病毒的基本性狀課件

第四章

病毒的基本性狀

天津醫(yī)科大學(xué)湯華1最新課件什么是病毒？

是一種體積微小，結(jié)構(gòu)簡單，只含有一種核酸（DNA或RNA），以復(fù)制方式繁殖、嚴(yán)格活細(xì)胞內(nèi)寄生的非細(xì)胞型微生物。主要特點(diǎn)非細(xì)胞型微生物。體積微小（nm），能通過除菌濾器，需要借助電子顯微鏡才能觀察到。遺傳物質(zhì)只含一種核酸（DNA或RNA）。嚴(yán)格活細(xì)胞內(nèi)寄生，依靠細(xì)胞提供能量、原料物質(zhì)以及大分子合成機(jī)制才能完成病毒的生命活動。以復(fù)制方式進(jìn)行繁殖—稱增殖。對常用的抗生素不敏感，但對干擾素敏感。2最新課件第一節(jié)

病毒的形態(tài)、結(jié)構(gòu)

與化學(xué)組成3最新課件在自然界中存在方式：病毒基因形式:細(xì)胞內(nèi),以分子狀態(tài)存在。病毒體(virion）:完整的、成熟的病毒顆粒,是細(xì)胞外的結(jié)構(gòu)形式，具有典型的形態(tài)結(jié)構(gòu)，并有感染性。病毒的宿主范圍感染所有的生物細(xì)胞。具有宿主特異性。據(jù)感染宿主將病毒分為動物病毒。植物病毒。噬菌體。4最新課件一、病毒的大小與形態(tài)大?。褐睆?20～300nm電鏡下觀察

1.葡萄球菌2.立克次體3.衣原體4.痘病毒5.大腸埃希菌噬菌體6.流感病毒7.腺病毒8.乙腦病毒9.脊髓灰質(zhì)炎病毒微生物的大小比較

5最新課件A.脊髓灰質(zhì)炎病毒B.猴多瘤病毒40C.水皰性口炎病毒D.流感病毒E.腺病毒F.埃博拉病毒幾種病毒電鏡圖形態(tài)：球形桿狀子彈狀磚塊狀蝌蚪狀6最新課件二、病毒的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成裸病毒（核衣殼nuleocapsid）核心(core)—核酸(DNA/RNA)衣殼(capsid)—蛋白質(zhì)殼粒(capsomere)包膜病毒核衣殼(nuleocapsid)包膜(envelope):脂質(zhì)雙層（宿主細(xì)胞）刺突(spike)

病毒的結(jié)構(gòu)模式圖7最新課件（一）病毒的核心核酸dsDNAssDNAdsRNAssRNA(+ss\-ss）功能主導(dǎo)病毒復(fù)制決定病毒特性具有感染性8最新課件（二）病毒的衣殼—蛋白質(zhì)功能：保護(hù)核酸吸附免疫原性殼粒的排列：20面體對稱型螺旋對稱復(fù)合對稱型

9最新課件20面體對稱型(e.g.adenovirus)10最新課件螺旋對稱型(e.g.tobaccomosaicvirus)11最新課件復(fù)合對稱型(e.g.bacteriophage)12最新課件（三）病毒的包膜概念：病毒在成熟后穿過宿主細(xì)胞，出芽釋放時(shí)獲得的一層膜，含有宿主細(xì)胞膜/核膜及病毒蛋白。組成：脂質(zhì)和糖類（宿主）、蛋白質(zhì)（病毒）。功能：包膜構(gòu)成病毒的表面抗原，可誘發(fā)機(jī)體免疫應(yīng)答；包膜與病毒入侵細(xì)胞和感染性有關(guān)；包膜具有保護(hù)核衣殼的作用；包膜對干燥、熱、酸和脂溶劑敏感。

13最新課件（四）基質(zhì)蛋白

存在：衣殼與包膜之間。功能：跨膜和錨定（連接衣殼和包膜蛋白）。14最新課件病毒的化學(xué)組成與功能病毒核酸：

DNA或RNA，單/雙鏈，線狀或環(huán)狀（閉環(huán)或缺口）。功能：病毒生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，病毒感染的啟動者。病毒蛋白質(zhì)：病毒基因組編碼，具有病毒的特異性。結(jié)構(gòu)蛋白（structureprotein）包括衣殼、包膜和基質(zhì)蛋白。保護(hù)病毒核酸。參與病毒的感染過程。衣殼蛋白、包膜蛋白具有良好的抗原性。非結(jié)構(gòu)蛋白（non-structureprotein,NS）病毒編碼的酶類和特殊功能的蛋白，如蛋白水解酶、DNA合成酶、逆轉(zhuǎn)錄酶等。脂類和糖：主要存在于包膜病毒的包膜上，大部分來自于宿主細(xì)胞膜。15最新課件第二節(jié)

