微生物学与免疫学：4-病毒

病毒ProgressionofSmallpoxDay3Day5Day7天花病毒Poxvirus痘浆法

痘衣接种乳头瘤病毒

Papillomavirusesarealsofoundassociatedwithhumanpenile,uterineandcervicalcarcinomasandareverylikelytobetheircause;moreover,genitalwartscanconverttocarcinomas.DNA肿瘤病毒

DNAtumorviruses

腺病毒AdenovirusThesevirusesarehighlyoncogenicinanimalsandonlyaportionofthevirusisintegratedintothe

hostgenome.天花病毒

Poxvirus脊髓灰质炎病毒poliovirusHepatitis

轮状病毒Rotavirus人T-淋巴细胞病毒禽传染支气管炎病毒水生动物皮瘤中的红色病毒HIVHIV感染人体组织HIV颗粒电镜甲型H1N1流感病毒烟草花叶病毒病毒侵染对花瓣颜色的影响大肠杆菌噬菌体烟草花叶病毒

(TMV)1892，俄国伊万诺夫斯基研究烟草花叶病，在给圣彼德堡科学院简短报告中，结尾引人注目：“本人已发现感染花叶病的叶汁，即使通过了细菌过滤器，也仍具有传染的性质”证明了感染因子是过滤因子即过滤性病毒（virus）。1935，美国学者斯坦来（Stanley）从烟草花叶病病叶中提取出病毒结晶，进一步试验证明病毒结晶具有致病力。获1946诺贝尔化学奖。第一节病毒的形态、结构、分类概念病毒(Virus)——是一类比细菌更微小、只含一类核酸(DNAorRNA)、在活细胞内进行专性寄生的非细胞形态的微生物。基本特征1.个体极小，电镜下可见，nm级。2.无细胞结构，化学组成简单——核酸（DNA或RNA)和蛋白质。3.无独立的繁殖能力，只在特定寄主细胞内以核酸复制方式繁殖。4.专性寄生：不含能量代谢、核酸复制、蛋白质合成的酶系，不能独立地进行代谢活动，不能离开活体而生存。不能在无生命的人工合成培养基生长。5.在活体外只有化学大分子特性，不表现任何生命特征；可长期保持浸染力。这种潜在的感染能力很容易变性失活。6.对干扰素敏感，对抗生素不敏感。大小差别较大。最大的痘病毒300nm；最小的鼻病毒30nm几种病毒的相对大小和形态Vacciniavirus

痘苗病毒（投影技术）一、病毒的形态多面体状——球、卵圆、砖形杆状——杆、线形蝌蚪状——蝌蚪腺病毒多瘤病毒塞蒙利克森林病毒形态病毒在衣壳上排列不同，有3种形态结构：螺旋对称烟草花叶病毒二十面体对称（容积大、居多）腺病毒复合对称：螺旋对称+多面体对称T4噬菌体

螺旋对称二十面体对称复合对称螺旋对称型：蛋白质亚基有规律地沿着中心轴（核酸）呈螺旋排列，进而形成高度有序、对称的稳定结构。以TMV为例，2130个成皮鞋状的蛋白质亚基（衣壳粒）逆时针方向螺旋排列，共130圈,每3个核苷酸与一个蛋白质亚基相结合。二十面体对称型：由20个等边三角形围成，具12个顶角，30条边。五邻体：12个顶角上的衣壳粒。六邻体：平面上的衣壳粒。若以一定数目的亚基排列成具有一定表面积的立方对称实体，以二十面体容积为最大，能包装更多的病毒核酸，所以病毒壳体多取二十面体对称结构。典型例子：腺病毒（adenovirus）、脊髓灰质炎病毒（poliovirus）、多瘤病毒（polyomavirus）

具有复合对称结构的典型例子是有尾噬菌体（tailedphage），壳体由头部和尾部组成。包装有病毒核酸的头部通常呈二十面体对称，尾部呈螺旋对称。砖形的痘苗病毒（Vacciniavirus），也属于复合对称形。二、病毒的结构

刺突（spike）：包膜或核衣壳上的突起。核心

DNA或

RNA衣壳（粒）蛋白质核衣壳——裸露病毒

包膜

（子粒）脂双层膜和糖蛋白——包膜病毒病毒粒子：成熟、有感染性的结构完整的病毒颗粒。spikeprotein衣壳粒衣壳核衣壳刺突蛋白包膜三、病毒的化学组成蛋白质：

DNA(dsDNA,ssDNA)或RNA(dsRNA,ssRNA)

