食品微生物學(xué)：04 第二章 第三節(jié) 病毒

第三節(jié)

病毒和亞病毒人類歷史上的傳染病天花病毒天花（Smallpox）是由天花病毒引起的一種烈性傳染病，也是到目前為止，在世界范圍被人類消滅的第一個(gè)傳染病。天花是感染痘病毒引起的，無(wú)藥可治，患者在痊愈后臉上會(huì)留有麻子，“天花”由此得名。人類史上最大的種族屠殺：印第安人滅絕

歐洲殖民者將天花病人用過(guò)的毯子送給印第安人，隨后，瘟疫肆虐，由歐洲傳來(lái)的腮腺炎、麻疹、霍亂、淋病和黃熱病等病也接踵而至。人口由1500萬(wàn)減少到100萬(wàn)。人類歷史上的傳染病黑死病黑死?。˙lackDeath）是人類歷史上最嚴(yán)重的瘟疫之一。起源于亞洲西南部，約在1340年代散布到歐洲。通常認(rèn)為，1346年，在蒙古軍隊(duì)進(jìn)攻黑海港口城市卡法時(shí)，用拋石機(jī)將患鼠疫而死的人的尸體拋進(jìn)城內(nèi)，這是人類歷史上第一次細(xì)菌戰(zhàn)。黑死病的一種癥狀，就是患者的皮膚上會(huì)出現(xiàn)許多黑斑，所以這種特殊瘟疫被人們叫做“黑死病”。中世紀(jì)歐洲約有三分之一的人死于黑死病。

人類歷史上的傳染病西班牙流感西班牙流感是人類歷史上最致命的傳染病，在1918~1919年曾經(jīng)造成全世界約10億人感染，2千5百萬(wàn)到4千萬(wàn)人死亡。

直到1933年，英國(guó)科學(xué)家SmithAndenwes才第一次從人身上分離出病毒，并命名為H1N1，也就是現(xiàn)在的甲型流感。SARS，20032003年，中國(guó)廣東目前所知，造成全球非典災(zāi)難的病毒為冠狀病毒，該類病毒感染脊椎動(dòng)物，與人和動(dòng)物的許多疾病有關(guān)，具有胃腸道、呼吸道和神經(jīng)系統(tǒng)的嗜性。

21世紀(jì)的傳染病禽流感，2005-2006禽流感病毒（AIV）屬甲型流感病毒。流感病毒屬于RNA病毒的正黏病毒科，分甲、乙、丙3個(gè)型。H5N1禽流感病毒：2005年10月，東亞、東南亞、歐洲等地相繼傳出H5N1禽流感感染報(bào)告；2006年1月，美國(guó)出現(xiàn)H3N2。21世紀(jì)的傳染病甲型H1N1流感，2009年病原體是一種新型的甲型H1N1流感病毒，在人群中傳播。與以往或目前的季節(jié)性流感病毒不同，該病毒毒株包含有豬流感、禽流感和人流感三種流感病毒的基因片段。人群對(duì)甲型H1N1流感病毒普遍易感，并可以人傳染人。2009年開(kāi)始，甲型H1N1流感在全球范圍內(nèi)大規(guī)模流行。21世紀(jì)的傳染病2013年，H7N9!上海18人感染，6人死亡全國(guó)38人感染，10人死亡禽流感感染人群特征

什么叫病毒？

病毒是形體微小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，僅含有一種核酸DNA或RNA，具有超級(jí)寄生性，且必須在電子顯微鏡下才能觀察到的一類非細(xì)胞形態(tài)的微生物。非細(xì)胞生物的種類真病毒：至少含有核酸和蛋白質(zhì)兩種組分亞病毒類病毒：只含具有獨(dú)立侵染性的RNA組分?jǐn)M病毒：只含不具有獨(dú)立侵染性的RNA組分朊病毒：只含具有獨(dú)立侵染性的蛋白質(zhì)組分

非細(xì)胞生物1.形態(tài)極其微小，一般能通過(guò)細(xì)菌濾器，必須在電鏡下才能觀察；2.沒(méi)有細(xì)胞構(gòu)造，主要成分僅為核酸和蛋白質(zhì)；3.每一種病毒只含一種核酸，DNA或RNA；4.依靠自身的核酸進(jìn)行復(fù)制，以病毒核酸和蛋白質(zhì)等“元件”的裝配實(shí)現(xiàn)其大量繁殖；5.嚴(yán)格細(xì)胞內(nèi)寄生，缺乏完整的酶和產(chǎn)能系統(tǒng)，只能利用宿主活細(xì)胞的現(xiàn)成代謝系統(tǒng)合成病毒自身的核酸和蛋白質(zhì)；6.在離體條件下，能以無(wú)生命力的大分子狀態(tài)存在，并可長(zhǎng)期保持其侵染活力；7.對(duì)一般抗生素不敏感，但對(duì)干擾素敏感；8.有些病毒核酸可整合到宿主基因組中，以原病毒形式存在。

病毒的特點(diǎn)

1.控制和消滅有害病毒，致病病毒危害人類健康、畜牧業(yè)養(yǎng)殖和農(nóng)作物栽培；噬菌體污染會(huì)嚴(yán)重影響工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)。

2.病毒的研究和利用價(jià)值：用作改良品種，培育活病毒疫苗株；用作昆蟲(chóng)殺蟲(chóng)劑，保護(hù)生態(tài)環(huán)境；用作基因工程的重要載體。研究病毒的重要意義一、病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成1、病毒的形態(tài)與大小多數(shù)在100nm左右(20~200nm)。最小圓環(huán)病毒直徑約17nm，比核糖體稍大;最大痘病毒直徑達(dá)200nm以上，與最小細(xì)菌相仿。2、病毒的基本結(jié)構(gòu)(b)無(wú)包膜病毒模式結(jié)構(gòu)(c)有包膜病毒模式結(jié)構(gòu)核衣殼衣殼核酸芯髓刺突核衣殼核酸芯髓衣殼包膜螺旋對(duì)稱結(jié)構(gòu)二十面體對(duì)稱結(jié)構(gòu)復(fù)合對(duì)稱結(jié)構(gòu)

