臨床病理生物學(xué)之病毒基本形態(tài)與結(jié)構(gòu)

病毒學(xué)總論3000BC，埃及孟非思壁畫(huà)中長(zhǎng)老患小兒麻痹癥

病毒概述病毒的發(fā)現(xiàn)1892年發(fā)現(xiàn)第一個(gè)病毒即煙草花葉病毒1898年發(fā)現(xiàn)動(dòng)物口蹄疫病毒首先被證實(shí)對(duì)人類有致病性的是——黃熱病毒（1901年發(fā)現(xiàn)）體積微小，電子顯微鏡觀察；可通過(guò)濾菌器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：非細(xì)胞結(jié)構(gòu)基因組：只有一種核酸（RNA或DNA）嚴(yán)格活細(xì)胞內(nèi)寄生以復(fù)制方式繁殖對(duì)抗生素不敏感，耐冷不耐熱病毒的特點(diǎn)體積微小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只含有一種類型的核酸，只能在活的、敏感細(xì)胞內(nèi)以復(fù)制方式增殖的非細(xì)胞型微生物病毒概念病毒引起疾病的特點(diǎn)涉及面廣：75%由病毒引起傳染性強(qiáng)、傳播迅速：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：如乙肝病毒引起腫瘤：如愛(ài)滋病毒致畸性：如風(fēng)疹病毒特效藥少，對(duì)抗生素不敏感預(yù)防是重點(diǎn)

病毒的基本性狀一、病毒的大小與形態(tài)

病毒體（virion）完整的成熟病毒顆粒，具有典型的形態(tài)結(jié)構(gòu)，并有感染性病毒的大小測(cè)量單位：納米（nm）

<50

nm小型病毒

50nm-150nm中等大小病毒（大多數(shù)）

150nm大型病毒（最大300nm）微生物的大小比較葡萄球菌(1000nm）

牛痘病毒300×250nmABCDEFG立克次體450nm衣原體390nmA、大腸桿菌噬菌體

(65×95nm)B、腺病毒

(70nm)C、脊髓灰質(zhì)炎病毒

(30nm)D、乙腦病毒

(40nm)E、蛋白分子

(10nm

)F、流感病毒

(100nm)G、煙草花葉病毒球形病毒天花病毒病毒的形態(tài)多數(shù)病毒呈球形或近似球形，桿狀，絲狀，少數(shù)可為子彈狀、磚塊狀，噬菌體可呈蝌蚪狀桿狀病毒噬菌體狂犬病毒二、病毒的結(jié)構(gòu)與功能病毒體結(jié)構(gòu)模式包膜子粒包膜核心衣殼殼粒核衣殼病毒的結(jié)構(gòu)核心：核酸、酶類衣殼：由殼粒（多肽）組成包膜：由宿主細(xì)胞膜或核膜組成鑲嵌有包膜子粒（刺突）螺旋對(duì)稱型（HelicalSymmetry）二十面體立體對(duì)稱型（IcosahedralSymmetry）復(fù)合對(duì)稱型（ComplexSymmetry）衣殼類型螺旋對(duì)稱型（helicalsymmetry)20面體立體對(duì)稱型(icosahedralsymmetry)：大多數(shù)球狀病毒屬之

（3）復(fù)合對(duì)稱型(complexsymmetry)螺旋對(duì)稱型20面體立體對(duì)稱型病毒的組成成分一、核酸種類：DNA、RNA

存在形式：?jiǎn)捂溑c雙鏈；正鏈與負(fù)鏈，分節(jié)作用：ORF可重疊，具有感染性二、蛋白質(zhì)種類：結(jié)構(gòu)蛋白攜帶全部遺傳信息特點(diǎn)：有內(nèi)含子、非結(jié)構(gòu)蛋白作用：衣殼、基質(zhì)、包膜蛋白（結(jié)構(gòu)蛋白）酶、反式作用因子（非結(jié)構(gòu)蛋白）三、病毒的分類

（ClassificationofViruses）

一、生物學(xué)分類二、臨床分類生物學(xué)分類——DNA病毒類型分類特點(diǎn)病毒科名DNA病毒雙鏈DNA、有包膜痘病毒科皰疹病毒科雙鏈DNA、無(wú)包膜腺病毒科乳多空病毒科單鏈DNA、無(wú)包膜細(xì)小病毒科

