病毒和亞病毒2

關(guān)于病毒和亞病毒21、植物病毒大多為ssRNA病毒，基本形態(tài)為桿狀、絲狀和球狀（二十面體），一般無包膜。植物病毒對宿主的專一性通常較差。2、植物病毒的增殖過程與噬菌體相似，但在具體細(xì)節(jié)中有許多差別。（1）一般無特殊吸附結(jié)構(gòu)，故只能以被動(dòng)方式侵入，例如可借昆蟲（蚜蟲、葉蟬、飛虱等）刺吸式口器刺破織物表面侵入，借植物的天然創(chuàng)口或人工嫁接時(shí)的創(chuàng)口而侵入等。（2）在植物組織中，可借細(xì)胞間連絲而實(shí)現(xiàn)病毒粒的擴(kuò)散和傳播。（3）與噬菌體不同的是，植物病毒必須在侵入宿主細(xì)胞后，才脫去衣殼即脫殼。第2頁,共51頁，2024年2月25日，星期天3、病毒粒的裝配:（1）TMV等桿狀病毒，先初裝成許多雙層盤，然后因RNA嵌入和pH值降低等因素而變成雙圈螺旋，最后再由它聚合成完整的桿狀病毒。（2）球狀病毒靠一種非專一的離子相互作用而進(jìn)行的自體裝配體系來完成的。其核酸能催化蛋白亞基的聚合和裝配，并決定其準(zhǔn)確地二十面體的對稱的球狀外形。第3頁,共51頁，2024年2月25日，星期天黃豆黃萎病毒花葉、黃化或紅化等癥狀植株發(fā)生矮化，叢枝或畸形等形成枯斑或壞死等癥狀植物感染病毒后的主要癥狀植物黃矮病第4頁,共51頁，2024年2月25日，星期天借昆蟲刺吸式口器進(jìn)入“侵入”方式通過傷口進(jìn)入再通過胞間連絲或輸導(dǎo)組織迅速向其它部位擴(kuò)散引起普遍感染。嫁接煙草花葉病毒第5頁,共51頁，2024年2月25日，星期天植物病毒病的控制轉(zhuǎn)基因植物抗病毒番茄選用天然抗性品種；改變耕作制度采用合理的栽培措施；使用殺蟲劑消滅昆蟲介體化藥轉(zhuǎn)基因抗病毒植物的開發(fā)用無性繁殖法培育無毒的苗接種弱毒株來保護(hù)植物第6頁,共51頁，2024年2月25日，星期天

T淋巴細(xì)胞中的愛滋病毒（三）人類和脊椎動(dòng)物病毒第7頁,共51頁，2024年2月25日，星期天1、人類的傳染病約有70%-80%是由病毒引起的。在人類惡性腫瘤中，約有15%是由于病毒的感染而誘發(fā)的。

畜禽病毒病，許多是人畜共患病2、種類很多：dsDNA、ssDNA、dsRNA、ssRNA，有包膜、無包膜3、增殖過程：（1）吸附：大多數(shù)動(dòng)物病毒無吸附結(jié)構(gòu)的分化。少數(shù)病毒如流感病毒在其包膜表面長有柱狀或蘑菇狀的刺突，可吸附在宿主細(xì)胞表面的粘蛋白受體上，腺病毒則可通過五鄰體上的刺突行使吸附功能。第8頁,共51頁，2024年2月25日，星期天（2）侵入：吸附之后，病毒?？赏ㄟ^

胞飲：吸附的病毒被細(xì)胞膜包圍，在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)形成吞噬泡，將整個(gè)病毒粒子包入寄主細(xì)胞內(nèi)，如痘類病毒；

包膜融入細(xì)胞膜：包膜病毒上的刺突與寄主細(xì)胞上受體結(jié)合，促進(jìn)了病毒包膜與細(xì)胞膜的融合，核衣殼釋放到細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，如流感病毒；

