病毒和亚病毒

1、1,第四章 病毒和亚病毒病毒(Virus):19世纪末才发现。 是一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的超显微“非细胞生物”。,2,非细胞生物,,（真）病毒：至少含核酸和蛋白质二种组分,亚病毒因子,,类病毒：只含具侵染性的RNA组分拟病毒：只含有不具独立侵染性的RNA组分朊病毒：只含蛋白质卫星病毒：与真病毒伴生的缺陷病毒 卫星RNA:只含与侵染无关的RNA组分病毒与细胞的关系.flv,3,定义：迄今仍无一个科学而严

2、谨的定义，病毒是一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的超显微“非细胞生物，其本质是一种只含DNA或者RNA的遗传因子，它们能以感染态和非感染态两种状态存在。在宿主体内时呈感染态（活细胞内专性寄生），依赖宿主的代谢系统获取能量、合成蛋白质和复制核酸，然后通过核酸与蛋白质的装配而实现其大量增殖；在离体条件下，它们以无生命的生物大分子状态长期存在，并可保持其侵染性。,第一节 病 毒,4,特点：非细胞型生物，有区别于细胞型特征：

3、1、形体十分微小，滤过，电镜可见；2、无细胞结构，分子生物，由核酸和蛋白组成，且一种病毒仅含一种类型核酸；3、专性活细胞内寄生，有宿主专一性，无独立代谢酶系，依赖宿主自身复制；4、对抗生素不敏感，对干扰素敏感。5、离体条件下，以无生命的生物大分子状态存在，可长期保持其侵染活力。6、以核酸和蛋白质等“元件”的装配实现其大量繁殖。7、某些病毒的核酸还能整合到宿主基因组中，诱发流潜伏性感染。,5,一、病毒的形态构造和化学成分,（一

4、）病毒的大小,个体小，必需在电镜下观察；多在100nm左右,不同病毒的毒粒大小差别很大；,毒粒的形状大致可分球形颗粒(或称拟球形颗粒)、杆状颗粒和复杂形状颗粒（如蝌蚪状，卵形）等少数几类。,,,,,6,（二）病毒的形态,1、典型病毒粒的构造,基本成分,核酸——位于中心，称为核心或基因组,蛋白质——包围在核心周围，形成衣壳,,,核心和衣壳合称核衣壳，为病毒的基本结构。有些复杂的病毒在衣壳的外面包裹着一层由脂类和多糖组成的包膜。有

5、的包膜上还长有刺突。,7,8,,9,2、病毒粒的对称体制,10,11,,成熟的具有侵染力的病毒颗粒称为病毒粒子（virion）。毒粒的形状大致可分球形颗粒(或称拟球形颗粒)、杆状颗粒和复杂形状颗粒（如蝌蚪状，卵形）等少数几类。,12,,13,3、病毒的群体形态,当病毒大量聚集在细胞内，形成有一定形态的特殊群体，包涵体。噬菌体感染细菌后，使细菌细胞破裂死亡，连续重复感染使大量的细菌死亡，形成一个个透明不长细菌的小圆斑，称为噬菌斑。

6、人工培养的单层动物细胞感染病毒后，也会形成类似噬菌斑的动物病毒群体，称为空斑。单层动物细胞受到肿瘤病毒的感染后，会使动物细胞恶性增生，形成类似细菌菌落的病灶，称为病斑。烟草花叶病毒感染烟草后，在叶片上出现的一个个坏死的病灶，称为枯斑。,14,15,（三）3类典型形态的病毒及其代表,由于衣壳粒在壳体上的不同排列，病毒具有以下3种形态结构： （三类病毒）1、螺旋对称2、二十面体对称3、复合对称,16,1、螺旋状对称型：烟草花

7、叶病毒（TMV）呈直杆状，长300nm，宽15nm，中空内径4nm，由158个氨基酸组成一个皮鞋状的衣壳粒，总共2130个衣壳粒，核酸核心 ssRNA。,,17,二十面体具有12个角、20个面 和30条棱。腺病毒的衣壳是典型的二十面体对称， 由252个衣壳组成，没有包膜。腺病毒的核心是由dsDNA构成的。 其基因组的大小都约为36500个核苷酸对。是急性咽炎、咽结膜炎、流行性角膜结膜炎的病原体。,

