病毒和亞病毒

關于病毒和亞病毒第八章病毒和亞病毒

第一節(jié)病毒★病毒定義：是一類超顯微的非細胞生物，每一種病毒只含有一種核酸；它們只能在活細胞內營專性寄生，靠其宿主代謝系統(tǒng)的協(xié)助來復制核酸、合成蛋白質等組分，然后再進行裝配而得以增殖；在離體條件下，它們能以無生命生物大分子狀態(tài)長期存在并保持其侵染活性。第2頁,共89頁，2024年2月25日，星期天小，電鏡觀察，可通過細菌濾器；無細胞構造，故也稱分子生物；成分為核酸和蛋白質；只含有一種核酸，不是DNA就是RNA；專性活細胞寄生；利用宿主細胞內的代謝系統(tǒng)實現自身的繁殖；離體條件下，以無生命的生物大分子狀態(tài)存在；對一般抗生素不敏感，對干擾素敏感；病毒的特點第3頁,共89頁，2024年2月25日，星期天一病毒的形態(tài)構造和化學組分（一）病毒的大小小，能通過細菌濾器，測量單位是nm；多數病毒的直徑在100nm上下；病毒：細菌：真菌=1：10：100第4頁,共89頁，2024年2月25日，星期天幾種病毒的形態(tài)和大小第5頁,共89頁，2024年2月25日，星期天300×250nm

葡萄球菌

煙草花葉病毒立克次體450nm衣原體390nm15×300nm65×95nm70nm

腺病毒28nm

脊灰病毒40nm

乙腦病毒100nm流感病毒10nm卵白蛋白

噬菌體1000nm

痘苗病毒第6頁,共89頁，2024年2月25日，星期天（二）病毒形態(tài)1典型病毒粒子的構造病毒粒子（virion）：即病毒體，有時也稱病毒顆粒，是指成熟的、結構完整的單個病毒。病毒的形態(tài)：有球形、多面體、桿狀、磚形、絲狀、蝌蚪狀等。但以近球形的多面體和桿狀體為主第7頁,共89頁，2024年2月25日，星期天第8頁,共89頁，2024年2月25日，星期天病毒的各種形態(tài)

第9頁,共89頁，2024年2月25日，星期天第10頁,共89頁，2024年2月25日，星期天第11頁,共89頁，2024年2月25日，星期天第12頁,共89頁，2024年2月25日，星期天第13頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

核心：為核酸，DNA或RNA。核衣殼衣殼：為蛋白質的外殼，由殼＊包膜病毒粒組成。

包膜：為脂蛋白膜，

＊無包膜病毒：核衣殼

病毒毒粒的結構第14頁,共89頁，2024年2月25日，星期天2．病毒粒子的對稱體制

★

病毒結構的對稱類型：

螺旋對稱型（如煙草花葉病毒）

20面體立體對稱型（如腺病毒）復合對稱型（如大腸桿菌噬菌體）第15頁,共89頁，2024年2月25日，星期天3．病毒的群體形態(tài)★包涵體：病毒粒子雖是無法用光學顯微鏡觀察的亞顯微顆粒，但當它們大量聚集在一起并使宿主細胞發(fā)生病變時，就形成具有一定形態(tài)、構造并能用顯微鏡加以觀察和識別的特殊“群體”，稱為包涵體。第16頁,共89頁，2024年2月25日，星期天★噬菌斑（plaque）：將少量噬菌體與大量宿主細胞混合后，將此混合液與45℃左右的瓊脂培養(yǎng)基在培養(yǎng)皿中充分混勻，鋪平后培養(yǎng)。經數小時至10余小時后，在平板表面布滿宿主細胞的菌苔上，可以用肉眼看到一個個透亮不長菌的小圓斑，這就是噬菌斑?！?/p>

空斑：由動物病毒在宿主單層細胞培養(yǎng)物上形成的一個與噬菌斑類似的斑，稱為空斑?！锟莅撸褐参锶~片上的植物病毒群體形成的病斑。第17頁,共89頁，2024年2月25日，星期天噬菌斑煙草花葉病毒感染蘭花形成枯斑第18頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

螺旋對稱的代表——煙草花葉病毒（TMV）RNA衣殼粒（三）三類典型形態(tài)的病毒及其代表第19頁,共89頁，2024年2月25日，星期天煙草花葉?。═MV）煙草花葉病感染蘭花第20頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