特異受體的轉(zhuǎn)移等作用。侵入細(xì)胞中，接著就發(fā)生脫殼、核酸復(fù)制和衣殼蛋白的生物合成，再通過裝配、成熟和釋放，就形成大量有侵染力的子代病毒。第9頁,共51頁，2024年2月25日，星期天病毒感染的防治接種疫苗生物制劑中藥預(yù)防干擾素等流感病毒流感病毒第10頁,共51頁，2024年2月25日，星期天4、AIDS：獲得性免疫缺陷綜合癥，80年代初開始在全球流行，“世紀(jì)瘟疫”、“黃色妖魔”

HIV：人類免疫缺陷病毒艾滋病數(shù)字近幾十年來3000多萬人受感染而死全球感染者累計(jì)已達(dá)5000萬新感染者中兒童和青少年居多，全球1999年兒童新感染者為560萬“重災(zāi)區(qū)”為女性，感染者人數(shù)超過男性個(gè)別南部非洲國家有1/4的人口感染全球每分鐘有11人感染目前非洲每天為此舉行5500個(gè)葬禮我國感染者60%為吸毒者注射毒品時(shí)感染病毒，其次為性行為傳播和母嬰關(guān)系傳播第11頁,共51頁，2024年2月25日，星期天80年代流行的AIDS(acquiredimmunedeficiencysyndrome)，病原體為人類免疫缺損病毒(HIV，humanimmnodeficiencyvirus)。猿免疫缺損病毒(SIV，simianimmnodeficiencyvirus)人類免疫缺損病毒(HIV，humanimmnodeficiencyvirus)艾滋病(AIDS，acquiredimmunedeficiencysyndrome)艾滋病病毒起源：一是認(rèn)為這是美國政府的一個(gè)生物武器試驗(yàn)；二是認(rèn)為HIV病毒來源于科學(xué)家們早期在非洲對脊髓灰質(zhì)炎疫苗的試驗(yàn)。第12頁,共51頁，2024年2月25日，星期天HIV病毒呈球形內(nèi)含病毒RNA分子和酶（逆轉(zhuǎn)錄酶、整合酶、蛋白酶）病毒外層囊膜系雙層脂質(zhì)蛋白膜第13頁,共51頁，2024年2月25日，星期天HIV培養(yǎng)特性HIV動(dòng)物感染范圍窄，僅黑猩猩和長臂猿將HIV濾液或感染HIV的黑猩猩血液輸給正常黑猩猩都感染成功但無論黑猩猩或長臂猿感染后都不發(fā)生疾病第14頁,共51頁，2024年2月25日，星期天HIV的抵抗力HIV對熱敏感。56℃30min滅活，但在室溫保存7天，仍保持活性。對紫外線、γ射線有較強(qiáng)抵抗力第15頁,共51頁，2024年2月25日，星期天HIV傳染源和傳播途徑途徑性傳播：通過男性同性戀之間及異性間的性接觸感染血液傳播:通過輸血、血液制品或沒有消毒好的注射器傳播母嬰傳播:包括經(jīng)胎盤、產(chǎn)道和哺乳方式第16頁,共51頁，2024年2月25日，星期天HIV致病機(jī)制HIV選擇性地侵犯帶有CD4分子的細(xì)胞，主要有T4淋巴細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞等。細(xì)胞表面CD4分子是HIV受體，通過HIV囊膜蛋白gp120與細(xì)胞膜上CD4結(jié)合后由gp41介導(dǎo)使病毒穿入易感細(xì)胞內(nèi)，造成細(xì)胞破壞第17頁,共51頁，2024年2月25日，星期天愛滋病人由于免疫功能嚴(yán)重缺損，常合并嚴(yán)重的機(jī)會感染，常見的有細(xì)胞、原蟲、真菌、病毒，最后導(dǎo)致無法控制而死亡，另一些病例可發(fā)生Kaposis肉瘤或惡性淋巴瘤。此外，感染單核巨噬細(xì)胞中HIV呈低度增殖，不引起病變，但損害其免疫功能，可將病毒傳播全身，引起間質(zhì)肺炎和亞急性腦炎。第18頁,共51頁，2024年2月25日，星期天HIV感染人體后，往往經(jīng)歷很長潛伏期（3～5年或更長至8年）才發(fā)病，表明HIV在感染機(jī)體中，以潛伏或低水平的慢性感染方式持續(xù)存在。當(dāng)HIV潛伏細(xì)胞受到某些因素刺激，使?jié)摲腍IV激活大量增殖而致病，多數(shù)患者于1-3年內(nèi)死亡。第19頁,共51頁，2024年2月25日，星期天（四）昆蟲病毒p79核型多角體病毒(nuclearpolyhedrosisvirus,NPV)質(zhì)型多角體病毒(cytoplasmicpolyhedrosisvirus,CPV)顆粒體病毒(granulosisvirus,GV)第20頁,共51頁，2024年2月25日，星期天昆蟲病毒農(nóng)林業(yè)上常見的鱗翅目害蟲的病原體。多角體：多數(shù)昆蟲病毒可在宿主細(xì)胞內(nèi)形成光鏡下成多角形的包涵體，稱為多角體。直徑一般為3μm（0.5-10μm），成分為堿溶性結(jié)晶蛋白，其內(nèi)包裹著數(shù)目不等的病毒粒。多角體可在細(xì)胞核或細(xì)胞質(zhì)內(nèi)形成功能：保護(hù)病毒粒免受外界不良環(huán)境的破壞。第21頁,共51頁，2024年2月25日，星期天昆蟲病毒--核型多角體病毒（NPV，NuclearPolyhedrosisVirus）

