNA，再转译出病毒结构蛋白和酶病毒基础知识讲解第13页

(5)逆转录病毒首先以病毒RNA为模板，在逆转录酶作用下合成互补DNA链，组成RNA：DNA中间体。中间体中RNA由RNA酶H水解，在DNA多聚酶作用下由DNA复制成双股DNA。该双股DNA则整合至宿主细胞DNA上，成为前病毒(provirus)，前病毒还可核内经细胞依赖DNARNA多聚酶转录成病毒mRNA和子代RNA。mRNA在胞浆核糖体上转译出子代病毒蛋白质病毒基础知识讲解第14页细胞细胞表面病毒受体1111吸附1吸附1吸附2穿入3脱壳4核酸游离5早期mRNA转录6翻译早期蛋白质7复制子代病毒DNA8晚期mRNA转录9翻译子代病毒蛋白质10子代病毒装配与成熟生物合成11释放病毒复制周期

病毒基础知识讲解第15页

4装配成熟与释放

病毒核酸与蛋白质合成之后，在细胞浆内或细胞核内装配为成熟病毒颗粒。除痘病毒外，DNA病毒均在细胞核内装配；RNA病毒与痘病毒则在细胞浆内装配成熟病毒体释放有以下几个方式：

病毒基础知识讲解第16页（1）破胞释放裸露DNA病毒和RNA病毒都以这种方式释放。即病毒装配完成后，宿主细胞破裂而把病毒全部释放到周围环境中

（2）芽生有包膜DNA病毒和RNA病毒，在装配完成后，以出芽方式释放到细胞外。通常细胞不死亡，仍能分裂增殖病毒基础知识讲解第17页

三病毒增殖细胞效应病毒在复制过程中阻断或抑制宿主细胞正常代谢，可致细胞损伤、裂解并释放出大量子代病毒（如无包膜肠道病毒）。出芽释放病毒在细胞内可因细胞功效功效及代谢改变最终造成细胞死亡（如疱疹病毒）。有些病毒（如据悉胞病毒）经过细胞间桥或细胞融合方式侵入新细胞病毒基础知识讲解第18页

干扰现象：两种病毒感染同一细胞时，可发生一个病毒抑制另一个病毒增殖现象，称为病毒干扰现象。干扰现象不但在异种病毒之间发生，也可在同种、同型及同株病毒之间发生。后者如流感病毒本身干扰。发生干扰原因可能是：①与病毒诱导宿主细胞产生干扰素(IFN)相关；②宿主细胞表面受体被结合或宿主细胞代谢路径发生了改变，从而阻止了另一个病毒吸附、穿入细胞或生物合成。病毒之间干扰现象能够阻止发病,也能够使感染中止,造成宿主康复病毒基础知识讲解第19页

四病毒异常增殖

(一)缺点干扰颗粒是指因病毒基因组不完整或者因某一点改变不能进行正常增殖病毒。基因不完整病毒称缺点病毒。缺点病毒病毒不能复制，但却能干扰同种成熟病毒体进入细胞则被称缺点干扰颗粒（DIP）。但当与另种病毒共同培养时，若后者能为前者提供所缺乏物质，则能使缺点病毒完成正常增殖。这种有辅助作用病毒被称为辅助病毒。腺病毒伴随病毒就是一个缺点病毒，用任何细胞培养它都不能增殖。只有和腺病毒共同感染细胞时才能完成复制周期

病毒基础知识讲解第20页

(二)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酶、能量及必要成份，则病毒在其中不能合成本身成份；或者虽合成部分或全部病毒成份，但不能装配和释放，称为顿挫感染。比如，人腺病毒感染人胚肾细胞能正常增殖；若感染猴肾细胞则发生顿挫感染。猴肾细胞对人腺病毒而言，被称为非容纳细胞，而对脊髓灰质炎病毒则是容纳细胞病毒基础知识讲解第21页第四节病毒遗传与变异