8、2、二十面体对称型：,18,T4由头部（核心是双链线状DNA）、颈部和尾部（尾鞘、尾管、基板、刺突和尾丝）三个部分构成。,3、复合对称型：Ｔ偶数噬菌体,19,20,4、 病毒的核酸：基因组,核酸是病毒的遗传物质；控制着病毒的增殖及对 宿主的感染性； 　一种病毒的毒粒只含有一种核酸：DNA或是RNA；,病毒核酸,,单链DNA（ss DNA）双链DNA（ds DNA）单链RNA（ss RNA）双链RNA（ds R

9、NA）,21,病毒核酸的种类有以下指标：①是DNA还是RNA；②是单链（ss，single strand）结构还是双链（ds，doublestrand）结构；③呈线状还是环状；④是闭环还是缺口环；⑤基因组是单组分、双组分、三分子还是多分子。⑥核酸的碱基或碱基对及核苷酸序列等。,22,病毒的核酸：大多数植物病毒：RNA，少数为DNA；噬菌体：大多数为DNA，少数为RNA；动物病毒，包括昆虫病毒：DNA或RNA，真菌病毒

10、都是dsRNA,藻类病毒：dsDNA。 RNA病毒多数是单链，极少数为双链；DNA病毒多数为双链，少数单链。,23,24,二、病毒的分类,国际病毒分类委员会（ICTV):第8次报告（2005年）：把病毒分3个目：单负股病毒目套式病毒目尾病毒目共73科，289属,25,病毒的命名,采用英文或英文化的拉丁词，只用单名，用斜体字母书写，目、科、亚科和属名也用斜体，后缀分别用拉丁词“-virales, -viridae, -v

11、irinae, -virus”,26,二、四类病毒及其繁殖方式,原核生物的病毒——噬菌体植物病毒人类和脊椎动物病毒昆虫病毒,27,（一）原核生物的病毒——噬菌体,侵染细菌、放线菌等细胞型原核微生物的病毒叫噬菌体。,28,,29,6 种主要形态,A型：ds DNA, 蝌蚪状，收缩性尾。B型：ds DNA, 蝌蚪状，非收缩性尾。C型： ds DNA, 非收缩性尾。D型：ss DNA, 球状，无尾，大顶衣壳粒。E型：ss

12、RNA, 球状，无尾，小顶衣壳粒。F型：ss DNA, 丝状，无头尾。,30,1、噬菌体的繁殖,病毒粒子并无个体的生长过程，而只有其两种基本成分的合成和装配，即： 核酸复制+蛋白质合成核蛋白（病毒粒子）,,31,烈性噬菌体：凡在短时间内完成增殖周期，引起寄主细胞裂解的噬菌体，称为烈性噬菌体。温和性噬菌体：侵入细菌后DNA整合到宿主DNA而同步复制，不形成成熟的下一代噬菌体而不使宿主裂解的噬菌体。噬菌体的繁殖

13、（增殖性周期）一般可分五个阶段，即吸附 侵入增殖（复制与生物合成）成熟（装配）裂解（释放）,32,,33,尾丝尖端与宿主细胞表面的特异性受体接触，可触发尾丝散开，附着在受体上，随之把刺突、基板固定于细胞表面。,（1）吸附,34,病毒吸附蛋白与细胞受体间的结合力来源于空间结构的互补性，相互间的电荷、氢键、疏水性相互作用及范得华力。,35,（2）侵入,吸附,尾钉固着,尾鞘收缩,尾管穿入,DNA注入,尾部的酶水解细胞壁的肽聚

14、糖，使细胞壁产生小孔；尾鞘收缩，核酸通过中空的尾管压入胞内，蛋白质外壳留在胞外；,36,侵入(penetration),,,收缩的尾鞘（12环）,37,（3）增殖,病毒利用宿主的生物合成机构和场所，使病毒核酸表达和复制，产生大量的病毒蛋白质和核酸。,38,（4）成熟（装配）,39,（5）裂解（释放）,,40,吸附,侵入,早期：病毒特异性酶的合成,病毒核酸复制,病毒结构蛋白质合成,装配,释放,病毒大分子合成,,41,2、噬菌体效价

