第四章 病毒1.ppt

1、第一章 病毒,由于病毒特殊的結(jié)構(gòu)和形態(tài)及其生活習(xí)性，按照六界學(xué)說，把病毒列為單獨(dú)的一個界，即病毒界。 病毒個體極小（0.2），只有在電子顯微鏡下才能看見病毒的廬山真面目，而且病毒不具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)。,非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的超微生物,本章主要內(nèi)容,第一節(jié) 病毒的特征及分類 病毒的特點(diǎn)；病毒的分類 第二節(jié) 病毒的形態(tài)與結(jié)構(gòu) 病毒的形態(tài)大小；病毒的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu) 第三節(jié) 類病毒、擬病毒和朊病毒 第四節(jié) 病毒的增殖 病毒的增殖過程；病毒的溶原性 第四節(jié) 病毒的培養(yǎng)和計數(shù) 病毒的培養(yǎng)特征；病毒的培養(yǎng)基；病毒的培養(yǎng) 第五節(jié) 病毒的抵抗力和存活,病毒發(fā)現(xiàn)的歷史： 1886年德國人麥爾（Mayer） 煙草花葉病 1892年

2、俄國人伊萬諾夫斯基（Ivanovski） 能通過細(xì)菌過濾器（非細(xì)菌） 1898年荷蘭人貝杰林克（Beijerinck） 命名為病毒（virus） 1935年美國人斯坦利（Stanley） 提純病毒結(jié)晶（證實病毒是顆粒狀的）,第一節(jié) 病毒的特征和分類 病毒是一類由核酸和蛋白質(zhì)組成的分子型生物。 一、 病毒的特點(diǎn) 1.體積極小，形態(tài)多樣 用納米（nm）來衡量,一般能通過細(xì)菌濾器,電鏡下可見。 2. 沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，大多數(shù)由蛋白質(zhì)和核酸組成，有的含有類脂質(zhì)、多糖等。,3.專性寄生 病毒沒有合成蛋白質(zhì)的機(jī)構(gòu)核糖體，也沒有合成細(xì)胞物質(zhì)和繁殖所必備的酶系統(tǒng)，不具獨(dú)立的代謝能力，必須專性寄生在活的敏感宿主細(xì)胞

3、內(nèi)，依靠宿主細(xì)胞的酶系進(jìn)行復(fù)制。 4.每一種病毒只含有一種核酸（DNA或RNA）。,二、病毒的分類和命名 病毒有自己單獨(dú)的分類系統(tǒng)，其分類依據(jù)主要有：病毒的宿主、所致疾病、核酸種類、病毒粒子的大小、病毒的結(jié)構(gòu)、有無被膜等。 根據(jù)病毒不同的專性宿主，可把病毒分為： 動物病毒、植物病毒、細(xì)菌病毒（噬菌體）、放線菌病毒（噬放線菌體）、藻類病毒（噬藻類體）、真菌病毒（噬真菌體） 也可以按照所致的疾病進(jìn)行分類 按核酸分類，可把病毒分為：DNA病毒和RNA病毒。,病毒的命名 病毒的命名沒有明確的規(guī)定，甚至可以說是比較混亂的。所依據(jù)的特點(diǎn)也不盡相同。 例如，有的病毒是以它所引起的疾病的名稱來命名的，像痘病毒

4、和皰疹病毒；也有的病毒是以其形態(tài)特點(diǎn)來命名的，如冠狀病毒，其形狀像帽子，彈狀病毒的形狀像子彈；有的病毒是以其發(fā)現(xiàn)地來命名的，如科薩奇病毒，它是在美國一個叫科薩奇的小鎮(zhèn)最早被分離到的；還有的病毒則是以發(fā)現(xiàn)人的名字進(jìn)行命名的，如Epstein-Barr病毒。,第二節(jié) 病毒的形態(tài)和結(jié)構(gòu) 一、病毒的形態(tài)和大小 各種病毒形態(tài)不一，一般呈球狀、桿狀、蝌蚪狀和絲狀等。動物病毒多呈球狀、卵圓狀或磚狀，植物病毒為桿狀、絲狀或球狀，噬菌體多為蝌蚪狀，少數(shù)是絲狀。 病毒的大小以nm計 ，病毒的直徑常在10300 nm之間，有的達(dá)400 nm。如：痘病毒100nm200nm300nm，為磚形；口蹄疫病毒直徑為22nm