無(wú)囊膜桿狀：煙草花葉病毒等絲狀：大腸桿菌M13噬菌體等卷曲狀：流感病毒等彈狀：狂犬病毒等有囊膜無(wú)囊膜有囊膜：皰疹病毒小型：脊髓灰質(zhì)炎病毒大型：腺病毒有囊膜：痘病毒（磚塊狀）無(wú)囊膜：大腸桿菌T偶數(shù)噬菌體（蝌蚪狀）病毒結(jié)構(gòu)類型3、病毒形態(tài)與結(jié)構(gòu)類型

1）螺旋對(duì)稱結(jié)構(gòu)

煙草花葉病毒（tobacomosaicvirus,TMV）為例：衣殼是由2130個(gè)蛋白質(zhì)亞基構(gòu)成的螺旋對(duì)稱結(jié)構(gòu)，衣殼長(zhǎng)300nm，直徑15～18nm，外觀呈狹窄的剛直桿狀。螺旋衣殼中央有直徑4nm的軸孔，亞基呈右手螺旋排列，螺旋的螺距為2.3nm，每—螺轉(zhuǎn)上的亞基數(shù)目為十六又三分之—個(gè)。病毒的單鏈RNA半徑約4nm處與蛋白質(zhì)亞基結(jié)合．大約每三個(gè)核苷酸結(jié)合著一個(gè)蛋白質(zhì)亞基、RNA長(zhǎng)約6395或6398個(gè)核苷酸，長(zhǎng)度相當(dāng)于2130個(gè)亞甚或130螺轉(zhuǎn)。

2）二十面體對(duì)稱結(jié)構(gòu)

腺病毒（adenovirus）為例：腺病毒的衣殼含有252個(gè)衣殼粒，其中12個(gè)頂角的衣殼粒與相鄰的衣殼粒組成五鄰體，240個(gè)面上或棱上的衣殼粒相互之間組成六鄰體。每個(gè)五鄰體中央的衣殼粒上伸出一根末端帶有頂球的刺突。每個(gè)五鄰體衣殼粒由一個(gè)五聚體（多肽Ⅲ）和一個(gè)三聚體纖維蛋白（Ⅳ）組成；但六鄰體衣殼粒不是六聚體，而是三聚體，它由3個(gè)110K多肽Ⅱ構(gòu)成。

具有復(fù)合對(duì)稱衣殼結(jié)構(gòu)的典型是有尾噬菌體，以大腸桿菌T4噬菌體為例。T4噬菌體的頭部為二十面體對(duì)稱結(jié)構(gòu)，直徑為5nm。噬菌體(phage)的尾部較為復(fù)雜，由尾鞘、尾管、頸部、基板、尾釘和尾絲組成。頭部與尾部由頸部連接起來(lái)。

3）復(fù)合對(duì)稱結(jié)構(gòu)

（1）正鏈和負(fù)鏈：正鏈（+）：與mRNA堿基序列相同的單鏈。負(fù)鏈（-）：與mRNA堿基序列互補(bǔ)的單鏈。正負(fù)鏈（±）：互補(bǔ)的雙鏈。

+RNA：可作為mRNA模板翻譯成蛋白質(zhì)。

-RNA：與+RNA互補(bǔ)，不能直接用作mRNA模板翻譯成蛋白質(zhì)。

+DNA：與-DNA互補(bǔ)，不能作為模板直接合成mRNA。

-DNA：mRNA模板鏈，可作為模板直接合成mRNA。

（2）分節(jié)段和不分節(jié)段：個(gè)別RNA病毒核酸為不連續(xù)、間斷的鏈，稱為分節(jié)段。有兩個(gè)節(jié)段、三個(gè)節(jié)段、多個(gè)節(jié)段的，分別稱為雙分子、三分子、多分子，不分節(jié)段的稱為單分子。如流感病毒RNA分子是節(jié)段性的，由八條RNA分子構(gòu)成。

RNA部分節(jié)段為負(fù)鏈，部分節(jié)段為正鏈，稱之為雙義鏈。4、病毒的化學(xué)組成

1）病毒的核酸

2）病毒的蛋白質(zhì)

(1)結(jié)構(gòu)蛋白指構(gòu)成一個(gè)形態(tài)成熟的有感染性的病毒顆粒所必需的蛋白質(zhì)，包括衣殼蛋白、包膜蛋白和存在于病毒顆粒中的酶等。約占病毒總量的70%，少數(shù)低至30~40%。

①衣殼蛋白：是構(gòu)成病毒衣殼結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，由一條或多條多肽鏈折疊形成的蛋白質(zhì)亞基是構(gòu)成衣殼蛋白的最小單位。一些簡(jiǎn)單的病毒的衣殼蛋白僅由一種或少數(shù)幾種蛋白質(zhì)構(gòu)成，而一些復(fù)雜病毒則可由多達(dá)20余種蛋白質(zhì)組成。衣殼蛋白的功能：構(gòu)成病毒的衣殼，保護(hù)病毒的核酸；無(wú)囊膜病毒的衣殼蛋白參與病毒的吸附、侵入、決定病毒的宿主嗜性；病毒的表面抗原。②包膜蛋白或刺突蛋白：是由包膜糖蛋白和基質(zhì)蛋白兩類病毒蛋白質(zhì)構(gòu)成，位于包膜表面。