一類在昆蟲細(xì)胞核內(nèi)增殖、具有蛋白質(zhì)包涵體的桿狀病毒殺蟲過程一般經(jīng)過以下過程：病毒粒子→進(jìn)入宿主的中腸上皮細(xì)胞→進(jìn)入體腔→吸附各種細(xì)胞→大量增殖、重復(fù)感染→宿主生理機(jī)能紊亂→組織破壞→死亡第22頁,共51頁，2024年2月25日，星期天昆蟲病毒--質(zhì)型多角體病毒（CPV，CytoplasmicPolyhedrosisVirus）

一類在昆蟲細(xì)胞質(zhì)內(nèi)增殖、具有蛋白質(zhì)包涵體球狀病毒

研究得最多的是家蠶的CPVCPV的感染途徑：先通過昆蟲的口腔進(jìn)入其消化道，以后由于胃液呈堿性，把多角體蛋白溶解并釋放出病毒粒子，然后侵入中腸上皮細(xì)胞，在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行復(fù)制第23頁,共51頁，2024年2月25日，星期天昆蟲病毒--顆粒體病毒（GV，GranulosisVirus）

一類具有蛋白質(zhì)包涵體、每個(gè)包涵體內(nèi)一般僅含一個(gè)病毒粒子的昆蟲桿狀病毒核酸類型dsDNA

被GV感染后，一般表現(xiàn)出食欲減退、體弱無力、行動(dòng)遲緩、腹部腫脹變色，蟲體表皮易破，流出液呈腥臭、混濁、乳白色膿狀等癥狀第24頁,共51頁，2024年2月25日，星期天收集病毒昆蟲病毒生產(chǎn)過程飼養(yǎng)昆蟲病毒感染斜紋夜蛾病毒殺蟲劑及甜菜夜蛾病毒殺蟲劑：一種核型多角體病毒（NPV）

第25頁,共51頁，2024年2月25日，星期天

第二節(jié)亞病毒因子

概述：

最簡單的生命形式是稱之為亞病毒的一類小分子，這些生物分子不具有真病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)，能利用非自身編碼的酶系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)制，有侵染性，并可在宿主中引起癥狀。

亞病毒類病毒：只含具侵染性的RNA組分?jǐn)M病毒：只含有不具侵染性的RNA朊病毒：只含蛋白質(zhì)衛(wèi)星病毒：與真病毒伴生的缺陷病毒衛(wèi)星RNA：只含與侵染無關(guān)的RNA組分亞病毒（p79）：凡在核酸和蛋白質(zhì)兩種成分中，只含其中之一的分子病原體，稱為亞病毒第26頁,共51頁，2024年2月25日，星期天一、類病毒類病毒：一類只含RNA一種成分、專性寄生在活細(xì)胞內(nèi)的分子病原體。目前只在植物體中發(fā)現(xiàn)。所含的核酸為裸露的環(huán)狀ssRNA，但形成的二級結(jié)構(gòu)卻像一段末端封閉的短dsRNA分子，通常由246-375個(gè)核苷酸分子組成，相對分子質(zhì)量很小，還不足以編碼一個(gè)蛋白質(zhì)分子。典型的類病毒是PSTD類病毒（PSTV）,是由T.O.Diener于1971年發(fā)現(xiàn)的。PSTD：馬鈴薯紡錘塊莖病第27頁,共51頁，2024年2月25日，星期天一、類病毒（Viroid）

