第19章 病毒的基本性状,内蒙古医学院 张明煜 zmy224sina.com 13948123133,Inter Mongolia,Medical College,病毒概念：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、能自我复制和专性细胞内寄生的非细胞生物. 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。,内 蒙 古 医 学 院,3000BC，埃及孟非思壁画中长老患小儿麻痹症,内 蒙 古 医 学 院,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,内 蒙 古 医 学 院,病毒的基本特征,1.体积小（20300nm）测量单位，电镜观察 2.基因组：仅含一种核酸；RNADNA 3.非细胞结构：核心与衣壳 4.严格的细胞内寄生； 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：麻疹，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1节 病毒的大小与形态,病毒的大小： 测量单位nm(20300nm之间) 小：50nm；中：50-150nm；大：150nm 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，可呈砖形或弹状；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,核酸,DNA or RNA,衣壳(capsid),(壳粒capsonere),包膜(envelope),包膜子粒(peplomere) or刺突(spike),包膜病毒体,裸露病毒体,（核衣壳）,第2节 病毒的结构与化学组成,一 病毒的核心,病毒核心是病毒体的中心结构，由一种核酸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。,病毒基因组携带病毒的全部遗传信息，决定病毒的全部生物学性状。 病毒核酸的主要功能： 病毒复制、决定病毒特性、具有感染性病毒核酸的特点：*重叠基因：病毒基因组相对小，为充分利用核酸扩大信息量，病毒基因组中常有重叠基因；*有内含子：由于动物病毒严格寄生于真核细胞内，其具有真核基因的特点：如有内含子存在；有转录后的剪接与加工过程。,二 病毒的衣壳,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.是病毒分类的依据。 病毒衣壳的排列方式：二十面体对称：二十个面、三十条边、十二个顶角；螺旋对称：多见于杆状病毒和弹状病毒；复合对称：病毒体结构复杂，仅见于痘病毒、呼肠孤病毒和噬菌体。,三 病毒的包膜,包膜的形成是在病毒成主熟后期以出芽方式穿过宿主细胞特殊区而获得，是由宿主细胞质膜和病毒基因组编码的糖蛋白即刺突所构成。 病毒包膜的生物学作用： 1.包膜构成病毒表面抗原，可诱发机体免疫应答 2.包膜与病毒的感染性有关，破坏病毒的胞膜可使病毒灭活； 3.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。 4.包膜可作为病毒分型和亚型的依据。,结构蛋白：是指组成病毒体的蛋白成分，包括有： 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， 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。,第3节 病毒的增殖,病毒的增殖方式是复制：病毒进入宿主细胞，由病毒基因组引导，借DNA多聚酶或RNA多聚酶及其他必要因素，指令细胞停止合成细胞自身的蛋白质与核酸，转为合成病毒的核酸、病毒的蛋白及其他成分，并装配、释放子代病毒到细胞外的过程。,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,ds DNA病毒,病毒逆转录病毒,组装 成熟与释放,病毒进入宿主细胞,复制周期 replication cycle,吸附,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。,穿入,不同的病毒以不同的方式穿入细胞内：包膜病毒体穿入方式：1.包膜与细胞膜融合，以核衣壳释放至细胞质；2.病毒以胞饮方式穿入胞质,形成胞内体小泡；裸露病毒体的穿入方式：1.病毒以胞饮方式穿入：形成胞内小泡，病毒促进胞内小泡溶解；2.病毒体结合于细胞膜，发生化学变化，病毒基因组释放到细胞质内,脱壳,多数病毒在宿主细胞溶酶体酶的作用脱壳，释放出基因组核酸； 少数大病毒如痘病毒脱壳过程较复杂，先利用溶酶体酶将病毒体部分蛋白和核酸释放到胞质内，其中病毒脱壳酶基因在依赖DNA的RNA聚合酶作用下，转录mRNA，翻译出脱壳酶，在脱壳酶的作用下病毒DNA彻底从衣壳中释放出来,生物合成,早期病毒基因组在细胞内进行转录、翻译需先合成非结构蛋白，即抑制宿主细胞的正常代谢的酶和复制子代病毒所必须的酶，使其有利于合成子代病毒 病毒基因组一但释放，即根据病毒基因组指令，利用宿主细胞内的低分子化合物复制病毒核酸，合成病毒结构蛋白。 病毒基因组有不同类型，在生物合成阶段，主要根据基因组转录mRNA及转译蛋白质的不同分为七类: DNA病毒:dsDNA、ssDNA、逆转录DNA病毒、 RNA病毒:dsRNA、ss(+)RNA、ss(-)RNA及逆转录 RNA病毒,成熟与释放,成熟病毒的标志：形态结构完整，具有抗原性，具有感染性。 不同种病毒的释放的方式不同：裸露病毒体均以杀细胞形式释放。包膜病毒体以出芽方式释放，包膜中的脂质来自宿主细胞的质膜，包膜蛋白由病毒基因组编码。出芽释放同时获得刺突。 包膜病毒体释放相关蛋白大多数定位于膜筏,三 病毒的异常增殖,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为顿挫感染。,缺陷病毒：因病毒基因组不完整或发生改变，核酸复制时失去正常的互补作用，使RNA功能受阻，病毒蛋白合成失调，不能复制出完整有感染性的病毒体。 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，则为辅助病毒。,第4节 病毒的干扰现象,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。,病毒体（virion)：是指结构完整有传染性的病毒颗粒。病毒体是指细胞外结构形式，具有典型的形态、结构和传染性。 感染性核酸：裸露的病毒核酸进入宿主细胞后能增殖、有传染性称为传染性核酸，其不受衣壳蛋白和宿主表面受体的限制，而感染范围广；但裸露核酸易被核酸酶破坏，故其感染性较完整病毒体低。,第5节 理化因素对病毒的影响,灭活：病毒在体外受到物理、化学因素作用后失去感染性为病毒灭活。一 、物理因素 (一)温度：大多数病毒耐冷不耐热，加热60oC30分种或100oC数秒钟即被灭活。HBV等少数病毒耐热；无包膜病毒更耐热。,（二）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,（一）有机溶剂：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。 （二）化学消毒剂：病毒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。甲醛可使病灭活制备疫苗。,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。,