第二章病毒的基本特征

第二章病毒的基本特征第一節(jié)病毒概述第二節(jié)病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)與理化性狀第三節(jié)病毒培養(yǎng)和增殖第四節(jié)病毒的遺傳與變異第五節(jié)理化因素對病毒的影響第六節(jié)病毒的感染第七節(jié)病毒的分類第八節(jié)病毒病的實(shí)驗(yàn)室診斷

第二章病毒的基本特征一、病毒的含義

病毒是一類比較原始的、有生命特征的、能夠自我復(fù)制和嚴(yán)格細(xì)胞內(nèi)寄生的非細(xì)胞微生物。第二章病毒的基本特征病毒與其它生物的比較第二章病毒的基本特征二、病毒區(qū)別與其他微生物的特征個體極其微小無細(xì)胞結(jié)構(gòu)只含一種核酸缺乏獨(dú)立代謝能力繁殖方式為依靠自身核酸復(fù)制大多對抗生素不敏感，而對干擾素敏感某些病毒可整合到宿主DNA上，引起潛伏感染某些病毒能夠形成包涵體或引起細(xì)胞病變第二章病毒的基本特征公元前14世紀(jì)古埃及長老石刻象顯示了小兒麻痹后遺癥，這可能是病毒感染的第一個史載記錄。三、病毒學(xué)的發(fā)展第二章病毒的基本特征Smallpox(天花)EndemicinChinaby1000BCRabies(狂犬病)

EndemicinEuropebyAD16-17

第二章病毒的基本特征關(guān)于植物病毒病害的記載

荷蘭郁金香雜色病(1576)第二章病毒的基本特征牛痘接種防治天花---古代接種術(shù)(1796)1.對病毒的早期認(rèn)識---利用疫苗對病毒病的防治第二章病毒的基本特征發(fā)明了狂犬病疫苗（1885）提出了“Virus”和“Vaccination”之詞巴斯德(LouisPasteur,1822-1895)MartinusBeijerinick(1851-1931)

證明在經(jīng)過可吸附細(xì)菌的瓊脂擴(kuò)散后,這種侵染物仍可導(dǎo)致煙草花葉病。他將此侵染物稱為“侵染性活液”,并也采用了“Virus”一詞。第二章病毒的基本特征第二章病毒的基本特征JohnEnders(1897-1985)

1949年在體外培養(yǎng)的細(xì)胞中獲得脊髓灰質(zhì)炎病毒,1954年獲得諾貝爾獎。AaronKlug(1926-)

1962年提出了煙草花葉病毒病毒的柱狀結(jié)構(gòu),1982年獲得諾貝爾獎。DavidBaltimore(1938-)

1970年在提純的羅斯肉瘤病毒粒子中發(fā)現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)錄酶，證明遺傳信息可以由RNA反向產(chǎn)生DNA。1975年獲得諾貝爾獎。2.現(xiàn)代病毒學(xué)的發(fā)展歷程

第二章病毒的基本特征MichaelJ.Bishop(1936-）

1976年發(fā)現(xiàn)正常細(xì)胞中存在羅斯肉瘤病毒致瘤基因的對應(yīng)基因,1989年獲諾貝爾獎。PhillipA.Sharp(1944---),1977年發(fā)現(xiàn)腺病毒基因組中存在基因剪切現(xiàn)象(genesplicing),1993年獲諾貝爾獎。FredSanger(1918-)

1977年建立了DNA序列分析方法,并對ΦX174噬菌體的單鏈DNA序列進(jìn)行了測定。因此獲得諾貝爾獎。第二章病毒的基本特征Gallo&Montagnier