包膜糖蛋白：是病毒的主要表面抗原，多為病毒吸附蛋白。與細(xì)胞受體相互作用啟動(dòng)病毒感染發(fā)生，有的介導(dǎo)病毒的進(jìn)入，有的具有凝集脊椎動(dòng)物紅細(xì)胞、細(xì)胞融合以及酶等活性。

基質(zhì)蛋白：構(gòu)成膜脂雙層與核衣殼之間的亞膜結(jié)構(gòu)，具有支撐包膜、維持病毒結(jié)構(gòu)的作用；介導(dǎo)核衣殼與包膜糖蛋白之間的識(shí)別，在病毒芽出成熟過(guò)程中發(fā)揮重要作用。

③毒粒酶：是存在于病毒衣殼粒內(nèi)的酶，根據(jù)其功能大致可分為兩類：一類是參與病毒進(jìn)入、釋放等過(guò)程的酶，如T4噬菌體的溶菌酶、流感病毒的神經(jīng)氨酸酶等；一類是參與病毒的大分子合成的酶，如RNA病毒的病毒顆粒中存在的逆轉(zhuǎn)錄酶等。一些復(fù)雜的病毒，如在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)復(fù)制的痘病毒還具有許多參與RNA轉(zhuǎn)錄物加工和DNA復(fù)制的酶等。

非結(jié)構(gòu)蛋白指由病毒基因組編碼，在病毒復(fù)制過(guò)程中產(chǎn)生并具有一定功能，但不結(jié)合于病毒顆粒中的蛋白質(zhì)。病毒的非結(jié)構(gòu)蛋白數(shù)量和功能依據(jù)病毒的種類、病毒基因組的復(fù)雜程度和病毒復(fù)制時(shí)期的不同而不同。有的具有酶活性，參與和調(diào)控病毒的復(fù)制與轉(zhuǎn)錄。有的具有抗凋亡、抗細(xì)胞因子活性及干擾抗原遞呈的功能，如口蹄疫病毒的3ABC蛋白已經(jīng)用來(lái)區(qū)分野毒感染和弱毒苗免疫。

（2）非結(jié)構(gòu)蛋白

3）病毒的脂類病毒脂類是病毒在成熟釋放過(guò)程中從宿主細(xì)胞獲得，主要存在于病毒的包膜，約占其結(jié)構(gòu)成分的20%-35%。但痘病毒脂類的含量約占5%，而狂犬病毒脂類的含量高達(dá)50%。

4）病毒的糖類某些病毒含有少量的糖類。糖類主要是以寡糖側(cè)鏈存在于病毒糖蛋白和糖脂中，或以粘多糖形式存在。除了有包膜病毒的糖蛋白刺突外，某些復(fù)雜病毒的病毒顆粒還含有內(nèi)部糖蛋白或者糖基化衣殼蛋白。糖蛋白還是重要的免疫原，例如抗流感病毒血凝素的血清具有明顯的病毒中和作用。

5)其他化學(xué)成分一些動(dòng)物病毒、植物病毒和噬菌體病毒顆粒內(nèi)，存在一些丁二胺、亞精胺、精胺等陽(yáng)離子化合物。某些植物病毒中還存在金屬陽(yáng)離子。這些含量極微的有機(jī)陽(yáng)或無(wú)機(jī)陽(yáng)離子與病毒核酸呈無(wú)規(guī)則的結(jié)合，對(duì)核酸的構(gòu)型有一定影響。其結(jié)合量?jī)H與環(huán)境中相關(guān)離子濃度有關(guān)，是病毒裝配時(shí)從環(huán)境中獲得的不恒定成分。二、病毒的主要類群與繁殖方式

國(guó)際病毒分類系統(tǒng)采用目（order）、科(family)、亞科(subfamily)、屬(genus)、種(species)分類階元。國(guó)際病毒分類委員會(huì)(Internationalcommitteeontaxonomyofviruses,ICTV)是病毒分類與命名的權(quán)威機(jī)構(gòu)。病毒種以下還可分為不同的血清型、基因型、毒力株、變異株和分離株等，其命名由公認(rèn)的國(guó)際專家小組確定。病毒的種是一個(gè)不確定的分類單位。1990年ICTV將其定義為具有一定世代關(guān)系并占據(jù)一定生境（niche）的病毒群。也就是在具有科和屬的特征的前提下，把某些次要特征大致但又不完全相同的病毒歸為同一種病毒。（一）病毒的主要類群與分類系統(tǒng)

1.病毒的分類系統(tǒng)病毒的命名采用英文或英文化拉丁文，只用單名，也不用斜體書寫。但是目、科、亞科、屬分別用拉丁文后綴“-virales”、“-viridae”、“-virinae”、“virus”。例如:

痘病毒屬于痘病毒科(Poxviridae)；脊椎動(dòng)物痘病毒亞科（Chorodopoxviridae）則包含了各種脊椎動(dòng)物痘病毒。

2.病毒的命名

病毒分類的主要特征指標(biāo)編號(hào)特征1宿主的性質(zhì)（動(dòng)物、植物、細(xì)菌、昆蟲(chóng)、真菌）2核酸的性質(zhì)（DNA或RNA；單鏈或雙鏈；分子量；RNA病毒分節(jié)段或不分節(jié)段，分為幾個(gè)節(jié)段；ssRNA病毒中基因組為正鏈或負(fù)鏈）3衣殼對(duì)稱形式——二十面體對(duì)稱、螺旋對(duì)稱、復(fù)合型對(duì)稱4有無(wú)囊膜及囊膜對(duì)乙醚的敏感性5病毒顆?；蚝艘職さ闹睆?二十面體病毒中的殼粒數(shù)目7免疫學(xué)特性8基因數(shù)目和基因圖譜9病毒在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制的位置10有無(wú)DNA復(fù)制中間體(ssRNA病毒)；有無(wú)反轉(zhuǎn)錄酶11病毒釋放的方式12導(dǎo)致的疾病或引起疾病的特異性臨床癥狀、傳播的途徑。