病毒的增殖16最新課件自我復(fù)制（selfreplication）以病毒核酸分子為模板進(jìn)行復(fù)制的方式。定義：從病毒接觸宿主細(xì)胞開始，經(jīng)過核酸復(fù)制，最后從宿主細(xì)胞中釋放出子代病毒的過程。復(fù)制周期(replicationcycle)17最新課件

分5個(gè)步驟：吸附(adsorption)

穿入(penetration)

脫殼(uncoating)

生物合成(biosynthesis)

組裝、成熟與釋放

(assembly,

maturationandrelease)一、病毒的復(fù)制周期18最新課件吸附：病毒的配體位點(diǎn)與細(xì)胞表面的特異受 體的結(jié)合,是感染的第一步。兩階段：

靜電結(jié)合特異性結(jié)合：吸附步驟一吸附19最新課件裸病毒：吞飲（endocytosis）包膜病毒：融合(fusion)

病毒包膜與細(xì)胞膜融合，核衣殼直接進(jìn)入胞漿內(nèi)。步驟二穿入

不同病毒，穿入方式不同20最新課件噬菌體：注入式

-病毒核酸直接進(jìn)入胞漿內(nèi)21最新課件步驟三脫殼釋放核酸宿主細(xì)胞溶酶體酶水解病毒衣殼蛋白

22最新課件步驟四：生物合成

病毒核酸合成病毒蛋白質(zhì)合成早期蛋白質(zhì)合成晚期蛋白質(zhì)合成

隱蔽期:

病毒脫殼釋放核酸后，病毒的核酸介導(dǎo)合成子代病毒的各種成分，這個(gè)階段用電鏡或血清學(xué)的方法均檢測不到病毒體,這個(gè)時(shí)期是病毒代謝最活躍的階段，隱蔽期的實(shí)質(zhì)是病毒基因組控制下進(jìn)行病毒核酸和蛋白質(zhì)的合成階段，此時(shí)宿主細(xì)胞的正常代謝往往被抑制或改變。23最新課件

dsDNA病毒 早期mRNA

翻譯

半保留復(fù)制

早期蛋白質(zhì)（酶）

（抗病毒藥物作用的“靶”）子代病毒DNA

晚期蛋白質(zhì)(結(jié)構(gòu)蛋白)

轉(zhuǎn)錄、翻譯DNA聚合酶等dsDNAV的生物合成宿主RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄成熟子代24最新課件ssRNA病毒的生物合成

+ssRNA病毒：+ssRNA=mRNA病毒結(jié)構(gòu)蛋白 ←病毒非結(jié)構(gòu)蛋白（RNA聚合酶）

-

ssRNA→子代病毒(+ssRNA)

核糖體-ssRNA病毒：自身攜帶病毒RNA聚合酶 -ssRNA→+ssRNA(mRNA)→子代-ssRNA

↘子代病毒蛋白25最新課件HBV的生物合成26最新課件逆轉(zhuǎn)錄病毒的生物合成

逆轉(zhuǎn)錄酶病毒RNA+（模板）cDNA-

RNA:DNA雜交體

RNA酶H水解親代RNADNA-

合成 dsDNADNA+

轉(zhuǎn)錄RNA

前病毒

↙↘拼接成mRNA修飾成子代病毒RNA

病毒結(jié)構(gòu)蛋白整合酶細(xì)胞染色體子代病毒27最新課件步驟五組裝、成熟與釋放組裝過程：裸病毒：衣殼＋病毒核酸→核衣殼包膜病毒：核衣殼＋包膜→病毒體組裝方式：以核酸為支架，殼粒按對稱方式排列。先形成20面體衣殼，核酸進(jìn)入，形成核衣殼。釋放過程：

出芽釋放、溶細(xì)胞性釋放、其他。28最新課件-出芽釋放：包膜病毒，不直接破壞宿主細(xì)胞。29最新課件流感病毒出芽釋放VZV出芽穿過核膜獲得包膜0.1μm

HIV病毒出芽釋放30最新課件

—溶細(xì)胞性釋放：

裸病毒宿主細(xì)胞損傷、崩解。

—其他方式

如CMV，通過細(xì)胞間橋或細(xì)胞融合傳播。

31最新課件復(fù)制的完整過程32最新課件病毒感染細(xì)胞后的結(jié)局—正常增殖，產(chǎn)生病毒體?！惓Ｔ鲋?，不能形成病毒體。頓挫感染缺陷病毒33最新課件