是一類只含RNA一種成分、專性寄生在活細(xì)胞內(nèi)的分子病原體。馬鈴薯紡錘塊莖病的病原體長50nm棒狀RNA分子第28頁,共51頁，2024年2月25日，星期天二、擬病毒擬病毒：又稱類類病毒，殼內(nèi)病毒或病毒衛(wèi)星，指一類包裹在真病毒粒中的有缺陷的類病毒。擬病毒極其微小，一般僅有裸露的RNA或DNA所組成，被擬病毒“寄生”的真病毒又稱輔助病毒，擬病毒則成了它的衛(wèi)星（衛(wèi)星病毒）。擬病毒的復(fù)制必需依賴輔助病毒的協(xié)助。同時(shí)，擬病毒也可干擾輔助病毒的復(fù)制和減輕其對宿主的危害。（生物防治）第29頁,共51頁，2024年2月25日，星期天

擬病毒由澳大利亞人Randles首次在絨毛煙的斑駁病毒（VTMoV）中分離到（1981）。VTMoV是一種直徑為30nm的二十面體病毒，在其核心中除含有大分子線狀ssRNA（RNA-1）外，還含有環(huán)狀ssRNA（RNA-2）及其線狀形式（RNA-3），后兩者即為擬病毒。實(shí)驗(yàn)證明，只有當(dāng)RNA-1（輔助病毒）與RNA-2或RNA-3（擬病毒）合在一起時(shí)才能感染宿主。目前已在許多植物病毒中發(fā)現(xiàn)了擬病毒。近年來，在動(dòng)物病毒中也發(fā)現(xiàn)了擬病毒。丁型肝炎病毒，其實(shí)就是一種擬病毒（含ssRNA），它的“宿主”即輔助病毒是乙型肝炎病毒（HBV）。第30頁,共51頁，2024年2月25日，星期天五、朊病毒（prion）p82

又稱“普列昂”或蛋白質(zhì)侵染因子(prion原是proteininfection的縮寫)。是一類不含核酸的傳染性蛋白質(zhì)分子，因能引起宿主體內(nèi)現(xiàn)成同類蛋白質(zhì)分子發(fā)生與其相似的構(gòu)象變化，從而可使宿主致病。

據(jù)目前所知，朊病毒是一類能侵染動(dòng)物并在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制的小分子無免疫性疏水蛋白質(zhì)。

第31頁,共51頁，2024年2月25日，星期天

朊病毒由美國學(xué)者S.B.Prusiner（普魯西納）于1982年經(jīng)過八年研究羊瘙癢病發(fā)現(xiàn)。（于1997年獲得了諾貝爾獎(jiǎng)）羊瘙癢病—羊瘙癢病朊病毒蛋白“PrPSc”牛海綿狀腦?。ǒ偱２。?-“PrPBSE”，來自于羊瘙癢病，羊的肉骨粉飼牛。人的克—雅氏?。ㄒ环N早老性癡呆病，病原同瘋牛?。?；庫魯?。ㄒ环N震顫?。?；G-S綜合癥等。第32頁,共51頁，2024年2月25日，星期天朊病毒是一類小型蛋白質(zhì)顆粒，約由250個(gè)氨基酸組成，大小僅為最小病毒的1%。據(jù)報(bào)道，其毒性很強(qiáng)，1g含朊病毒的鼠腦可感染1億只小鼠。與真病毒的主要區(qū)別是：呈淀粉樣顆粒狀；無免疫原性；無核酸成分；由宿主細(xì)胞內(nèi)的基因編碼；抗逆性強(qiáng)，能耐殺菌劑（甲醛）和高溫（約120-130℃處理4小時(shí)后仍具感染性）朊病毒的發(fā)病機(jī)制都是因存在于宿主細(xì)胞內(nèi)的一些正常形式的細(xì)胞朊蛋白（PrPc）發(fā)生折疊錯(cuò)誤后變成了致病朊蛋白（PrPSc）而引起的。第33頁,共51頁，2024年2月25日，星期天早在三百年前，人類在綿羊和小山羊中首次發(fā)現(xiàn)了感染朊病毒病的患病動(dòng)物。因患病動(dòng)物的奇癢難熬，常在粗糙的樹干和石頭表面不停摩擦，以致身上的毛都被磨脫，而被稱為“羊搔癢癥”。該病廣泛傳播于歐洲和澳洲，潛伏期為18到26個(gè)月，患病動(dòng)物興奮、搔癢、癱瘓直至死亡。第34頁,共51頁，2024年2月25日，星期天