1983年分離到一種與愛滋病有關(guān)的逆轉(zhuǎn)錄病毒。R.Beachy

1986年利用煙草花葉病毒外殼蛋白基因轉(zhuǎn)化植物,獲得抗TMV侵染的基因工程植株。這一研究為抗病毒動植物基因工程奠定了基礎(chǔ)。StanleyBPrusiner(1942-)發(fā)現(xiàn)朊病毒(Prions)，1997年獲諾貝爾獎。第二章病毒的基本特征四、研究病毒的意義幾乎能感染所有的細(xì)胞型生物，危害嚴(yán)重；了解病毒的特性，為疫苗的研制打下良好基礎(chǔ)。第二章病毒的基本特征一、病毒的大小與形態(tài)測量病毒的單位為nm，大小在20-300nm之間。病毒形態(tài)多數(shù)呈球狀或近似球狀，少數(shù)為桿狀、絲狀或子彈狀，痘病毒呈磚塊狀，噬菌體大多數(shù)呈蝌蚪狀。第二節(jié)病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)與性狀第二章病毒的基本特征

第二章病毒的基本特征病毒子（Virion)

：結(jié)構(gòu)完整、功能齊全的病毒顆粒。（一）病毒的結(jié)構(gòu)組成核酸基因組和衣殼(capsid)。囊膜(envelope):圍繞核衣殼的一層包膜。纖突(spike):包膜突起，主要由糖蛋白組成。

二、病毒的結(jié)構(gòu)組成與特征第二章病毒的基本特征第二章病毒的基本特征病毒體結(jié)構(gòu)模式纖突包膜核心衣殼殼粒核衣殼第二章病毒的基本特征第二章病毒的基本特征二、病毒的衣殼類型1、螺旋對稱的病毒殼體2、二十面體對稱的病毒殼體3、復(fù)合對稱的病毒殼體第二章病毒的基本特征螺旋對稱型廿面體對稱型復(fù)合對稱型第二章病毒的基本特征三、病毒的化學(xué)組成1、核酸

1）種類：DNA、RNA

存在形式：單鏈與雙鏈；正鏈與負(fù)鏈，分節(jié)作用：攜帶全部遺傳信息特點(diǎn)：有內(nèi)含子、ORF可重疊2）表示病毒核酸大小的方法相對分子質(zhì)量；堿基數(shù)3）病毒核酸的結(jié)構(gòu)特征分段基因組；帽子和poly(A）尾巴結(jié)構(gòu)；感染性核酸等。第二章病毒的基本特征結(jié)構(gòu)蛋白非結(jié)構(gòu)蛋白

功能：保護(hù)核酸；與易感宿主細(xì)胞受體結(jié)合；良好的抗原，可激發(fā)機(jī)體發(fā)生免疫應(yīng)答。2、蛋白質(zhì)第二章病毒的基本特征3.脂質(zhì)

病毒體的脂質(zhì)主要存在于囊膜中，主要來源于宿主細(xì)胞膜系統(tǒng)。含脂質(zhì)的病毒對乙醚或其它有機(jī)溶劑敏感，處理后可使病毒失去感染性或感染性降低，而無囊膜病毒對乙醚有抵抗力。第二章病毒的基本特征4.糖類病毒囊膜含有糖蛋白，由病毒的基因組編碼，但糖分子與宿主細(xì)胞有關(guān)。與宿主細(xì)胞表面受體結(jié)合（吸附）、刺激機(jī)體產(chǎn)生中和抗體。第二章病毒的基本特征一、病毒培養(yǎng)的宿主系統(tǒng)

1、動物第三節(jié)病毒的培養(yǎng)和增殖動物接種途徑和方法1.皮內(nèi)接種2.皮下接種3.肌肉接種4.靜脈接種5.腹腔接種第二章病毒的基本特征2、雞胚接種第二章病毒的基本特征不同病毒的接種途徑痘病毒和皰疹病毒，10～13日齡