頓挫感染(abortiveinfection)：概念：細(xì)胞不能為病毒提供復(fù)制必需的物質(zhì)而病毒不能合成/能合成病毒，但不能組裝、釋放有感染性的病毒顆粒。細(xì)胞稱為：非容納細(xì)胞。二、病毒的異常增殖34最新課件缺陷病毒（defectivevirus）：概念：病毒的基因不完整/基因位點(diǎn)發(fā)生改變，核酸和蛋白合成受阻/失調(diào)，導(dǎo)致不能復(fù)制出完整的子代病毒顆粒。

與輔助病毒共感染/培養(yǎng)正常增殖缺陷性干擾顆粒(defectiveinterferingparticles,DIP) -發(fā)揮干擾作用的缺陷病毒35最新課件三、病毒的干擾現(xiàn)象概念：兩種病毒感染同一細(xì)胞，可發(fā)生一種病毒抑制另一種病毒增殖的現(xiàn)象。發(fā)生范圍：

異種病毒之間同種病毒之間滅活病毒與活病毒之間缺陷病毒與正常病毒36最新課件干擾發(fā)生機(jī)制：

干擾素（interferon，IFN）產(chǎn)生宿主細(xì)胞表面受體被破壞宿主細(xì)胞代謝途徑被改變 DIP存在醫(yī)學(xué)意義：阻止病毒復(fù)制，導(dǎo)致宿主康復(fù)，滅活病毒和減毒活病毒作為疫苗干擾毒性病毒感染，可能減低疫苗效果，須注意合理投放疫苗。37最新課件第三節(jié)

病毒的遺傳和變異38最新課件病毒遺傳學(xué)常用的一些專業(yè)名詞病毒株（strain）

同一種病毒中的不同分離株或者不同的系。病毒型別（type）

同種病毒的不同血清型，由中和抗體進(jìn)行免疫學(xué)確定的表型。病毒變異體（variant）某病毒株的表型改變，并能穩(wěn)定存在、在相應(yīng)宿主細(xì)胞中傳代與存活，與原來的野毒株表型不同，但不清楚其變異的遺傳學(xué)基礎(chǔ)。病毒突變體/突變株（mutant）

與原來的野毒株相比，病毒株的表型改變，已清楚其變異的遺傳學(xué)基礎(chǔ)。39最新課件一、病毒的基因組第一：僅含有一種類型，DNA或RNA病毒核酸具有多樣性：線型/環(huán)型單鏈/雙鏈分/不分節(jié)段第二：基因中外顯子之間有重疊含有內(nèi)含子第三：部分病毒可以整合到細(xì)胞基因組上，如皰疹病毒、反轉(zhuǎn)錄病毒等引起細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化或病毒基因組發(fā)生變異40最新課件二、基因重組與重配基因重組（generecombination）定義：當(dāng)二種有親緣關(guān)系的不同病毒感染同一宿主細(xì)胞時(shí)，它們的遺傳物質(zhì)發(fā)生交換，產(chǎn)生具有兩個(gè)親代特征的子代病毒，并能繼續(xù)增殖，稱為基因重組。本質(zhì)：病毒核酸分子斷裂、交叉連接，引起核酸分子內(nèi)部重新排列。方式：兩種活病毒之間：如流感病毒活病毒與滅活病毒之間：（交叉復(fù)活，crossreactivation）兩種滅活病毒之間：（多重復(fù)活，multiplereactivation）如紫外線照射后41最新課件重配（reassortment）：定義:

在分節(jié)段的RNA病毒基因組之間（如流感病毒、輪狀病毒等），兩個(gè)病毒株可通過基因片段的交換使子代基因組發(fā)生突變，這種過程被稱之為重配。42最新課件三、基因突變定義：基因組中核酸堿基順序上的化學(xué)變化，可以是一個(gè)核苷酸的改變，也可為上百上千個(gè)核苷酸的缺失或易位。非由于他種病毒或生物體的介入所引起的病毒核酸基因組的遺傳型變異。43最新課件類型：自然突變：10-6～10-8誘導(dǎo)突變：物理、化學(xué)因素，如溫度、射線、5-溴尿嘧啶、亞硝酸鹽等突變結(jié)果：表型改變：如病毒空斑大小、病毒顆粒形態(tài)、抗原性、宿主范圍、營養(yǎng)要求、細(xì)胞病變以及致病性的改變等靜默突變（silentmutation）：未引起表型改變44最新課件常見的有意義的突變株

