病毒的生物學(xué)性狀

關(guān)于病毒的生物學(xué)性狀病毒與人類疾病關(guān)系3000BC,埃及孟菲斯壁畫中長(zhǎng)老患小兒麻痹癥。第2頁,共72頁，2024年2月25日，星期天Childwithsmallpox.Notethecharacteristicrash.

第3頁,共72頁，2024年2月25日，星期天1892年發(fā)現(xiàn)第一個(gè)病毒即煙草花葉病毒

——濾過性致病因子1898年發(fā)現(xiàn)動(dòng)物口蹄疫病毒

——首次提出病毒這個(gè)名詞1901年發(fā)現(xiàn)黃熱病病毒

——首次證實(shí)病毒對(duì)人有致病性病毒(virus)的發(fā)現(xiàn)第4頁,共72頁，2024年2月25日，星期天1.體積微小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，缺乏細(xì)胞結(jié)構(gòu)2.只含一種核酸（DNAorRNA）3.缺乏完整的酶和能量系統(tǒng)4.嚴(yán)格的活細(xì)胞內(nèi)寄生5.以自我復(fù)制方式進(jìn)行增殖6.對(duì)抗生素不敏感，對(duì)干擾素敏感病毒(virus)的基本特征第5頁,共72頁，2024年2月25日，星期天病毒是一類體積微小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、只含一種核酸、能自我復(fù)制和專性活細(xì)胞內(nèi)寄生的非細(xì)胞型微生物。病毒(virus)的定義第6頁,共72頁，2024年2月25日，星期天病毒引起疾病的特點(diǎn)涉及面廣：70～80%的傳染病由病毒引起傳染性強(qiáng)、傳播快：如流感病毒病死率高：如狂犬病病毒后遺癥嚴(yán)重：如脊灰病毒持續(xù)感染：如乙肝病毒致腫瘤：如乳頭瘤病毒致畸性：如風(fēng)疹病毒與一些原因不明疾病有關(guān)新的病毒性疾病不斷出現(xiàn)第7頁,共72頁，2024年2月25日，星期天AIDSSARSAvianFlu病原體病毒！第8頁,共72頁，2024年2月25日，星期天H1N1Flu

甲型H1N1流感2009.4-2010.4在全球約213個(gè)國家和地區(qū)暴發(fā)流行，導(dǎo)致至少1.77萬人死亡。第9頁,共72頁，2024年2月25日，星期天Ebolahemorrhagicfever第10頁,共72頁，2024年2月25日，星期天BSEKurudiseasevCJD

ScrapiePrion第11頁,共72頁，2024年2月25日，星期天病毒引起疾病的特點(diǎn)涉及面廣：70～80%的傳染病由病毒引起傳染性強(qiáng)、傳播快：如流感病毒病死率高：如狂犬病病毒后遺癥嚴(yán)重：如脊灰病毒持續(xù)感染：如乙肝病毒致腫瘤：如乳頭瘤病毒致畸性：如風(fēng)疹病毒與一些原因不明疾病有關(guān)新的病毒性疾病不斷出現(xiàn)特效藥少預(yù)防是重點(diǎn)第12頁,共72頁，2024年2月25日，星期天病毒的存在形式細(xì)胞外：結(jié)構(gòu)形式，即病毒體（virion)

細(xì)胞內(nèi)：基因形式，即核酸具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)和感染性的完整的病毒顆粒

一、病毒的大小與形態(tài)第13頁,共72頁，2024年2月25日，星期天測(cè)量單位

nm(20-350nm)