病毒和其它生物一样,含有遗传性和变异性.对病毒遗传与变异研究经历了两个阶段,即传统遗传学和分子遗传学两个阶段病毒基础知识讲解第22页一统遗传学主要是用表型病毒变异株之间遗传物质交换来分析各种病毒基因所编码生物学功效。采取突变株(从自然界分离)或用紫外线、亚硝酸等理化因子诱发而得到变异株病毒基础知识讲解第23页（一）突变株是因为病毒基因组核酸链中发生碱基置换、缺失或插入可引发自发突变（10-6-10-8），也可用物理或化学原因诱发突变比较常见有：温度敏感突变株：28~35℃可复制，37~40℃则不可复制宿主范围突变株：改变了宿主范围抗原性突变株致病性减弱及耐药性突变株突变株是指基因改变而发生一些生物特征改变毒株。当该突变株能较稳定地存在，并可在对应宿主细胞中传代与存活，则称为变异株病毒基础知识讲解第24页（二）重组与重配两种不一样病毒感染同一细胞时，有时可发生基因交换，称为基因重组，其子代称为重组体对于基因分节段RNA病毒，（如流感病毒、呼肠病毒或轮状病毒）经过交换RNA节段而进行病毒基础知识讲解第25页（三）表型混合指两种含有共同特征病毒感染同一细胞时，一个病毒所产生衣壳或包膜包在另一个病毒基因组（核酸）外面现象。这种改变不是遗传型改变，而是表型混合。再次传代所产生子代病毒特征，将由病毒核酸所决定病毒基础知识讲解第26页

二.分子遗传学20世纪70年代末开始了用分子遗传学及克隆技术研究病毒基因，从而将病毒遗传学推进到分子遗传学阶段，开展可对病毒基因组全方面研究病毒基础知识讲解第27页（一）开展病毒基因结构分析病毒保护性表位确实定病毒抗原高变区分析与毒力相关基因编码区分析耐药性变异分析作用于病毒基因一些细胞蛋白研究等病毒基础知识讲解第28页

第五节病毒分类

一、依据生物学和理化特征分类

主要依据病毒生物学性状和理化特征分类①核酸性状包含核酸类型与结构②病毒体形态与大小；③病毒体结构衣壳对称型，有没有包膜，衣壳壳粒数目及核衣壳直径；④对乙醚或氯仿等溶剂敏感性等分类。将病毒分为20个科。其中7个病毒科属于DNA病毒，13个病毒科(包含逆转录病毒)属于RNA病毒病毒基础知识讲解第29页

（二）依据组织亲嗜性分类

依据病毒感染靶细胞及靶器官来分类，也不是绝正确分类，但对临床医学有实际意义1泛嗜性病毒麻疹病毒、风疹病毒、天花病毒、黄热病病毒等2嗜神经性病毒狂犬病病毒、流行性乙型脑炎病毒及脊髓灰质炎病毒等3嗜肺性病毒流感病毒、呼吸道合胞病毒与鼻病毒等4嗜肠性病毒轮状病毒与脊髓灰质炎病毒等

病毒基础知识讲解第30页5嗜皮肤性病毒乳头瘤病毒、单纯疱疹病毒及传染性软疣病毒等6嗜肝病毒甲、乙、丙、丁及戊型肝炎毒7嗜淋巴细胞性病毒嗜T细胞白血病病毒(HTLV-1，HTLV-2)、人类免疫缺点病毒(HIV)、EB病毒以及HHV-6等8其它病毒肠道病毒70型(出血性结膜炎)与腮腺炎病毒(侵犯唾液腺)病毒基础知识讲解第31页卫星病毒和类病毒：是一些新非寻常病毒致病因子子*卫星病毒：多数与植物病毒相关，少数与噬菌体动物病毒相关。*类病毒：主要引发植物致病，比病毒还小杆状RNA分子，无包膜或衣壳，在细胞内增殖，利用宿主细胞RNA多聚酶II进行复制

