一、病毒的基本性状.ppt

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1、第三章 病毒的基本性状,检验教研室 王瑾,概述 病毒一种是介于生命和非生命之间的物质形式，是比较原始的、有生命特征的、能自我复制和专性活细胞内寄生的非细胞型微生物。 病毒是否表现有生命取决于它的生存状态，病毒游离于宿主细胞之外时，不能生长、繁殖，不表现任何生命特征；一但进入细胞内，可复制大量子代病毒并感染邻近细胞。 病毒广泛存在于自然界，引起人类疾病的历史悠久，近几十年来有大量新现和再现的病毒威胁人类生存。,埃及孟非思壁画中长老患小儿麻痹症,1973年以来新现的主要病毒,1973：轮状病毒；婴幼儿腹泻 1975：甲型肝炎病毒；甲型肝炎 1976：埃博拉病毒；埃博拉出血热 1977：汉坦病毒；肾

2、病综合征出血热 1983：人类免疫缺陷病毒；艾滋病 1988：戊型肝炎病毒；1989：丙型肝炎病毒 1986：HHV-6；1990：HHV-7；1995：HHV-8 1995：庚型肝炎病毒 1996：朊粒；新型克-雅氏病 1997、2004：禽流感病毒(H5N1) 1999：尼帕病毒；脑炎 2003：SARS冠状病毒；严重急性呼吸系统综合征,病毒的基本特性,与其它病原微生物相比病毒有以下特点： 1.体积小（测量单位nm），需电镜观察 2.非细胞结构：核心与衣壳 3.基因组：仅含一种核酸；DNA/RNA 4.严格的活细胞内寄生； 5.以复制的方式增殖； 6.特殊的抵抗力：对抗生素不敏感，对干扰素

3、敏感。,病毒性疾病的特点,1.传播广泛：流感，乙型肝炎； 2.传染性强，病死率高：狂犬病，AIDS 3.部分病毒感染与肿瘤，免疫缺陷，胎儿畸形，老年痴呆的发生关系密切； 4.部分病毒可引起持续性病毒感染； 5.部分病毒性疾病缺少特异、敏感、快速的诊断方法； 6.目前仍缺少特异的抗病毒药，对抗生素不敏感，以预防为主。,第一节 病毒的形态与结构,一、 病毒的大小与形态,病毒的大小：测量单位nm 病毒的形态：根据病毒的寄生宿主不同可将病毒分为三类 动物病毒: 球形或近似球形，可呈砖形(痘病毒 )或子弹状(狂犬病病毒 )； 植物病毒：杆状或长丝状； 细菌、真菌的病毒(噬菌体) ：蝌蚪形。,病毒的形态,

4、（一）病毒的结构,1、 病毒核心 病毒核心是病毒体的中心结构，由一种核酸（DNA或RNA）与少量非结构蛋白组成。 核酸构成病毒的基因组，为病毒的复制、遗传、变异提供遗传信息。,二、病毒的结构与化学组成,2、病毒衣壳,是包围在病毒核心外的蛋白质外壳，由一定数量的壳粒组成。 壳粒是组成衣壳的蛋白质亚单位，结构一致，由非共价键连接。 病毒衣壳的生物学作用： 1.保护病毒核酸； 2.介导病毒侵入宿主细胞，参与感染过程； 3.具有抗原性，可刺激机体免疫应答； 4.是病毒分类、分型的依据。,病毒衣壳的排列方式 根据壳粒排列的不同可分为： 二十面体对称：病毒核酸浓集在一起成球形或近球形，壳粒呈20面体对称排

5、列，如脊髓灰质炎病毒、流行性乙型脑炎病毒等； 螺旋对称：病毒核酸呈盘旋状，壳粒沿核酸链走向排列成螺旋对称型，如流感病毒等； 复合对称：既有螺旋对称又有立体对称的病毒，如痘病毒、呼肠病毒和噬菌体。,对称结构,螺旋对称 20面体立体对称 复合对称,20面体立体结构病毒衣壳结构最稳定、坚固，内部空间容积最大，最有利于对基因组的保护的结构。,3、病毒的包膜,包膜的形成是在病毒成熟后期以出芽方式穿过宿主细胞特殊区域而获得的，是由宿主细胞膜和病毒基因组编码的糖蛋白（刺突）所构成。 病毒包膜的生物学作用： 1.维持病毒结构的完整性。根据包膜的有无可使病毒分为包膜病毒体和裸露病毒体两大类。 2.包膜与病毒的感