流感、新城疫、傳支等，9～11日齡鸚鵡熱衣原體和立克次氏體等，6～8日齡正黏病毒和副黏病毒，10～11日齡第二章病毒的基本特征病毒的收獲

絨毛尿囊膜接種

尿囊膜接種卵黃囊接種羊膜腔接種第二章病毒的基本特征收獲尿囊液第二章病毒的基本特征3、細(xì)胞培養(yǎng)1）細(xì)胞培養(yǎng)增殖病毒的優(yōu)點(diǎn)生理特性一致，培養(yǎng)條件易于控制；無個體差異，對病毒易感性相等；可觀察病毒的繁殖特征；可進(jìn)行病毒純化和定量；可提高病毒的產(chǎn)量。第二章病毒的基本特征2）常用的培養(yǎng)細(xì)胞原代細(xì)胞：直接利用新鮮動物組織經(jīng)胰酶消化、分散，獲得單個細(xì)胞，如CEF。二倍體細(xì)胞：將長成單層的原代細(xì)胞消化分散成單個細(xì)胞，繼續(xù)培養(yǎng)傳代，其染色體數(shù)與原代細(xì)胞一樣，保持其二倍染色體數(shù)目的單型細(xì)胞。傳代細(xì)胞：能在體外持續(xù)增殖傳代的細(xì)胞系，大多數(shù)由癌細(xì)胞或二倍體細(xì)胞突變而成。如HeLa細(xì)胞和BHK-21等。第二章病毒的基本特征

3）細(xì)胞培養(yǎng)方法單層細(xì)胞培養(yǎng)法：用胰酶將剪碎的組織或傳代細(xì)胞分散成單個細(xì)胞，接種到培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)板上，讓細(xì)胞貼壁生長，靜置培養(yǎng)或轉(zhuǎn)瓶培養(yǎng)。懸浮細(xì)胞培養(yǎng)法：通過振蕩或轉(zhuǎn)動裝置使細(xì)胞始終分散懸浮于培養(yǎng)液內(nèi)的培養(yǎng)方法。微載體培養(yǎng)：通過攪拌懸浮在培養(yǎng)液內(nèi)，使微小細(xì)胞在載體表面繁殖成單層。兼有單層和懸浮細(xì)胞培養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)。第二章病毒的基本特征第二章病毒的基本特征第二章病毒的基本特征第二章病毒的基本特征二、病毒在培養(yǎng)細(xì)胞中的增殖效應(yīng)1.細(xì)胞病變效應(yīng)(cytopathiceffect，CPE)：由病毒引起的細(xì)胞病變。常見的細(xì)胞形態(tài)學(xué)變化為細(xì)胞變圓、壞死、溶解或脫落。第二章病毒的基本特征CPE正常細(xì)胞病變細(xì)胞第二章病毒的基本特征第二章病毒的基本特征2、包涵體：某些病毒能使感染細(xì)胞形成在光鏡下可見的小體，稱為包涵體。第二章病毒的基本特征第二章病毒的基本特征第二章病毒的基本特征三、病毒的定量測定—蝕斑法將適當(dāng)濃度的病毒懸液加入單層細(xì)胞培養(yǎng)中，當(dāng)病毒吸附細(xì)胞后，再覆蓋一層加有中性紅的融化瓊脂。病毒在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制后產(chǎn)生局限性病灶，病變區(qū)不染色而顯示為蝕斑(plaque)。蝕斑是由一個感染性病毒體復(fù)制形成的，類似于細(xì)菌的菌落，稱為蝕斑形成單位（PFU）。病毒懸液中的感染性病毒量以每毫升中PFU的數(shù)量來表示。第二章病毒的基本特征第二章病毒的基本特征第二章病毒的基本特征感染復(fù)數(shù)（moi):以起始病毒感染的每個細(xì)胞所需病毒顆粒數(shù)目（PFU/cell)。病毒的一步生長曲線:潛伏期、裂解期、衰退期。四、病毒的增殖過程第二章病毒的基本特征第二章病毒的基本特征從病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞開始，經(jīng)過基因組復(fù)制，最后釋放出來，稱為一個復(fù)制周期。人和動物病毒的復(fù)制周期主要包括吸附、穿入脫殼、生物合成、組裝成熟和釋放五個連續(xù)步驟。四、病毒的增殖過程第二章病毒的基本特征一、吸附吸附(adsorption)分兩個階段：⑴靜電吸附：病毒體與細(xì)胞接觸，進(jìn)行靜電結(jié)合。非特異性、可逆。⑵特異性受體吸附：病毒體表面位點(diǎn)與宿主細(xì)胞膜上相應(yīng)的受體結(jié)合。是決定病毒感染的真正開始。第二章病毒的基本特征病毒病毒吸附蛋白病毒的細(xì)胞受體腺病毒五鄰體柯薩奇－腺病毒受體、整合素IBVS蛋白唾液酸A型流感病毒血凝素HA唾液酸NDV血凝素－神經(jīng)氨酸酶HN唾液酸FMDVVP1整合素、硫酸乙酰肝素HIVgp120CD4、CCR5HBV外膜蛋白多聚人血清蛋白、IL-6RV糖蛋白G乙酰膽堿受體第二章病毒的基本特征第二章病毒的基本特征第二章病毒的基本特征第二章病毒的基本特征二、穿入脫殼1、以膜融合方式穿入脫殼如副黏病毒、皰疹病毒等。2、在內(nèi)吞小體脫殼如AIV。3、在核膜脫殼如腺病毒4、有的病毒表面位點(diǎn)與細(xì)胞受體結(jié)合后，由酶類協(xié)助病毒核酸進(jìn)入宿主細(xì)胞內(nèi)，如噬菌體。