庫魯病的研究最早。庫魯病（Kuru?。┦?0世紀(jì)上半世紀(jì)大西洋的巴布亞—新幾內(nèi)亞東部福雷族高地居民中的一種局部流行病，其主要癥狀為震顫、共濟(jì)失調(diào)、腦退化癡呆，漸至完全喪失運(yùn)動(dòng)能力，3～6個(gè)月內(nèi)因衰竭而死亡。“Kuru”在該部落意為“恐懼”或“寒顫”，故稱該病為庫魯病，患者總數(shù)約為3萬，以女性和未成年兒童居多。美國醫(yī)學(xué)家蓋杜賽克曾在該地區(qū)進(jìn)行20年研究，探明該病的發(fā)生與當(dāng)?shù)厝耸秤萌巳獾募漓敕绞矫芮嘘P(guān)聯(lián)，并提出了預(yù)防措施。1968年停止該儀式后該病得到控制，從而拯救了一個(gè)部落的人群，蓋杜賽克為此獲得了1976年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。庫魯病、克稚氏綜合癥、格斯特曼綜合癥和致死性的家族失眠癥，其病癥與病理變化的主要持證與患病動(dòng)物十分相似。第35頁,共51頁，2024年2月25日，星期天

1996年春天英國蔓延的“瘋牛病”，它不僅引起英國一場空前的經(jīng)濟(jì)和政治動(dòng)蕩，而且也波及了整個(gè)歐洲，加上法國克羅伊茨菲爾德—雅各布氏癥（簡稱克雅氏綜合癥，人類的一種朊病毒?。┗颊咴龆?，人們很自然與食用來自英國的進(jìn)口牛肉相聯(lián)系，因而引起極大恐慌。第36頁,共51頁，2024年2月25日，星期天朊病毒(prion)瘋牛病(海綿狀腦病)一種感染性蛋白粒子致病因子稱朊病毒PrPc已被克隆,空間結(jié)構(gòu)由a__螺旋構(gòu)成朊病毒可由a_螺旋(PrPc)變成b__折疊(PrPsc)PrPsc為致病型蛋白粒子PrPsc在神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)沉積細(xì)胞破裂組織出現(xiàn)無數(shù)空洞------狀如篩子稱為海綿狀腦病第37頁,共51頁，2024年2月25日，星期天第38頁,共51頁，2024年2月25日，星期天發(fā)酵周期明顯延長

碳源消耗緩慢

發(fā)酵液清淡發(fā)酵產(chǎn)物形成緩慢或根本不形成

噬菌體檢測會發(fā)現(xiàn)大量噬菌斑

電鏡可看到噬菌體

后果：①減產(chǎn)

②倒罐

第三節(jié)病毒與實(shí)踐一、噬菌體與發(fā)酵工業(yè)第39頁,共51頁，2024年2月25日，星期天發(fā)酵生產(chǎn)時(shí)防護(hù)措施決不使用可疑菌種

