第四章第四章 病毒与细胞间的相互作用病毒与细胞间的相互作用第一节第一节 病毒的培养病毒的培养第二节第二节 病毒与细胞的相互作用病毒与细胞的相互作用第一节第一节 病毒的培养病毒的培养 病毒是严格的细胞内寄生微生物，培养病病毒是严格的细胞内寄生微生物，培养病毒必须使用细胞。根据病毒的不同选用敏感动毒必须使用细胞。根据病毒的不同选用敏感动物（物（动物接种动物接种）、鸡胚（）、鸡胚（鸡胚接种鸡胚接种）或离体细）或离体细胞进行分离培养（胞进行分离培养（细胞培养细胞培养）。）。动物接种：动物接种：接种后通常以动物发病、死亡作为感染的指标。接种后通常以动物发病、死亡作为感染的指标。按病毒侵袭部位不同选择适当的接种途径。嗜按病毒侵袭部位不同选择适当的接种途径。嗜神经病毒接种在小鼠的脑内。痘苗病毒和单纯神经病毒接种在小鼠的脑内。痘苗病毒和单纯疱疹病毒接种于家兔角膜。疱疹病毒接种于家兔角膜。鸡胚接种：鸡胚接种：一种比较经济简便的方法。一种比较经济简便的方法。一般采用孵化一般采用孵化9-12天的鸡胚，按病毒种类不同天的鸡胚，按病毒种类不同接种于鸡胚的不同部位。接种于鸡胚的不同部位。可采用绒毛尿囊膜、尿囊腔、羊膜腔接种。可采用绒毛尿囊膜、尿囊腔、羊膜腔接种。人或动物细胞在一定条件下可在实验室的培养瓶内生长。人或动物细胞在一定条件下可在实验室的培养瓶内生长。 优点：n每个细胞生理特性基本一致，对病毒易感性相等每个细胞生理特性基本一致，对病毒易感性相等n无个体差异，准确性和重复性好无个体差异，准确性和重复性好n可严格执行无菌操作可严格执行无菌操作n细胞培养本身就能显示病毒的生长特征细胞培养本身就能显示病毒的生长特征n应用空斑技术可进行病毒的克隆化应用空斑技术可进行病毒的克隆化细胞培养细胞培养n原原代代细细胞胞（primary cell） 动动物物组组织织经经胰胰蛋蛋白白酶酶消消化化处理，使细胞分散而得到的细胞。处理，使细胞分散而得到的细胞。n二二倍倍体体细细胞胞株株（diploid cell strain） 将将长长成成单单层层的的原原代代细细胞胞消消化化分分散散成成单单个个细细胞胞，继继续续培培养养传传代代，其其染染色色体体数数与与原原代代细细胞胞一一样样，保保持持其其二二倍倍染染色色体体数数目目的的细细胞胞，称称为为二倍体细胞。二倍体细胞。n传代细胞系（传代细胞系（established cell line）能在体外持续能在体外持续增殖传代的细胞，大多数由癌细胞或二倍体细胞突变而成。增殖传代的细胞，大多数由癌细胞或二倍体细胞突变而成。（一）细胞的类型（一）细胞的类型（二）细胞培养的方法（二）细胞培养的方法1.静置培养（静置培养（stationary culture） 实验室实验室常用。细胞悬液装瓶，常用。细胞悬液装瓶，5%CO2温箱静置培养，温箱静置培养，细胞沉降并贴附在玻面上生长分裂，最后长成单细胞沉降并贴附在玻面上生长分裂，最后长成单层。层。2.旋转培养（旋转培养（roller culture） 大规模生产疫大规模生产疫苗。细胞在玻瓶内生长时，玻瓶不断缓慢旋转，苗。细胞在玻瓶内生长时，玻瓶不断缓慢旋转，细胞帖附于玻瓶四周，长成单层。细胞帖附于玻瓶四周，长成单层。悬浮培养（悬浮培养（suspensive culture） 通过搅拌使细胞处通过搅拌使细胞处于悬浮状态，并补充营养和校正于悬浮状态，并补充营养和校正pH，使之生长或维持存，使之生长或维持存活。活。微载体培养（微载体培养（micro-carrier culture） 是在悬浮培养是在悬浮培养的基础上，结合微载体的细胞培养技术。的基础上，结合微载体的细胞培养技术。 微载体是直径微载体是直径10035m的微小颗粒，对细胞无毒的微小颗粒，对细胞无毒性，细胞可贴附其上长成单层。性，细胞可贴附其上长成单层。第二节第二节 病毒与细胞的相互作用病毒与细胞的相互作用n杀细胞感染杀细胞感染n非杀细胞感染非杀细胞感染 引致持续感染，对细胞代谢无影响。引致持续感染，对细胞代谢无影响。n产生干扰素产生干扰素 生产性感染（生产性感染（productive），），病毒感染后能产生和释放病毒感染后能产生和释放子代病毒颗粒。宿主细胞感染病毒发生的变化可能是细子代病毒颗粒。