植物病毒多为RNA细菌病毒多为DNA

动物病毒（含昆虫病毒）部分为DNA，部分为RNA

核酸有正链、负链的区别。凡碱基序列与mRNA相同，为正链。凡碱基序列与mRNA互补，为负链。作用：（1）构成衣壳，保护内部核酸。（2）决定感染寄主的专一性。（3）决定病毒的抗原性。（4）有些是酶，与感染和复制有关。脂类和糖类:包膜中病毒核酸：(1)按核酸结构分为8个群：单链DNA病毒（ssDNA）双链DNA病毒（dsDNA）DNA和RNA反转录病毒双链RNA病毒（dsRNA）负链单链RNA病毒（-ssRNA）正链单链RNA病毒（+ssRNA）裸露RNA病毒亚病毒因子(2)病毒蛋白质结构蛋白非结构蛋白病毒基因组编码的，在病毒复制过程中产生并具有一定功能，但并不结合于毒粒中的蛋白质。如复制酶和装配酶等。构成一个形态成熟的有感染性的病毒颗粒所必需的蛋白质。如壳体蛋白、包膜蛋白、存在于毒粒中的酶等。包膜（envelope）：有些病毒核衣壳包裹着的一层脂蛋白膜，是病毒以出芽（budding）方式成熟时，由细胞膜衍生而来的。有维系毒粒结构，保护病毒核壳的作用。包膜子粒（peplomer）：病毒包膜上具有功能性的突起物，又叫刺突蛋白（spikeprotein），往往是由糖蛋白构成，具有多种生物学活性，是启动病毒感染所必需的，也是很重要的抗原性物质。（3）包膜结构（脂质和糖类）有包膜的螺旋毒粒非细胞生物病毒：至少含有核酸和蛋白质两种成分亚病毒类病毒:只含具单独侵染性的RNA组分拟病毒:只含不具单独侵染性的RNA组分朊病毒:只含蛋白质一种组分四、病毒的分类真病毒——含核酸和蛋白质的一类病毒。亚病毒——只有侵染性RNA分子、只有侵染性蛋白质分子或包裹在真病毒颗粒中的卫星病毒（或卫星核酸）。马铃薯纺锤病类病毒侵染的植物第二节病毒的增殖

吸附

穿入生物合成（核酸复制、蛋白质的合成）释放（寄主细胞裂解）步骤：：脱壳装配（成熟）病毒表面结构与宿主特异性位点结合（非）特异性吸附直接穿入；融合；吞饮核酸复制、mRNA转录、蛋白质的合成在宿主细胞内，将核酸和蛋白质组装为成熟的病毒粒子（毒粒）破胞释放（无包膜）；出芽释放（有包膜）病毒感染敏感宿主细胞后，病毒核酸进入细胞，通过其复制与表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质，然后由这些新合成的病毒组分装配（assembly）成子代毒粒，并以一定方式释放到细胞外。病毒的这种特殊繁殖方式称做复制（replication）。1.吸附

直接穿入融合胞吞2.穿入和脱壳

①dsDNA病毒：痘病毒、疱疹病毒、腺病毒、T-even噬菌体等亲代±DNA早期转录mRNA早期翻译早期蛋白子代±DNA复制装配成熟子代病毒粒子晚期转录mRNA晚期翻译晚期蛋白亲代±子代3.生物合成

烟草花叶病毒的装配：RNA穿过螺旋的中心孔并在生长端形成一个可移动的环。4.装配

大多数噬菌体都是以裂解细胞方式释放5.释放

有包膜病毒的装配与释放有时也是同时完成的有包膜的动物病毒是在从宿主细胞核芽出或细胞质膜芽出的过程中裹上包膜而形成包膜病毒动物接种

鸡胚培养细胞培养第三节病毒的培养

细胞病变效应（CPE）红细胞吸附被感染的细胞出现包涵体干扰现象细胞代谢改变病毒在细胞内增殖CPE正常细胞CPE（cytopathogeniceffect）

：病毒感染细胞后造成细胞死亡，溶解，细胞质空泡形成（空斑）、细胞变圆、脱落、凝集或互相融合。狂犬病毒包涵体（Negribody）巨细胞病毒包涵体干扰现象：两种病毒同时或先后感染同一细胞，一种病毒增殖可抑制另一种的增殖。干扰素（interferon，IFN）：病毒诱导细胞产生抑制病毒复制的糖蛋白。类型名称商品名生产公司自然干扰素人体淋巴母细胞样多亚型IFN-N1惠福仁葛兰素威康公司（英国）人体白细胞重组干扰素中国人干扰素基因克隆IFNα1b赛若金深圳科兴生物制品有限公司IFN-α2a罗扰素罗氏公司（瑞士）IFNα2b干扰能先灵葆雅（美国）复合干扰素C-IFN干复津安进公司（美国）第四节干扰现象和干扰素