二十面體立體對稱的代表——腺病毒

第21頁,共89頁，2024年2月25日，星期天第22頁,共89頁，2024年2月25日，星期天腺病毒二十面體具有20個面，12個角，30條棱，由252個殼粒組成。腺病毒核酸雙鏈DNA。

第23頁,共89頁，2024年2月25日，星期天第24頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

復合對稱的代表——T偶數噬菌體頭部頸部頸環(huán)頸須尾部尾鞘尾管基板刺突尾絲E.coli的T4噬菌體模式圖第25頁,共89頁，2024年2月25日，星期天病毒核酸的類型很多病毒核酸的類型可從以下幾點來區(qū)分：①是DNA還是RNA；②是單鏈（ss，singlestrand）結構還是雙鏈（ds，doublestrand）結構；③呈線狀還是環(huán)狀；④是閉環(huán)還是缺口環(huán)；⑤基因組是單分子、雙分子、三分子還是多分子。⑥核酸的堿基或堿基對數，以及核苷酸序列。（四）病毒的核酸第26頁,共89頁，2024年2月25日，星期天若干代表性病毒的核酸類型核酸類型病毒種類動物病毒植物病毒微生物病毒DNAssDNA

線狀細小DNA病毒玉米條紋病毒等待發(fā)現環(huán)狀待發(fā)現待發(fā)現

E.coli的ΦX174和M13噬菌體等dsDNA線狀單純皰疹病毒待發(fā)現E.coli的T系和λ噬菌體等環(huán)狀猿猴病毒SV40花椰菜花葉病銅綠假單胞菌的PM2噬菌體等RNAssRNA

（線狀）脊髓灰質炎病毒、人類免疫缺陷病毒等豇豆花葉病毒E.coli的MS2和Qβ噬菌體dsRNA

(線狀)呼腸孤病毒玉米矮縮病毒等各種真菌病毒,假單胞菌的Φ6噬菌體第27頁,共89頁，2024年2月25日，星期天二、4類病毒及其繁殖方式（一）原核生物的病毒——噬菌體★

1噬菌體的繁殖噬菌體的繁殖一般可分五個階段吸附→侵入→增殖→成熟（裝配）→裂解（釋放）?！锪倚允删w：凡在短時間內能連續(xù)完成這五個階段而實現其繁殖的噬菌體，稱為烈性噬菌體。裂解性周期：烈性噬菌體所經歷的繁殖過程，稱為裂解性周期。第28頁,共89頁，2024年2月25日，星期天第29頁,共89頁，2024年2月25日，星期天現以T偶數噬菌體為代表分五個階段加以說明。（1）．吸附第30頁,共89頁，2024年2月25日，星期天（2）．侵入第31頁,共89頁，2024年2月25日，星期天（3）．增殖包括核酸的復制和蛋白質的合成。雙鏈DNA噬菌體的增殖方式為典型代表來加以介紹。第32頁,共89頁，2024年2月25日，星期天（4）．裝配

第33頁,共89頁，2024年2月25日，星期天（5）．釋放

第34頁,共89頁，2024年2月25日，星期天噬菌體的繁殖過程第35頁,共89頁，2024年2月25日，星期天2噬菌體效價的測定效價（titre）每mL試樣中所含有的具侵染性的噬菌體粒子數，又稱噬菌斑形成單位數或感染中心數

。測定效價的方法雙層平板法第36頁,共89頁，2024年2月25日，星期天★

3．一步生長曲線（one-stepgrowthcurve）。

定量描述烈性噬菌體生長規(guī)律的實驗曲線，稱作一步生長曲線或一級生長曲線.因它可反映每種噬菌體的三個最重要的特性參數——潛伏期（latentphase）裂解期（risephase）裂解量（burstsize。第37頁,共89頁，2024年2月25日，星期天測定方法用噬菌體的稀釋液去感染高濃度的宿主細胞，保證每個細胞所吸附的噬菌體至多一個。經數分鐘吸附后，在混合液中加入適量相應的抗血清，中和未吸附的噬菌體。然后用保溫的培養(yǎng)液稀釋此混合液，同時終止抗血清的作用，置于適宜的溫度下培養(yǎng)。其間每隔數分鐘取樣，連續(xù)測定其效價并繪制成圖。第38頁,共89頁，2024年2月25日，星期天一步生長曲線包括三個時期：潛伏期、裂解期

