第二十五章-病毒學(xué)概述

1、 電鏡觀察天花病毒病毒病毒(virus)的發(fā)現(xiàn)的發(fā)現(xiàn) Discovery of virus 1892年發(fā)現(xiàn)第一個病毒即煙草花葉病毒年發(fā)現(xiàn)第一個病毒即煙草花葉病毒1898年發(fā)現(xiàn)動物口蹄疫病毒年發(fā)現(xiàn)動物口蹄疫病毒1901年證實(shí)對人類有致病性的是黃熱病毒年證實(shí)對人類有致病性的是黃熱病毒乙肝病毒腺病毒輪狀病毒輪狀病毒狂犬病毒狂犬病毒子彈狀的狂犬病毒天花病毒天花病毒Ebola 病毒病毒HSV-2病毒與其他微生物的比較病毒與其他微生物的比較病毒在微生物中占有十分重要的地位病毒在微生物中占有十分重要的地位1. 近近75的傳染病由病毒引起；的傳染病由病毒引起；2. 傳染性強(qiáng)，傳播迅速，流行廣泛，死亡率高；傳染

2、性強(qiáng)，傳播迅速，流行廣泛，死亡率高；3. 病毒與腫瘤及自身免疫性疾病的發(fā)生密切相關(guān)，有致畸作用；病毒與腫瘤及自身免疫性疾病的發(fā)生密切相關(guān)，有致畸作用；4. 目前病毒感染的診療還相對滯后，部分病毒尚缺乏有效疫苗；目前病毒感染的診療還相對滯后，部分病毒尚缺乏有效疫苗；5. 不斷發(fā)現(xiàn)引起人類疾病的新病毒。不斷發(fā)現(xiàn)引起人類疾病的新病毒。第一節(jié)第一節(jié) 病毒的分類病毒的分類一、分類原則：一、分類原則：1、核酸類型和結(jié)構(gòu)；、核酸類型和結(jié)構(gòu)；2、病毒體的形狀和大??；、病毒體的形狀和大??；3、病毒體的形態(tài)結(jié)構(gòu)；、病毒體的形態(tài)結(jié)構(gòu)；4、對脂溶劑的敏感性。、對脂溶劑的敏感性。二、病毒的分類：二、病毒的分類：1、DN

3、A病毒類；病毒類；2、RNA病毒類病毒類；3、DNA和和RNA逆轉(zhuǎn)錄病毒類。逆轉(zhuǎn)錄病毒類。三、其他：三、其他：1、衛(wèi)星病毒、衛(wèi)星病毒(satellites):2、類病毒、類病毒(viroids):3、朊粒、朊粒(prion):第二節(jié)第二節(jié) 病毒的大小與形態(tài)病毒的大小與形態(tài)病毒體（病毒體（virion)完整的有傳染性的病毒完整的有傳染性的病毒顆粒，有典型的形態(tài)和傳染性。顆粒，有典型的形態(tài)和傳染性。1 1、測量單位、測量單位納米（納米（nmnm） 3 3、觀察工具、觀察工具電子顯微鏡電子顯微鏡2 2、大多數(shù)病毒的直徑小于、大多數(shù)病毒的直徑小于150 nm150 nm一、病毒的大小一、病毒的大小 葡

4、萄球菌葡萄球菌1000nm立克次體立克次體450nm衣原體衣原體390nm390nm痘苗病毒痘苗病毒300250nm250nm煙草花葉病病毒煙草花葉病病毒100nmnm流感病毒流感病毒40nmnm乙腦病毒乙腦病毒30nmnm脊髓灰質(zhì)炎病毒脊髓灰質(zhì)炎病毒70nmnm腺病毒腺病毒6595nm95nm噬菌體噬菌體多數(shù)病毒為球形或近似球形多數(shù)病毒為球形或近似球形形態(tài)形態(tài)第三節(jié)第三節(jié) 病毒的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成病毒的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成衣殼（capsidcapsid）：由許多蛋白質(zhì)殼粒組成，保護(hù)核酸，介導(dǎo)病毒感染細(xì)胞且有抗原性。一、一、 病毒的結(jié)構(gòu)病毒的結(jié)構(gòu)核心（corecore）：核酸，構(gòu)成病毒的基因組（geno

