醫(yī)學(xué)微生物學(xué)教學(xué)課件：第二十二章 病毒的基本性狀

第二十二章

病毒的基本性狀

GENERALPROPERTIESOFVIRUSES

病毒的概念體積最微小，必須用電子顯微鏡放大幾萬至幾十萬倍后方可觀察；結(jié)構(gòu)最簡單，無完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，由蛋白質(zhì)和一種核酸（RNA或DNA，為遺傳物質(zhì)）組成；必須在活細(xì)胞內(nèi)才能顯示生命活動；被列為一個(gè)獨(dú)立的微生物類型，即非細(xì)胞型的微生物（acellularmicroorganism）。病毒的主要特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單只含有一種類型核酸（DNA或RNA）體積最微小，能通過濾菌器專性細(xì)胞內(nèi)寄生復(fù)制方式增殖對抗生素不敏感，但對干擾素敏感病毒與其他微生物的比較**-----+干擾素敏感性+++++-抗生素敏感性有性或無性二分裂二分裂二分裂二分裂復(fù)制增殖方式+--++-在人工培養(yǎng)基上生長DNA＋RNADNA＋RNADNA＋RNADNA＋RNADNA＋RNADNA或RNA核酸類型+++-+-有無細(xì)胞壁真核細(xì)胞原核細(xì)胞原核細(xì)胞原核細(xì)胞原核細(xì)胞非細(xì)胞結(jié)構(gòu)-+-+-+通過細(xì)菌濾器(0.45μm)真菌衣原體立克次體支原體細(xì)菌病毒特性傳染性強(qiáng)，流行廣泛；病死率高；可引起持續(xù)性感染；目前尚無特效藥；與腫瘤和自身免疫病有關(guān)。病毒性疾病的特點(diǎn)第一節(jié)病毒的大小與形態(tài)病毒體(Virion)：一個(gè)完整成熟的病毒顆粒。是病毒在細(xì)胞外的典型結(jié)構(gòu)形式，具有感染性。大小**：

各種病毒體大小差別懸殊，最大病毒約300nm，如痘病毒；最小的20nm，如腸道病毒。測量單位為納米或毫微米（nanometer,nm，為1/1000

μm），最可靠的測量方法是電子顯微鏡，也可用超速離心沉淀、分級超濾和X線晶體衍射等技術(shù)研究病毒大小、形態(tài)、結(jié)構(gòu)和亞單位等。形態(tài)：

多數(shù)病毒為球形或近似球形，少數(shù)為桿狀、絲狀、彈狀和磚塊狀，噬菌體呈蝌蚪狀。

病毒的大小與形態(tài)比較示意圖葡萄球菌(1000nm)痘病毒300×250nmACDEFB立克次體450nm衣原體390nmA、大腸桿菌噬菌體

(65×95nm)B、流感病毒

(100nm)

C、腺病毒

(70nm)D、乙腦病毒

(40nm)E、脊髓灰質(zhì)炎病毒

(30nm)F、蛋白質(zhì)分子

(10nm)各種形態(tài)病毒的電鏡照片球形桿狀彈狀各種形態(tài)病毒的電鏡照片蝌蚪狀磚塊狀絲狀核衣殼核心衣殼核酸（DNA或者RNA）非結(jié)構(gòu)蛋白殼粒組成螺旋對稱20面體立體對稱復(fù)合對稱包膜蛋白質(zhì)多糖脂類第二節(jié)病毒的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成一、病毒的結(jié)構(gòu)**殼粒衣殼核心（核酸）核衣殼包膜包膜病毒裸露病毒包膜子粒被膜病毒衣殼病毒的衣殼由許多殼粒按一定規(guī)律排列而成二十面體立體對稱型螺旋對稱型復(fù)合對稱型六鄰體五鄰體衣殼結(jié)構(gòu)：20面體對稱型病毒衣殼（電鏡照片）衣殼結(jié)構(gòu)：螺旋對稱型衣殼結(jié)構(gòu)：復(fù)合對稱型病毒包膜（電鏡照片）刺突結(jié)構(gòu)示意圖（流感病毒血凝素糖蛋白三聚體）1.病毒核酸

其化學(xué)成分為DNA或RNA，藉此分成兩大類：DNA病毒RNA病毒核酸可以為線型或環(huán)型，可為單鏈(ss)或雙鏈(ds)DNA病毒大多為雙鏈RNA病毒大多是單鏈單鏈RNA有正鏈與負(fù)鏈之分雙鏈DNA或RNA皆有正鏈與負(fù)鏈有的病毒核酸分節(jié)段病毒核酸大小差異懸殊二、病毒的化學(xué)組成與功能病毒核酸的主要功能:病毒復(fù)制：