6、染性有关，破坏病毒的胞膜可使病毒灭活； 3.包膜构成病毒表面抗原，可诱发机体免疫应答 4.包膜可作为病毒分型的依据。,病毒的结构与化学组成,核心,DNA or RNA,衣壳,壳粒,包膜,包膜子粒or刺突,包膜病毒体,裸露病毒体,（核衣壳）,裸露病毒体 包膜病毒体,1、病毒核酸 每种病毒仅含一种核酸，可以是RNA或DNA,（二）病毒的化学组成及功能,病毒核酸的主要功能： 指导病毒复制：病毒进入宿主细胞后，释放核酸，自我复制同样的子代核酸 决定病毒特性：病毒核酸携带病毒的全部遗传信息，决定病毒的全部生物学性状 具有感染性：有的病毒核酸进入宿主后能引起宿主感染，但是其感染性比病毒体低。因为它不易被细

7、胞吸附，易被体液中及易感细胞膜上的核酸酶降解。,2、病毒蛋白质 结构蛋白：是指组成病毒体的蛋白成分，包括： 病毒的衣壳蛋白：构成衣壳的亚单位-壳粒。 基质蛋白：连接衣壳蛋白与包膜蛋白的部分。 包膜蛋白：是有跨膜功能区的糖蛋白，多在病毒体外,非结构蛋白：可存在于病毒体内或感染细胞内，包括： 具有酶功能的蛋白：逆转录酶、蛋白水解酶、DNA多聚酶等为复制子代病毒所必须，同时作为抗病毒药物作用的靶部位而备受重视。 抑制细胞生物合成及病毒抗原呈递的蛋白：这类蛋白可存在于感染细胞内，不仅干扰细胞正常代谢，并有转化细胞作用、抗细胞因子及抗细胞凋亡作用。,3、脂类和糖 主要存在于病毒的包膜中，跟病毒体吸附、穿

8、入宿主细胞以及病毒的抗原特异性有关。,第二节 病毒的增殖,病毒增殖的条件,病毒的结构简单，缺乏代谢所需的酶类，必须借助宿主细胞代谢系统提供原料、能量和场所。 病毒的增殖必需有合适的宿主细胞（容纳细胞）、病毒进入宿主细胞的能力（毒力）和宿主细胞的状态。 满足上述条件，经过复杂的生物合成过程，病毒产生增殖性感染，同时宿主细胞代谢受到抑制。 病毒感染的结局取决于病毒与宿主细胞相互作用的结果：有的不能产生子代病毒；有的宿主细胞可继续分裂而病毒基因呈整合状态；有的病毒在细胞内大量复制，导致宿主细胞死亡，病毒释放。,一、病毒复制周期,病毒的增殖方式是复制：病毒进入细胞，由病毒基因组引导，指令宿主细胞停止合

9、成细胞自身的蛋白质与核酸，转为合成子代病毒的成分，并装配、释放子代病毒到宿主细胞外。 病毒复制周期：从病毒进入宿主细胞开始，经病毒基因组复制到子代病毒释放为一个复制周期。复制周期是一个连续的过程，分为吸附、穿入、脱壳、生物合成、装配释放五个步骤。,病毒复制周期,复制周期,吸附 穿入,脱壳,生物合成,组装 成熟与释放,病毒进入宿主细胞,病毒复制周期,1、吸附 是病毒与宿主细胞表面受体发生特异性结合的过程 病毒吸附率：病毒无运动能力，是随机运动与宿主细胞接触，吸附率取决于病毒的浓度。 影响吸附的因素：钠、镁、钙离子；pH；温度 病毒受体：具有某种病毒的受体方能发生相应的感染，此细胞就是这种病毒的易

10、感细胞，无相应受体则为此病毒的抵抗细胞。,2、穿入 指病毒核酸或感染性核衣壳穿过细胞进入胞浆，开始病毒感染的细胞周期。主要有三种方式：融合 、胞饮 、直接进入,3、脱壳 穿入和脱壳是连续的过程，失去病毒体的完整性被称为“脱壳 ”。从病毒脱壳到出现新的感染病毒之间的时期叫病毒的“隐蔽期”。,4、生物合成 在此过程中，病毒利用宿主细胞提供的酶、能量及场所进行核酸的转录、翻译与生物合成有关的功能蛋白和结构蛋白，并复制出大量子代病毒核酸。因没有完整病毒体出现，此阶段也为病毒的隐蔽期。,5、装配 指将生物合成的蛋白质和核酸及其他构件，组装成子代病毒的过程。 病毒种类不同，装配部位也不同，DNA病毒多在胞