*朊粒：为传染性蛋白因子，没有核酸，曾一度归为非寻常病毒致病因子；但经近年深入研究，认为不宜列入病毒范围，其生物学地位待定

病毒基础知识讲解第32页第24章

病毒感染与免疫第一节病毒致病作用病毒侵入机体并在体内增殖，与机体发生相互作用过程为病毒感染。感染后常因病毒种类、机体状态不一样而发生轻重不一含有病毒特征疾病，称为病毒性疾病病毒感染是从侵入宿主开始，损伤和改变细胞功效引发疾病，所以，可从整体及细胞两个层次分别阐述病毒基础知识讲解第33页

一人类病毒感染路径感染路径传输方式及媒介病毒种类呼吸道感染空气、飞沫、痰、唾液或皮屑流感病毒、鼻病毒、腺病毒、麻疹病毒、VZV、腮腺炎病毒等消化道经污染水或食物脊髓灰质炎、肠道、轮状、HAV及HEV病毒眼及泌尿生殖道感染接触、毛巾、澡盆、游泳池、性交腺病毒、肠道病毒70、HSV-1、HSV-2、CMV经破损皮肤感染吸血昆虫叮咬、狂犬咬伤脑炎病毒、狂犬病毒等经血感染注射、输血、使用血液制品、器官移植等HBV、HCV、HIV等经胎盘、产道感染垂直传输风疹病毒、CMV、HBV、HIV等病毒基础知识讲解第34页

二病毒在机体内播散

侵入机体病毒，只在局部播散(如流感及引发眼结膜炎病毒等)，称局部感染或表面感染；另一些病毒则可经血流或神经系统向全身器官播散，称为全身感染。经血行播散病毒首先在入侵机体局部及其所属淋巴结增殖，随即进入静脉引发第一次病毒血症，病毒在脾脏、肝脏细胞内深入增殖，再进入动脉引发第二次病毒血症，播散至全身，抵达靶组织、靶器官而发病。各种病毒因其最终靶器官不一样而表现出各种多样临床症状

病毒基础知识讲解第35页

三病毒感染类型

依据感染后有没有症状，病毒感染类型可分为显性感染和隐性感染（亚临床感染）；从病毒在机体内感染过程、滞留时间病毒感染可分为急性感染和连续性感染。后者又可分为慢性感染、潜伏感染和慢发病毒感染病毒基础知识讲解第36页。

（一）隐性病毒感染与显性病毒感染

病毒进入机体不引发临床症状感染称隐性感染或亚临床感染。这可能与病毒毒力弱或机体防御能力强、病毒在体内不能大量增殖，因而对组织细胞损伤不显著相关；也可能与病毒种类、病毒性质相关。若病毒侵犯后不能抵达靶细胞，故不表现出临床症状。有病毒如天花病毒、麻疹病毒受感染后均可发病，称为显性感染或临床感染

病毒基础知识讲解第37页

(二)急性(病原毁灭型)病毒感染

病毒侵入机体后，在细胞内增殖，经数日以至数周潜伏期后发病。其特点为潜伏期短，发病急，病程数日至数周，病后常取得特异性免疫，而把病毒去除掉进入恢复期。所以又把急性感染称之为病原毁灭型感染。所以，特异性抗体可作为受过感染证据病毒基础知识讲解第38页

(三)连续性病毒感染

在这类感染中，病毒可在机体内连续存在数月至多年，甚至数十年。可出现症状，也可不出现症状而长久带毒，成为主要传染源，如HIV、HBV等。形成连续性病毒感染有病毒和机体两方面原因：

病毒基础知识讲解第39页

形成连续感染原因可能原因是：

①机体免疫功效弱无力完全去除病毒，病毒在体内可长久存留②病毒存在于受保护部位所以，能够逃避宿主免疫原因作用③一些病毒抗原性太弱机体难以产生免疫应答将其彻底去除病毒基础知识讲解第40页④有些病毒在感染过程中产生缺损性扰颗粒(DIP)，干扰病毒增殖，因而改变病毒感染过程，形成连续性感染⑤病毒基因整合在宿主细胞基因组中长久与宿主细胞共存。