病毒增殖是以基因組為模板，經(jīng)過轉(zhuǎn)錄翻譯過程合成子代病毒的前體形式，如子代核酸、結(jié)構(gòu)蛋白，然后再裝配成子代病毒體。決定病毒的特性：病毒核酸鏈上的基因密碼記錄著病毒的全部遺傳信息，由它復(fù)制的子代病毒保留親帶病毒的一切特性，固又稱為病毒的基因組。部分核酸具有感染性，但感染性比完整的病毒體要低。

除去衣殼的病毒核酸進(jìn)入宿主細(xì)胞后能增殖，被稱為感染性核酸，它不受衣殼蛋白和宿主細(xì)胞表面受體的限制，易感細(xì)胞范圍較廣。2.病毒蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)是病毒的主要組成部分,約占病毒體總重量的70%，具有病毒的特異性。病毒蛋白可分為結(jié)構(gòu)蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白。結(jié)構(gòu)蛋白是指組成病毒體的蛋白，主要分布于衣殼、包膜和基質(zhì)中，具有良好的抗原性。病毒吸附蛋白（Viralattachmentproteins，VAP），能與宿主細(xì)胞表面受體結(jié)合的蛋白基質(zhì)蛋白：連接衣殼與包膜，跨膜與錨定功能非結(jié)構(gòu)蛋白是指由病毒基因組編碼，但不參與病毒體構(gòu)成的病毒蛋白多肽，如酶類和特殊功能的蛋白，有蛋白水解酶、DNA聚合酶、逆轉(zhuǎn)錄酶、胸腺嘧啶核苷激酶等。病毒結(jié)構(gòu)蛋白的主要功能保護(hù)病毒核酸參與感染過程具有抗原性

衣殼包繞著核酸，避免了環(huán)境中的核酸酶和其它理化因素對核酸的破壞VAP能特異地吸附在易感細(xì)胞表面受體上，介導(dǎo)病毒核酸進(jìn)入宿主細(xì)胞，引起感染。

衣殼蛋白是一種良好抗原，病毒進(jìn)入機(jī)體后，能引起特異性體液免疫和細(xì)胞免疫。3.脂類和糖

病毒體的脂質(zhì)主要存在于包膜中。有些病毒含少量糖類，以糖蛋白形式存在，也是包膜的表面成分之一。包膜：來自宿主細(xì)胞膜的病毒體包膜的脂類與細(xì)胞脂類成分同源，彼此易于親和及融合，起到輔助病毒感染的作用。包膜具有病毒種、型特異性。包膜構(gòu)成病毒體的表面抗原，與致病性和免疫性有密切關(guān)系。包膜對干、熱、酸和脂溶劑敏感，破壞病毒包膜，可失去感染性。病毒包膜的主要功能

維護(hù)病毒體結(jié)構(gòu)的完整性與病毒入侵有關(guān)具有抗原性必須在活細(xì)胞內(nèi)增殖以自我復(fù)制(selfreplication)方式進(jìn)行增殖第三節(jié)病毒的增殖自我復(fù)制(selfreplication)方式為病毒的增殖方式**

以基因組為模板，在DNA聚合酶或RNA聚合酶以及宿主提供酶系統(tǒng)，細(xì)胞器，能量等因素作用，經(jīng)過復(fù)雜的生化合成過程，復(fù)制出病毒的基因組，病毒基因組則經(jīng)過轉(zhuǎn)錄、翻譯過程，合成大量的病毒結(jié)構(gòu)蛋白，再經(jīng)過裝配，最終釋放出子代病毒。這種以病毒核酸分子為模板進(jìn)行的復(fù)制方式稱自我復(fù)制。復(fù)制周期：從病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞開始，經(jīng)過基因組復(fù)制，到最后釋放出子代病毒，稱為一個(gè)復(fù)制周期。病毒的復(fù)制周期**過程：吸附穿入脫殼生物合成裝配與釋放非特異性結(jié)合隨機(jī)碰撞接觸；靜電作用結(jié)合可逆特異性結(jié)合（病毒表面配體與細(xì)胞表面受體）包膜病毒---糖蛋白刺突；裸露病毒---衣殼蛋白組織親嗜性：VAP與受體不可逆吸附（adsorption）吸附吸附□融合（病毒包膜與細(xì)胞膜）□吞飲（裸病毒）穿入（penetration）吞飲吞飲融合包膜病毒衣殼病毒脫殼（uncoating）□細(xì)胞外（噬菌體）□細(xì)胞內(nèi)（大部分病毒）細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)□隱蔽期□六大類型dsDNAssDNA+ssRNA-ssRNAdsRNA逆轉(zhuǎn)錄病毒生物合成（Biosynthesis）dsDNA病毒親代DNA