條件致死性突變株（conditional-lethalmutant）定義：只能在某種條件下增殖，而在另一種條件下不能增殖舉例：如溫度敏感突變株（ts突變株）

28～35℃（允許）36～40℃（不允許）如：脊髓灰質(zhì)炎疫苗45最新課件宿主范圍突變株（host-rangemutant，hr突變株）

定義：病毒基因組改變影響了其對宿主細(xì)胞的吸附或相互作用舉例：制備狂犬病疫苗耐藥突變株（drug-resistantmutant）定義：多因病毒酶基因突變導(dǎo)致藥物作用的靶酶特性改變，病毒對藥物產(chǎn)生耐藥。46最新課件四、病毒非遺傳物質(zhì)變異的類型實(shí)質(zhì)：未發(fā)生核酸遺傳物質(zhì)的改變，具有不穩(wěn)定性，經(jīng)傳代后會恢復(fù)類型：互補(bǔ)作用（complementation）定義：一般情況下，某些病毒不能在細(xì)胞培養(yǎng)中產(chǎn)生子代病毒，但當(dāng)用不同毒株混合感染時(shí)，通過兩種病毒基因產(chǎn)物之間相互作用則有感染性子代病毒產(chǎn)生，稱此現(xiàn)象為互補(bǔ)作用。發(fā)生方式：兩個(gè)缺陷病毒之間或在正常和缺陷病毒之間。表型混合和表型交換

47最新課件表型混合：

互相交換衣殼和包膜糖蛋白，導(dǎo)致混合形成兩種鑲嵌的衣殼和包膜。表型交換：一種病毒的衣殼或包膜包裹了另一種病毒的基因組。

48最新課件第四節(jié)

理化因素對病毒的影響49最新課件一、物理因素對病毒的影響-196℃影響機(jī)制：

直接破壞核酸。

改變病毒結(jié)構(gòu)，如破環(huán)蛋白質(zhì)。影響因素：溫度：耐冷不耐熱，反復(fù)冰融可滅活保存應(yīng)快速低溫冷凍。pH：6～8穩(wěn)定，保存可用，50%甘油緩沖鹽水。射線：X射線、γ射線、紫外線。50最新課件二、化學(xué)因素對病毒的影響脂溶劑乙醚、氯仿等無包膜病毒對其抵抗，有包膜病毒敏感（乙醚滅活試驗(yàn)）酚類蛋白變性劑，可用來做病毒的消毒劑。氧化劑其他干擾素：對病毒有抑制作用中草藥：如板藍(lán)根、大青葉等抑制病毒的增殖抗生素：利于病毒分離51最新課件第五節(jié)病毒的分類52最新課件病毒的分類原則核酸類型與結(jié)構(gòu)（RNA、DNA、雙鏈、單鏈、線狀、環(huán)狀、是否分節(jié)段）病毒體的形狀和大小衣殼的對稱型及殼粒的數(shù)目對脂溶劑的敏感性及有無包膜等1995年國際病毒分類委員會DNA病毒類RNA病毒類DNA和RNA逆轉(zhuǎn)錄病毒類53最新課件依據(jù)分類原則，將病毒分為科、屬、種。病毒屬（virusgenera）：由結(jié)構(gòu)、性狀相關(guān)并親緣關(guān)系相近的病毒成員組成，后綴-virus，如Enterovirus（腸道病毒屬）。病毒科（virusfamilies）：由結(jié)構(gòu)、性狀相關(guān)和有親緣關(guān)系的病毒屬組成科名后用后綴-viridae，如Picornaviridae（小RNA病毒科）。病毒分類系統(tǒng)

4000多種，7大類，66科，244屬國際病毒分類委員會，ICTV，2001）。54最新課件dsDNA有包膜：

痘病毒科（Poxviridae天花病毒，牛痘病毒皰疹病毒科（Herpesviridae）單純皰疹病毒dsDNA無包膜：

腺病毒科（Adenoviridae）腺病毒乳多空病毒科（Paproavairidae）乳頭瘤病毒ssDNA無包膜：

細(xì)小病毒科（Paraoviridae)人類細(xì)小病毒B19DNA病毒55最新課件dsRNA分節(jié)，無包膜呼腸病毒科（Reoviridae）輪狀病毒-ssRNA不分節(jié)，有包膜副粘病毒科（Paramyxoviridae）麻疹病毒彈狀病毒科（Rhabdoviridae）狂犬病毒-ssRNA分節(jié)，有包膜

正粘病毒科（Orthomyxoviridae）流感病毒

布尼亞病毒科（Bunyaviridae）漢坦病毒+ssRNA，無包膜

小RNA病毒科（Picornaviridae）腸道病毒HAV鼻病毒杯狀病毒科（Caliciviridae）諾瓦克病