2023年微生物學病毒山東大學期末考試知識點復習

第七章病毒一、要點提醒１．病毒是一類結構極其簡樸、具有特殊的繁殖方式的絕對細胞內寄生物;是既具有化學大分子屬性、又具有生物體基本特性，既具有細胞外的感染性顆粒形式、又具有細胞內的繁殖性基因形式的獨特生物類群。２．病毒的宿主范圍是病毒可以感染并在其中復制的生物種類和組織細胞種類。根據病毒的宿主范圍，可將病毒分為原核生物病毒和真核生物病毒。前者涉及噬菌體、噬藍（綠)藻體和支原體噬菌體等，后者涉及植物病毒、真菌病毒、原生動物病毒、無脊椎動物病毒和脊椎動物病毒等。3．病毒重要依據涉及病毒形態(tài)、毒粒結構、基因組、復制、化學組成在內的毒粒性質,病毒的抗原性質及生物學性質進行分類;按照IＣTV1998年提出的病毒命名規(guī)則命名。４．病毒的分離與純化,涉及病毒的物理顆粒計數和病毒的感染性測定的定量分析，以及依據病毒感染的宿主范圍及表現、病毒的理化性質、病毒的血細胞凝集性質、病毒的免疫學性質以及分子生物學性質進行的病毒鑒定是病毒學研究的基本方法，其對于病毒學的研究與實踐具有重要的意義。５.病毒具有擬定的形態(tài)結構和化學組成。病毒的基本結構是核殼結構，即包圍著病毒基因組核酸(DNA或RNA)的蛋白質殼體。殼體的基本對稱形式是螺旋對稱和二十面體對稱。有的病毒的核殼外還覆蓋由細胞膜衍生而來的脂蛋白膜即包膜。毒粒的重要化學組成涉及核酸、蛋白質、脂類和糖類等。核酸是病毒的遺傳物質,病毒的基因組核酸有dｓDNA、ssDNＡ、dsRNＡ、ssRNA4種基本類型,其中根據基因組核酸是線狀還是環(huán)狀，是單一分子還是分段,以及單鏈核酸的極性提成不同的種類。構成毒粒的結構蛋白涉及殼體蛋白、包膜蛋白和毒粒酶,它們各具有不同的功能。6．病毒的繁殖是以復制方式進行。病毒的復制周期大體可以分為連續(xù)的5個階段：即吸附、侵入、脫殼、大分子合成和裝配釋放。病毒表面蛋白特異地與細胞受體互相作用，導致病毒與細胞的結合，從而啟動病毒的感染。侵入是病毒感染的第二階段，病毒能以核酸、或核殼、或毒粒等形式進入細胞，且不同病毒進入細胞的方式不同。病毒侵入細胞后，去除病毒的包膜和殼體,釋放病毒核酸的過程稱為脫殼。病毒大分子的合成是通過病毒基因組的表達和復制完畢的。大分子合成過程發(fā)生的事件有很強的時序性。由初期基因表達產生初期蛋白,重要參與病毒核酸的復制，調節(jié)病毒基因的轉錄,以及改變或克制宿主大分子的合成。晚期基因表達產生晚期蛋白，重要是構成毒粒各種組分的結構蛋白。病毒大分子合成產生的毒粒結構組分,能以一定方式結合,裝配成完整的子代病毒顆粒,并以一定方式釋放在細胞外。不同病毒的毒粒結構、核酸的類型和結構特性各不相同，因此它們各具不同復制策略。7．病毒的非增殖性感染有流產感染、限制性感染和潛伏感染3種感染類型。流產感染可因細胞的非允許性或缺損病毒引起。引起流產感染的缺損病毒涉及干擾缺損顆粒、衛(wèi)星病毒、條件缺損病毒和整合的病毒基因組，這些缺損病毒的復制需要其他病毒基因組或病毒基因的輔助活性。8．病毒通過與宿主的互相作用，一方面得以繁衍、進化，另一方面病毒給宿主細胞機體帶來種種不同的影響。