5、megenome）。殼粒(capsomere)：由少數(shù)幾種重復(fù)的由少數(shù)幾種重復(fù)的多肽亞單位組成多肽亞單位組成核衣殼 衣殼是由許多在電鏡下可辨別的形態(tài)學(xué)亞單位衣殼是由許多在電鏡下可辨別的形態(tài)學(xué)亞單位殼粒殼粒（capsomercapsomer）所組成，根據(jù)殼粒排列方式的不同可分為以下）所組成，根據(jù)殼粒排列方式的不同可分為以下3 3種對稱類型：種對稱類型：螺旋對稱型、螺旋對稱型、2020面體對稱型和復(fù)合對稱型。面體對稱型和復(fù)合對稱型。包膜子粒、包膜子粒、 刺突刺突包膜包膜 包膜是病毒在釋放過程中穿過宿主細(xì)胞以出芽方式向細(xì)包膜是病毒在釋放過程中穿過宿主細(xì)胞以出芽方式向細(xì)胞外釋放時獲得的。包膜表面常有不

6、同形狀的突起，稱為包胞外釋放時獲得的。包膜表面常有不同形狀的突起，稱為包膜子粒或膜子?；虼掏唬ù掏唬╯pikespike）。有包膜的病毒又稱為包膜病毒。有包膜的病毒又稱為包膜病毒。 二、二、 病毒的化學(xué)組成與功能病毒的化學(xué)組成與功能1.1.病毒的核酸病毒的核酸u 化學(xué)成分為化學(xué)成分為DNA或或RNA，據(jù)此將病毒分，據(jù)此將病毒分DNA病病 毒和毒和RNA病毒。病毒。u病毒核酸具有多樣性，有線形或環(huán)形（閉環(huán)或缺口環(huán)），單鏈病毒核酸具有多樣性，有線形或環(huán)形（閉環(huán)或缺口環(huán)），單鏈（RNA病毒，呼腸病毒和伯爾納病毒除外）或雙鏈病毒，呼腸病毒和伯爾納病毒除外）或雙鏈(DNA病毒，微病毒，微小病毒和環(huán)狀病毒

7、除外小病毒和環(huán)狀病毒除外)，單鏈，單鏈RNA還有正負(fù)鏈之分，有的核酸分還有正負(fù)鏈之分，有的核酸分節(jié)段等。大小相差懸殊。節(jié)段等。大小相差懸殊。u 攜帶病毒的全部遺傳信息，是病毒的基因組，主導(dǎo)病毒感染、增攜帶病毒的全部遺傳信息，是病毒的基因組，主導(dǎo)病毒感染、增殖、遺傳和變異的物質(zhì)基礎(chǔ)，決定病毒的一切特性。殖、遺傳和變異的物質(zhì)基礎(chǔ)，決定病毒的一切特性。2.2.病毒蛋白質(zhì)：結(jié)構(gòu)蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白病毒蛋白質(zhì)：結(jié)構(gòu)蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白（一）結(jié)構(gòu)蛋白：是組成病毒體的蛋白成分。（一）結(jié)構(gòu)蛋白：是組成病毒體的蛋白成分。 1 1、衣殼蛋白：、衣殼蛋白： 2 2、基質(zhì)蛋白：、基質(zhì)蛋白： 3 3、包膜蛋白：、包膜蛋白：結(jié)構(gòu)