IFN种类

IFN-α：由白细胞产生IFN-β：由成纤维细胞产生IFN-γ：由活化的T淋巴细胞产生

IFN性质

抗病毒范围广抗病毒作用有种属特异性（同种细胞高于异种细胞，人，灵长类动物产生的IFN才对人起作用）对病毒的增殖有干扰作用对病毒的蛋白质合成起作用免疫调节和抗肿瘤作用1、组成：蛋白质和核酸2、基本形态：蝌蚪形、微球形（无尾）和纤丝形（无头）。尾髓:中空，DNA由此进入细胞。基板:

六角形盘状物，其上有刺突、尾丝。刺突:

有吸附功能。尾丝:

有识别吸附功能第五节噬菌体噬菌体与宿主菌根据噬菌体对寄主细胞的反应，区分为：

毒（烈）性噬菌体（virulentphage）

温和噬菌体（temperatephage）1.毒性噬菌体的复制周期

吸附

侵入病毒大分子的合成（核酸复制、蛋白质的合成）组装（成熟）释放（寄主细胞裂解）T4噬菌体感染E.coli的扫描电镜照片吸附尾钉固着尾鞘收缩尾管穿入DNA注入1.mRNA转录2.早期蛋白质翻译3.病毒DNA复制4.mRNA转录5.晚期蛋白质翻译酶结构蛋白T4噬菌体的装配是一个极为复杂的自我装配的过程噬菌体的效价噬菌斑（plaque）：毒性噬菌体感染敏感细菌，在营养琼脂平板上形成一个个透明的空斑。噬菌体的效价：每毫升试样噬菌斑形成单位（plaqueformingunit，PFU）数。大肠杆菌噬菌体的噬菌斑荧光假单胞菌的噬菌斑效价测定-双层平板法噬菌体细菌培养物培养液营养琼脂平板细菌培养液变清亮细菌平板成为残迹平板2%琼脂培养基0.8%琼脂培养基1939年，MaxDelbruck&EmoryEllis：E.coli/bacteriopage1、用噬菌体的稀释液感染高浓度的宿主细胞；2、数分钟后，加入抗噬菌体的抗血清（中和未吸附的噬菌体）；3、将上述混合物大量稀释，终止抗血清的作用和防止新释放的噬菌体感染其它细胞；4、保温培养并定期检测培养物中的噬菌体效价（对噬菌体含量进行计数）；5、以感染时间为横坐标，病毒的感染效价为纵坐标，绘制出病毒特征性的繁殖曲线；该实验标志着分子病毒学、分子生物学和分子遗传学的建立MaxDelbruck因此荣获1969年NobelPrize。一步生长曲线潜伏期：从噬菌体吸附细菌到细菌细胞释放新的噬菌体前的时期.(噬菌斑数是噬菌体数,也就是感染噬菌体的细菌数).裂解期：曲线直线上升,子代噬菌体不断释放到培养基中,直到达到极限.稳定期:感染细胞后复制的子代噬菌体全部释放，噬菌斑数稳定，一次感染结束。裂解量:每一受感染细胞所释放的新的噬菌体的平均数。

稳定期噬菌斑数裂解量=

潜伏期噬菌斑数不同的噬菌体或同种噬菌体感染敏感菌后所释放的噬菌体数不同,与噬菌体种类、宿主细胞菌龄以及环境因数有关。温和噬菌体（溶源性噬菌体）的复制周期温和噬菌体：噬菌体感染细胞后，核酸整合到宿主的核DNA上，随宿主DNA复制而同步复制。一般情况不引起寄主细胞裂解。原噬菌体（或前噬菌体）：整合在宿主核DNA上的噬菌体的核酸。溶原性细菌：核染色体上整合有前噬菌体的细菌。可正常生长繁殖而不被裂解。

特性：1.可稳定遗传。子代细菌都含有原噬菌体，均具有溶原性。

2.可自发或诱发细胞裂解，或自然遗失前噬菌体（复愈）自发:温和噬菌体的核酸也可从宿主DNA上脱落下来，恢复原来的状态，进行大量的复制，变成烈性噬菌体，自发裂解几率10-2～10-5。诱发:用化学、物理方法诱导复愈:自然遗失前噬菌体，但不发生自发裂解和诱导裂解