這些影響不僅具有重要的生物學意義，并且也許有重要的醫(yī)學意義和經濟意義。引起殺細胞感染的烈性噬菌體可克制宿主細胞的大分子合成,改變宿主的限制系統(tǒng)，影響細胞表面結構和免疫學性質；溫和噬菌體則賦于溶源性細菌免疫性和溶源性轉變；動物病毒感染則也許產生致細胞病變效應,影響宿主的大分子合成,改變細匏結構，誘導和或克制細胞凋亡。９.衛(wèi)星RＮＡ是一些必須依賴輔助病毒進行復制的小分子單鏈RNA，它們被包裝在輔助病毒殼體中,但其對輔助病毒的復制不是必需的。類病毒是一類低相對分子質量的侵染性RNA,它們沒有蛋白質外殼，亦不具有編碼的功能，在感染細胞內運用宿主酶獨立復制。朊病毒是一類能引起哺乳動物的亞急性海綿樣腦病的病因素子，為不含核酸的蛋白質感染顆粒。這些亞病毒因子結構比病毒更為簡樸,并具有許多不同于病毒的特性，其研究不僅擴展了病毒學研究的范圍，并且也許深化人們對病毒的起源與進化，乃至生命本質的結識。二、重點、難點剖析1．病毒以其結構簡樸、特殊的繁殖方式以及絕對的細胞內寄生顯著區(qū)別于其他生物,它與單細胞微生物重要性質的比較如表7-1。2．現在的病毒分類系統(tǒng)將已發(fā)現的病毒分為dsＤNA病毒、sｓＤＮA病毒、DＮA和ＲＮA逆轉錄病毒、dsRＮA病毒、負意ｓsRＮA病毒、正意ssRNA病毒和亞病毒因子等７大類，62個病毒科,其中有少數病毒科已分別劃歸于有尾噬菌體目、單組份負意RNＡ病毒目和成套病毒目中，并且一些真核生物的逆轉錄轉座子,現在分別歸于DＮＡ和RＮA逆轉錄病毒類的假病毒科和轉座病毒科。此外將衛(wèi)星病毒、類病毒和朊病毒歸在亞病毒因子類。3.血細胞凝集實驗。一些裸露病毒的殼體蛋白，特別是有包膜病毒的包膜突起,可以引起一定種類脊椎動物的紅細胞發(fā)生凝集,并且病毒所能凝集紅細胞的量與病毒的濃度成正比。血細胞凝集實驗即是根據病毒的這一性質設計的病毒定量分析。其方法是將倍比稀釋的待測病毒樣品液分別與相應種類的動物紅細胞一起置于有孔塑料板的小孔中,均勻混合后在適當溫度下靜置反映，待一定期間后觀測結果。由于病毒濃度在各個不同稀釋度樣品中不同，因而在發(fā)生凝集反映的各個稀釋度中，血細胞凝集限度有別,故將出現５0％凝集(++)的病毒稀釋度定為測定終點，稱做一個血凝集單位。４．病毒的終點測定有LＤ5０、ID5０、TCID5０等之分，但其原理與方法類似,以ＬD5０測定為例:將待測病毒系列稀釋后,取等體積的各個稀釋度的病毒稀釋液接種實驗動物，每個稀釋度若干只（如6只),在規(guī)定條件下飼養(yǎng)，并間時觀測，記錄因病毒感染動物致死情況(表７-２)。５.病毒殼體構成原理。任何物質結構取得穩(wěn)定的必要物理條件是這些結構必須處在自由能最低狀態(tài),病毒的殼體結構也不例外。非對稱的蛋白質亞基分子彼此結合構成殼體時,要形成最大數目的次級鍵必須對稱排列，形成一高度有序的結構。在這樣一高度有序的結構中，亞基之間形成次級鍵的數目最多，釋放的自由能值最大，殼體處在自由能最低狀態(tài),結構趨于穩(wěn)定。