第二章病毒的基本特征PenetrationofanEnvelopedVirusbyFusionofItsEnvelopewiththeHostCellMembrane,

第二章病毒的基本特征第二章病毒的基本特征Theentirevirusisplacedinanendocyticvesicle第二章病毒的基本特征Viralcapsidproteinsinteractwiththehostcellmembraneallowingviralnucleicacidtoenterthehostcell.

第二章病毒的基本特征PenetrationofaNakedVirusbyEndocytosis

第二章病毒的基本特征PenetrationofaNakedVirusbyEndocytosis,step-3.

theentirevirusisplacedinanendocyticvesicle.

第二章病毒的基本特征三、生物合成雙股DNA病毒單股DNA病毒單正股RNA病毒單負(fù)股RNA病毒逆轉(zhuǎn)錄病毒雙股RNA病毒第二章病毒的基本特征吸附穿入脫殼早期蛋白晚期蛋白裝配DNA復(fù)制核酸游離成熟釋放第二章病毒的基本特征五、組裝與釋放

第二章病毒的基本特征Releaseofinfluenzavirus

第二章病毒的基本特征HIVbuddingfromhumanlymphtissue(TEMx133,335)第二章病毒的基本特征第二章病毒的基本特征ATTACHMENTPENETRATIONHOSTFUNCTIONSASSEMBLY(MATURATION)TranscriptionREPLICATIONRELEASEUNCOATINGTranslationMULTIPLICATION第二章病毒的基本特征第四節(jié)病毒的變異一、基因突變病毒基因組中核酸堿基順序的變化。自然突變：產(chǎn)生頻率為10-5～10-8；誘導(dǎo)突變：各種物理、化學(xué)誘變劑可提高突變率。實(shí)際意義：形成突變株。第二章病毒的基本特征1、缺損干擾突變株：病毒基因不完整或發(fā)生改變，自身不能復(fù)制，只有在親本病毒存在時才能增殖出完整的病毒子，并對親本病毒的復(fù)制具有干擾作用。2、條件致死突變株：指病毒突變后在特定條件下能增殖，而在另一種條件下不能增殖的病毒。如TS突變株（脊髓灰質(zhì)炎病毒減毒活疫苗）。第二章病毒的基本特征3、宿主范圍突變株：病毒基因組的改變影響了其對宿主細(xì)胞的吸附或相互作用。例如狂犬病毒突變株適應(yīng)在兔腦內(nèi)增殖，由“街毒”變?yōu)椤肮潭ǘ尽?、耐藥突變株：酶基因的突變降低了對藥物的親和力或作用。