病毒

1、病毒的介紹,,逆向理論（Regressive theory）:病毒可能曾經是一些寄生在較大細胞內的小細胞。隨著時間的推移，那些在寄生生活中非必需的基因逐漸丟失。細胞起源理論 (漂蕩理論) : 一些病毒可能是從較大生物體的基因中「逃離」出來的DNA或RNA進化而來的。共進化理論：病毒可能進化自蛋白質和核酸複合物，與細胞同時出現在遠古地球，並且一直依賴細胞生命生存至今。,病毒的起源,病毒的結構形狀,螺旋對稱

2、殼體,二十面對稱殼體,蛋白質亞基沿中心軸呈螺旋狀排列，形成高度有序、對稱的穩定結構。,蛋白質亞基圍繞具立方對稱的正多面體的角或邊排列，進而形成一個封閉的蛋白質的鞘。因二十面體容積為最大，能包裝更多的病毒核酸，所以病毒殼體多取二十面體對稱結構。,病毒的結構形狀,包膜型,複合對稱殼體,無包膜的病毒在宿主細胞內完成複製後，需要宿主細胞死亡並裂解後，才能逸出並進一步感染其他細胞。而有了包膜之後，病毒可以通過包膜與宿主的細胞膜融合來出入細胞，而

3、不需要造成細胞死亡。,殼體由頭部和尾部組成，包裝有病毒核酸的頭部通常呈二十面體對稱，尾部呈螺旋對稱。,由於病毒是非細胞的，無法通過細胞分裂的方式來完成數量增長；它們是利用宿主細胞內的代謝工具來合成自身的拷貝，並完成病毒組裝。不同的病毒之間生命周期的差異很大，但大致可以分為六個階段：1.附著 2.入侵 3.脫殼 4.合成 5.組裝 6.釋放,病毒的生命週期,,病毒的生命週期,1. 遺傳受阻病毒對敏感細胞的感染並不一定都能繁

4、殖病毒，產生有感染性的病毒子代。由於病毒或細胞的原因，使病毒的複製在病毒進入敏感細胞後的某一階段受阻，導致病毒感染的不完全迴圈，不產生有感染性的病毒子代。,病毒的遺傳變異,1. 缺損病毒有些病毒由於缺乏某些基因，單獨感染細胞時不能複製出完整的、具有感染性的病毒顆粒，需要其它病毒基因組或病毒基因的輔助活性，否則，即使在活細胞內也不能複製。,遺傳受阻,2. 頓挫病毒有些宿主細胞不能全部提供病毒複製所需的必要因數，致使所複製的病毒為不完整

5、的、無感染性的病毒顆粒或亞顆粒。,遺傳受阻,3. 干擾現象兩種病毒感染同一種細胞或機體時，常常發生一種病毒抑制另一種病毒複製的現象，稱為干擾現象（interference）。干擾現象可在同種以及同株的病毒間發生，後者如流感病毒的自身干擾。異種病毒和無親緣關係的病毒之間也可以干擾，且比較常見。,遺傳受阻,2. 變異遺傳 - 遺傳漂變指當一個族群中的生物個體的數量較少時，下一代的個體容易因為有的個體沒有產生後代，或是有的等位基因沒有傳

6、給後代，而和上一代有不同的等位基因頻率。一個等位基因可能（在經過一個以上的世代後）因此在這個族群中消失，或固定成為唯一的等位基因。,病毒的遺傳變異,,蝴蝶的遺傳漂變,ICTV分類法巴爾的摩分類法,病毒的分類,分類的主要依據是病毒顆粒的特性、抗原特性與生物特性。分類結構如下：目 (-virales)科 (-viridae)亞科 (-virinae)屬 (-virus)種 (-vir

7、us),ICTV分類法,巴爾的摩分類法是基於病毒mRNA的生成機制。第一類是雙鏈DNA病毒（如腺病毒、皰疹病毒、痘病毒）第二類是單鏈DNA病毒(+)DNA（如小DNA病毒）第三類是雙鏈RNA病毒（如呼腸孤病毒）第四類是(+)單鏈RNA病毒（如微小核糖核酸病毒、披蓋病毒）第五類是(−)單鏈RNA病毒（如正黏液病毒、炮彈病毒）第六類是單鏈RNA反轉錄病毒（如反轉錄病毒）第七類是雙鏈DNA反轉錄病毒（如肝病毒）,巴爾的摩分類法