根據相對簡樸的幾何原理，病毒殼體可取的結構對稱形式只能是圓柱體對稱或立體對稱。在前一種形式中，由于蛋白質亞基與螺旋盤繞的病毒核酸的結合，故殼體非圓柱對稱而是螺旋對稱;在后一種形式中,由于在正四周體、正六面體、正八面體、正十二面體和正二十面體這些拓撲等價多面體中,在表面積一定期,以二十面體容積最大，能包含更多的病毒核酸,故病毒殼體取二十面體對稱。６．病毒的復制周期依其所發(fā)生的事件順序分為以下５個階段：①吸附;②侵入；③脫殼；④病毒大分子的合成，涉及病毒基因組的表達與復制；⑤裝配與釋放。病毒的復制過程概括于圖7－1。7．RNＡ病毒的基因組RNA種類繁多,其基因表達的方式各有不同,概況如圖7-2。8.以溶源狀態(tài)存在的噬菌體不能完畢復制循環(huán)，噬菌體基因組長期存在于宿主細胞內,沒有成熟噬菌體產生，這一現象稱做溶源性現象，可以導致溶源性發(fā)生的噬菌體稱做溫和噬菌體或稱溶源性噬菌體。在大多數情況下,溫和噬菌體的基因組都整合于宿主染色體中（如λ噬菌體），亦有少數是以質粒形式存在(如P1噬菌體)。整合于細菌染色體或以質粒形式存在的溫和噬菌體基因組稱做原噬菌體,在原噬菌體階段，噬菌體的復制被克制，宿主細胞正常地生長繁殖，而噬菌體基因組與宿主細菌染色體同步復制，并隨細胞分裂而傳遞給子代細胞。細胞中具有以原噬菌體狀態(tài)存在的溫和噬菌體基因組的細菌稱做溶源性細菌，處在溶源性細菌細胞中的噬菌體DNA在一定條件下亦可啟動裂解循環(huán),產生成熟的病毒顆粒。自然情況下的溶源性細菌裂解稱為自發(fā)裂解,但裂解量較少,若經紫外線、氮芥、環(huán)氧化物等理化因子解決，可產生大量的裂解，此稱為誘發(fā)裂解。溶源性反映是一種比裂解反映更有助于病毒連續(xù)和傳播的病毒生存方式,處在這種最適應于它們所處環(huán)境中的噬菌體不會迅速殺死細胞，從而喪失傳播的機會，所以，這也被認為一種原始的分化方式。9．真核細胞對病毒的感染可呈現不同的反映：①細胞無任何明顯變化；②由于病毒的致細胞病變效應,細胞損傷、死亡；③細胞增生,繼而或是細胞死亡,或是細胞繼續(xù)失去生長控制,轉化為癌細胞。病毒感染引起的致細胞病變效應或細胞損傷是因病毒的基因產物的毒性作用所引起,或是病毒復制的必需環(huán)節(jié)的次級效應,并且以后者更為普遍。例如，腺病毒的五鄰體基底蛋白(peｎtoｎbasepｒoteｉn）可引起單層細胞脫落，以前認為這是一種機制未明的毒性作用，現在已明確這是病毒內化時，五鄰體基底蛋白通過RGD序列與細胞表面的整聯蛋白結合的結果。具有強烈致細胞病變效應的病毒最終都會導致細胞死亡。1０．亞病毒因子涉及衛(wèi)星病毒、衛(wèi)星ＲNＡ、類病毒和朊病毒。在亞病毒因子中，僅有類病毒和朊病毒能獨立復制；朊病毒顆粒不具有基因組核酸；衛(wèi)星病毒與衛(wèi)星ＲNＡ都具有核酸基因組，它們與ＤI顆粒類似,必須依賴輔助病毒進行復制，與DI顆粒不同的是,它們與其輔助病毒沒有核酸序列同源性。衛(wèi)星病毒、衛(wèi)星RNＡ、類病毒和ＤＩ顆粒的性質比較見表7-3。三、術語或名詞１.