國(guó)際病毒分類委員會(huì)2005年7月發(fā)布的第八次最新病毒分類報(bào)告,將目前ICTV所承認(rèn)的5450多個(gè)病毒歸屬為3個(gè)目、73個(gè)科、11個(gè)亞科、289個(gè)屬、1950多個(gè)種。在亞病毒感染因子下設(shè)類病毒、衛(wèi)星因子和朊病毒,其中類病毒有2個(gè)科、7個(gè)屬;衛(wèi)星因子下的衛(wèi)星病毒有2個(gè)亞組,衛(wèi)星核酸有3個(gè)亞組;朊病毒分為哺乳動(dòng)物朊病毒和真菌朊病毒。

3.病毒的種類與主要類群噬菌體是感染細(xì)菌、放線菌和藍(lán)細(xì)菌等原核微生物的病毒，分布廣泛。研究意義：噬菌體的發(fā)生在工業(yè)生產(chǎn)上會(huì)造成發(fā)酵液污染，影響發(fā)酵產(chǎn)量和質(zhì)量，甚至引起倒罐，造成重大損失。噬菌體在分子生物學(xué)研究中有著廣泛的應(yīng)用，如大腸桿菌的λ噬菌體作為基因工程的載體；大腸桿菌M13噬菌體展示技術(shù)用于多肽或蛋白質(zhì)的表達(dá)并展示于噬菌體表面，研究蛋白質(zhì)相互作用。（二）細(xì)菌噬菌體噬菌體的類群與形態(tài)結(jié)構(gòu)

1.烈性噬菌體及其繁殖方式

這類噬菌體侵入細(xì)菌細(xì)胞后，通過(guò)裂解作用摧毀細(xì)胞使病毒粒子釋放。這類能在宿主細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)增殖，產(chǎn)生大量子噬菌體，并通過(guò)裂解細(xì)菌細(xì)胞而釋放出噬菌體，因而被稱為烈性噬菌體（virulentphage）。T4噬菌體是一個(gè)典型的烈性噬菌體。

烈性噬菌體的繁殖過(guò)程（裂解性周期）：（1）吸附

通過(guò)噬菌體表面特異性吸附蛋白與細(xì)菌細(xì)胞表面受體相互作用。T4噬菌體：以細(xì)菌細(xì)胞壁脂多糖或蛋白質(zhì)作受體，受體性質(zhì)的變化與噬菌體宿主選擇性有關(guān)。T4噬菌體吸附涉及多個(gè)尾部結(jié)構(gòu)，當(dāng)一個(gè)尾絲接觸菌體表面的受體后，噬菌體的吸附過(guò)程就開(kāi)始。在更多的尾絲接觸后，基片就固定到細(xì)胞表面。（2）侵入T4噬菌體核酸以注射式侵入方式進(jìn)人細(xì)胞。機(jī)制：T4噬菌體尾部的溶菌酶使細(xì)胞壁變?nèi)?，?dāng)尾鞘與細(xì)胞壁接觸后，尾鞘蛋白收縮的結(jié)果使得基板上升，擠壓尾管穿過(guò)削弱的細(xì)菌細(xì)胞壁到達(dá)質(zhì)膜或細(xì)胞質(zhì)，于是噬菌體頭部的dsDNA分子通過(guò)尾管注人細(xì)胞內(nèi)。（3）生物合成

噬菌體基因轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)合成順序圖（4）成熟成熟就是將合成的病毒各部件組裝在一起成為成熟病毒粒子的過(guò)程。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的病毒組裝：可自我裝配，即各個(gè)組分自發(fā)地組裝形成病毒粒子。病毒的衣殼粒組裝形成空的前殼體，然后核酸插入到空衣殼內(nèi)。在病毒成熟的位點(diǎn)經(jīng)?？梢钥吹娇找職せ虿《玖Ｗ有纬傻慕Y(jié)晶結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)復(fù)雜的病毒組裝：（如T4噬菌體），需要有一些非結(jié)構(gòu)蛋白作指導(dǎo)，這種組裝稱定向組裝(directedassembly)。T4噬菌體的組裝包括五個(gè)步驟：頭部的裝配、DNA的裝配、尾管和尾鞘的裝配、基板的裝配、尾絲的裝配。完整的頭部與尾部裝配完成后，尾絲自動(dòng)裝于尾部，形成完整的噬菌體。(5)釋放成熟的噬菌體，在細(xì)胞內(nèi)積累到一定量后，可通過(guò)噬菌體編碼的溶菌酶降解細(xì)菌細(xì)胞壁，導(dǎo)致細(xì)胞裂解，釋放出噬菌體。

2.一步生長(zhǎng)曲線(one-stepgrowthcurve)

（1）潛伏期：是指病毒侵入宿主細(xì)胞到病毒粒子釋放出胞外前的一段時(shí)間。潛伏前期又稱隱蔽期（eclipsephase），是指病毒的核酸侵入宿主細(xì)胞后至第一個(gè)病毒粒子裝配前的一段時(shí)間，此時(shí)宿主細(xì)胞內(nèi)不含有完整的、有侵染力的成熟病毒粒子。潛伏后期，病毒粒子裝配成熟，胞內(nèi)具侵染性的成熟病毒粒子數(shù)目逐漸增，但沒(méi)有釋放出胞外。寄主細(xì)胞的裂解標(biāo)志著潛伏期的結(jié)束。