早期mRNA

早期蛋白（酶）

（功能蛋白）子代DNA

晚期mRNA

晚期蛋白

（結(jié)構(gòu)蛋白）

子代病毒單正鏈RNA+RNA→晚期蛋白↓↓早期蛋白復(fù)制中間體子代病毒↓↑單負(fù)鏈RNA-RNA→子代RNA單負(fù)鏈RNA病毒晚期蛋白

單負(fù)鏈RNA單正鏈RNA子代病毒復(fù)制中間體子代(-)RNA單正鏈RNA病毒依賴RNA的RNA聚合酶依賴RNA的RNA聚合酶逆轉(zhuǎn)錄病毒病毒RNA

逆轉(zhuǎn)錄酶

RNA:DNA中間體

雙鏈DNA

整合入細(xì)胞染色體（前病毒）

子代mRNA

結(jié)構(gòu)蛋白

子代RNADNA聚合酶子代病毒裝配和釋放裝配（assembly）□

細(xì)胞核（除痘病毒外的DNA病毒）

□

細(xì)胞質(zhì)（除正粘病毒外的RNA病毒）經(jīng)過核酸濃聚、殼粒集聚及裝罐核酸，加包膜等步驟釋放（release）□裂解細(xì)胞（裸露病毒）□出芽（包膜病毒）吸附脫殼穿入生物合成裝配釋放非特異;特異釋放吞飲;膜融合細(xì)胞外;細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制;RNA轉(zhuǎn)錄；蛋白合成細(xì)胞核;細(xì)胞質(zhì)裂解;出芽;細(xì)胞融合（二）病毒的異常增殖

頓挫感染：病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞后，如細(xì)胞不能為病毒增

殖提供所需要的酶、能量及必要的成分，則

病毒就不能合成本身的成分，或者雖合成部

分或合成全部病毒成分，但不能組裝和釋放

出有感染性的病毒顆粒，稱為頓挫感染。

缺陷病毒：指因病毒基因組不完整或者因某一基因位點(diǎn)

改變，不能進(jìn)行正常增殖，復(fù)制不出完整的

有感染性病毒顆粒，此病毒稱為缺陷病毒。

輔助病毒：可以輔助缺陷病毒完成正常增殖的病毒（三）干擾現(xiàn)象兩種病毒感染同一細(xì)胞時(shí)，可發(fā)生一種病毒抑制另一種病毒增殖的現(xiàn)象稱為干擾現(xiàn)象。發(fā)揮干擾作用的缺陷病毒稱為缺陷干擾顆粒（defectiveinterferingparticle,DIP）。發(fā)生在：同種、同型及同株病毒間

異種病毒間

缺陷病毒與完整病毒滅活病毒與或活病毒

第四節(jié)病毒的遺傳與變異

病毒的基因組：重疊基因；內(nèi)含子一、基因突變：堿基的置換、缺失或插入條件致死性突變株

：如溫度敏感性突變株缺陷型干擾突變株：病毒復(fù)制時(shí)自然發(fā)生，可干擾野生株的增殖宿主范圍突變株耐藥突變株

二、基因重組和重配

基因重組：兩種病毒感染同一宿主細(xì)胞發(fā)生基因的交換，產(chǎn)生具有兩個(gè)親代特征的子代病毒，并能繼續(xù)增殖?；蛑嘏洌和ㄟ^交換RNA節(jié)段而進(jìn)行基因重組。分節(jié)段病毒重配幾率高于不分節(jié)段的病毒（流感病毒）三、基因整合

在病毒感染宿主細(xì)胞的過程中，有時(shí)病毒基因組中DNA片段可插入到宿主染色體DNA中，這種病毒基因組與細(xì)胞基因組的重組過程稱為基因整合。四、病毒基因產(chǎn)物的相互作用

兩種病毒感染同一細(xì)胞后發(fā)生互補(bǔ)作用和加強(qiáng)作用（感染性病毒與缺陷病毒或滅活病毒之間）表型混合與核殼轉(zhuǎn)移第五節(jié)理化因素對病毒的影響**物理因素

溫度

（耐冷不耐熱）

pH（5-9）射線和紫外線（斷裂或核酸二聚體）化學(xué)因素

脂溶劑（包膜---乙醚滅活實(shí)驗(yàn)）酚類（蛋白質(zhì)變性劑，病毒消毒劑）氧化劑、鹵素及其化合物抗生素與中草藥

第六節(jié)病毒的分類病毒分類依據(jù)

核酸的類型與結(jié)構(gòu)病毒體的大小和形狀衣殼對稱性和殼粒數(shù)目有無包膜對理化因素的敏感性抗原性生物學(xué)特性

DNA病毒科分類及重要病毒單純皰疹病毒I型和II型，水痘－帶狀皰疹病毒，EB病毒，巨細(xì)胞病毒，人皰疹病毒6、7、8型皰疹病毒科乳頭瘤病毒乳多空病毒科腺病毒腺病毒科天花病