、平穩(wěn)期第39頁,共89頁，2024年2月25日，星期天（1）潛伏期(latentperiod)將噬菌體吸附宿主細胞開始到細胞釋放新的噬菌體前的這段時間稱為潛伏期，又可分兩段：①隱晦期是指在潛伏期前期，細胞內正處于復制噬菌體核酸和合成噬菌體的蛋白質，這段時間稱為隱晦期。②胞內累積期又稱潛伏期后期，噬菌體開始裝配的時期，在電鏡下可觀察到已初步裝配好的噬菌體粒子。第40頁,共89頁，2024年2月25日，星期天（2）裂解期緊接在潛伏期后的一段宿主細胞迅速裂解、溶液中噬菌體粒子急劇增多的一段時間。（3）平穩(wěn)期（plateau）指感染后的宿主已全部裂解，溶液中噬菌體效價達到最高點后的時期。一步生長曲線三個重要特征參數：潛伏期、裂解期、裂解量裂解量=平穩(wěn)期的效價/潛伏期的效價第41頁,共89頁，2024年2月25日，星期天4溶源性★溫和噬菌體(temperatephage)

噬菌體吸附并侵入宿主細胞后，噬菌體的基因組整合到宿主的基因組上，并隨宿主基因組的復制而進行同步復制，因而在一般情況下不進行增殖和引起宿主細胞裂解的噬菌體，稱溫和噬菌體。如E.coli

的

、P1、P2.第42頁,共89頁，2024年2月25日，星期天★溶源性(lysogeny)------溫和噬菌體侵染敏感細菌后不裂解它們，而與細菌共存的特性。★溶源菌（lysogen或lysogenicbacteria）：指在核基因組上整合有前噬菌體并能正常生長繁殖而不被裂解的細菌（或其他微生物）。常見的E．coliK12（λ）就表示帶有λ前噬菌體大腸桿菌K12菌株。原(前)噬菌體(prophage)：處于整合態(tài)的噬菌體核酸。第43頁,共89頁，2024年2月25日，星期天裂解性循環(huán)與溶源性循環(huán)的相互關系吸附侵入增殖成熟裂解整合同步復制自發(fā)或誘導多次循環(huán)裂解性循環(huán)溶原性循環(huán)第44頁,共89頁，2024年2月25日，星期天溶源菌檢驗方法：第45頁,共89頁，2024年2月25日，星期天（二）植物病毒1．概述植物病毒大部分屬于ssRNA病毒，其基本形態(tài)有桿狀、絲狀和等軸對稱的近球狀二十面體，一般沒有包膜。植物病毒對宿主的專一性通常較差，往往一種病毒可寄生在不同種、屬甚至不同科的植物上。例如,TMV就可侵染十余個科、百余種草本和木本植物。第46頁,共89頁，2024年2月25日，星期天煙草花葉病毒侵染的葉煙草花葉病毒侵染的葉（左）與正常的煙草葉第47頁,共89頁，2024年2月25日，星期天2．增殖過程植物病毒增殖過程在總體上與噬菌體相似，但在具體細節(jié)上卻有差別。即使同樣是植物病毒，其間差異也很大。吸附：大多無專門起吸附作用的結構。侵入：其侵入方式都是被動的.