（2）裂解期：是指宿主細(xì)胞迅速裂解，溶液中病毒粒子急劇上升的一段時(shí)間。病毒沒(méi)有個(gè)體生長(zhǎng)，其宿主細(xì)胞裂解也是突發(fā)的。

（3）平臺(tái)期：是指感染病毒的宿主細(xì)胞全部裂解，溶液中病毒效價(jià)達(dá)到最高點(diǎn)以后的時(shí)期。兩個(gè)特征性數(shù)據(jù)

潛伏期：是病毒顆粒吸附于細(xì)胞到受染細(xì)胞釋放出子代病毒顆粒所需的最短時(shí)間，不同病毒的潛伏期長(zhǎng)短不同，噬菌體以分鐘計(jì)，動(dòng)物病毒和植物病毒以小時(shí)或天計(jì)。裂解量：是每個(gè)受染細(xì)胞所產(chǎn)生的子代病毒顆粒的平均數(shù)目，穩(wěn)定期受染細(xì)胞所釋放的全部子代病毒數(shù)目與潛伏期受染細(xì)胞的數(shù)目之比，即等于穩(wěn)定期病毒效價(jià)與潛伏期病毒效價(jià)之比。通過(guò)一步生長(zhǎng)曲線測(cè)定，噬菌體的裂解量一般為幾十到上百個(gè)，植物病毒和動(dòng)物病毒可達(dá)數(shù)百乃至上萬(wàn)個(gè)。例:11000病毒粒子數(shù)/100受染細(xì)胞=110噬菌體粒子/細(xì)菌溫和噬菌體(temperatephage):

這類噬菌體侵染細(xì)菌后，將自身基因組整合到細(xì)菌細(xì)胞染色體上，隨寄主細(xì)胞分裂而同步復(fù)制，不引起細(xì)菌裂解釋放噬菌體。溶原性(lysogeny):溫和噬菌體與細(xì)菌共存的特性。溶原菌(lysogen)：被溫和噬菌體侵染的細(xì)菌。前噬菌體(prophage)：被整合到細(xì)菌細(xì)胞染色體上的病毒。

3.溫和噬菌體與溶原性（lysogeny）第一，以螺旋噬菌體λ為代表，把DNA整合進(jìn)宿主基因組的一個(gè)或者多個(gè)偏愛(ài)的位點(diǎn)；第二，以噬菌體Mu-1（phageMu-1）為代表，噬菌體轉(zhuǎn)座酶把基因組插入宿主基因組的任何位點(diǎn)；第三，以噬菌體P1（phageP1）為代表，噬菌體DNA不插入宿主基因組而以一個(gè)質(zhì)粒的狀態(tài)存在。還有某些其它的噬菌體，如衛(wèi)星噬菌體P4（satellitephageP4，既可以整合進(jìn)宿主基因組成為前噬菌體也可以作為一個(gè)質(zhì)粒存在。（1）溶源性的方式：（2）λ噬菌體的裂解和溶原途徑

①溶原性轉(zhuǎn)變（lysogenicconversion）：前噬菌體存在可導(dǎo)致宿主細(xì)胞的表型改變。如白喉棒狀桿菌（Corynebecterium

diphtheriae）和肉毒梭狀芽孢桿菌（Clostridiumbotulinum）含有了編碼毒素基因的前噬菌體后，就從不產(chǎn)生毒素的菌株轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)毒素的菌株。

②免疫作用：前噬菌體基因?qū)е氯茉约?xì)菌對(duì)同類型噬菌體的侵染具有免疫作用，阻止攜帶與溶原性菌體所含的前噬菌體DNA相同的噬菌體的吸附和生物合成，但這種免疫作用不能阻止溶原菌體被別種類型的溫和噬菌體或烈性噬菌體所侵染。

③溶原性是可逆的：前噬菌體可以自發(fā)地或在外界刺激誘導(dǎo)下被激活，裂解寄主細(xì)胞，進(jìn)入裂解途徑。前噬菌體離開(kāi)細(xì)菌基因組進(jìn)入裂解途徑的幾率很低（約1/10000-1/100000）。

(3)溶原性特點(diǎn)：

（三）脊椎動(dòng)物病毒

已知與人類健康有關(guān)的病毒超過(guò)300種，與其它脊椎動(dòng)物有關(guān)的病毒超過(guò)900種。人類傳染病約有70-80%是由病毒所引起。脊椎動(dòng)物病毒根據(jù)其核酸類型可分為dsDNA病毒、ssDNA病毒、dsRNA病毒和ssRNA病毒；有的衣殼外含包膜，有的不含包膜；有的病毒包膜外還含有刺突。