15、的测定,效价——表示每毫升试样中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数又称噬菌斑形成单位（pfu）或感染中心数,,测定的方法——双层平板法 用双层平板法测出的效价比用电镜直接记数得到的效价低。 前者是计有感染力的噬菌体粒子，后者是计噬菌体的总数。 为什么？,42,一步生长曲线可分为三个时期： ①潜伏期：指噬菌体的核酸侵入宿主细胞后至第 一个噬菌体粒子装配前的一段时间

16、。 ②裂解期：指溶液中噬菌体粒子急剧增多的一 段时间。 ③平稳期：溶液中噬菌体总数达到最高点后的时期。,3、一步生长曲线,定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线称作一步生长曲线（感染时间为横坐标，病毒的感染效价为纵坐标）,43,44,4、溶 源性,,温和噬菌体或称溶源性噬菌体：,感染宿主细胞后不能完成复制循环，噬菌体基因组长期存在于宿主细胞内，没有成熟噬菌体产生。,这一现象称做溶源性（lysog

17、eny）现象,附着或融合在溶源性细菌染色体上的温和噬菌体的核酸称为原噬菌体或前噬菌体。,前噬菌体,45,温和噬菌体的存在形式,游离态：成熟后被释放并有侵染性的游离噬菌体粒子。整合态：整合到宿主基因组上的前噬菌体状态。营养态：前噬菌体经外界理化因子诱导后，脱离宿主核基因主而处于积极复制、合成和装配的状态。,46,含有温和噬菌体的DNA 而又找不到形态上可见的噬菌体粒子的宿主细菌叫溶源菌。,,47,（二）植物病毒,植物病毒大多是单链 R

18、NA 病毒。杆状、线状或近球形的多面体。一般无囊膜。植物病毒在其核酸复制和衣壳蛋白合成的基础上，即可进行病毒粒的装配；TMV等杆状病毒是先初装成许多双层盘，然后因RNA嵌入和PH降低等因素而变成双圈螺旋，最后再由它聚合成完整的杆状病毒。,48,植物病毒没有专门的吸附结构，通过昆虫口器、摩擦伤口、嫁接和人为伤口进入寄主细胞。植物病毒在入住宿主细胞后脱去蛋白质外壳。,49,,50,脊椎动物病毒：引起许多人类疾病。与人类健康有关的病毒超

19、过300种。常见病毒病：流感、肝炎、疱疹、流行性乙型脑炎、狂犬病、疯牛病、艾滋病。,（三）人类和脊椎动物病毒,51,肝炎病毒：甲型、乙型、丙型、丁型、戊型,乙型肝炎病毒,科学认识肝炎 不歧视，重预防.flv,52,,动物病毒中约有 1/4 的病毒具有致肿瘤作用，至少有 5 五类病毒（乳头瘤病毒、反转录病毒、疱疹病毒、肝 DNA 病毒和黄病毒）与癌症发病有关。动物病毒：畜、禽等动物的病毒病也极其普遍。许多是人兽共患病，且危害严重。,

20、53,动物病毒属于大多呈球状，含有单链或双链的 DNA 或 RNA 。有些是有包膜的，有些无包膜（裸露的），大小差异很大。动物病毒的增殖过程与噬菌体相似，但在某些细节上有所不同。大多数动物病毒无吸附结构，少数病毒如流感病毒在其包膜表面长有刺突，可吸附在宿主细胞表面的粘蛋白受体上。,54,,动物病毒能以下列不同的机制进入细胞：①完整病毒穿过细胞膜的移位方式； ②细胞的内吞功能； ③毒粒包膜与细胞质膜的融合。,55,,,,56,艾