病毒基础知识讲解第41页

连续性感染有下述3种类型：

1慢性病毒感染

显性或隐性感染后，病毒并未完全去除，可连续存在于血液或组织中并不停排出体外，或经输血、注射而传输。病程长达数月至数十年，患者可表现轻微或无临床症状。如HBV、CMV及EBV等常形成慢性感染

病毒基础知识讲解第42页

2潜伏性病毒感染

经急性或隐性感染后，病毒基因存在于一定组织或细胞内，但并不复制。在一些条件下病毒被激活而急性发作，病毒仅在临床出现间歇性急性发作时才被检出。在非发作期，用普通常规法不能分离出病毒病毒基础知识讲解第43页

比如，HSV-1感染后，在三叉神经节中潜伏，此时机体既无临床症状也无病毒排出。以后因为机体受物理、化学、生理或环境原因等影响，使潜伏病毒增殖，沿感觉神经抵达皮肤，发生口唇单纯疱疹

病毒基础知识讲解第44页又如VZV首次感染主要在儿童引发水痘病愈后，病毒潜伏在脊髓后根神经节或颅神经感觉神经节细胞内，暂时不显活性。当局部神经受冷、热、压迫或X线照射以及患肿瘤等机体免疫功效下降时，潜伏病毒则活化、增殖，沿神经干扩散抵达皮肤发生带状疱疹,带状疱疹可在同一部位重复发作

病毒基础知识讲解第45页

3.慢发病毒感染或称迟发病毒感染

病毒感染后潜伏期达数月、多年甚至数十年之久。以后出现慢性进行性疾病，最终常为致死性感染。有些学者将这类感染深入分为由常见病毒引发者和非常见病毒(或亚病毒)引发者两组。如亚急性硬化性全脑炎（SSPE）属于前一组。后一组如羊瘙痒病、Kuru、CJD等。Kuru是新几内亚土著人患一个进行性小脑退行性疾病，其感染因子为朊病毒病毒基础知识讲解第46页

（二）感染过程与结局

1感染过程是指病毒进入机体，在入侵部位增殖，或进入血流到靶器官造成病变过程。病毒仅在入侵部位增殖引发病变，称局部感染。多数病毒经一定路径感染机体后，常在另一组织或细胞内增殖后，病毒释放入血循环或经淋巴系统或神经组织，再侵靶器官易感细胞，在细胞中增殖损伤并引发疾病。这种感染包括全身,或数种组织与器官,引发全身感

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2病毒感染结局

取决于病毒与机体相互作用。机体遗传原因和取得性免疫应答均将影响感染结局，所以病毒感染发生、发展和结局取决于病毒和机体两方面原因

病毒基础知识讲解第48页（三）动物模型

1动物模型完全摸拟人体感染过程建立2用试验方法感染动物建立模型3用动物中存在与人类相同病毒科病毒感染动物，引发类似人类感染动物模型4转基因动物模型病毒基础知识讲解第49页

二细胞水平病毒感染病毒感染人体进入易感细胞在细胞内增殖，造成细胞损伤或产生其它改变。当病毒损伤细胞增多，则可形成对组织器官损伤和功效障碍这些改变可经过细胞培养进行观察和研究病毒基础知识讲解第50页

(一)溶细胞感染

病毒在细胞内增殖造成宿主细胞破坏与死亡。主要见于无包膜病毒，如脊髓灰质炎病毒。病毒在增殖过程中不但可阻断细胞核酸与蛋白质合成，使细胞新陈代谢功效紊乱造成细胞病变或死亡。病毒还引发细胞溶酶体膜通透性增高，释放其中溶酶体酶