致細胞病變效應（ｃytopａt(yī)hｉｃｅffect,CＰE)動物病毒感染敏感細胞培養(yǎng)引起的其顯微表現的改變,如細胞聚集成團、腫大、圓縮、脫落、細胞融合成多核細胞及細胞內出現包涵體，乃至細胞裂解等。２.盲傳（ｂlinｄpassagｅ)將取自經接種而未出現感染癥狀的宿主或細胞培養(yǎng)的材料，再接種傳遞給新的宿主或細胞培養(yǎng)，即反復接種,以提高病毒的毒力或效價。3．感染性測定(assayoｆｉｎfｅcｔivity）因感染引起宿主或細胞培養(yǎng)某種特異性病理反映的感染性病毒顆粒數量的測定。４.感染單位(infecｔionｓunit，IU)可以引起宿主細胞培養(yǎng)一定特異性病理反映的病毒最小劑量。5.效價(tiｔle)又稱滴度，以單位體積(mL)待測病毒樣品液中所含的病毒感染性單位的數目（IＵ／mL）。6.噬菌斑(plagｕe)經適當稀釋的噬菌體標本接種于細菌平板，通過一定期間培養(yǎng)后,在細菌菌苔上形成的圓形局部透明溶菌區(qū)域。7.蝕斑(plaｇue）又稱空斑,經適當稀釋動物病毒標本接種于動物單層細胞培養(yǎng)，并輔以染色，在細胞單層上形成的可辨認的局部病變區(qū)域。8.半數效應劑量(50%effecｔdose）使實驗單元群體中的半數（５0%）個體出現某一感染反映所需的病毒劑量，其值以5０％實驗單元出現感染反映的病毒稀釋液的稀釋度的倒數的對數值表達。9.中和作用(nｅutraｌｉｚatｉｏn）特異性的病毒抗體與病毒毒粒作用，使其失去感染性、克制病毒的繁殖。１０．中和抗體(neutraliｚingAbｓ）可以中和病毒感染性的病毒抗體。11．毒粒(ｖirion)病毒的細胞外顆粒形式，亦是病毒的感染性形式。Dｕlｂacｃo等（1985）指出,毒粒是一團可以自主復制的遺傳物質(DＮA或RNＡ)，它們被蛋白質外殼包圍，有的尚有一附加膜（包膜)以保護其遺傳物質免遭環(huán)境破壞,并作為將遺傳物質從一個宿主細胞傳遞給另一宿主細胞的載體。12．殼體（capｓｉd)又稱衣殼，包圍著病毒核酸的蛋白質外殼。13．蛋白質亞基(proteｉnsuｂuｎｉt)以次級鍵結合，構成病毒殼體的蛋白質單體，其同義語為原體（ｐrotomeｒ）．14．殼粒（cａpsoｍer）在病毒的二十面體殼體構成中，一定數目的蛋白質亞基，以特殊方式聚集所形成的在電鏡下可見的結構，其同義語為形態(tài)學單位(moｒｐholｏgicalunit)1５．五聚體（ｐｅntamers)由5個蛋白質亞基聚集形成的殼粒，因其在殼體結構中與5個其他的殼粒相鄰,所以又稱五鄰體(ｐenton）。１6.六聚體(ｈeｘmers）由6個蛋白質亞基聚集形成的殼粒，因其在殼體結構中與6個其他的殼粒相鄰，所以又稱六鄰體(heｘon)。17．核殼(nｕclｅoｃapsid)又稱核衣殼,病毒的殼體與其包閉著的核酸和內部蛋白一起所構成的復合結構,一些簡樸的病毒的毒粒就是一個核殼結構。18．包膜(envｅlｏpe)又稱囊膜,一些病毒核殼外所覆蓋著的脂蛋白膜，系病毒成熟時,自細胞質膜、核膜或高爾基體膜等以芽出的方式成熟時,由細胞膜衍生而來。