5、。,“非典型肺炎”元兇冠狀病毒SARS,“非典型肺炎”元兇冠狀病毒SARS,流感病毒,甲型H1N1流感,二、病毒的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)CAI 1、病毒的化學(xué)組成 病毒的化學(xué)組成是蛋白質(zhì)和核酸，個體大的病毒如痘病毒，除蛋白質(zhì)和核酸外，還含有類脂質(zhì)和多糖。 2、病毒的結(jié)構(gòu) 病毒有自身特有的結(jié)構(gòu)。整個病毒體分兩部分：蛋白質(zhì)衣殼和核酸內(nèi)芯，兩者構(gòu)成核衣殼。 完整的具有感染性的病毒體叫病毒粒子。病毒粒子有兩種：一種是不具有被膜的裸露病毒粒子，另一種是在核衣殼外面有被膜包圍所構(gòu)成的病毒粒子。,（1）蛋白質(zhì)衣殼 蛋白質(zhì)衣殼是由一定數(shù)量的衣殼粒按一定的排列組合構(gòu)成的病毒外殼，稱蛋白質(zhì)衣殼。 衣殼粒是電鏡下可辨別的最

6、小形態(tài)學(xué)亞單位。 由于衣殼粒的排列組合不同，病毒有立方體對稱、螺旋對稱、復(fù)合對稱三種構(gòu)型。,病毒的蛋白質(zhì)和核酸各有不同的功能： 蛋白質(zhì)：主要是保護(hù)作用、決定病毒感染特異性及決定病毒致病性、毒力和抗原性等。 核酸：DNA 或RNA，決定遺傳、變異和對宿主細(xì)胞的感染力。 有些病毒具有被膜（囊膜），其中還含有類脂質(zhì)（磷脂、膽固醇等）,三、病毒的宿主 病毒的宿主各種各樣，包括動物、植物和微生物。因此自然界中就存在著形形色色的各類病毒。 具有專一性： 絕對專一 相對專一,第三節(jié) 類病毒、擬病毒和朊病毒,一些新的病毒類型，一些比病毒更小的不明致病因子。 它們的結(jié)構(gòu)比病毒更簡單，有的只有一段核酸而無蛋白質(zhì)外

7、殼；有的甚至無任何遺傳物質(zhì)存在，這在過去是不可思議的，但是這種具有感染性的致病因子確實是存在的。這些病毒被稱為亞病毒。,一、類病毒 定義：是一類只含RNA一種成分、專性寄生在活細(xì)胞內(nèi)的分子病原體。 目前已發(fā)現(xiàn)多種類病毒以植物為宿主。,蘋果銹果?。惒《靖腥荆?二、擬病毒,定義：一種包裹在真病毒毒粒中的缺陷類病毒。 輔助病毒：被擬病毒寄生的真病毒。 舉例：丁型肝炎病毒即為乙型肝炎病毒的擬病毒。,三、朊病毒 定義：是一類不含核酸的傳染性蛋白質(zhì)因子，因能引起宿主體內(nèi)現(xiàn)成蛋白質(zhì)分子發(fā)生與其相似的構(gòu)象變化，從而可使宿主致病。,朊病毒引起羊搔癢癥,新興病毒,第四節(jié) 病毒的繁殖CAI 一、病毒的繁殖過程 以

8、噬菌體為例介紹，共分為五個階段:,1、吸附 2、侵入 3、增殖（復(fù)制與生物合成） 4、成熟（裝配） 5、裂解（釋放）,大腸桿菌T系列噬菌體的繁殖過程,1、吸附 以尾絲吸附到宿主細(xì)胞表面的特異受體上，并使刺突、基板固著于細(xì)胞表面。,2、侵入 吸附后 尾鞘收縮，尾管插于細(xì)胞壁和膜中。此時尾管中的溶菌酶把局部細(xì)胞壁上的肽聚糖水解，頭部的核酸通過尾管及其末小孔注入宿主細(xì)胞中，蛋白質(zhì)衣殼留在細(xì)胞壁外。,3、增殖 包括核酸的復(fù)制和蛋白質(zhì)的生物合成。 噬菌體核酸侵入宿主細(xì)胞后，宿主細(xì)胞的代謝由噬菌體核酸所攜帶的遺傳信息所控制，借用宿主細(xì)胞的合成機(jī)構(gòu)如核糖體、mRNA 、tRNA、ATP及酶等復(fù)制核酸，進(jìn)而合