8、蛋白的功能：結(jié)構(gòu)蛋白的功能：l 保護(hù)病毒核酸保護(hù)病毒核酸l 參與感染過程參與感染過程l 具有抗原性具有抗原性（二）非結(jié)構(gòu)蛋白（二）非結(jié)構(gòu)蛋白非結(jié)構(gòu)蛋白可以存在于病毒體內(nèi)，也可存在于受感染的非結(jié)構(gòu)蛋白可以存在于病毒體內(nèi)，也可存在于受感染的細(xì)胞內(nèi)。其作用是作為酶類，參與病毒的復(fù)制，如逆轉(zhuǎn)細(xì)胞內(nèi)。其作用是作為酶類，參與病毒的復(fù)制，如逆轉(zhuǎn)錄酶、蛋白水解酶、錄酶、蛋白水解酶、DNA多聚酶、胸腺嘧啶核苷激酶等。多聚酶、胸腺嘧啶核苷激酶等。（三）脂類和糖類：存在于包膜中，一方面構(gòu)成病毒的（三）脂類和糖類：存在于包膜中，一方面構(gòu)成病毒的結(jié)構(gòu)，另一方面可促進(jìn)病毒的感染。結(jié)構(gòu)，另一方面可促進(jìn)病毒的感染。第四節(jié)第四

9、節(jié) 病毒的增殖病毒的增殖 增殖方式增殖方式自我復(fù)制自我復(fù)制(selfreplication(selfreplication) ) 復(fù)制周期：復(fù)制周期：1、吸附、吸附(absorption)2、穿入、穿入(penetration)3、脫殼、脫殼(uncoating)4、生物合成、生物合成(biosynthesis)5、裝配與釋放、裝配與釋放(assembly and release)吸附吸附1、吸附、吸附 (absorption) 病毒與細(xì)胞的靜電結(jié)合介導(dǎo)可逆的非特性吸附；病毒與細(xì)胞的靜電結(jié)合介導(dǎo)可逆的非特性吸附； 宿主細(xì)胞表面受體與病毒包膜或衣殼表面的配體結(jié)合，宿主細(xì)胞表面受體與病毒包膜或衣殼

10、表面的配體結(jié)合， 介導(dǎo)不可逆的特異性吸附；介導(dǎo)不可逆的特異性吸附；特點(diǎn)：特點(diǎn)：高度特異性，決定病毒的宿主范圍和組織嗜性高度特異性，決定病毒的宿主范圍和組織嗜性 2、穿入、穿入penetration) 通過吞飲或融合方式穿入細(xì)胞膜。通過吞飲或融合方式穿入細(xì)胞膜。 吞飲吞飲(endocytosis)：細(xì)胞膜內(nèi)陷似吞噬泡，無包膜病毒：細(xì)胞膜內(nèi)陷似吞噬泡，無包膜病毒 融合融合(fusion)：在融合蛋白的作用下，病毒包膜與細(xì)胞膜：在融合蛋白的作用下，病毒包膜與細(xì)胞膜 融合，而將核衣殼釋放至細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，有包膜病毒。融合，而將核衣殼釋放至細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，有包膜病毒。吸附吸附胞飲方式穿入胞飲方式穿入吸附吸附膜融合后

11、穿入膜融合后穿入3 3、脫殼、脫殼(uncoating(uncoating) )： 病毒核酸游離于宿主細(xì)胞內(nèi)。病毒核酸游離于宿主細(xì)胞內(nèi)。病毒核酸病毒核酸病毒核酸病毒核酸4 4、生物合成、生物合成(biosynthesis)(biosynthesis)：早早 期：期： 基因組在細(xì)胞內(nèi)合成非結(jié)構(gòu)蛋白（病毒復(fù)基因組在細(xì)胞內(nèi)合成非結(jié)構(gòu)蛋白（病毒復(fù)制酶及抑制細(xì)胞正常生物合成的抑制酶）。制酶及抑制細(xì)胞正常生物合成的抑制酶）。晚晚 期：期： 根據(jù)基因組的指令在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制病毒核酸、根據(jù)基因組的指令在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制病毒核酸、合成結(jié)構(gòu)蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白合成結(jié)構(gòu)蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白隱蔽期隱蔽期 根據(jù)基因組轉(zhuǎn)錄根據(jù)基因組轉(zhuǎn)錄m