脊椎動(dòng)物病毒主要類群1.動(dòng)物病毒的繁殖包膜蛋白可以(1)吸附病毒遇到敏感動(dòng)物細(xì)胞，就特異性地吸附到寄主細(xì)胞膜表面的相應(yīng)受體上，啟動(dòng)病毒侵染。寄主細(xì)胞膜上的特異性病毒受體:通常是膜上有正常功能的糖蛋白。如神經(jīng)細(xì)胞膜上乙酰膽堿受體是狂犬病毒的吸附位點(diǎn)，白細(xì)胞膜上的CD4蛋白是人類免疫缺陷病毒（HIV）的吸附位點(diǎn)。病毒表面的特異性識(shí)別位點(diǎn):有包膜病毒如流感病毒和HIV病毒，利用包膜上的刺突糖蛋白結(jié)合到細(xì)胞膜受體上，無(wú)包膜的裸露核衣殼病毒如腺病毒（adenoviruses）利用衣殼表面衣殼粒上的刺突或凹陷，與寄主細(xì)胞表面突起的特異膜受體蛋白結(jié)合。(2)侵入3.生物合成(3)生物合成dsDNA病毒：利用病毒來(lái)源的酶在寄主細(xì)胞核中復(fù)制病毒DNA，利用寄主細(xì)胞來(lái)源的酶在細(xì)胞質(zhì)中合成衣殼蛋白和其它病毒蛋白。新合成的病毒蛋白輸送到細(xì)胞核，與新合成的DNA結(jié)合形成病毒粒子。但痘病毒是個(gè)唯一例外，它們的DNA和蛋白質(zhì)都在寄主細(xì)胞質(zhì)中合成。ssDNA病毒：病毒復(fù)制之前，病毒DNA先要合成互補(bǔ)鏈，形成dsDNA病毒基因組。RNA病毒：病毒復(fù)制場(chǎng)所在細(xì)胞質(zhì)，RNA復(fù)制要比DNA病毒復(fù)制復(fù)雜一些，如下圖所示分四種不同方式。（4）成熟病毒核酸、酶和其它蛋白質(zhì)合成到一定量之后，就會(huì)裝配成完整的病毒粒子。病毒裝配成熟的場(chǎng)所有的在細(xì)胞核，有的在細(xì)胞質(zhì)，有的在細(xì)胞質(zhì)膜的內(nèi)表面。如果病毒具有包膜，病毒粒子成熟在出芽離開(kāi)寄主細(xì)胞之前都沒(méi)有完成。病毒通過(guò)寄主細(xì)胞核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜或質(zhì)膜的包裹形成包膜的方式出芽。（5）釋放新病毒粒子通過(guò)膜出芽方式釋放到胞外，可以殺死也可以不殺死寄主細(xì)胞。有些病毒有控制地出芽離開(kāi)寄主細(xì)胞，但不裂解細(xì)胞。而另外一些病毒則裂解細(xì)胞，使細(xì)胞死亡。當(dāng)受感染動(dòng)物細(xì)胞充滿了子代病毒粒子后，質(zhì)膜就破裂，釋放子代病毒。細(xì)胞裂解常常造成感染或疾病的癥狀。如皰疹病毒引起唇皰疹，痘病毒摧毀皮膚細(xì)胞，就是病毒粒子釋放的結(jié)果。脊髓灰質(zhì)炎病毒釋放過(guò)程則摧毀神經(jīng)元細(xì)胞。

2.脊椎動(dòng)物病毒的持續(xù)性動(dòng)物病毒的持續(xù)性（persistence）就是指某些病毒通過(guò)吸附、侵染進(jìn)入動(dòng)物寄主細(xì)胞后，并不進(jìn)行增殖殺死寄主細(xì)胞，而是將自身病毒DNA整合到寄主細(xì)胞染色體DNA分子上或呈類質(zhì)粒狀態(tài)，長(zhǎng)期存在于寄主細(xì)胞內(nèi)。以整合形式存在的病毒核酸被稱作原病毒。持續(xù)性特點(diǎn)：

（1）持續(xù)性感染的動(dòng)物細(xì)胞功能維持正常，甚至很多年。（2）持續(xù)性病毒感染中，病毒在重新活化前沒(méi)有復(fù)制，處于續(xù)存狀態(tài)。（3）被整合的原病毒基因的表達(dá)有時(shí)也會(huì)賦予寄主細(xì)胞新的特點(diǎn)。（4）原病毒可以受環(huán)境因素如紫外線誘導(dǎo)活化，從整合的染色體上脫離下來(lái)，病毒核酸重新復(fù)制、成熟和釋放。（5）某些可引起潛伏性感染。皰疹病毒終身續(xù)存在機(jī)體細(xì)胞內(nèi)，當(dāng)機(jī)體受冷、熱、壓力或免疫抑制等因素的刺激時(shí)，續(xù)存的皰疹病毒被活化，重新增殖導(dǎo)致細(xì)胞裂解，引起疾病，然后又恢復(fù)到持續(xù)性狀態(tài)。皰疹病毒的這種持續(xù)性又被稱作“潛伏性“（latency）。（6）某些病毒可引起“慢性病毒感染（slowvirusinfections）”。麻疹病毒（measlesvirus）能隱藏在寄主腦細(xì)胞中許多年，逐漸引起退行性損傷和功能喪失，這種持續(xù)性又被稱作“慢性病毒感染”

。

腫瘤（tumor）：由失去調(diào)控而異常生長(zhǎng)和繁殖的新生異常細(xì)胞或瘤形成的組織團(tuán)塊。人類和脊椎動(dòng)物腫瘤的發(fā)生是由多種復(fù)雜的因素所引起，例如物理、化學(xué)和生物因素。腫瘤病毒（oncoviruses）:進(jìn)入宿主細(xì)胞后進(jìn)入持續(xù)性狀態(tài)，可永久性地改變宿主細(xì)胞遺傳物質(zhì)，導(dǎo)致宿主腫瘤發(fā)生的某些動(dòng)物病毒。迄今發(fā)現(xiàn)的可引起細(xì)胞轉(zhuǎn)化和腫瘤發(fā)生的病毒主要是一些dsDNA和一些逆轉(zhuǎn)錄病毒。轉(zhuǎn)化（transformation）：腫瘤病毒引起肌體腫瘤發(fā)生的過(guò)程。

3.病毒與腫瘤發(fā)生某些脊椎動(dòng)物病毒所引起的腫瘤腫瘤病毒腫瘤類型Epstein-Barr(EB)病毒Burkitt

淋巴瘤（epstein-barrvirus）乙型肝炎病毒(hepatitisbvirus)肝癌丙型肝炎病毒(hepatitiscvirus)肝癌逆轉(zhuǎn)錄病毒(retrovirus)很多動(dòng)物白血病和淋巴瘤；人類胸腺淋巴瘤（htlv逆轉(zhuǎn)錄病毒）乳頭多瘤空泡病毒(papovavirus)各種動(dòng)物腫瘤；人類宮頸癌（人乳頭狀瘤病毒）人皰疹病毒8型卡波西氏肉瘤(humanherpesvirus8)據(jù)估計(jì)，約15%的人類腫瘤由病毒感染引起。腫瘤病毒最顯著的特征：