宿主细胞感染病毒发生的变化可能是细胞死亡或细胞转化胞死亡或细胞转化非生产性感染（非生产性感染（nonproductive）或称顿挫感染或称顿挫感染（abortive infection） 病毒感染后不形成完整的病毒病毒感染后不形成完整的病毒颗粒颗粒持续性感染（持续性感染（persistent infection）是指持续长时间是指持续长时间的感染，感染过程中不形成感染性的病毒颗粒的感染，感染过程中不形成感染性的病毒颗粒 病毒与细胞的相互作用病毒与细胞的相互作用感染的类型感染的类型对细胞的影响对细胞的影响是否产生传染性病是否产生传染性病毒颗粒毒颗粒例证例证杀细胞杀细胞细胞病变（细胞病变（CPE），细胞），细胞蛋白质、蛋白质、RNA、DNA合合成被抑制。细胞死亡成被抑制。细胞死亡是是甲型疱疹病毒、肠甲型疱疹病毒、肠病毒、呼肠孤病毒病毒、呼肠孤病毒持续性、生产性持续性、生产性无无CPE，细胞代谢无甚妨，细胞代谢无甚妨碍，细胞继续分裂，碍，细胞继续分裂，某些分化的细胞可失去某些分化的细胞可失去某些功能某些功能是是瘟病毒、砂粒病毒、瘟病毒、砂粒病毒、狂犬病毒、大多数狂犬病毒、大多数反录病毒反录病毒持续性、非生产性持续性、非生产性通常无影响通常无影响否，但可通过共培否，但可通过共培养等诱导养等诱导脑组织的犬瘟热病脑组织的犬瘟热病毒毒转化转化细胞形态改变，细胞可细胞形态改变，细胞可无限制传代无限制传代移植至实验动物可产生移植至实验动物可产生肿瘤肿瘤否，致肿瘤否，致肿瘤DNA病病毒毒是，致肿瘤反录病是，致肿瘤反录病毒毒多瘤病毒、腺病毒多瘤病毒、腺病毒鼠、禽白血病病毒鼠、禽白血病病毒 一、病毒引致的杀细胞变化 细细胞胞病病变变效效应应( (cytopathic cytopathic effect,effect,CPECPE) ) 由由病病毒毒感感染染导导致致的的细细胞胞损损伤伤。CPECPE能能在在光光学学显显微微镜镜下下观观察察。常常见见的的细细胞胞形形态态学学变变化化为为细细胞胞变变圆圆、坏坏死死、溶溶解解、脱脱落落或或形形成成合合胞胞体体。有有些些病病毒毒能能形成包涵体。形成包涵体。细胞肿大细胞肿大 细胞圆缩细胞圆缩 形成合胞体形成合胞体病毒所致的细胞病变病毒所致的细胞病变tissue culture cellsepithelialepithelioidfibroblasticepithelial cells uninfectedearly infectionlate infectionslides from CDCfibroblastic cellsuninfectedearly infectionlate infectionslides from CDCFormation of multinucleated cells. 能够使半数组织细胞在一定条件下发生细胞能够使半数组织细胞在一定条件下发生细胞病变的病毒量。用于判定病毒的毒力病变的病毒量。用于判定病毒的毒力。半数组织细胞感染量（半数组织细胞感染量（tissue culture infectious tissue culture infectious dose 50,dose 50, TCIDTCID5050）涉及细胞膜的涉及细胞膜的CPE 有囊膜的病毒出芽过程中有囊膜的病毒出芽过程中能将其融合蛋白直接插入宿主细胞膜，结果导能将其融合蛋白直接插入宿主细胞膜，结果导致膜融合以及合胞体（致膜融合以及合胞体（syncytia）形成。）形成。 慢病毒、副粘病毒、麻疹病毒、肺病毒、某慢病毒、副粘病毒、麻疹病毒、肺病毒、某些疱疹病毒等感染些疱疹病毒等感染 涉及细胞骨架的涉及细胞骨架的CPE 微丝（如微丝（如actin）、中介）、中介丝（如丝（如vimentin）及微管（如）及微管（如tubulin）等细）等细胞骨架与细胞结构的完整性、物质运输及运动胞骨架与细胞结构的完整性、物质运输及运动性等有关。性等有关。病毒引致的细胞凋亡与坏死病毒引致的细胞凋亡与坏死 坏死（坏死（necrosis）、）、 凋亡（凋亡（apoptosis） 图2432-2 感染犬瘟热病毒凋亡的Vero细胞的电镜照片病毒感染抗体依赖的增强作用病毒感染抗体依赖的增强作用（Antibody-dependent enhancement of viral infection, ADE） 在病毒感染过程中，宿主产生的抗体与病在病毒感染过程中，宿主产生的抗体与病毒结合，非但未能阻断病毒吸附宿主细胞，反而增毒结合，非但未能阻断病毒吸附宿主细胞，反而增强了病毒对细胞的感染，提高了病毒的滴度。