12、RNA及轉(zhuǎn)譯蛋白質(zhì)的不同，及轉(zhuǎn)譯蛋白質(zhì)的不同，生物合成可分六大類：生物合成可分六大類：DNA病毒病毒雙鏈雙鏈DNA病毒（多數(shù)）病毒（多數(shù)）單鏈單鏈DNA病毒（很少）病毒（很少）RNA病毒病毒單正鏈單正鏈RNA病毒病毒單負(fù)鏈單負(fù)鏈RNA病毒病毒雙鏈雙鏈RNA病毒病毒逆轉(zhuǎn)錄病毒逆轉(zhuǎn)錄病毒（1）DNA病毒（雙鏈）：病毒（雙鏈）： 細(xì)胞核內(nèi)合成細(xì)胞核內(nèi)合成DNA，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)合成病毒蛋白。，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)合成病毒蛋白。早期：早期：病毒病毒DNADNA依賴依賴DNA的的RNA多聚酶多聚酶早期早期mRNAmRNA轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 譯譯早期蛋白早期蛋白DNADNA多聚酶多聚酶脫氧胸腺嘧啶激酶脫氧胸腺嘧啶激酶調(diào)控病毒基因組轉(zhuǎn)錄的酶

13、調(diào)控病毒基因組轉(zhuǎn)錄的酶抑制宿主細(xì)胞生物合成的酶抑制宿主細(xì)胞生物合成的酶藥物作用的靶藥物作用的靶晚期：晚期：解鏈解鏈正鏈正鏈DNA負(fù)鏈負(fù)鏈DNADNADNA多聚酶多聚酶子代子代DNA轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄晚期晚期mRNAmRNA晚期蛋白晚期蛋白病毒衣殼蛋白病毒衣殼蛋白及其他結(jié)構(gòu)蛋白及其他結(jié)構(gòu)蛋白(2)單鏈單鏈DNA病毒病毒親代親代ssDNAdsDNA子代子代ssDNAmRNA和蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)(3) RNA病毒（單鏈）：病毒（單鏈）： 多數(shù)在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)合成子代多數(shù)在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)合成子代RNA及病毒蛋白。及病毒蛋白。1）正單鏈）正單鏈RNA病毒（病毒（有有mRNA功能功能）：）：正單鏈正單鏈RNARNA復(fù)制復(fù)制子代子代

14、RNA結(jié)構(gòu)蛋白（結(jié)構(gòu)蛋白（衣殼蛋白等衣殼蛋白等）非結(jié)構(gòu)蛋白非結(jié)構(gòu)蛋白（依賴依賴RNA的的RNA多聚酶多聚酶） 雙鏈雙鏈RNARNA（復(fù)制中間型）（復(fù)制中間型）藥物作用的靶藥物作用的靶2 2）負(fù)單鏈）負(fù)單鏈RNARNA病毒病毒（有依賴有依賴RNA的的RNA多聚酶多聚酶）：負(fù)單鏈負(fù)單鏈RNARNA依賴依賴RNA的的RNA多聚酶多聚酶正單鏈正單鏈RNARNA（有（有mRNAmRNA功能）功能）子代子代RNA 結(jié)構(gòu)蛋白結(jié)構(gòu)蛋白（衣殼蛋白等衣殼蛋白等）雙鏈雙鏈RNARNA（復(fù)制中間型）（復(fù)制中間型）藥物作用的靶藥物作用的靶解鏈解鏈 兩種兩種RNARNA病毒的共同點(diǎn)：病毒的共同點(diǎn)： 都可作為模板復(fù)制出子代

15、都可作為模板復(fù)制出子代RNARNA；具有復(fù)制中；具有復(fù)制中間型；不會出現(xiàn)間型；不會出現(xiàn)RNARNA病毒的整合（逆轉(zhuǎn)錄病毒病毒的整合（逆轉(zhuǎn)錄病毒例外）例外） 兩種兩種RNARNA病毒的不同點(diǎn)病毒的不同點(diǎn)正單鏈正單鏈RNA V.RNA V. 負(fù)單鏈負(fù)單鏈RNA V.RNA V.1.RNA1.RNA具有具有mRNAmRNA的功的功能能RNARNA不具有不具有mRNAmRNA的功的功能能2.2.病毒體不含病毒體不含RNARNA多聚多聚酶酶病毒體含病毒體含RNARNA多聚酶多聚酶3.3.核酸具傳染性核酸具傳染性核酸不具傳染性核酸不具傳染性3）雙鏈）雙鏈RNA病毒病毒dsRNAmRNA蛋白質(zhì)(-)RNA(