第二章病毒的基本特征二、基因重組當(dāng)兩種有親緣關(guān)系的不同病毒感染同一宿主細(xì)胞時，它們的遺傳物質(zhì)發(fā)生交換，結(jié)果產(chǎn)生不同于親代的可遺傳的子代。第二章病毒的基本特征1.分子內(nèi)重組：兩種不同病毒核苷酸片段的交換。DNA病毒、RNA病毒、不同科病毒、病毒與宿主細(xì)胞基因組之間均可發(fā)生分子內(nèi)重組。第二章病毒的基本特征2、基因重配（reassortment）——分節(jié)段病毒基因組之間核苷酸片段的交換。第二章病毒的基本特征3、復(fù)活：同一毒株的具不同程度致死性突變的若干病毒顆粒同時感染某一細(xì)胞而產(chǎn)生具有感染性病毒的現(xiàn)象。第二章病毒的基本特征活病毒與滅活病毒之間（交叉復(fù)活）A3株（流行株）新A3抗原雞胚中增殖不良A1株（非流行株）舊A1抗原雞胚中生長良好雞胚中共同培養(yǎng)重組體（理想疫苗）有A3抗原雞胚中生長良好UV滅活第二章病毒的基本特征4、基因整合病毒基因組與宿主細(xì)胞基因組的重組過程。1、溫和噬菌體的溶源性反應(yīng)2、動物病毒的整合感染實(shí)際意義：病毒基因變異、宿主細(xì)胞轉(zhuǎn)化、腫瘤發(fā)生。第二章病毒的基本特征

1、補(bǔ)償作用：一種病毒為另一種病毒提供本身不能合成，但又是必需的基因產(chǎn)物，使其在混合感染的細(xì)胞內(nèi)得以繁殖。

主要表現(xiàn)為耐藥性，抗原性等改變，基因并未改變，改變的生物學(xué)性狀不能遺傳。

1)輔助病毒與缺陷病毒之間

2)活病毒與死病毒之間

3)兩個不同的缺陷病毒之間三、病毒的非遺傳性變異第二章病毒的基本特征++2、表型混合：一種病毒的核酸被另一種病毒核酸所編碼的蛋白衣殼包裹。第二章病毒的基本特征virusAvirusBphenotypemixingvirusAvirusB第二章病毒的基本特征表型混合的子代病毒，遺傳性未發(fā)生改變，但具有一些依賴于蛋白的表型特征；第二代的表型由病毒的基因組來決定。第二章病毒的基本特征四、病毒遺傳變異的意義致病機(jī)制中的應(yīng)用在病毒病診斷、預(yù)防和治療中的應(yīng)用在基因工程中的應(yīng)用在基礎(chǔ)理論研究中的應(yīng)用第二章病毒的基本特征第五節(jié)理化因素對病毒的影響一、物理因素1、干燥：病毒對干燥的抵抗力強(qiáng)。2、溫度高溫：高溫易將病毒殺死。低溫：病毒對低溫有較強(qiáng)的抵抗力。3、射線：電離輻射和非電離輻射均可使病毒滅活。4、PH：5-9穩(wěn)定。第二章病毒的基本特征二、化學(xué)因素1、酸堿類消毒劑：病毒有效的殺滅劑；2、甲醛：滅活病毒；3、脂溶劑：區(qū)分病毒有無囊膜4、蛋白溶劑：提取核酸5、甘油：保護(hù)劑第二章病毒的基本特征