病毒包膜的結構與生物膜相似,是脂雙層膜，在包膜形成時,細胞膜蛋白被病毒編碼的包膜糖蛋白取代。19．刺突(ｓpikｅ)又稱釘狀物,病毒表面的向外凸出的突起，包膜表面的糖蛋白突起稱包膜突起(peplｏｍer)，或稱膜粒。２0.正鏈RNＡ(plｕsｓtｒanｄRＮＡ)若病毒的ｓsRNA可以作為tuRＮＡ直接進行翻譯，則規(guī)定它為正極性(＋意義),即為正鏈RNＡ(＋RNＡ)。21.負鏈RNA(minｕsstranｄRNA)若病毒的ｓsＲNA序列與其mRNA互補，則規(guī)定它為負極性（－意義）,即為負鏈（－RNA)。22．雙意RNA（aｍbiｓenseRNＡ)病毒的sｓRＮＡ部分為正極性,部分為負極性。２3.轉染(tｒaｎｓfeｃfｉon）將從病毒毒粒或病毒感染的細胞中分離純化的病毒核酸實驗性地導入細胞，現在已用來泛指將外源核酸導入細胞。２4.感染性核酸(iｎfｅctiｏusnuclｅiｃacid）以轉染方式導入細胞后可以完畢復制循環(huán)，產生病毒子代的病毒核酸，否則為非感染性核酸。2５．分段基因組（segmentedｇenome）由數個不同的核酸分子構成的病毒基因組。2６.結構蛋白(structurepｒotein)構成一個形態(tài)成熟的感染性病毒顆粒所必需的蛋白質，涉及殼體蛋白，包膜蛋白和毒粒酶。2７.非結構蛋白(noｎ－strucｔｕｒepｒotｅｉn)由病毒基因組編碼、在病毒復制時產生并在其中具有一定功能，但不結合于毒粒之中的蛋白質。28.吸附(attａcｈmenｔ）病毒通過其表面蛋白與敏感宿主細胞的受體特異性結合,導致病毒顆粒固著于細胞表面的過程,吸附是病毒復制的第一階段。２9．一步生長實驗(ｏnｅ-stｅpgrowｔhexperimｅnt)以適量的病毒同步感染處在標準培養(yǎng)的高濃度敏感細胞,以致可由細胞群體發(fā)生的病毒復制事件推知單個細胞發(fā)生的病毒復制的實驗。３0.潛伏期(latentpeｒioｄ)從病毒吸附于細胞到受染細胞釋放出子代病毒所需的最短時間。31．裂解量（ｂuｒsｔsize）每個受染細胞所產生的子代病毒顆粒的平均數目，其值等于穩(wěn)定期病毒效價與潛伏期病毒效價之比。32．隱蔽期(ｅｃlipsepｅrｉod)自病毒顆粒形式在受染細胞內消失到新的感染性病毒子代顆粒出現的時間。3３．病毒入胞（viｒｏｐeｘis)病毒運用細胞的內吞功能進入細胞。34.前基因組(prｏgeｎome)乙型肝炎病毒在受染細胞核內運用宿主ＲNA聚合酶轉錄產生的3．４kｂmRNＡ，為病毒運用逆轉錄酶進行ＤNＡ合成的模板。35．裝配（assembly)在病毒感染的細胞內，新合成的病毒結構組分以一定方式結合,裝配成完整的病毒顆粒的過程,亦稱成熟(ｍaｔuratｉon)或形態(tài)發(fā)生（morphogeneｓiｓ)36.允許細胞（permissiveceｌｌ)病毒能在其內完畢復制循環(huán)，產生子代病毒的細胞，反之病毒不能在其內復制的細胞為非允許細胞。37．非增殖性感染(nｏn-productiｖeｉnfｅctｉon)由于病毒或是細胞的因素,致使病毒的復制在病毒進入細胞后的某一階段受阻，結果沒有子代病毒產生的感染。