類型分類特點(diǎn)病毒科名RNA病毒雙鏈RNA、分節(jié)、無(wú)包膜呼腸病毒科雙RNA病毒科負(fù)單鏈RNA、不分節(jié)、有包膜副粘病毒科彈狀病毒科負(fù)單鏈RNA、分節(jié)、有包膜正粘病毒科布尼亞病毒科沙粒病毒科正單鏈RNA、不分節(jié)、無(wú)包膜小RNA病毒科杯狀病毒科星狀病毒科正單鏈RNA、不分節(jié)、有包膜冠狀病毒科黃病毒科披膜病毒科生物學(xué)分類——RNA病毒

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

單鏈RNA、不分節(jié)、有包膜逆轉(zhuǎn)錄病毒科生物學(xué)分類——逆轉(zhuǎn)錄病毒

病毒的增殖

（ReplicationofViruses）一、病毒的增殖過(guò)程二、病毒的異常增殖形式吸附adsorption穿入penetration脫殼uncoating生物合成biosynthesis組裝與釋放

assemblyandrelease病毒的增殖周期吸附病毒的增殖過(guò)程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吸附

病毒表面蛋白質(zhì)與細(xì)胞接觸→結(jié)合→特異性吸附（病毒配體位點(diǎn)與細(xì)胞膜特異受體結(jié)合）

——決定病毒的嗜組織性穿入融合---有包膜病毒胞飲---無(wú)包膜病毒

CD21（EBV受體）

CD4（HIV受體）

CD46（麻疹病毒受體）

CD54（鼻病毒受體）病毒受體胞飲方式穿入脫殼uncoating

穿入胞質(zhì)中的核衣殼脫去蛋白質(zhì)，使基因組核酸裸露的過(guò)程

依賴于脫殼酶病毒核酸病毒核酸生物合成Biosynthesis

利用宿主細(xì)胞提供的小分子物質(zhì)合成病毒核酸和蛋白質(zhì)——病毒mRNA的轉(zhuǎn)錄——復(fù)制子代病毒核酸——特異性mRNA轉(zhuǎn)錄、翻譯子代病毒結(jié)構(gòu)蛋白和功能蛋白隱蔽期早期：基因組在細(xì)胞內(nèi)合成非結(jié)構(gòu)蛋白（病毒復(fù)制酶及抑制細(xì)胞正常生物合成的抑制酶）晚期：根據(jù)基因組的指令在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制病毒核酸，合成結(jié)構(gòu)蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白1、DNA病毒（雙鏈）：細(xì)胞核內(nèi)合成DNA，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)合成病毒蛋白早期：病毒DNA依賴DNA的RNA多聚酶早期mRNA轉(zhuǎn)譯早期蛋白DNA多聚酶脫氧胸腺嘧啶激酶調(diào)控病毒基因組轉(zhuǎn)錄的酶抑制宿主細(xì)胞生物合成的酶藥物作用的靶晚期：解鏈正鏈DNA負(fù)鏈DNADNA多聚酶子代DNA轉(zhuǎn)錄晚期mRNA晚期蛋白病毒衣殼蛋白及其他結(jié)構(gòu)蛋白2、RNA病毒（單鏈）：多數(shù)在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)合成子代RNA及病毒蛋白（1）正單鏈RNA病毒（有mRNA功能）：正單鏈RNA復(fù)制子代RNA結(jié)構(gòu)蛋白（衣殼蛋白等）非結(jié)構(gòu)蛋白（依賴RNA的RNA多聚酶）

雙鏈RNA（復(fù)制中間型）藥物作用的靶（2）負(fù)單鏈RNA病毒（有依賴RNA的RNA多聚酶）：負(fù)單鏈RNA依賴RNA的RNA多聚酶正單鏈RNA（有mRNA功能）子代RNA