電鏡觀察1.大小第14頁,共72頁，2024年2月25日，星期天電子顯微鏡：最準(zhǔn)確超速離心沉淀法超濾膜法其他：電離輻射或X射線技術(shù)測(cè)量方法：第15頁,共72頁，2024年2月25日，星期天腺病毒乳頭瘤病毒輪狀病毒2.形態(tài)正粘病毒球形或近似球形第16頁,共72頁，2024年2月25日，星期天煙草花葉病毒桿狀絲狀埃博拉病毒第17頁,共72頁，2024年2月25日，星期天痘病毒磚形子彈形彈狀病毒第18頁,共72頁，2024年2月25日，星期天蝌蚪形噬菌體第19頁,共72頁，2024年2月25日，星期天病毒的結(jié)構(gòu)模式圖包膜（envelope)核心(core)衣殼(capsid)二、病毒的結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成核衣殼(nucleocapsid)第20頁,共72頁，2024年2月25日，星期天包膜病毒（envelopedvirus)裸露病毒（nakedvirus)第21頁,共72頁，2024年2月25日，星期天核心的化學(xué)成分一種（RNAorDNA）線型、環(huán)型雙鏈、單鏈正鏈、負(fù)鏈逆轉(zhuǎn)錄dsDNA,ssDNA,dsRNA,+ssRNA,-ssRNA,逆轉(zhuǎn)錄

少量功能蛋白（非結(jié)構(gòu)蛋白）核酸1.核心第22頁,共72頁，2024年2月25日，星期天②核心的功能是病毒的基因組,決定病毒的基本特性是病毒感染宿主細(xì)胞的物質(zhì)基礎(chǔ)(分子感染）部分病毒的裸露核酸仍具有感染性(感染性核酸）分類的依據(jù)：DNA病毒RNA病毒第23頁,共72頁，2024年2月25日，星期天2.衣殼化學(xué)亞單位（結(jié)構(gòu)蛋白）形態(tài)亞單位衣殼：核心外的蛋白質(zhì)外殼，是由殼粒

排列形成的有規(guī)則的殼樣結(jié)構(gòu)殼粒：由一種或幾種多肽分子形成的寡聚體第24頁,共72頁，2024年2月25日，星期天capsomere第25頁,共72頁，2024年2月25日，星期天

衣殼構(gòu)型20面體對(duì)稱型螺旋對(duì)稱型復(fù)合對(duì)稱型第26頁,共72頁，2024年2月25日，星期天二十面體對(duì)稱型icosahedralsymmetry第27頁,共72頁，2024年2月25日，星期天二十面體對(duì)稱型icosahedralsymmetry12個(gè)頂五鄰體20個(gè)面六鄰體30個(gè)梭第28頁,共72頁，2024年2月25日，星期天六鄰體五鄰體二十面體對(duì)稱型第29頁,共72頁，2024年2月25日，星期天NUCLEICACIDISINSIDE第30頁,共72頁，2024年2月25日，星期天IcosahedralAdenovirus

Rhinovirus

RubellaVirusPoliovirus

CoxsackievirusEchovirusRotavirus

HerpesSimplexVirus1(HHV1)

HerpesSimplexVirus2(HHV2)

Varicella-ZosterVirus(HHV3)Epstein-BarrVirus(EBV)Cytomegalovirus(CMV)第31頁,共72頁，2024年2月25日，星期天IcosahedralHepatitisAVirus(HAV)HepatitisBVirus(HBV)HepatitisCVirus(HCV)HepatitisDeltaVirus(HDV)HepatitisEVirus(HEV)HumanImmunodeficiencyVirus(HIV)HumanT-lymphotrophicVirus(HTLV)Papillomavirus(HPV)WesternEquineEncephalitisVirus(WEEV）YellowFeverVirus

第32頁,共72頁，2024年2月25日，星期天螺旋對(duì)稱型(helicalsymmetry)核酸蛋白衣殼第33頁,共72頁，2024年2月25日，星期天HelicalRabiesVirusHantavirusInfluenzaVirus(FluVirus)MeaslesVirus(Rubeola)MumpsVirusParainfluenzaVirusCoronavirusRespiratorySyncytialVirus(RSV)第34頁,共72頁，2024年2月25日，星期天復(fù)合對(duì)稱型(complexsymmetry)POXVIRUSFAMILYBACTERIOPHAGE第35頁,共72頁，2024年2月25日，星期天衣殼的功能保護(hù)病毒基因組決定病毒的免疫原性介導(dǎo)病毒吸附（無包膜病毒）有毒性作用分類的依據(jù)：立體對(duì)稱型病毒螺旋對(duì)稱型病毒復(fù)合對(duì)稱型病毒第36頁,共72頁，2024年2月25日，星期天3.包膜來源：宿主細(xì)胞的核膜或漿膜化學(xué)成分：脂類、多糖、蛋白質(zhì)（宿主細(xì)胞膜成分+病毒基因編碼的糖蛋白）