11、核中装配，RNA病毒多在细胞质中装配。,6、成熟 指病毒核衣壳装配完后，病毒发育成为具有感染性的病毒体的过程。 成熟的标准为：形态结构完整；具有成熟病毒的抗原性；具有感染性。,7、释放 指成熟病毒体从宿主细胞游离出来的过程,顿挫感染：病毒进入宿主细胞后，因宿主细胞缺乏病毒复制所需的酶或能量，使病毒在其中不能合成自身成分，或不能组装成完整的病毒体的过程称为顿挫感染。 缺陷病毒：带有不完整基因组的病毒体，称为缺陷病毒。当缺陷病毒不能复制，但却能干扰同种成熟病毒体进入细胞时则被称为缺陷干扰颗粒(DIP) 。 辅助病毒：一种病毒与缺陷病毒共同培养，前者能弥补缺陷病毒的不足，使缺陷病毒复制出完整的病毒体

12、，则为辅助病毒。如HBV和HDV。,二、与病毒增殖有关的异常现象,病毒增殖的干扰现象,干扰现象的概念：两种病毒感染同一细胞时，可发生一种病毒干扰另一种病毒增殖的现象。 干扰现象的种类：异种病毒之间的干扰；同种病毒的不同型或不同株的干扰；灭活病毒对活病毒干扰；缺陷病毒干扰完整病毒。 干扰现象的机理：病毒作用于宿主细胞，诱生干扰素；一种病毒破坏了细胞表面受体，阻止另一种病毒的进入；改变宿主细胞的代谢途径，影响另一种病毒的复制过程。 干扰现象的意义：病毒之间的干扰现象能使感染终止；应用疫苗时应避免干扰现象发生（病毒类疫苗的互相干扰）。,第三节 病毒与环境,灭活：病毒在体外受到物理、化学因素作用后失去

13、感染性为病毒灭活。 病毒灭活的机制 （1）破坏病毒的包膜 （2）使病毒的蛋白质变性 （3）损伤病毒的核酸,一、物理因素对病毒的影响,温度：大多数病毒耐冷不耐热，加热60oC30分钟或100oC数秒钟即被灭活。HBV等少数病毒耐热；无包膜病毒更耐热。 放射线：紫外线、X线、线均能以不同机制使病毒灭活 (核苷酸链断裂、核苷酸链结构改变、形成核苷二聚体等) 。由于光复活作用，不能用紫外线灭活病毒来制备疫苗。,二、化学因素对病毒的影响,酸碱度：多数病毒在pH59稳定，但因种而异。 脂溶剂：乙醚、氯仿、去氧胆酸盐、阴离子去污剂可破坏病毒包膜使其失去吸附能力。可用耐乙醚试验鉴别病毒有无包膜。 消毒剂：病毒

14、对消毒剂的敏感性因种而异，对消毒剂的抵抗力比细菌强。消毒剂能使大多数病毒灭活，特别是无包膜的微小病毒。甲醛可使病灭活制备疫苗。 甘油：大多数病毒可在50%的中性甘油盐水中存活。 抗病毒药物与中药：部分中药对某些病毒有抑制作用 其他：盐类可提高病毒对热的抵抗力，保存病毒常加镁盐。,病毒易发生变异，它的遗传不稳定性是由病毒本身和宿主细胞共同决定的。 基因突变：病毒突变是由于核酸复制过程中发生碱基置换、缺失或插入而造成碱基组成和顺序的变化而导致的遗传变异。,三、病毒的变异与基因工程,（一） 病毒突变的类型： 自发突变：是指病毒在自然条件下增殖时发生遗传物质的变化。 病毒突变率：10-610-8。 诱

15、发突变：是指应用各种物理和化学方法处理病毒和感染性核酸而发生的突变。 突变株：由基因突变产生病毒表型性状发生改变的毒株称为突变株。,条件致死性突变株：是指某种条件下能增殖，在另种条件下不能增殖的病毒株。如温度敏感突变株，低温培养能使病毒迅速减毒。目前许多减毒活疫苗均为该突变株。 宿主范围突变株：某些病毒由于突变，使其对宿主的感染范围发生改变，可在野生型病毒不能感染的细胞中增殖。可利用此特性制备疫苗。 耐药突变株：因编码病毒酶基因的改变降低了靶酶对药物的亲和力，导致对药物不敏感。,基因重组：是两种不同病毒感染同一宿主细胞时发生核酸片段的互换，导致病毒的变异 基因重配：分节段RNA病毒基因组的重组，由于基因片段的交换使子代病毒基因组改变。 基因交叉复活：一种活病毒与另一种相关的灭活病毒之间发生基因重组，使灭活病毒可产生子代病毒。,（二） 基因的重组与重配,病毒感染细胞时病毒基因组的某一片段可插入细胞染色体DNA中。如逆转录病毒。,（三）病毒基因组与宿主基因组的整合,谢谢！,