嚴(yán)格環(huán)境衛(wèi)生

活菌液嚴(yán)禁排放

通氣加料嚴(yán)控

嚴(yán)格執(zhí)行會客制度

設(shè)備滅菌

使用抗噬菌體菌株補(bǔ)救方法：①盡快提取產(chǎn)品②加藥抑制③及時(shí)更換菌種第40頁,共51頁，2024年2月25日，星期天二、昆蟲病毒用于生物防治優(yōu)點(diǎn)：資源豐富、致病力強(qiáng)、專一性強(qiáng)現(xiàn)階段由于其殺蟲速度慢、不易大規(guī)模生產(chǎn)、在野外易失活和殺蟲范圍在等缺點(diǎn)，還難以普遍推廣。1、昆蟲病毒類型：①核型多角體病毒NPV（nuclearpolyhedronsisvirus）：在昆蟲細(xì)胞核內(nèi)增殖，具有蛋白質(zhì)包涵體的雙鏈DNA桿狀病毒。經(jīng)口感染后侵入細(xì)胞核，在核內(nèi)增殖并形成多角體，每個(gè)多角體含許多病毒束，每個(gè)病毒束含一個(gè)或多個(gè)病毒粒子。發(fā)病癥狀：感染后食欲減退，動(dòng)作遲鈍身體變軟、皮膚易破裂，體內(nèi)組織液流出，有蟲體倒掛現(xiàn)象。第41頁,共51頁，2024年2月25日，星期天②質(zhì)型多角體病毒CPV（cytoplasmicpolyhedronsisvirus）：發(fā)病癥狀：感染后食欲不振、上吐下泄、大量失水而死，無蟲體倒掛現(xiàn)象。③顆粒體病毒GV（grannlosisvirus）雙股DNA包涵體圓形或橢圓形，每個(gè)包涵體內(nèi)只有一個(gè)病毒粒子。發(fā)病癥狀與NPV一致，有倒掛現(xiàn)象。④無包涵體病毒。病毒球形，不形成包涵體。第42頁,共51頁，2024年2月25日，星期天三、病毒在基因工程中的應(yīng)用

噬菌體可作為原核生物基因工程的載體動(dòng)物DNA病毒可作為動(dòng)物基因工程的載體植物病毒可作為植物基因工程的載體昆蟲DNA病毒可作為真核生物基因工程的載體第43頁,共51頁，2024年2月25日，星期天載體：在基因工程操作中，把外源目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞并使之表達(dá)的中介體，稱為載體。除原核生物中的質(zhì)粒外，病毒是最好的載體。游離于原核生物染色體外具有獨(dú)立復(fù)制能力的小型共價(jià)閉合環(huán)狀DNA分子，又稱cccDNA。在大腸桿菌細(xì)胞中，染色體DNA和質(zhì)粒DNA分別獨(dú)自復(fù)制。質(zhì)粒中，有些稱為附加體的DNA能整合進(jìn)染色體DNA，這時(shí)它的復(fù)制就和后者同步進(jìn)行。第44頁,共51頁，2024年2月25日，星期天（一）噬菌體作為原核生物基因工程的載體E.coli的λ噬菌體，是一種研究的十分詳盡的含線狀dsDNA的溫和噬菌體。由λ噬菌體構(gòu)建的載體：（1）凱隆載體（Charon），一種用內(nèi)切酶改造后所構(gòu)建成的特殊λ噬菌體載體?？刹迦胄≈翑?shù)kb（千堿基對）大至23kb的外源DNA片段。（2）科斯質(zhì)粒，一種由含粘性末端的λ-DNA和質(zhì)粒DNA組建成的重組體。優(yōu)點(diǎn)：具有質(zhì)粒載體和噬菌體載體兩者的長處。其本身相對分子質(zhì)量雖?。?kb），卻可插入各種來源的相對分子質(zhì)量較大（35-53kb）的外源DNA片段，但把它在體外包裝成λ噬菌體后，即可高效的感染其E.coli宿主，并進(jìn)行整合、復(fù)制和表達(dá)。第45頁,共51頁，2024年2月25日，星期天（二）動(dòng)物DNA病毒作為動(dòng)物基因工程的載體SV40（猴病毒40）、人的腺病毒、牛乳頭瘤病毒、痘病毒以及RNA病毒等SV-DNA是一個(gè)復(fù)制子，當(dāng)侵染其宿主細(xì)胞后，既能自我復(fù)制，也能整合在宿主的染色體組上。（三）植物DNA病毒作為植物基因工程的載體花椰菜花葉病毒（CaMV），含8kb的環(huán)狀dsDNA，存在多種限制性內(nèi)切酶的切點(diǎn)。在其非必要基因區(qū)內(nèi)插入外源DNA