包膜上的突起物稱包膜子粒或刺突(spike)第37頁,共72頁，2024年2月25日，星期天包膜表面刺突InfluenzavirusCoronavirus第38頁,共72頁，2024年2月25日，星期天保護(hù)病毒的核衣殼包膜糖蛋白:介導(dǎo)病毒吸附介導(dǎo)細(xì)胞融合介導(dǎo)血凝或溶血活性抗原分類的依據(jù)：包膜病毒裸露病毒

包膜的功能第39頁,共72頁，2024年2月25日，星期天小結(jié)1.病毒基本結(jié)構(gòu)：核衣殼2.病毒最重要的特點(diǎn)：一種核酸，無細(xì)胞結(jié)構(gòu)3.病毒的基本化學(xué)成分：核酸+蛋白質(zhì)4.病毒蛋白質(zhì)：結(jié)構(gòu)蛋白：包膜蛋白衣殼蛋白基質(zhì)蛋白非結(jié)構(gòu)蛋白：酶類調(diào)節(jié)蛋白特殊功能蛋白go第40頁,共72頁，2024年2月25日，星期天核衣殼核心衣殼一種類型的核酸少量功能蛋白殼粒（蛋白質(zhì)）螺旋對(duì)稱20面體立體對(duì)稱復(fù)合對(duì)稱包膜蛋白質(zhì)多糖脂類back第41頁,共72頁，2024年2月25日，星期天三、病毒的增殖1.增殖的條件：2.增殖的方式：自我復(fù)制(selfreplication)活細(xì)胞---嚴(yán)格寄生性敏感細(xì)胞---選擇性（親嗜性）容納細(xì)胞(permissivecell)第42頁,共72頁，2024年2月25日，星期天3.復(fù)制周期(replicationcycle)裝配成熟釋放吸附脫殼生物合成

穿入第43頁,共72頁，2024年2月25日，星期天吸附（absorption)靜電吸附病毒表面吸附蛋白(VAP)與宿主細(xì)胞表面受體特異性結(jié)合第44頁,共72頁，2024年2月25日，星期天病毒VAP宿主細(xì)胞受體脊髓灰質(zhì)炎病毒VP1～VP3特異膜受體(IgSF)鼻病毒VP1～VP3

ICAM-1ECHO

VP1～VP3

nectin甲型流感病毒HA唾液酸麻疹病毒HA

CD46EBV

gp330

CD21HIV

gp120

CD4和CCR5/CXCR4狂犬病毒gpG乙酰膽堿受體幾種常見的病毒VAP與相應(yīng)的宿主細(xì)胞受體第45頁,共72頁，2024年2月25日，星期天HIV吸附第46頁,共72頁，2024年2月25日，星期天膜融合穿入(Penetration)第47頁,共72頁，2024年2月25日，星期天穿入(Penetration)穿入(Penetration)HSV膜融合第48頁,共72頁，2024年2月25日，星期天穿入(Penetration)——胞飲第49頁,共72頁，2024年2月25日，星期天fromSchaechteretal,MechanismsofMicrobialDisease,3rded,1998穿入(Penetration)——胞飲第50頁,共72頁，2024年2月25日，星期天穿入(Penetration)——③注入第51頁,共72頁，2024年2月25日，星期天脫殼(uncoating)脫去蛋白質(zhì)外殼，釋放核酸的過程多數(shù)病毒在穿入細(xì)胞時(shí)在宿主細(xì)胞溶酶體酶作用下，衣殼裂解，釋放核酸少數(shù)病毒脫殼過程較復(fù)雜：脫殼酶第52頁,共72頁，2024年2月25日，星期天生物合成(biosynthesis)部位：核酸復(fù)制可在胞核或胞漿內(nèi)進(jìn)行蛋白質(zhì)合成在胞漿內(nèi)進(jìn)行過程：不同核酸類型的病毒生物合成方式不同，但均可人為地分為三個(gè)階段：

病毒基因組早期基因表達(dá)