結(jié)構(gòu)蛋白（衣殼蛋白等）雙鏈RNA（復(fù)制中間型）藥物作用的靶解鏈（3）逆轉(zhuǎn)錄病毒（有逆轉(zhuǎn)錄酶，即依賴RNA的DNA多聚酶）單鏈RNA逆轉(zhuǎn)錄酶RNADNA（復(fù)制中間型）進(jìn)入細(xì)胞核雙鏈DNA整合（前病毒）子代病毒RNA病毒mRNA病毒蛋白質(zhì)DNA腫瘤發(fā)生藥物作用的靶組裝與釋放

assemblyandrelease

裝配細(xì)胞核內(nèi)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)核膜上胞質(zhì)膜上釋放

裂解細(xì)胞釋放（無(wú)包膜病毒）出芽釋放（有包膜病毒）裝配（assembly）釋放（release）破胞釋放：無(wú)包膜病毒——致細(xì)胞破裂死亡——一次大量釋放芽生釋放：有包膜病毒——病毒核衣殼出芽時(shí)套上宿主細(xì)胞的核膜或細(xì)胞膜——細(xì)胞不死——逐個(gè)釋放/wybb//zz//wybb/by//wh//zl//wybblx//wsx//hhx//zsx//txx//wyyybl/

病毒的異常增殖

缺損病毒（defectivevirus

）基因組不完整的病毒體，無(wú)感染性缺損干擾顆粒缺損病毒不能復(fù)制，但卻能干擾同種成熟病毒體進(jìn)入細(xì)胞

輔助病毒：輔助缺損病毒復(fù)制具有感染力的完整病毒天然缺損病毒——腺病毒伴隨病毒

頓挫感染（流產(chǎn)感染）：細(xì)胞條件不合適，病毒進(jìn)入細(xì)胞但不能復(fù)制非容納細(xì)胞——頓挫感染容納細(xì)胞四、病毒的干擾現(xiàn)象干擾現(xiàn)象interference

當(dāng)兩種病毒同時(shí)或先后感染同一細(xì)胞時(shí)，可發(fā)生一種病毒的增殖抑制另一種病毒增殖的現(xiàn)象產(chǎn)生原因

——干擾素interferon，IFN——競(jìng)爭(zhēng)干擾（細(xì)胞表面受體、底物、酶）

——改變細(xì)胞代謝途徑（抑制第二種病毒mRNA的轉(zhuǎn)譯）干擾現(xiàn)象的意義1、非特異性免疫的構(gòu)成部分——抗病毒作用2、指導(dǎo)正確使用疫苗病毒的遺傳與變異一、病毒的遺傳特點(diǎn)二、病毒變異的類型三、病毒基因組研究的意義病毒遺傳的特點(diǎn)1、遺傳方式簡(jiǎn)單2、受宿主細(xì)胞影響3、易產(chǎn)生突變病毒變異的類型1、突變2、重組（recombination）3、重配（reassortment）4、表型混合突變株mutant溫度敏感突變株（temperaturesensitive，ts）

28～35℃可以復(fù)制，37～40℃不能復(fù)制脊髓灰質(zhì)炎減毒活疫苗突變株能穩(wěn)定地存在，可在相應(yīng)的宿主或細(xì)胞中傳代與存活病毒的抵抗力一、耐冷怕熱二、紫外線敏感三、氧化劑敏感四、包膜病毒對(duì)脂溶劑敏感五、耐甘油病毒感染抗病毒免疫

病毒感染與免疫病毒的感染：病毒侵入機(jī)體并在易感細(xì)胞內(nèi)復(fù)制增殖，與機(jī)體發(fā)生相互作用的過(guò)程

病毒的感染方式

一、水平傳播病毒在人群不同個(gè)體間的傳播第一課件網(wǎng)網(wǎng)站

一、水平傳播1、通過(guò)黏膜表面?zhèn)鞑?、通過(guò)皮膚傳播昆蟲(chóng)叮咬——乙腦病毒動(dòng)物咬傷——狂犬病毒3、醫(yī)源性傳播注射、輸血、拔牙——乙肝、丙肝呼吸道——流感病毒消化道——甲肝病毒泌尿生殖道——愛(ài)滋病毒

二、垂直傳播通過(guò)胎盤或產(chǎn)道，病毒由母親傳給胎兒的方式胎盤：風(fēng)疹病毒、CMV、HIV、HBV產(chǎn)道:HIV、HSV-II