9、成噬菌體蛋白質(zhì)。,4、成熟（裝配） 核酸和蛋白質(zhì)組裝成新的噬菌體。 DNA分子縮合衣殼包裹DNA 尾部其他部分獨(dú)立裝配 頭、尾組裝 尾絲裝配，即為成熟的顆粒,5、裂解（釋放） 大量成熟噬菌體造成宿主細(xì)胞的裂解，同時子代噬菌體釋放到細(xì)胞外。 自外裂解：大量噬菌體吸附于細(xì)胞表面，釋放溶菌酶，而導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞裂解。（自外裂解不能產(chǎn)生子代噬菌體）,烈性噬菌體：凡能在短期內(nèi)完成吸附、侵入、增殖、成熟和裂解五個階段實現(xiàn)其繁殖的噬菌體。,二、溫和噬菌體 一些噬菌體侵入宿主細(xì)胞后，其核酸附著并整合在宿主染色體上，與其一起同步復(fù)制，宿主細(xì)胞不裂解而繼續(xù)生長，這種不引起宿主細(xì)胞裂解的噬菌體稱為溫和噬菌體。,整合于細(xì)

10、菌基因組或以質(zhì)粒形式存在的溫和噬菌體的基因組稱做原噬菌體。 細(xì)胞中含有以原噬菌體狀態(tài)存在的溫和噬菌體基因組的細(xì)菌稱做溶源性細(xì)菌。,處于溶源性細(xì)菌細(xì)胞中的噬菌體DNA在一定條件下亦可啟動裂解循環(huán)，產(chǎn)生成熟的病毒顆粒。自然情況下的溶源性細(xì)菌的裂解稱為自發(fā)裂解，裂解量較少。若經(jīng)紫外線、氮芥、環(huán)氧化物等理化因子處理，可產(chǎn)生大量的裂解，此稱為誘發(fā)裂解。 在自然界中，各種細(xì)菌、放線菌等都有溶源菌存在。例如“Ecoli K12()”就是一株帶有前噬菌體的大腸桿菌K12溶源菌株。,溫和噬菌體生活周期,溶源菌的特性: 1、自發(fā)裂解 溶源菌在分裂過程中約10 -2 10 5個細(xì)胞發(fā)生自發(fā)裂解。是由于個別細(xì)胞中的整

11、合態(tài)噬菌體轉(zhuǎn)變?yōu)榱呀庑允删w所致。 2、誘發(fā)裂解 溶源菌在外界理化因素的作用下，可發(fā)生高頻裂解現(xiàn)象。誘導(dǎo)因素如紫外線、氮芥、環(huán)氧化物。,3、免疫性 溶源菌對同源噬菌體的感染具有抵制能力。 4、復(fù)愈性 溶源菌增殖過程中，約10 5個細(xì)胞可喪失其前噬菌體，成為非溶源細(xì)胞。 5、溶源轉(zhuǎn)變 溶源菌由于整合了前噬菌體而使自己產(chǎn)生了除免疫性外的新遺傳性狀。,溶源菌的檢測方法： 取少量可疑溶源菌+敏感指示菌混勻 與瓊脂培養(yǎng)基混勻 倒制平板并培養(yǎng) 觀察特殊溶源菌菌落 有特殊溶源菌菌落生長可判斷為陽性,溶源菌菌落,第五節(jié) 病毒的培養(yǎng)和計數(shù) 一、病毒的培養(yǎng)特征 1、病毒在液體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征 渾濁的細(xì)菌懸液經(jīng)噬

12、菌體感染后，由于菌體發(fā)生裂解而變成透明的裂解溶液。 2、病毒在固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征 噬菌斑：噬菌體接種細(xì)菌平板后，在細(xì)菌菌苔上形成具有一定形狀的透明區(qū)域。,二、病毒的培養(yǎng)基 由于病毒的專性寄生的習(xí)性，所以其培養(yǎng)也較為困難，須提供活的敏感細(xì)胞，而且它能提供病毒附著的受體，不對侵入的病毒核酸進(jìn)行破壞（沒有破壞特異性病毒限制性核酸內(nèi)切酶）。,脊椎動物病毒的培養(yǎng)基：人胚組織細(xì)胞，人組織細(xì)胞，人腫瘤細(xì)胞，動物組織細(xì)胞，雞、鴨胚細(xì)胞，敏感動物 植物病毒的培養(yǎng)基：相應(yīng)的敏感植株，敏感植物組織 噬菌體的培養(yǎng)基：相應(yīng)的敏感細(xì)菌,三、病毒的培養(yǎng) 動物病毒的培養(yǎng) 主要方法有：動物接種 雞胚接種 組織培養(yǎng) 其中組織