病毒基因組復(fù)制

病毒基國組晚期基因表達(dá)第53頁,共72頁，2024年2月25日，星期天dsDNAgenomeTranscriptionEarlymRNATranslationEarlyproteins(enzymes)Semi-conservativereplicationTranscriptionLatemRNATranslationLateproteins(structuralproteins)AssemblyRelease雙鏈DNA病毒的生物合成第54頁,共72頁，2024年2月25日，星期天(+)ssRNAgenome(-)ssRNAReplicationTranslationRNApolymeraseStructuralproteinViralproteinReleaseAssemblyCleavage單正鏈RNA病毒的生物合成第55頁,共72頁，2024年2月25日，星期天單負(fù)鏈RNA病毒的生物合成(-)ssRNA(+)ssRNATranslationTranscriptionStructureproteinRNAPolymeraseParainfluenzavirus第56頁,共72頁，2024年2月25日，星期天組裝(assembly)核內(nèi)：DNA病毒（痘病毒除外）漿內(nèi)：多數(shù)RNA病毒，痘病毒膜上：HIV第57頁,共72頁，2024年2月25日，星期天adenovirus第58頁,共72頁，2024年2月25日，星期天smallpoxvirus第59頁,共72頁，2024年2月25日，星期天成熟(maturation)與釋放(release)裸露病毒：細(xì)胞溶解釋放包膜病毒：芽生釋放HIV第60頁,共72頁，2024年2月25日，星期天吸附穿入脫殼核酸游離早期mRNA轉(zhuǎn)錄早期蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)譯病毒DNA復(fù)制晚期mRNA轉(zhuǎn)錄晚期蛋白質(zhì)合成裝配釋放隱蔽期第61頁,共72頁，2024年2月25日，星期天viralreplicationcircle第62頁,共72頁，2024年2月25日，星期天宿主細(xì)胞原因——頓挫感染或流產(chǎn)感染(abortiveinfection)人胚腎細(xì)胞——

容納細(xì)胞猴腎細(xì)胞——非容納細(xì)胞腺病毒

4.病毒的異常增殖病毒進(jìn)入非容納細(xì)胞,不能進(jìn)行生物合成或不能組裝成完整的病毒體。非容納細(xì)胞（non-permissivecell):不能為病毒復(fù)制提供必要條件的細(xì)胞。第63頁,共72頁，2024年2月25日，星期天病毒原因——缺陷病毒(defectivevirus)

由于病毒基因不完整或基因發(fā)生改變導(dǎo)致生物合成受阻，不能復(fù)制出完整的子代病毒顆粒的病毒。又稱缺陷干擾顆粒(defectiveinterferingparticle,DIP)

缺陷病毒+輔助病毒——正常復(fù)制

腺病毒伴隨病毒腺病毒

4.病毒的異常增殖子代腺病毒伴隨病毒HDVHBV子代HDV第64頁,共72頁，2024年2月25日，星期天5.病毒的干擾現(xiàn)象(viralinterference)概念：

兩種病毒同時(shí)或短時(shí)先后感染同一機(jī)體或細(xì)胞時(shí)，可發(fā)生一種病毒抑制另一種病毒的現(xiàn)象。類型：異種病毒之間的干擾（異種）同種病毒之間的干擾同種異型（同種）同型異株（同型）自身干擾（同株）第65頁,共72頁，2024年2月25日，星期天機(jī)制：干擾素第一種病毒破壞了宿主細(xì)胞表面受體或改變了宿主細(xì)胞的代謝途徑DIP意義：阻止、中斷發(fā)病或終止感染接種疫苗時(shí)應(yīng)注意避免干擾現(xiàn)象鑒定病毒第66頁,共72頁，2024年2月25日，星期天種類類病毒(viroid)衛(wèi)星病毒(satellites)朊粒(prion)非尋常病毒致病因子——亞病毒(Subvirus)

概念

裸露的、小分子量的、有侵染性的RNA或蛋白質(zhì)分子。

第67頁,共72頁，2024年2月25日，星期天類病毒(viroid)是一種裸露的小RNA分子

(由200-400個(gè)核苷酸組成的環(huán)狀ssRNA