病毒

母體

新生兒胎盤

顯隱胎受先流性性兒染天產(chǎn)感感正胎畸死染染常兒形胎病毒的致病機(jī)理一、病毒對(duì)宿主細(xì)胞的直接作用——細(xì)胞水平上致病機(jī)理

二、病毒感染的免疫病理?yè)p害——機(jī)體水平上致病機(jī)理1、溶細(xì)胞效應(yīng)2、改變細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)3、包涵體形成4、細(xì)胞增生與轉(zhuǎn)化5、細(xì)胞凋亡一、病毒對(duì)宿主細(xì)胞的直接作用病毒在細(xì)胞內(nèi)增殖引起細(xì)胞裂解死亡多見(jiàn)于無(wú)包膜病毒：脊灰病毒、鼻病毒、腺病毒1、影響細(xì)胞的生命活力（1）溶細(xì)胞效應(yīng)（殺細(xì)胞性感染）：CPE溶細(xì)胞感染（2）改變細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)：（穩(wěn)定狀態(tài)感染）多見(jiàn)于有包膜病毒：正粘病毒、副粘病毒穩(wěn)定狀態(tài)感染為特異性抗體或CTL細(xì)胞識(shí)別新抗原多核巨細(xì)胞3、包涵體形成概念——有些病毒感染細(xì)胞，在普通顯微鏡下可見(jiàn)胞漿或胞核內(nèi)出現(xiàn)嗜酸性或嗜堿性、圓形或不規(guī)則的斑快結(jié)構(gòu)意義——病毒感染的鑒別狂犬病毒包涵體（Negribody）細(xì)胞核原因：病毒基因的整合細(xì)胞核細(xì)胞核1、逆轉(zhuǎn)錄病毒復(fù)制時(shí)以DNA整合入細(xì)胞染色體中；2、失常式整合，DNA病毒多見(jiàn)，病毒的DNA偶而以片段整合入細(xì)胞的染色體DNA中。4、細(xì)胞增生與轉(zhuǎn)化/wtrl//zy//yc//yl//shqh//gwy//hospital/182269_lab.html/hospital/182268_lab.html結(jié)果：細(xì)胞增生或惡性轉(zhuǎn)化（1）細(xì)胞增生：病毒細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)DNA合成加快細(xì)胞增生可能與腫瘤的發(fā)生有關(guān)（2）細(xì)胞轉(zhuǎn)化病毒培養(yǎng)細(xì)胞細(xì)胞轉(zhuǎn)化

細(xì)胞形態(tài)變化繁殖加快成堆生長(zhǎng)細(xì)胞癌基因：調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)、分化病毒癌基因：以前病毒的方式從細(xì)胞中獲取細(xì)胞癌基因——致癌因素——活化癌基因——細(xì)胞轉(zhuǎn)化（轉(zhuǎn)化細(xì)胞不一定發(fā)生癌變）與人類腫瘤相關(guān)的病毒5、細(xì)胞凋亡：誘導(dǎo)因子（如病毒等）細(xì)胞凋亡基因激活細(xì)胞膜鼓泡細(xì)胞核濃縮染色體DNA降解電泳時(shí)有階梯式條帶形成凋亡小體——增加基因突變的機(jī)會(huì)二、病毒感染的免疫病理?yè)p害——機(jī)體水平上致病機(jī)理1、體液免疫的病理作用2、細(xì)胞免疫的病理作用3、免疫系統(tǒng)的功能被抑制4、自身免疫損傷病毒感染的類型病毒感染隱性感染顯性感染持續(xù)性感染慢性感染潛伏感染慢發(fā)病毒感染（遲發(fā)感染）急性感染持續(xù)性感染病毒感染的類型病毒數(shù)量少，毒力弱，機(jī)體免疫力強(qiáng)——隱性感染病毒數(shù)量多，毒力強(qiáng)，機(jī)體免疫力弱——顯性感染病毒感染的類型不發(fā)病，但機(jī)體可獲得特異性免疫

