第二十五章病毒学概述

电镜观察天花病毒病毒(virus)的发现Discoveryofvirus1892年发现第一个病毒即烟草花叶病毒1898年发现动物口蹄疫病毒1901年证实对人类有致病性的是黄热病毒本文档共67页；当前第1页；编辑于星期三\11点13分乙肝病毒腺病毒本文档共67页；当前第2页；编辑于星期三\11点13分轮状病毒狂犬病毒本文档共67页；当前第3页；编辑于星期三\11点13分子弹状的狂犬病毒本文档共67页；当前第4页；编辑于星期三\11点13分天花病毒Ebola病毒HSV-2本文档共67页；当前第5页；编辑于星期三\11点13分本文档共67页；当前第6页；编辑于星期三\11点13分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本文档共67页；当前第7页；编辑于星期三\11点13分病毒在微生物中占有十分重要的地位1.近75％的传染病由病毒引起；2.传染性强，传播迅速，流行广泛，死亡率高；3.病毒与肿瘤及自身免疫性疾病的发生密切相关，有致畸作用；4.目前病毒感染的诊疗还相对滞后，部分病毒尚缺乏有效疫苗；5.不断发现引起人类疾病的新病毒。本文档共67页；当前第8页；编辑于星期三\11点13分第一节病毒的分类本文档共67页；当前第9页；编辑于星期三\11点13分一、分类原则：1、核酸类型和结构；2、病毒体的形状和大小；3、病毒体的形态结构；4、对脂溶剂的敏感性。本文档共67页；当前第10页；编辑于星期三\11点13分二、病毒的分类：1、DNA病毒类；2、RNA病毒类；3、DNA和RNA逆转录病毒类。本文档共67页；当前第11页；编辑于星期三\11点13分三、其他：1、卫星病毒(satellites):2、类病毒(viroids):3、朊粒(prion):本文档共67页；当前第12页；编辑于星期三\11点13分第二节病毒的大小与形态病毒体（virion)——完整的有传染性的病毒颗粒，有典型的形态和传染性。本文档共67页；当前第13页；编辑于星期三\11点13分1、测量单位——纳米（nm）3、观察工具——电子显微镜2、大多数病毒的直径小于150nm一、病毒的大小

葡萄球菌1000nm立克次体450nm衣原体390nm痘苗病毒300×250nm烟草花叶病病毒100nm流感病毒40nm乙脑病毒30nm脊髓灰质炎病毒70nm腺病毒65×95nm噬菌体本文档共67页；当前第14页；编辑于星期三\11点13分多数病毒为球形或近似球形形态本文档共67页；当前第15页；编辑于星期三\11点13分本文档共67页；当前第16页；编辑于星期三\11点13分第三节病毒的结构和化学组成本文档共67页；当前第17页；编辑于星期三\11点13分衣壳（capsid）：由许多蛋白质壳粒组成，保护核酸，介导病毒感染细胞且有抗原性。一、病毒的结构核心（core）：核酸，构成病毒的基因组（genome）。壳粒(capsomere)：由少数几种重复的多肽亚单位组成核衣壳本文档共67页；当前第18页；编辑于星期三\11点13分衣壳是由许多在电镜下可辨别的形态学亚单位——壳粒（capsomer）所组成，根据壳粒排列方式的不同可分为以下3种对称类型：螺旋对称型、20面体对称型和复合对称型。本文档共67页；当前第19页；编辑于星期三\11点13分包膜子粒、刺突包膜包膜是病毒在释放过程中穿过宿主细胞以出芽方式向细胞外释放时获得的。包膜表面常有不同形状的突起，称为包膜子粒或刺突（spike）。有包膜的病毒又称为包膜病毒。本文档共67页；当前第20页；编辑于星期三\11点13分病毒包膜（电镜照片）本文档共67页；当前第21页；编辑于星期三\11点13分刺突结构示意图（流感病毒血凝素糖蛋白三聚体）本文档共67页；当前第22页；编辑于星期三\11点13分本文档共67页；当前第23页；编辑于星期三\11点13分二、病毒的化学组成与功能本文档共67页；当前第24页；编辑于星期三\11点13分1.病毒的核酸化学成分为DNA或RNA，据此将病毒分DNA病毒和RNA病毒。病毒核酸具有多样性，有线形或环形（闭环或缺口环），单链（RNA病毒，呼肠病毒和伯尔纳病毒除外）或双链(DNA病毒，微小病毒和环状病毒除外)，单链RNA还有正负链之分，有的核酸分节段等。大小相差悬殊。携带病毒的全部遗传信息，是病毒的基因组，主导病毒感染、增殖、遗传和变异的物质基础，决定病毒的一切特性。本文档共67页；当前第25页；编辑于星期三\11点13分2.病毒蛋白质：结构蛋白和非结构蛋白（一）结构蛋白：是组成病毒体的蛋白成分。1、衣壳蛋白：2、基质蛋白：3、包膜蛋白：结构蛋白的功能：保护病毒核酸参与感染过程具有抗原性本文档共67页；当前第26页；编辑于星期三\11点13分（二）非结构蛋白非结构蛋白可以存在于病毒体内，也可存在于受感染的细胞内。其作用是作为酶类，参与病毒的复制，如逆转录酶、蛋白水解酶、DNA多聚酶、胸腺嘧啶核苷激酶等。（三）脂类和糖类：存在于包膜中，一方面构成病毒的结构，另一方面可促进病毒的感染。本文档共67页；当前第27页；编辑于星期三\11点13分第四节病毒的增殖本文档共67页；当前第28页；编辑于星期三\11点13分本文档共67页；当前第29页；编辑于星期三\11点13分