16、+)RNAdsRNA依賴RNA的RNA聚合酶解鏈（4 4）逆轉(zhuǎn)錄病毒）逆轉(zhuǎn)錄病毒（有逆轉(zhuǎn)錄酶，即依賴有逆轉(zhuǎn)錄酶，即依賴RNA的的DNA多聚酶多聚酶）：單鏈單鏈RNARNA逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄酶RNARNADNADNA（復(fù)制中間型）（復(fù)制中間型）進(jìn)入細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞核雙鏈雙鏈DNADNA整合（整合（前病毒前病毒）子代病毒子代病毒RNARNA病毒病毒mRNAmRNA病毒蛋白質(zhì)病毒蛋白質(zhì)DNADNA腫瘤發(fā)生腫瘤發(fā)生藥物作用的靶藥物作用的靶5 5、組裝、成熟與釋放、組裝、成熟與釋放組裝組裝細(xì)胞核內(nèi)（細(xì)胞核內(nèi)（DNA-VDNA-V）細(xì)胞質(zhì)內(nèi)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)(RNA-V)(RNA-V)核膜上核膜上胞質(zhì)膜上胞質(zhì)膜上釋放釋放

17、 裂解細(xì)胞釋放裂解細(xì)胞釋放（無包膜病毒無包膜病毒） 出芽釋放出芽釋放（有包膜病毒有包膜病毒）核酸濃聚殼粒聚集裝罐核酸 裂解細(xì)胞后病毒釋放出來裂解細(xì)胞后病毒釋放出來無胞膜病毒以裂解病毒方式釋放病毒無胞膜病毒以裂解病毒方式釋放病毒出芽釋放出芽釋放（二）異常增殖（二）異常增殖（1）頓挫感染頓挫感染(abortive infection) 病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞后，由于細(xì)胞缺乏病毒病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞后，由于細(xì)胞缺乏病毒復(fù)制所需的酶或能量等必要條件，使病毒在其中不復(fù)制所需的酶或能量等必要條件，使病毒在其中不能合成自身成分，或雖合成病毒核酸及蛋白質(zhì)，卻能合成自身成分，或雖合成病毒核酸及蛋白質(zhì)，卻不能組裝成完整的病

18、毒體，是為頓挫感染。不能組裝成完整的病毒體，是為頓挫感染。 容納細(xì)胞容納細(xì)胞和和非容納細(xì)胞非容納細(xì)胞異常增殖：異常增殖：（2）缺陷病毒缺陷病毒（defective virus） 因病毒基因組不完整或因某一基因位點(diǎn)改因病毒基因組不完整或因某一基因位點(diǎn)改變，不能進(jìn)行正常增殖，復(fù)制不出完整的有感染性變，不能進(jìn)行正常增殖，復(fù)制不出完整的有感染性病毒顆粒的病毒?？稍诓《绢w粒的病毒?？稍谳o助病毒輔助病毒的幫助下完成正常的幫助下完成正常的增殖。如腺病毒伴隨病毒的增殖。如腺病毒伴隨病毒（3）偽病毒）偽病毒病毒包裝時，衣殼里包裝的是宿主細(xì)胞的部分核酸病毒包裝時，衣殼里包裝的是宿主細(xì)胞的部分核酸第五節(jié)第五節(jié) 病毒