向外播散病毒，成為重要傳染源

急性感染

持續(xù)性感染隱性感染顯性感染慢性感染：

病程長(zhǎng)，病毒可檢出如HBV潛伏感染：可反復(fù)激活，急性發(fā)作病毒只有在急性發(fā)作時(shí)才被檢出如HSV、VZV慢發(fā)病毒感染：潛伏期長(zhǎng)，發(fā)病后為亞急性進(jìn)行性直至死亡尋常病毒非尋常病毒

prion

麻疹病毒持續(xù)性感染

急性和持續(xù)性病毒感染類型比較抗病毒免疫一、非特異性免疫二、特異性免疫非特異性抗病毒免疫1、干擾素2、NK細(xì)胞3、補(bǔ)體干擾素定義：由病毒或其他干擾素誘生劑刺激機(jī)體細(xì)胞所產(chǎn)生的一種具有抗病毒等作用的糖蛋白

種類：種類 產(chǎn)生細(xì)胞 抗病毒抗腫瘤免疫調(diào)節(jié)

人白細(xì)胞 強(qiáng) 弱 弱

人成纖維細(xì)胞強(qiáng)弱弱

T細(xì)胞 弱 弱強(qiáng) I型II型干擾素性質(zhì)糖蛋白、抗原性弱、對(duì)蛋白酶、胰酶敏感具有相對(duì)穩(wěn)定性，56°C30分鐘不被滅活抗病毒譜廣、無(wú)特異性、無(wú)毒性干擾素的產(chǎn)生早于特異性抗體在體內(nèi)作用時(shí)間短抗病毒意義：抗病毒特點(diǎn)種的特異性、間接性、廣譜性抗病毒機(jī)理：細(xì)胞受干擾素作用后，合成抗病毒蛋白（蛋白激酶、2，-5，合成酶、磷酸二酯酶）早期中斷病毒復(fù)制，阻止病毒擴(kuò)散干擾素產(chǎn)生機(jī)理操縱基因結(jié)構(gòu)基因A:DNA轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄mRNAmRNA翻譯翻譯A阻遏物干擾素病毒A阻遏物與病毒結(jié)合失去活性干擾素作用機(jī)理B:DNA操縱基因結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄mRNAmRNA翻譯翻譯B阻遏物翻譯抑制蛋白TIP抑制病毒蛋白質(zhì)合成B阻遏物與干擾素結(jié)合失去活性干擾素特異性抗病毒免疫1、體液免疫：中和作用細(xì)胞毒作用促進(jìn)作用2、細(xì)胞免疫：細(xì)胞毒作用

DTH炎癥反應(yīng)體液免疫的保護(hù)作用中和抗體——可中和病毒的感染具有保護(hù)作用的抗體，主要是IgG、IgM、IgA

（1）改變病毒表面結(jié)構(gòu)或與病毒表位結(jié)合以阻止病毒的吸附；（2）與病毒形成免疫復(fù)合物有利于巨噬細(xì)胞的吞噬和清除；（3）有包膜病毒與抗體結(jié)合后，激活補(bǔ)體而使病毒裂解。抗體的中和作用激活補(bǔ)體病毒裂解有包膜病毒細(xì)胞免疫的保護(hù)作用病毒性感染主要靠細(xì)胞免疫致敏T細(xì)胞——CTL、TDTHCTL：直接殺傷或破壞表面帶有特異性抗原的靶細(xì)胞TDTH：再次接觸病毒感染的細(xì)胞時(shí)，釋放多種細(xì)胞因子TDTH病毒抗原肽靶組織細(xì)胞因子（IL-2、TNF、IFN-

）CD4+T細(xì)胞的效應(yīng)作用機(jī)制活化巨噬細(xì)胞未活化ICE活化ICE

ICE底物P34cdc2（凋亡）FasL基因FasLFasTCRCD8+T細(xì)胞的細(xì)胞毒作用機(jī)制穿孔素粒酶CTL靶細(xì)胞病毒感染的檢查方法和防治原則一、病毒感染的檢查方法1、標(biāo)本采集與送檢2、病毒的分離培養(yǎng)與鑒定3、病毒感染的快速診斷1、標(biāo)本采集與送檢標(biāo)本采集：早期；不同病變?nèi)〔煌瑯?biāo)本標(biāo)本處理：無(wú)菌操作；雜菌標(biāo)本+抗生素冷藏速送：快速送檢；冷藏（-700C）血清學(xué)標(biāo)本：取雙份血清，效價(jià)升高4倍有診斷價(jià)值2