3８.限制性感染(restｒivtｉveinｆeｃtion)因細胞的瞬時允許性產生,其結果或是病毒連續(xù)存在于受染細胞內不能復制,直到細胞成為允許細胞,病毒能繁殖,或是一個細胞群體僅有少數細胞產生病毒子代。３9.缺損病毒（defectivevｉrｕses)基因組有缺損，必須依賴于其他病毒基因或病毒基因組才干復制的病毒。有生物活性的缺損病毒涉及干擾缺損病毒、衛(wèi)星病毒、條件缺損病毒和整合的病毒基因組。４0.干擾缺損病毒(defectiveinteｒfｅriｎgviruses)完全病毒復制時產生的一類亞基因組的缺失突變體。在病毒以高感染復數感染時能以較高頻率產生。由于其基因組有缺損,所以必須依賴于同源的完全病毒才干復制，同時亦能干擾其完全病毒的復制。41．衛(wèi)星病毒(Saｔiｌlitevirusｅs)存在于自然界中的一種絕對缺損病毒,其必須依賴于與之無關的輔助病毒的基因產物才干復制，同時亦可干擾其輔助病毒的復制。４2．條件缺損病毒(ｃoｄitionallydｅfectiveｖｉｒｕsｅs)即基因組發(fā)生了突變的病毒條件致死突變體。它們在允許條件下可以正常繁殖,在非允許條件或稱限制條件下導致流產感染發(fā)生。４３.整合感染(inｔｅgratediｎfectｉｏn）病毒感染細胞后，因病毒與細胞的性質,病毒基因組整合于宿主染色體,并隨細胞分裂傳遞給子代細胞。４4．烈性噬菌體（virｕｌｅntpｈａge)感染細菌后.,能在細胞內正常復制,并最終殺死細胞的噬菌體。45.溶源性(lysogｅny）感染細胞后噬菌體不能完畢復制循環(huán)，噬菌體基因組長期存在于宿主細胞內,沒有子代噬菌體產生的現象。46．溫和噬菌體(temperａt(yī)ｅｐｈage)可以導致溶源性發(fā)生的噬菌體，又稱溶源性噬菌體(ｌyｓogeniｃphage）。4７.原噬菌體（ｐｒophage）整合于細菌染色體或以質粒形式存在的溫和噬菌體基因組。48.溶源性細菌(ｌysogｅｎieｃbaｃteria）細胞中具有以原噬菌體狀態(tài)存在的溫和噬菌體基因組的細菌。49．自發(fā)裂解(sｐonｔaneonslｙsiｓ)自然情況下的溶源性細菌的裂解，但裂解量較少。5０．誘發(fā)裂解(inductivelｙsis)經紫外線、環(huán)氧化合物等理化因子解決，溶源性細菌發(fā)生的大量裂解。５1.殺細胞感染(cytoｃidalｉnfection)病毒的感染給細胞導致巨大的影響,最終導致細胞死亡和裂解。與之相反的則為非殺細胞感染。５2．溶源轉變(lysoｇeniccoｎversiｏn)由原噬菌體引起的溶源性細胞除免疫性外的其他表型改變,涉及溶源菌細胞表面性質的改變和致病性轉變。５3.從外部融合(ｆusionfｒoｍviｔhout）病毒以高感染復數感染時,由毒粒具細胞融合活性的病毒糖蛋白所引起的細胞間的融合。54.從內部融合(fｕsionｆrｏｍwithiｎ)因受染細胞內表達的具細胞融合活性的病毒糖蛋白結合于細胞表面，從而導致的受染細胞與相鄰細胞的融合。55．半數致死劑量(50%lethaｌdo