能夠象溶原性噬菌體一樣把病毒自身核酸整合到宿主細(xì)胞染色體DNA上，使轉(zhuǎn)化細(xì)胞生長(zhǎng)速率增加，染色體發(fā)生改變，細(xì)胞表面分子產(chǎn)生變化，能夠無(wú)限制分裂，喪失了正常細(xì)胞的生長(zhǎng)接觸抑制特性。

（1）原病毒整合插入特定的部位病毒插入到特定位點(diǎn)可能改變某些基因（如原癌基因）的活性或異常表達(dá)，從而導(dǎo)致細(xì)胞轉(zhuǎn)化和腫瘤發(fā)生。

（2）原病毒所含的病毒癌基因的表達(dá)

病毒癌基因（viraloncogenes）：是人和脊椎動(dòng)物正常的原癌基因（proto-oncogenes）的同源基因，是正常細(xì)胞原癌基因的突變形式。

原癌基因：正常宿主細(xì)胞中的原癌基因被認(rèn)為是重要的調(diào)控基因。這些基因編碼激活基因轉(zhuǎn)錄的蛋白，對(duì)于正確調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)和繁殖至關(guān)重要。原癌基因的突變編碼突變蛋白，而導(dǎo)致細(xì)胞非正常生長(zhǎng)。存在許多原癌基因，某些人類癌癥，諸如結(jié)腸癌，需要幾個(gè)原癌基因的同時(shí)突變而致癌。

腫瘤病毒引起細(xì)胞轉(zhuǎn)化的機(jī)制

“新生病毒”（emergingvirus)，“emerge”的英文原意是“發(fā)生”的意思，新生病毒是指那些以往局部低水平感染的病毒或具有種間屏障的病毒，將其寄主范圍擴(kuò)大到了別的物種，引起了大范圍的人類傳染性疾病。如埃博拉病毒、拉沙病毒、艾滋病毒等。最近出現(xiàn)的SARS病毒、甲型流感病毒等就屬于這一類。它們引發(fā)的傳染病對(duì)人類的健康與生命帶來(lái)嚴(yán)重威脅，必須引起我們高度重視。（四）新生病毒曾經(jīng)襲擊人類的病毒疫情回顧

疫病名傳播動(dòng)物時(shí)間死亡率埃博拉嚙齒類動(dòng)物1976年50%～90%艾滋病毒疑是非洲綠猴1980年61%瘋牛病牛1985年100%禽流感雞鴨、鴿子1997年33.3%尼巴病毒狐蝠1998年50%左右SRAS疑是果子貍

2003年近9.6%為什么會(huì)發(fā)生新生病毒？新生病毒原本可能以棲息在熱帶地區(qū)森林的猴子、鼠類、蝙蝠等為自然寄主，但是大規(guī)?？撤ド郑乖痉饷茉谏稚钐幍牟《局苯用鎸?duì)人類。黃熱病毒?。?930年以前由Aedesaegypti蚊子傳播，1950年后由一種Haemagogus森林蚊子在居森林林冠高處的猴子之間傳播，森林砍伐之后，Haemagogus

森林蚊子就從樹(shù)冠到了地面，把病毒傳遞給了伐樹(shù)和耕作的人們。人類免疫缺陷病毒（HIV):

通過(guò)與感染猴密切接觸的人群傳遞給人類，或者該病毒傳染到人類身上后再發(fā)生突變，結(jié)果在人群中傳播，導(dǎo)致愛(ài)滋病的發(fā)生和流行。

1.與人類對(duì)環(huán)境的破壞有關(guān)

2.與現(xiàn)代交通、旅游發(fā)展和人類大規(guī)模地遷居有關(guān)例：脊髓灰質(zhì)炎病毒（poliovirus）局部區(qū)域個(gè)別發(fā)生已經(jīng)存在好幾個(gè)世紀(jì)了，而不是突變成更致命毒株。工業(yè)革命之后，都市人口的快速發(fā)展為疾病傳播提供了一個(gè)理想的環(huán)境。從非疾病發(fā)生區(qū)遷來(lái)的大量非免疫的人群暴露于載有脊髓灰質(zhì)炎病毒的免疫人群后，結(jié)果使脊髓灰質(zhì)炎病毒在人群中快速傳播，引起大量人群感染死亡。一直到20世紀(jì)50年代脊髓灰質(zhì)炎病毒疫苗的研制成功，才終止該疾病的流行。3.與某些病毒基因突變改變了宿主范圍或致病力有關(guān)

禽流感病毒：是禽流感（Avianinfluenza）病原體，極易在禽鳥(niǎo)間散播，可引致家禽大量死亡。屬正粘病毒科，甲型流感病毒，球狀或桿狀，有包膜，表面有兩種刺突：血凝素（HA,或H）和神經(jīng)氨酸酶（NA,或N），H有15個(gè)型，N有9個(gè)型，可組合成多種亞型病毒。