21、滋病AIDS（acquired immune deficiency syndrome) 获得性免疫缺陷综合征。1981年首先在USA发现。 1983年巴斯德研究所宣布分离出一种病毒证实为AIDS的病原，1986年WHO定名为人类免疫缺陷病毒（HIV）。HIV专门侵犯淋巴细胞，造成免疫缺陷。传播途径：血液、母婴、体液,57,05年1至7月份，北京市居民检出65例艾滋感染者和艾滋病病人,艾滋病防护知识.f4v,58,人乳头瘤

22、病毒,人乳头瘤病毒 human papilloma virus;HPV 感染高致癌风险的HPV病毒是宫颈癌发病的核心因素。99.7%的宫颈癌可查出HPV DNA .HPV全称人乳头瘤病毒，是一种微小双链DNA病毒，属于乳头瘤病毒科，对皮肤及粘膜上皮均可造成感染。HPV有超过150种以上的亚型,其中超过40种以上的亚型可对女性生殖道上皮层造成感染。 HPV病毒环球卫视.flv,59,流感,,60,,流行性感冒病毒，简称流感病毒，是

23、一种造成人类及动物患流行性感冒的RNA病毒。流感病毒：正黏液病毒科，造成急性上呼吸道感染，并借由空气迅速的传播。病毒最早是在1933年由英国人威尔逊·史密斯（Wilson Smith）发现的，他称为H1N1。H代表血凝素；N代表神经氨酸酶。数字代表不同类型。,61,H5N1禽流感病毒,H5N1正在攻击健康的细胞,62,甲型H1N1流感病毒,H1N1指代病毒表面的糖蛋白。H代表红细胞凝集素，共有1-15个类型 N代表神经氨酸

24、苷酶，共有1-9种类型，“猪流感”病毒H和N均是1型，因此称为H1N1 遗传物质为RNA。典型病毒颗粒呈球状，直径为80 nm～120 nm，有囊膜,螺旋状对称, 直径为10nm 发烧、咳嗽、疲劳、食欲不振等,63,H1N1 流感病毒,64,治疗：抗病毒药物达菲、瑞乐沙，轻症患者可口服潘生丁（双嘧达莫）并且可能有一定预防作用 预防：尽量少到公共人群密集的场所；保证饮食以及充足睡眠、勤于锻炼、勤洗手、室内保持通风等，养成良好的

25、个人卫生习惯。在烹饪特别是洗涤生猪肉、家禽（特别是水禽时）应特别注意。特别是有皮肤破损的情况。建议尽量减少接触机会,猪肉要用71度高温消毒后再使用；,65,口蹄疫病毒,口蹄疫病毒（FootandMouthDiseaseVirus，FMDV）属于小RNA病毒科，口蹄疫病毒属，该病毒有七个血清型 ：O、A、C、SAT1、SAT2、SAT3（即南非 口蹄疫病毒1、2、3型）和Asia1（亚洲1型）人一旦受到口蹄疫病毒传染，经过2-18天

26、的潜伏期后突然发病，表现为发烧，口腔干热，唇、齿龈、舌边、颊部、咽部潮红，出现水泡（手指尖、手掌、脚趾），同时伴有头痛、恶心、呕吐或腹泻。,66,（四）昆虫病毒,昆虫病毒属于无脊椎动物病毒，主要以鳞翅目的昆虫病毒为主，其次为双翅目、膜翅目和鞘翅目。经济昆虫（蜜蜂和家蚕）病毒病害虫综合防治病毒手段,67,多数昆虫病毒可在宿主细胞内形成光镜下呈多角形的包涵体，称多角体，成分为碱溶性结晶蛋白，其内包裹着数目不等的病毒粒。,,核形多角

27、体病毒（NPV）：在昆虫细胞核内增殖，具有 蛋白质包涵体的杆状病毒,质形多角体病毒（CPV）：在昆虫细胞质内增殖，可形 成蛋白质包涵体的球状病毒,颗粒体病毒（GV）：具有蛋白质包涵体，每个包涵体

