病毒的生物學性狀

病毒的生物學性狀第一頁，共71頁。病毒與人類疾病關系3000BC,埃及孟菲斯壁畫中長老患小兒麻痹癥。第二頁，共71頁。Childwithsmallpox.Notethecharacteristicrash.

第三頁，共71頁。1892年發(fā)現第一個病毒即煙草花葉病毒

——濾過性致病因子1898年發(fā)現動物口蹄疫病毒

——首次提出病毒這個名詞1901年發(fā)現黃熱病病毒

——首次證實病毒對人有致病性病毒(virus)的發(fā)現第四頁，共71頁。1.體積微小，結構簡單，缺乏細胞結構2.只含一種核酸（DNAorRNA）3.缺乏完整的酶和能量系統(tǒng)4.嚴格的活細胞內寄生5.以自我復制方式進行增殖6.對抗生素不敏感，對干擾素敏感病毒(virus)的基本特征第五頁，共71頁。病毒是一類體積微小、結構簡單、只含一種核酸、能自我復制和專性活細胞內寄生的非細胞型微生物。病毒(virus)的定義第六頁，共71頁。病毒引起疾病的特點涉及面廣：70～80%的傳染病由病毒引起傳染性強、傳播快：如流感病毒病死率高：如狂犬病病毒后遺癥嚴重：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：如風疹病毒與一些原因不明疾病有關新的病毒性疾病不斷出現第七頁，共71頁。AIDSSARSAvianFlu病原體病毒！第八頁，共71頁。H1N1Flu

甲型H1N1流感2009.4-2010.4在全球約213個國家和地區(qū)暴發(fā)流行，導致至少1.77萬人死亡。第九頁，共71頁。Ebolahemorrhagicfever第十頁，共71頁。BSEKurudiseasevCJD

ScrapiePrion第十一頁，共71頁。病毒引起疾病的特點涉及面廣：70～80%的傳染病由病毒引起傳染性強、傳播快：如流感病毒病死率高：如狂犬病病毒后遺癥嚴重：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：如風疹病毒與一些原因不明疾病有關新的病毒性疾病不斷出現特效藥少預防是重點第十二頁，共71頁。病毒的存在形式細胞外：結構形式，即病毒體（virion)

細胞內：基因形式，即核酸具有一定形態(tài)結構和感染性的完整的病毒顆粒

一、病毒的大小與形態(tài)第十三頁，共71頁。測量單位

nm(20-350nm)

電鏡觀察1.大小第十四頁，共71頁。電子顯微鏡：最準確超速離心沉淀法超濾膜法其他：電離輻射或X射線技術測量方法：第十五頁，共71頁。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十六頁，共71頁。煙草花葉病毒桿狀絲狀埃博拉病毒第十七頁，共71頁。痘病毒磚形子彈形彈狀病毒第十八頁，共71頁。蝌蚪形噬菌體第十九頁，共71頁。病毒的結構模式圖包膜（envelope)核心(core)衣殼(capsid)二、病毒的結構與化學組成核衣殼(nucleocapsid)第二十頁，共71頁。包膜病毒（envelopedvirus)裸露病毒（nakedvirus)第二十一頁，共71頁。核心的化學成分一種（RNAorDNA）線型、環(huán)型雙鏈、單鏈正鏈、負鏈逆轉錄dsDNA,ssDNA,dsRNA,+ssRNA,-ssRNA,逆轉錄

少量功能蛋白（非結構蛋白）核酸1.核心第二十二頁，共71頁。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胞的物質基礎(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：DNA病毒RNA病毒第二十三頁，共71頁。2.衣殼化學亞單位（結構蛋白）形態(tài)亞單位衣殼：核心外的蛋白質外殼，是由殼粒

排列形成的有規(guī)則的殼樣結構殼粒：由一種或幾種多肽分子形成的寡聚體第二十四頁，共71頁。capsomere第二十五頁，共71頁。

衣殼構型20面體對稱型螺旋對稱型復合對稱型第二十六頁，共71頁。二十面體對稱型icosahedralsymmetry第二十七頁，共71頁。二十面體對稱型icosahedralsymmetry12個頂五鄰體20個面六鄰體30個梭第二十八頁，共71頁。六鄰體五鄰體二十面體對稱型第二十九頁，共71頁。NUCLEICACIDISINSIDE第三十頁，共71頁。IcosahedralAdenovirus

Rhinovirus

RubellaVirusPoliovirus

CoxsackievirusEchovirusRotavirus

HerpesSimplexVirus1(HHV1)

HerpesSimplexVirus2(HHV2)

Varicella-ZosterVirus(HHV3)Epstein-BarrVirus(EBV)Cytomegalovirus(CMV)第三十一頁，共71頁。IcosahedralHepatitisAVirus(HAV)HepatitisBVirus(HBV)HepatitisCVirus(HCV)HepatitisDeltaVirus(HDV)HepatitisEVirus(HEV)HumanImmunodeficiencyVirus(HIV)HumanT-lymphotrophicVirus(HTLV)Papillomavirus(HPV)WesternEquineEncephalitisVirus(WEEV）YellowFeverVirus

第三十二頁，共71頁。螺旋對稱型(helicalsymmetry)核酸蛋白衣殼第三十三頁，共71頁。HelicalRabiesVirusHantavirusInfluenzaVirus(FluVirus)MeaslesVirus(Rubeola)MumpsVirusParainfluenzaVirusCoronavirusRespiratorySyncytialVirus(RSV)第三十四頁，共71頁。復合對稱型(complexsymmetry)POXVIRUSFAMILYBACTERIOPHAGE第三十五頁，共71頁。衣殼的功能保護病毒基因組決定病毒的免疫原性介導病毒吸附（無包膜病毒）有毒性作用分類的依據：立體對稱型病毒螺旋對稱型病毒復合對稱型病毒第三十六頁，共71頁。3.包膜來源：宿主細胞的核膜或漿膜化學成分：脂類、多糖、蛋白質（宿主細胞膜成分+病毒基因編碼的糖蛋白）