禽流感病毒感染需要細(xì)胞上特異性結(jié)合位點(diǎn)，人類與禽類細(xì)胞膜上的結(jié)合位點(diǎn)有很大的不同，而豬的種間障礙較低，豬體內(nèi)存在人和禽流感病毒的2種受體，人與禽流感病毒均可感染豬，禽流感病毒在中間宿主（如豬）中與人流感病毒重組，從而獲得人類細(xì)胞特異性結(jié)合位點(diǎn)，形成了人流感的新毒株。1997年8月，首次證明H5N1毒株可不經(jīng)豬作為中介直接傳染人并引起死亡的病例。甲型流感病毒的變異就是指H和N抗原結(jié)構(gòu)的改變。抗原漂移是指在亞型內(nèi)部發(fā)生的小變異，可使病毒能夠輕易的躲過(guò)宿主的免疫系統(tǒng)。如在血凝素分子特異性抗原決定簇上發(fā)生了突變，新的毒株被認(rèn)為是先前毒株的異種變異類型，具有流行病學(xué)意義，可以造成流感的流行?？乖D(zhuǎn)變，是指由于同一細(xì)胞感染了人類和動(dòng)物的2種病毒，病毒之間發(fā)生基因重配而產(chǎn)生的抗原變異。由此產(chǎn)生的病毒血凝素和神經(jīng)氨酸酶發(fā)生全新結(jié)合，使得人群沒(méi)有免疫力，是造成流感全球大流行的原因。流感病毒分甲、乙、丙三型。甲型流感病毒根據(jù)H和N抗原不同又分為許多亞型，H有15個(gè)亞型（H1～H15），N有9個(gè)亞型（N1～N9）。其中僅H1N1、H2N2、H3N2主要感染人類，其它許多亞型自然宿主是多種禽類和動(dòng)物，對(duì)禽類危害最大的為H5、H7和H9亞型。具有高致病性的H5N1、H7N7、H9N2等禽流感病毒，一旦發(fā)生變異而具有人與人的傳播能力，會(huì)導(dǎo)致人間禽流感流行。1918～1920年大流行首發(fā)于美國(guó)東部，迅速蔓延到歐洲，波及全球。被稱為人類歷史上最大的瘟疫，造成的死亡總數(shù)估計(jì)約2000萬(wàn)人。病原體是H1N1流感病毒引起（稱為A1型）。1957～1958年大流行首發(fā)于中國(guó)貴州西部，后經(jīng)香港、東南亞和日本傳播到全世界，病原體為H2N2型病毒（稱為A2型）。1968～1969年大流行首發(fā)于中國(guó)廣東和香港地區(qū)新亞型流感流行，波及全球，新分離病毒抗原為H3N2（稱為A3型）。

SARS冠狀病毒（SARS-Coronavirus，SARS-CoV）：是2002年我國(guó)廣州突然爆發(fā)的“嚴(yán)重急性呼吸綜合征”（severeacuterespiratorysyndrome，SARS）的病原體。

病毒球形，有包膜，表面有排列較寬、形如日冕的刺突蛋白，含單鏈正義RNA，與衣殼粒蛋白形成螺旋結(jié)構(gòu)位于病毒粒子的中央。我國(guó)微生物學(xué)研究人員在深圳農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)不同的攤檔抽取果子貍、貉、鼬、獾等２５只動(dòng)物作為樣本，發(fā)現(xiàn)人類與果子貍非典冠狀病毒的基因排序極為相似。此外，貉、鼬、獾等其他一些動(dòng)物及農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)工作人員也曾被類似非典病毒感染。但最近美國(guó)科學(xué)家通過(guò)對(duì)病毒基因譜的研究后表明，SARS病毒最早的起源與蝙蝠有關(guān)。

4.與人類和動(dòng)物的密切接觸有關(guān)（五）昆蟲(chóng)病毒

1.多角體:

昆蟲(chóng)病毒在所侵染的昆蟲(chóng)細(xì)胞內(nèi)形成的包含體

（inclusionbody），在光鏡下觀察呈多角形，故又稱多角體（polyhedron）。

2.多角體特征：

1）外觀呈多角、多面體；

2）一般直徑為0.5-10mm；

3）成分為堿溶性蛋白質(zhì),

其內(nèi)包裹著1個(gè)或多個(gè)病毒粒子；

4）可在細(xì)胞核或細(xì)胞質(zhì)內(nèi)形成；

5）具有保護(hù)病毒粒子抵御不良環(huán)境功能；

6）可侵染昆蟲(chóng)引起死亡。包含體：質(zhì)型多角體病毒切面（X50，000）

3.多角體類型：

質(zhì)型多角體病毒：在感染細(xì)胞質(zhì)中形成多角體包涵體，是一類球狀病毒，屬于呼腸弧病毒，具有二十面體的雙層外殼，內(nèi)含雙鏈RNA，例如家蠶、馬尾松毛蟲(chóng)、棉鈴蟲(chóng)、小地老虎等質(zhì)型多角體病毒。

核型多角體病毒：在感染細(xì)胞核中形成多角體包涵體，是一類桿狀病毒（baculovirus），有被膜、螺旋對(duì)稱，內(nèi)含雙鏈DNA，例如棉鈴蟲(chóng)、粘蟲(chóng)和桑毛蟲(chóng)的核型多角體病毒。

顆粒體病毒：通常在感染細(xì)胞質(zhì)中或核中形成顆粒狀的包涵體，同樣屬于桿狀病毒（baculovirus），有被膜、螺旋對(duì)稱，內(nèi)含雙鏈DNA，例如菜青蟲(chóng)、小菜蛾、赤松松毛蟲(chóng)、稻縱卷葉螟等顆粒體病毒。

4.包涵體殺蟲(chóng)機(jī)理：當(dāng)包涵體隨昆蟲(chóng)攝食植物進(jìn)入昆蟲(chóng)消化道后，在堿性環(huán)境中可被溶解釋放出病毒粒子，侵染昆蟲(chóng)中腸上皮細(xì)胞，有的病毒可潛伏在昆蟲(chóng)體內(nèi)，有的則可在