第六節(jié)病毒的感染持續(xù)性感染：病毒在宿主體內(nèi)持續(xù)存在較長時間，甚至持續(xù)終生者。病毒在體內(nèi)持續(xù)存在期間，機(jī)體可表現(xiàn)癥狀，也可不出現(xiàn)癥狀而成為危險(xiǎn)的傳染源，也可引起慢性進(jìn)行性疾病。第二章病毒的基本特征持續(xù)性感染的類型潛伏感染：經(jīng)急性或隱性感染后，病毒基因組存在于一定組織或細(xì)胞內(nèi)，但并不能產(chǎn)生有感染性的病毒體。在某些條件下病毒被激活而急性發(fā)作，病毒僅在臨床出現(xiàn)間歇性急性發(fā)作時才被檢出。在非發(fā)作期，用一般常規(guī)法不能分離出病毒。例如，單純皰疹病毒Ⅰ型感染第二章病毒的基本特征第二章病毒的基本特征第二章病毒的基本特征慢性感染：經(jīng)顯性或隱性感染后，病毒并未完全清除，可持續(xù)存在于血液或組織中并不斷排出體外，病程長達(dá)數(shù)月至數(shù)十年?；颊呖杀憩F(xiàn)輕微或無臨床癥狀。如乙型肝炎病毒（HBV）、巨細(xì)胞病毒（CMV）等常形成慢性感染。第二章病毒的基本特征慢病毒感染：病毒感染后潛伏期很長可達(dá)數(shù)月、數(shù)年甚至數(shù)十年之久。此時機(jī)體無癥狀，也分離不出病毒。一旦發(fā)病出現(xiàn)慢性進(jìn)行性疾病，最終常為致死性感染。如：AIDS、羊瘙癢病、人克雅病、庫魯?。↘uru）等。庫魯病是朊病毒感染機(jī)體后，經(jīng)過長達(dá)數(shù)十年的潛伏期后，引起的一種進(jìn)行性小腦退行性疾病。第二章病毒的基本特征第二章病毒的基本特征持續(xù)性感染的機(jī)制1、病毒基因組的整合；2、病毒存在于受保護(hù)的部位或發(fā)生突變，因而逃避宿主免疫；3、某些病毒的抗原性太弱，機(jī)體難以產(chǎn)生免疫應(yīng)答將其徹底清除；

4、DI顆粒的產(chǎn)生；5、干擾素產(chǎn)生能力低下；6、機(jī)體免疫力低，無力完全清除病毒，導(dǎo)致病毒在體內(nèi)長期存留。第二章病毒的基本特征第七節(jié)病毒的分類TheInternationalCommitteeonTaxonomyofViruses第二章病毒的基本特征形態(tài)學(xué):大小、

形狀、有無囊膜等；理化性質(zhì)：分子量、熱穩(wěn)定性、離子穩(wěn)定性；基因組：RNA,DNA,分段等；大分子成分和復(fù)制類型。分類依據(jù)第二章病毒的基本特征類型分類特點(diǎn)病毒科名DNA病毒雙鏈DNA、有囊膜痘病毒科皰疹病毒科雙鏈DNA、無囊膜腺病毒科乳多空病毒科單鏈DNA、無囊膜細(xì)小病毒科DNA病毒第二章病毒的基本特征

類型分類特點(diǎn)病毒科名RNA病毒雙鏈RNA、分節(jié)、無囊膜呼腸病毒科雙RNA病毒科單負(fù)鏈RNA、不分節(jié)、有囊膜副粘病毒科彈狀病毒科單負(fù)單RNA、分節(jié)、有囊膜正粘病毒科布尼亞病毒科沙粒病毒科單正鏈RNA、不分節(jié)、無囊膜小RNA病毒科杯狀病毒科星狀病毒科單正鏈RNA、不分節(jié)、有囊膜冠狀病毒科黃病毒科披膜病毒科RNA病毒第二章病毒的基本特征

類型分類特點(diǎn)病毒科名逆轉(zhuǎn)錄病毒雙鏈DNA、不分節(jié)