包膜上的突起物稱包膜子?；虼掏?spike)第三十七頁，共71頁。包膜表面刺突InfluenzavirusCoronavirus第三十八頁，共71頁。保護病毒的核衣殼包膜糖蛋白:介導病毒吸附介導細胞融合介導血凝或溶血活性抗原分類的依據：包膜病毒裸露病毒

包膜的功能第三十九頁，共71頁。小結1.病毒基本結構：核衣殼2.病毒最重要的特點：一種核酸，無細胞結構3.病毒的基本化學成分：核酸+蛋白質4.病毒蛋白質：結構蛋白：包膜蛋白衣殼蛋白基質蛋白非結構蛋白：酶類調節(jié)蛋白特殊功能蛋白go第四十頁，共71頁。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）螺旋對稱20面體立體對稱復合對稱包膜蛋白質多糖脂類back第四十一頁，共71頁。三、病毒的增殖1.增殖的條件：2.增殖的方式：自我復制(selfreplication)活細胞---嚴格寄生性敏感細胞---選擇性（親嗜性）容納細胞(permissivecell)第四十二頁，共71頁。3.復制周期(replicationcycle)裝配成熟釋放吸附脫殼生物合成

穿入第四十三頁，共71頁。吸附（absorption)靜電吸附病毒表面吸附蛋白(VAP)與宿主細胞表面受體特異性結合第四十四頁，共71頁。病毒VAP宿主細胞受體脊髓灰質炎病毒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與相應的宿主細胞受體第四十五頁，共71頁。HIV吸附第四十六頁，共71頁。膜融合穿入(Penetration)第四十七頁，共71頁。穿入(Penetration)穿入(Penetration)HSV膜融合第四十八頁，共71頁。穿入(Penetration)——胞飲第四十九頁，共71頁。fromSchaechteretal,MechanismsofMicrobialDisease,3rded,1998穿入(Penetration)——胞飲第五十頁，共71頁。穿入(Penetration)——③注入第五十一頁，共71頁。脫殼(uncoating)脫去蛋白質外殼，釋放核酸的過程多數病毒在穿入細胞時在宿主細胞溶酶體酶作用下，衣殼裂解，釋放核酸少數病毒脫殼過程較復雜：脫殼酶第五十二頁，共71頁。生物合成(biosynthesis)部位：核酸復制可在胞核或胞漿內進行蛋白質合成在胞漿內進行過程：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階段：

病毒基因組早期基因表達

病毒基因組復制

病毒基國組晚期基因表達第五十三頁，共71頁。dsDNAgenomeTranscriptionEarlymRNATranslationEarlyproteins(enzymes)Semi-conservativereplicationTranscriptionLatemRNATranslationLateproteins(structuralproteins)AssemblyRelease雙鏈DNA病毒的生物合成第五十四頁，共71頁。(+)ssRNAgenome(-)ssRNAReplicationTranslationRNApolymeraseStructuralproteinViralproteinReleaseAssemblyCleavage單正鏈RNA病毒的生物合成第五十五頁，共71頁。單負鏈RNA病毒的生物合成(-)ssRNA(+)ssRNATranslationTranscriptionStructureproteinRNAPolymeraseParainfluenzavirus第五十六頁，共71頁。組裝(assembly)核內：DNA病毒（痘病毒除外）漿內：多數RNA病毒，痘病毒膜上：HIV第五十七頁，共71頁。adenovirus第五十八頁，共71頁。smallpoxvirus第五十九頁，共71頁。成熟(maturation)與釋放(release)裸露病毒：細胞溶解釋放包膜病毒：芽生釋放HIV第六十頁，共71頁。吸附穿入脫殼核酸游離早期mRNA轉錄早期蛋白質轉譯病毒DNA復制晚期mRNA轉錄晚期蛋白質合成裝配釋放隱蔽期第六十一頁，共71頁。viralreplicationcircle第六十二頁，共71頁。宿主細胞原因——頓挫感染或流產感染(abortiveinfection)人胚腎細胞——

容納細胞猴腎細胞——非容納細胞腺病毒

4.病毒的異常增殖病毒進入非容納細胞,不能進行生物合成或不能組裝成完整的病毒體。非容納細胞（non-permissivecell):不能為病毒復制提供必要條件的細胞。第六十三頁，共71頁。病毒原因——缺陷病毒(defectivevirus)

由于病毒基因不完整或基因發(fā)生改變導致生物合成受阻，不能復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第六十四頁，共71頁。5.病毒的干擾現象(viralinterference)概念：

兩種病毒同時或短時先后感染同一機體或細胞時，可發(fā)生一種病毒抑制另一種病毒的現象。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）第六十五頁，共71頁。機制：干擾素第一種病毒破壞了宿主細胞表面受體或改變了宿主細胞的代謝途徑DIP意義：阻止、中斷發(fā)病或終止感染接種疫苗時應注意避免干擾現象鑒定病毒第六十六頁，共71頁。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或蛋白質分子。

第六十七頁，共71頁。類病毒(viroid)是一種裸露的小RNA分子

(由200-400個核苷酸組成的環(huán)狀ssRNA）無蛋白衣殼和包膜能進行自我復制（利用宿主細胞的RNA聚合酶