與噬菌體不同的是，植物病毒必須在侵入宿主細胞后才脫去蛋白質衣殼（或加上包膜）。增殖：核酸的復制和蛋白質的合成。裝配：病毒顆粒的裝配。釋放:第48頁,共89頁，2024年2月25日，星期天第49頁,共89頁，2024年2月25日，星期天（三）人類和脊椎動物病毒1．概述脊椎動物病毒的種類很多，根據其核酸類型可分為dsDNA、ssDNA、dsRNA、ssRNA病毒，其衣殼外有的有包膜，有的無包膜。病毒廣泛存在脊椎動物中（魚類、兩棲類、爬行類、禽類、和哺乳動物）。人類傳染病70%—80％是由病毒引起的。人類的惡性腫瘤中，約有15％是由于病毒的感染而誘發(fā)的。第50頁,共89頁，2024年2月25日，星期天天花HIV人類免疫缺陷病毒狂犬病病毒電鏡照片人類傳染病70%—80％是由病毒引起的。第51頁,共89頁，2024年2月25日，星期天流感病毒結構模式圖（ＨＡ）（ＮＡ）第52頁,共89頁，2024年2月25日，星期天第53頁,共89頁，2024年2月25日，星期天第54頁,共89頁，2024年2月25日，星期天第55頁,共89頁，2024年2月25日，星期天衛(wèi)生部公布2007年9月全國法定報告?zhèn)魅静∫咔榈?6頁,共89頁，2024年2月25日，星期天第57頁,共89頁，2024年2月25日，星期天第58頁,共89頁，2024年2月25日，星期天gp120(糖蛋白）gp41(糖蛋白）脂雙層膜逆轉錄酶內膜蛋白衣殼蛋白p24第59頁,共89頁，2024年2月25日，星期天愛滋病第60頁,共89頁，2024年2月25日，星期天淋巴瘤第61頁,共89頁，2024年2月25日，星期天患天花兒童第62頁,共89頁，2024年2月25日，星期天患天花成年人接種牛痘第63頁,共89頁，2024年2月25日，星期天流感病毒結構第64頁,共89頁，2024年2月25日，星期天流感病毒結構ssRNA：7~8個片段核心核蛋白結構RNA多聚酶基質蛋白（M蛋白）：有M1,M2，保護核心；維持病毒外形包膜（雙層脂質）：上有刺突—HA（血凝素）和NA（神經氨酸酶）HA—斷裂成HA1和HA2，HA2有傳染性核糖核蛋白（RNP）第65頁,共89頁，2024年2月25日，星期天HA功能:①與細胞表面唾液酸受體結合，②凝集人、雞和豚鼠等多種紅細胞；③具有抗原性；能刺激機體產生抗體HA-Ab。（HA-Ab作用：抑制血凝現象、中和病毒感染性）NA功能：參與病毒釋放，促病毒擴散，具有抗原性，能刺激機體產生抗體NA-Ab。第66頁,共89頁，2024年2月25日，星期天抗原構造與分型內部抗原（分型）NP抗原M蛋白抗原可溶性抗原、穩(wěn)定、具型特異性

表面抗原（分亞型）HA：最易變異NA:有抗原性,易變異按內部抗原(核蛋白/M蛋白)不同將流感分為甲、乙、丙三型

按外部抗原(HA/NA)不同分亞型甲型流感病毒分若干亞型：H1～H15；N1～N9第67頁,共89頁，2024年2月25日，星期天流感病毒的變異抗原性漂移（antigenicdrift）抗原性轉變（antigenicshift）編碼表面抗原（HA、NA）基因點突變累積導致抗原位點的改變，屬量變，變異幅度小。由于基因重組導致新的亞型出現，屬質變，變異幅度大。甲型最易——HA和NA的變異第68頁,共89頁，2024年2月25日，星期天流感病毒變異與流行關系抗原性漂移變異幅度小，量變，造成中小流行抗原性轉變變異幅度大，質變，甚至形成一個新的亞型，引起較大流行，甚至世界性大流行。第69頁,共89頁，2024年2月25日，星期天

大型變異：H、N均大變異，約

30-40年發(fā)生一次，可致大流行或暴發(fā)流行甲型流感病毒變異亞型變異：H大變異，N不變或小變異，約10年發(fā)生一次，可致大流行變種變異：H、N均小變異，經常發(fā)生，導致小流行乙型流感病毒只有變種變異。丙型流感病毒相對穩(wěn)定，未發(fā)現變異。第70頁,共89頁，2024年2月25日，星期天2．增殖過程動物病毒的增殖過程在總體上也與前述的噬菌體或植物病毒類似，只是在一些細節(jié)上有所不同。吸附：大多數動物病毒并無吸附結構的分化。侵入：吸附后病毒粒子可通過胞飲、包膜融入細胞膜或特異受體的轉移作用，侵入細胞。接著就發(fā)生脫殼。增殖：核酸的復制和蛋白質的合成。裝配：病毒顆粒的裝配。釋放：第71頁,共89頁，2024年2月25日，星期天第72頁,共89頁，2024年2月25日，星期天（四）昆蟲病毒多角體（polyhedron）：大多數昆蟲病毒可在宿主細胞內形成包涵體。由于昆蟲病毒的包涵體在顯微鏡下一般均呈多角狀，因此稱為多角體。昆蟲病毒種類主要有以下3類1．核型多角體病毒（NPV，nuclearpolyhedrosisvirus）

2．質型多角體病毒（CPV，cytoplasmicpolyhedrosisvirus）

3．顆粒體病毒（GV，granulosisvirus）

第73頁,共89頁，2024年2月25日，星期天棉鈴蟲核型多角體病毒掃描圖像(×18300)第74頁,共89頁，2024年2月25日，星期天棉鈴蟲危害棉花蘋果第75頁,共89頁，2024年2月25日，星期天棉鈴蟲第76頁,共89頁，2024年2月25日，星期天家蠶質型多角體病質型多角體病毒第77頁,共89頁，2024年2月25