8、,病毒引起的疾病,,一種造成人類及動物患流行性感冒的RNA病毒正黏液病毒科造成急性上呼吸道感染藉由空氣迅速的傳播病毒最早是在1933年由英國人威爾遜·史密斯（Wilson Smith）發現的，他稱為H1N1。(H代表血凝素；N代表神經氨酸酶。數字代表不同類型。),流行性感冒病毒,H3N2香港流感,流感病毒類型根據流感病毒感染的對象，可以將病毒分為人類流感病毒、豬流感病毒、馬流感病毒以及禽流感病毒等類群，其中人類流

9、感病毒根據其核蛋白的抗原性可以分為三類:甲型流感病毒（Influenza A virus），又稱A型流感病毒乙型流感病毒（Influenza B virus），又稱B型流感病毒丙型流感病毒（Influenza C virus），又稱C型流感病毒http://www.youtube.com/watch?v=Rpj0emEGShQ,流行性感冒病毒,抗原轉變(抗原的質變)甲型流感病毒是變異最為頻繁的一個類型，每隔十幾年就會發生一個

10、抗原性大變異，產生一個新的毒株。抗原漂移(抗原的量變)甲型流感亞型內還會發生抗原的小變異，其表現形式主要是抗原胺基酸序列的點突變。亞型變異是血凝素抗原和神經氨酸酶抗原同時轉變，稱作大族變異；也可能僅是血凝素抗原變異，而神經氨酸酶抗原則不發生變化或僅發生小變異。,甲型流感病毒的變異,禽流感病毒或禽流感病毒的一個亞型。H7N9原本屬於低致病性感冒病毒，僅在禽間發現，未發現過人的感染情況。2013年，人類感染甲型流感H7N9病毒

11、病例首次在中國長三角地區被發現，且病毒可能已經出現基因突變而轉變為高致病性。WHO病毒基因專家 : H7N9病毒有可能發生基因變異，變得容易向人傳染，且病毒較難查，因為它會在禽鳥之間不知不覺地傳播。,甲型流感病毒H7N9亞型,病毒的應用,,了解分子遺傳學的基本機制，包括DNA複製、轉錄、 RNA修飾、翻譯、蛋白質轉運以及免疫學等,細胞生物學,病毒治療法（virotherapy） 利用病毒作為載體引入基因治療各種遺傳性疾病

12、， 可定靶於特定的細胞和DNA，可增加病毒轉殖效率　和基因治療專一性,基因治療,桿狀病毒是昆蟲的病原體，但不會在人類細胞中造成病原性，被視為安全性的微生物製劑，利用基因重組技術將專一性的酵素或毒素等基因插入以病毒為主的載體中，可改變殺蟲範圍及促進殺蟲速率。,生物農藥,一般使用加州苜蓿夜蛾核多角體病毒與家蠶核多角體病毒，相較於大腸桿菌及酵母菌：昆蟲的真核細胞對蛋白質有較多的修飾作用細胞可在無動物源物質培養基培養，產生的蛋白質

13、易於純化病毒的基因體可同時插入多個外源DNA，表達數個不同基因產物，可產生組合型蛋白質,蛋白質量產,高致病性病毒和難以細胞培養病毒，很難取得去活性或減毒性的病毒顆粒製作疫苗，利用桿狀病毒可形成類病毒顆粒或亞單位疫苗，含有病毒的衣殼蛋白，卻不含有病毒核酸，可增加疫苗的安全性,疫苗,多數病毒為奈米粒子，比血液中的紅血球還要小，因此能在血管中自由流動，做為檢測與診斷的工具,奈米技術,炭疽桿菌　為人畜共通病，孢子相當堅韌且易於傳播，轉換為

14、　粉末型態後皮膚侵入傳染，症狀產生前不立即處理　死亡率近乎100%，可以高劑量靜脈注射和口服抗　生素治療，目前已發現具抗藥性的菌株,生化武器,天花　最大且複雜的人體致病病毒，其DNA攜帶200個基　因，分為兩個變種Variola Major及Variola Minor，　V. Major致死率為 20%至40%，V. Minor則只有　1%，主要透過飛沫傳染，且只限於人傳人，牛痘　疫苗可以有效且終身性防止傳染，1978年後