19、的遺傳變異病毒的遺傳變異如：條件致死性突變株：溫度敏感突變株（如：條件致死性突變株：溫度敏感突變株（tsts） 缺陷干擾突變株（缺陷干擾突變株（DIMDIM） 宿主范圍變異株宿主范圍變異株 耐藥變異株等耐藥變異株等（一）基因突變（一）基因突變 由由基因突變產(chǎn)生的病毒表型性狀改變的毒基因突變產(chǎn)生的病毒表型性狀改變的毒株稱為突變株（株稱為突變株（mutant).mutant).二、基因重組與重配二、基因重組與重配gene recombination and reassortment 當(dāng)兩個有親緣關(guān)系而性狀不同的病毒同時感染同一細(xì)當(dāng)兩個有親緣關(guān)系而性狀不同的病毒同時感染同一細(xì)胞時，可以出現(xiàn)基因互換并

20、產(chǎn)生兼有兩個親代特性的子代，胞時，可以出現(xiàn)基因互換并產(chǎn)生兼有兩個親代特性的子代，稱為重組（稱為重組（recombination）l 已滅活的病毒在基因重組成為具有感染性的病毒。已滅活的病毒在基因重組成為具有感染性的病毒。 l 交叉復(fù)活：滅活病毒交叉復(fù)活：滅活病毒+活病毒活病毒 活病毒活病毒 l 多重復(fù)活：滅活病毒多重復(fù)活：滅活病毒+滅活病毒滅活病毒 活病毒活病毒基因組分節(jié)段的病毒的重配基因組分節(jié)段的病毒的重配+分節(jié)段基因組病毒的基因重組分節(jié)段基因組病毒的基因重組(交換基因節(jié)段）稱交換基因節(jié)段）稱重配重配(reassortment(reassortment) )。發(fā)生幾率較高。發(fā)生幾率較高。四、

21、病毒基因產(chǎn)物的相互作用四、病毒基因產(chǎn)物的相互作用Interaction between viral gene products 二種或二種以上的病毒感染同一宿主細(xì)胞后，二種或二種以上的病毒感染同一宿主細(xì)胞后，它們之間可發(fā)生基因產(chǎn)物的相互作用。它們之間可發(fā)生基因產(chǎn)物的相互作用。三、基因整合三、基因整合1互補(bǔ)作用（互補(bǔ)作用（complementation）和加強(qiáng)作和加強(qiáng)作用：二種病毒感染同一宿主細(xì)胞后，其中一種用：二種病毒感染同一宿主細(xì)胞后，其中一種病毒的基因產(chǎn)物（病毒的基因產(chǎn)物（酶，衣殼蛋白酶，衣殼蛋白）促使另一病）促使另一病毒的復(fù)制。毒的復(fù)制。* 感染型病毒與缺陷病毒；感染型病毒與缺陷病毒；*

22、 感染型病毒與滅活病毒：感染型病毒與滅活病毒：* 缺陷病毒與缺陷病毒之間：缺陷病毒與缺陷病毒之間：2表型混合與核殼轉(zhuǎn)移表型混合與核殼轉(zhuǎn)移phenotypric mixture and transcapsidation)二種病毒株感染同一宿主細(xì)胞后，一種病毒復(fù)制的核二種病毒株感染同一宿主細(xì)胞后，一種病毒復(fù)制的核酸被另一種病毒的衣殼或包膜所包繞，產(chǎn)生新的病毒酸被另一種病毒的衣殼或包膜所包繞，產(chǎn)生新的病毒顆粒，發(fā)生耐藥性或細(xì)胞嗜性的改變?；虍a(chǎn)物的交顆粒，發(fā)生耐藥性或細(xì)胞嗜性的改變?；虍a(chǎn)物的交換，表型混合。換，表型混合。 無 包 膜 的 病 毒 的 表 型 混 合 稱 為 ： 核 殼 轉(zhuǎn) 移無 包 膜 的 病 毒 的 表 型 混 合 稱 為 ： 核 殼 轉(zhuǎn) 移(transcapsidation).干擾現(xiàn)象干擾現(xiàn)象(interference)(interference) 兩種病毒同時感染同一細(xì)胞時，可發(fā)生兩種病毒同時感染同一細(xì)胞時，可發(fā)生一種病毒抑制另一種病毒增殖的現(xiàn)象，即干擾現(xiàn)一種病毒抑制另一種病毒增殖的現(xiàn)象，即干擾現(xiàn)象。象