3.溶原性细菌对同源噬菌体具有免疫性。溶原菌对其本身产生的噬菌体或外来的同源的噬菌体不敏感，对同源噬菌体具免疫性，对非同源噬菌体没有免疫性。

4.溶源转变——溶原菌整合了温和噬菌体的核酸而使自己产生一些新的生理特征。温和噬菌体的代表λ噬菌体：

整合状态存在

插入寄主细胞染色体的特定位点（gal和bio之间）Pi噬菌体：独立存在于寄主细胞中随机插入寄主细胞的染色体上噬菌体的应用1.细菌的鉴定和分型2.耐药性细菌的治疗3.分子生物学研究工具——基因克隆载体4.遗传工程——噬菌体展呈文库，人工筛选抗体5.发酵中严防噬菌体污染六、流感病毒、乙肝病毒、HIV（血凝素刺突）（神经氨酸酶刺突）（基质蛋白）（脂双分子层）（多聚酶）（核糖核蛋白）流感病毒12435678PB2PB1RNPRNAM2M1NAHA分节段的（-）SSRNAPA

RNA多聚酶核糖核蛋白（RNP）流感病毒的形态与结构流感病毒分型根据RNP和M蛋白（基质蛋白）的不同，可分为甲（A），乙（B），丙（C）型。根据HA和NA分为若干亚型（H1~H13，N1~N9）。

HA，NA易变异，而引起大流行。

1997年，香港地区禽类流感病毒（H5N1）传染给人，引起全球恐慌。H7N9H3N2H1N1基因轉移禽人

(H7N9具人體接受器)超級病毒豬致病性：传染源病人或病毒携带者致病机理病毒不入血病毒呼吸道毒素样物质进入血液全身中毒症状局部粘膜上皮炎症

同型有1-2年免疫力

免疫物质为sIgA及中和抗体（IgG、IgM）

免疫性：流感病毒的致病性与免疫药物治疗离子通道阻断剂：金刚烷胺

神经氨酸酶（NA）抑制剂：达菲以血凝素为靶点的抗流感药物：Stachyflin

接种疫苗流感病毒灭活疫苗病毒表面抗原疫苗减毒活疫苗流感病毒的防治乙型肝炎病毒（HepatitisB

Virus）三种颗粒结构模式图和电镜照片管形颗粒小球形颗粒Dane颗粒大球形颗粒有感染性易发展成慢性肝炎，部分可转化为肝硬化或肝癌，全球HBV携带者超2亿，中国1.2亿。1、形态结构：电镜下呈3种颗粒①球状，直径约42nm，是完整的HBV颗粒；

②小球形颗粒，直径约22nm，仅由表面抗原HBsAg组成，不含DNA，无感染性；

③管形颗粒，聚合的小球形颗粒。检查“两对半”HBsAg，抗-HBs：表面抗原及其抗体

HBeAg，抗-HBe：e抗原及其抗体

抗-HBc：核心抗原抗原组成：具有双层的衣壳，外衣壳相当于包膜，上有HBsAg，内衣壳上有HBcAg、HBeAg

HBsAg

：乙肝表面抗原，又称“澳抗”，HBsAg是HBV感染的主要标志，可刺激机体产生保护性抗体；

HBcAg：核心抗原,抗原性强，不易在血清中查到，刺激机体产生抗-HBc。

HBeAg：可溶性蛋白，游离于血清中。HBsAg

HbeAg

抗-HBs抗-Hbe抗-HBc—————未感染过HBV

——＋——乙肝已恢复或接种过疫苗

＋——＋＋“小三阳”V复制不活跃传染性高

＋＋——＋“大三阳”传染性强

＋＋———急慢性乙肝或无症状携带者++——+同上——+++乙肝恢复期————+感染过乙肝病毒人类免疫缺陷病毒（humanimmunodeficiencyvirus，HIV）

属于反转录病毒科（Retroviridae），导致人类免疫缺失病，又称获得性免疫缺失综合症（acquiredimmunedeficiencysyndrome，AIDS）。1983年由法国巴斯德研究所Montagnier发现。1、形态结构：球状，直径约100-120nm；2、核心：两条相同的RNA链；同时含有反转录酶、RNA酶H等；3、衣壳：两层衣壳，内层衣壳含p24蛋白，外层衣壳含p17蛋白；4、刺突：糖蛋白（glycoprotein，gp）刺突，gp120和gp41，分子量分别为120000和41000，感染时首先通过gp120与淋巴细胞表面的CD4受体结合，再经膜融合进入。HIVvirus反转录病毒gp120gp41刺突2条HIV感染人体组织病毒与细胞生物的比较

细胞生物病毒个体大小一般>0.2µm一般<0.2µ

m细胞结构有