增殖方式——自我复制(selfreplication)

复制周期：1、吸附(absorption)2、穿入(penetration)3、脱壳(uncoating)4、生物合成(biosynthesis)5、装配与释放(assemblyandrelease)本文档共67页；当前第30页；编辑于星期三\11点13分吸附1、吸附(absorption)①病毒与细胞的静电结合介导可逆的非特性吸附；②宿主细胞表面受体与病毒包膜或衣壳表面的配体结合，介导不可逆的特异性吸附；特点：高度特异性，决定病毒的宿主范围和组织嗜性

本文档共67页；当前第31页；编辑于星期三\11点13分2、穿入penetration)通过吞饮或融合方式穿入细胞膜。①吞饮(endocytosis)：细胞膜内陷似吞噬泡，无包膜病毒②融合(fusion)：在融合蛋白的作用下，病毒包膜与细胞膜融合，而将核衣壳释放至细胞质内，有包膜病毒。本文档共67页；当前第32页；编辑于星期三\11点13分吸附胞饮方式穿入本文档共67页；当前第33页；编辑于星期三\11点13分吸附膜融合后穿入本文档共67页；当前第34页；编辑于星期三\11点13分本文档共67页；当前第35页；编辑于星期三\11点13分3、脱壳(uncoating)：病毒核酸游离于宿主细胞内。病毒核酸病毒核酸本文档共67页；当前第36页；编辑于星期三\11点13分4、生物合成(biosynthesis)：早期：基因组在细胞内合成非结构蛋白（病毒复制酶及抑制细胞正常生物合成的抑制酶）。晚期：根据基因组的指令在细胞内复制病毒核酸、合成结构蛋白和非结构蛋白隐蔽期本文档共67页；当前第37页；编辑于星期三\11点13分根据基因组转录mRNA及转译蛋白质的不同，生物合成可分六大类：DNA病毒双链DNA病毒（多数）单链DNA病毒（很少）RNA病毒单正链RNA病毒单负链RNA病毒双链RNA病毒逆转录病毒本文档共67页；当前第38页；编辑于星期三\11点13分（1）DNA病毒（双链）：细胞核内合成DNA，细胞质内合成病毒蛋白。早期：病毒DNA依赖DNA的RNA多聚酶早期mRNA转译早期蛋白DNA多聚酶脱氧胸腺嘧啶激酶调控病毒基因组转录的酶抑制宿主细胞生物合成的酶药物作用的靶本文档共67页；当前第39页；编辑于星期三\11点13分晚期：解链正链DNA负链DNADNA多聚酶子代DNA转录晚期mRNA晚期蛋白病毒衣壳蛋白及其他结构蛋白本文档共67页；当前第40页；编辑于星期三\11点13分(2)单链DNA病毒亲代ssDNAdsDNA子代ssDNAmRNA和蛋白质本文档共67页；当前第41页；编辑于星期三\11点13分(3)RNA病毒（单链）：多数在细胞质内合成子代RNA及病毒蛋白。1）正单链RNA病毒（有mRNA功能）：正单链RNA复制子代RNA结构蛋白（衣壳蛋白等）非结构蛋白（依赖RNA的RNA多聚酶）双链RNA（复制中间型）药物作用的靶本文档共67页；当前第42页；编辑于星期三\11点13分2）负单链RNA病毒（有依赖RNA的RNA多聚酶）：负单链RNA依赖RNA的RNA多聚酶正单链RNA（有mRNA功能）子代RNA结构蛋白（衣壳蛋白等）双链RNA（复制中间型）药物作用的靶解链本文档共67页；当前第43页；编辑于星期三\11点13分※两种RNA病毒的共同点：都可作为模板复制出子代RNA；具有复制中间型；不会出现RNA病毒的整合（逆转录病毒例外）本文档共67页；当前第44页；编辑于星期三\11点13分两种RNA病毒的不同点正单链RNAV.负单链RNAV.1.RNA具有mRNA的功能RNA不具有mRNA的功能2.