13、培養(yǎng)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用 植物病毒的培養(yǎng) 噬菌體的培養(yǎng) 雙層瓊脂法,動物病毒的空斑試驗 首先是動物細(xì)胞的培養(yǎng)，將動物病毒的敏感細(xì)胞按照一定的方法，經(jīng)過培養(yǎng)后制成單層細(xì)胞，然后將采集的病毒樣品進(jìn)行接種感染，經(jīng)過適當(dāng)時間的孵育培養(yǎng)，會在單層細(xì)胞的表面出現(xiàn)空斑。,空斑：動物病毒在宿主單層細(xì)胞培養(yǎng)物上形成的肉眼可見的局部病損區(qū)域。 通過病毒空斑單位的計數(shù)可求出環(huán)境樣品中病毒的數(shù)量。 病毒的滴度：指能產(chǎn)生培養(yǎng)管的50%CPE（細(xì)胞病理效應(yīng)）的最高病毒稀釋度，稱為TCID50（半數(shù)組織培養(yǎng)感染劑量）。若是敏感動物則用ID50或LD50表示病毒的滴度。,噬菌體的培養(yǎng)和測定 噬菌體效價: 每毫升樣品中所含有的具感

14、染性的噬菌體數(shù)。 雙層平板法： 配制7-8mL 2%瓊脂的底層培養(yǎng)基 鋪于培養(yǎng)皿底層 配制1%瓊脂培養(yǎng)基3mL,加入宿主細(xì)胞懸液0.2mL,加入待檢噬菌體樣品0.1mL混勻 鋪于底層培養(yǎng)基上,37、10h 計數(shù)噬菌斑,第六節(jié) 環(huán)境因子對病毒的影響和病毒的存活 一、物理因素的影響 1、溫度的影響 體外病毒大多數(shù)在5565不到1h被滅活。 高溫使核酸和蛋白質(zhì)衣殼受損傷，高溫對蛋白質(zhì)的滅活較對核酸的滅活快。蛋白質(zhì)的變性作用阻礙了病毒吸附到宿主細(xì)胞上，削弱了病毒的感染力。 環(huán)境中的蛋白質(zhì)、金屬陽離子及黏土礦物和土壤可保護(hù)病毒免受熱的破環(huán)。 低溫不會滅活病毒，通常在-75保存病毒。,2、光及其他輻射的影

15、響 紫外線、-射線、-射線等有滅活病毒的作用。 紫外線會使核酸中的相鄰嘧啶形成二聚體（主要是胸腺嘧啶二聚體），造成局部DNA分子無法配對，從而引起病毒的死亡和突變。 在天然水體和氧化塘中，日光對腸道病毒有滅活作用。在氧氣和染料存在的條件下，大多數(shù)腸道病毒對可見光很敏感而被殺死，這叫“光滅活作用”；染料附著在核酸上，催化光氧化過程，引起病毒的滅活。,3、濕度的影響 不同病毒在不同濕度環(huán)境中生存時間不同。無被摸的病毒，如細(xì)小核糖核酸病毒和腺病毒在相對濕度較高時存活最好；而有被摸的病毒，如粘病毒、森林病毒則在相對濕度較低時存活最好。,二、化學(xué)因素的影響 體內(nèi)滅活的化學(xué)物質(zhì)是抗體和干擾素。 抗體：病毒

16、侵入機(jī)體后，由機(jī)體產(chǎn)生一種特異的蛋白質(zhì)，用以抵抗外來的病毒。 干擾素：是宿主抵抗入侵的病毒而產(chǎn)生的一種糖蛋白，它進(jìn)而誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生一種抗病毒蛋白，將病毒滅活，干擾素起間接作用。,體外滅活：酚、低滲緩沖溶液、甲醛、亞硝酸、氨、醚、十二烷基硫酸鈉、氯仿、去氧膽酸鈉、氯、臭氧、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和高pH等。 酚、低滲緩沖溶液： 破壞病毒蛋白質(zhì) 甲醛、亞硝酸、氨： 破壞病毒核酸 醚、十二烷基硫酸鈉、氯仿、去氧膽酸鈉：破壞病毒脂類被膜，可用于判斷病毒是否有被膜。,三、 病毒的存活 1、水體中病毒的存活 在海水和淡水中溫度是影響病毒存活的主要因素，與病毒的類型也有關(guān)。在水體淤泥中，病毒吸附在固體顆粒上或被有機(jī)物包裹在顆粒中間，受到保護(hù)其存活時間會較長一些。,2、