强了病毒对细胞的感染，提高了病毒的滴度。 （一）空斑试验（一）空斑试验将将适适当当浓浓度度的的病病毒毒悬悬液液加加入入单单层层细细胞胞培培养养中中，当当病病毒毒吸吸附附细细胞胞后后，再再覆覆盖盖一一层层融融化化的的琼琼脂脂。病病毒毒在在细细胞胞内内复复制制后后产产生生局局限限性性病病灶灶，病病灶灶逐逐渐渐扩扩大大，肉肉眼眼也也能能看看见见，此此即即空斑空斑(plaque)。空斑是由一个感染性病毒粒子复制形成的，类似于细菌的菌落，空斑是由一个感染性病毒粒子复制形成的，类似于细菌的菌落，称为称为空斑形成单位（空斑形成单位（PFU）。病毒悬液中的感染性病毒量以每病毒悬液中的感染性病毒量以每毫升含有的毫升含有的PFU来表示。来表示。 空斑试验的用途：空斑试验的用途：1. 测定病毒数量测定病毒数量2. 纯化病毒纯化病毒 单个空斑作悬液，梯度稀释后再作空斑，单个空斑作悬液，梯度稀释后再作空斑，可获得病毒克隆。可获得病毒克隆。3. 鉴定病毒鉴定病毒 不同病毒的空斑具有不同的特征。不同病毒的空斑具有不同的特征。（二）包涵体（二）包涵体（inclusion body)定义：定义：是某些病毒感染细胞产生的特征性的是某些病毒感染细胞产生的特征性的形态变化，在普通光学显微镜下可见胞浆或形态变化，在普通光学显微镜下可见胞浆或胞核内出现的呈嗜酸性或嗜碱性染色、大小胞核内出现的呈嗜酸性或嗜碱性染色、大小数量不等的圆形或不规则形的团块状结构，数量不等的圆形或不规则形的团块状结构，称为包涵体。称为包涵体。图图324-4 疱疹病毒的包涵体疱疹病毒的包涵体包涵体的性质包涵体的性质n病毒成分的蓄积，如狂犬病毒的病毒成分的蓄积，如狂犬病毒的Negri氏体氏体n大量晶格样排列的病毒颗粒组成，如腺病毒大量晶格样排列的病毒颗粒组成，如腺病毒的包涵体的包涵体n细胞变性的产物，不含病毒，如疱疹病毒的细胞变性的产物，不含病毒，如疱疹病毒的包涵体包涵体定义：定义：由病毒或诱生剂刺激机体细胞产生的具有抗病毒、由病毒或诱生剂刺激机体细胞产生的具有抗病毒、抗肿瘤和免疫调节作用的糖蛋白。抗肿瘤和免疫调节作用的糖蛋白。 种类：种类：、干扰素。干扰素。抗病毒作用：抗病毒作用：干扰素不直接作用于病毒，而是作用于干扰素不直接作用于病毒，而是作用于邻近的细胞，使其产生抗病毒蛋白，这些抗病毒蛋白降邻近的细胞，使其产生抗病毒蛋白，这些抗病毒蛋白降解病毒解病毒mRNA、抑制蛋白合成。、抑制蛋白合成。干扰素作用具有宿主特异性，而无病毒特异性。干扰素作用具有宿主特异性，而无病毒特异性。二、干扰素（二、干扰素（IFN）干扰素抗病毒机制干扰素抗病毒机制 RNA干扰（干扰（RNA interference, RNAi）指细胞指细胞利用内源或外源的小分子双股利用内源或外源的小分子双股RNA片段，特异性地降解片段，特异性地降解同源基因的同源基因的mRNA，从而导致靶基因转录后的基因沉默，从而导致靶基因转录后的基因沉默（post translational gene silence, PTGS）的现象。）的现象。 复习思考题复习思考题1. 细胞培养有何优点？细胞培养有何优点？2. 原代细胞、二倍体细胞和传代细胞系的概念。原代细胞、二倍体细胞和传代细胞系的概念。3. CPE、PFU、空斑、包涵体和干扰素的概念。空斑、包涵体和干扰素的概念。第五章第五章 病毒的致病机理病毒的致病机理 病毒的持续性感染病毒的持续性感染 类型类型持续性感染（持续性感染（persistent infections） 不论是否发病，感染性病不论是否发病，感染性病毒始终存在。毒始终存在。 潜伏感染（潜伏感染（latent infections） 又名隐性感染。除非激活，一般又名隐性感染。除非激活，一般并不能发现感染性病毒颗粒。并不能发现感染性病毒颗粒。 长程感染（长程感染（slow infections） 具有感染性的病毒在一个很长的具有感染性的病毒在一个很长的临床前阶段逐渐增多，最终导致缓慢的、渐进性致死疾病。临床前阶段逐渐增多，最终导致缓慢的、渐进性致死疾病。 迟发性临床症状的急性感染（迟发性临床症状的急性感染（acute infection with late clinical manifestiations） 此类病毒的持续性复制与疾病的进程无关。此类病毒的持续性复制与疾病的进程无关。