病毒体不含RNA多聚酶病毒体含RNA多聚酶3.核酸具传染性核酸不具传染性本文档共67页；当前第45页；编辑于星期三\11点13分3）双链RNA病毒dsRNAmRNA蛋白质(-)RNA(+)RNAdsRNA依赖RNA的RNA聚合酶解链本文档共67页；当前第46页；编辑于星期三\11点13分（4）逆转录病毒（有逆转录酶，即依赖RNA的DNA多聚酶）：单链RNA逆转录酶RNADNA（复制中间型）进入细胞核双链DNA整合（前病毒）子代病毒RNA病毒mRNA病毒蛋白质DNA肿瘤发生药物作用的靶本文档共67页；当前第47页；编辑于星期三\11点13分 逆转录病毒复制示意图本文档共67页；当前第48页；编辑于星期三\11点13分5、组装、成熟与释放组装细胞核内（DNA-V）细胞质内(RNA-V)核膜上胞质膜上释放裂解细胞释放（无包膜病毒）出芽释放（有包膜病毒）核酸浓聚壳粒聚集装罐核酸本文档共67页；当前第49页；编辑于星期三\11点13分裂解细胞后病毒释放出来无胞膜病毒以裂解病毒方式释放病毒本文档共67页；当前第50页；编辑于星期三\11点13分出芽释放本文档共67页；当前第51页；编辑于星期三\11点13分本文档共67页；当前第52页；编辑于星期三\11点13分病毒复制周期本文档共67页；当前第53页；编辑于星期三\11点13分（二）异常增殖（1）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。容纳细胞和非容纳细胞异常增殖：本文档共67页；当前第54页；编辑于星期三\11点13分（2）缺陷病毒（defectivevirus）——因病毒基因组不完整或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的病毒。可在辅助病毒的帮助下完成正常的增殖。如腺病毒伴随病毒（3）伪病毒病毒包装时，衣壳里包装的是宿主细胞的部分核酸本文档共67页；当前第55页；编辑于星期三\11点13分第五节病毒的遗传变异本文档共67页；当前第56页；编辑于星期三\11点13分如：条件致死性突变株：温度敏感突变株（ts）缺陷干扰突变株（DIM）宿主范围变异株耐药变异株等（一）基因突变由基因突变产生的病毒表型性状改变的毒株称为突变株（mutant).本文档共67页；当前第57页；编辑于星期三\11点13分二、基因重组与重配generecombinationandreassortment

当两个有亲缘关系而性状不同的病毒同时感染同一细胞时，可以出现基因互换并产生兼有两个亲代特性的子代，称为重组（recombination）l已灭活的病毒在基因重组成为具有感染性的病毒。l交叉复活：灭活病毒+活病毒活病毒l多重复活：灭活病毒+灭活病毒活病毒本文档共67页；当前第58页；编辑于星期三\11点13分本文档共67页；当前第59页；编辑于星期三\11点13分基因组分节段的病毒的重配+分节段基因组病毒的基因重组(交换基因节段）称重配(reassortment)。发生几率较高。本文档共67页；当前第60页；编辑于星期三\11点13分四、病毒基因产物的相互作用Interactionbetweenviralgeneproducts二种或二种以上的病毒感染同一宿主细胞后，它们之间可发生基因产物的相互作用。三、基因整合本文档共67页；当前第61页；编辑于星期三\11点13分1．互补作用（complementation）和加强作用：二种病毒感染同一宿主细胞后，其中一种病毒的基因产物（酶，衣壳蛋白）促使另一病