28、 内通常仅含一个病毒粒的昆虫杆 状病毒,主要有三种类型：,68,第三节 亚病毒因子,凡在核酸和蛋白质两种成分中，只含其中之一的分子病原体或由缺陷病毒构成的功能不完整的病原体，称为亚病毒因子。,亚病毒类群的主要异同,类病毒：只含具侵染性的RNA组分拟病毒：只含有不具独立侵染性的RNA组分朊病毒：只含蛋白质卫星病毒：与真病毒伴生的缺陷病毒

29、 卫星RNA:只含与侵染无关的RNA组分,69,一、类病毒（Viroid）是一类只含RNA一种成分、专性细胞内寄生的分子病原体。在马钤薯纺锤形块茎病中发现。,裸露的RNA闭合环状分子，RNA相对分子质量虽小，但能独立侵染寄主，侵入寄主后也能自我复制，不需要辅助病毒。,PSTV,70,二、拟病毒（Virusoid）（类类病毒、壳内病毒）,一类被包裹在真病毒粒中的有缺陷的类病毒，被称为拟病毒。 一般仅由RNA（300-40

30、0个核苷酸）或DNA组成。被拟病毒寄生的真病毒称为辅助病毒。 拟病毒的复制必须依赖辅助病毒的帮助。也可干扰辅助病毒的复制和减轻其对宿主的病害。存在：苜蓿暂时性条斑病毒 、地下三叶草驳斑病毒等,71,三、卫星病毒,是一类基因组缺损，必须依赖某形态较大的专一辅助病毒才能复制和表达的伴生病毒。烟草坏死病毒（TNV)和它的卫星病毒（STNV)细小病毒和腺联病毒E.coli和P2噬菌体,72,四、卫星RNA,存在于某专业病毒粒

31、（辅助病毒）的衣壳内，并完全依赖辅助病毒才能复制自己的小分子RNA病原因子。也有DNA. 故改称卫星核酸。特点：多个卫星RNA分子可以与辅助病毒基因组存在于同一衣壳；对宿主无独立侵染性；复制与包装依赖于辅助病毒；不具有mRNA活性；干扰辅助病毒的复制和改病其引起的病害；不是辅助病毒侵染所必须；,73,拟病毒、卫星病毒、卫星RNA比较,核酸种类衣壳存在状态复制对辅助病毒的依赖性对侵染的必要性编码衣壳蛋白对宿主影响辅助病毒

32、种类,74,又称蛋白质侵染因子。朊病毒是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性疏水蛋白质,能引起宿主体内现成的同类蛋白质分子与其相似的感应生构象变化而使宿主致病。　　羊瘙痒病是羊的一种中枢神经系统退化性紊乱疾病。Prion：朊病毒。疾病有：疯牛病、羊瘙痒病、貂脑病、人的库鲁病（震颤病）和克─雅氏病。朊病毒蛋白在寄主蛋白合成中起修饰作用，使正常的寄主基因产生更多的致病蛋白。疯牛病.flv,五、朊病毒(prion) ：,75

33、,第三节 病毒与实践,一、 噬菌体与发酵工业危害很大，发酵工业上应控制。确立防重于治的观念 措施：不用可疑菌种；注意环境卫生；勿乱弃活菌液；灭菌要彻底；通气质量要保证；经常筛选、轮换菌种；严格会客制度等。,76,二、人类和脊椎动物病毒病的防治,传染病总数约80％的病毒病，至今还没有十分理想的防治手段。在人类的恶性肿瘤中，也有约15％是由于病毒感染而诱发的。在脊椎动物的传染病中，病毒病的情况也与人类大体相似。,77,三、昆虫病毒在

34、生物防治上的应用,利用病毒制剂进行生物治虫由于具有资源丰富有致病力强和专一性强，前景诱人。①核型多角体病毒NPV 发病症状：感染后食欲减退，动作迟钝身体变软、皮肤易破裂，体内组织液流出，有虫体倒挂现象。②质型多角体病毒CPV 　 发病症状：感染后食欲不振、上吐下泄、大量失水而死，无虫体倒挂现象。③颗粒体病毒GV 发病症状与NPV一致，有倒挂现象。,78,四、病毒在基因工程中的应用,载体（vector）：在基因工程中，把外