病毒基本形态与结构

病毒学总论，埃及孟非思壁画中长老患小儿麻痹症病毒概述病毒的发现年发现第一个病毒即烟草花叶病毒年发现动物口蹄疫病毒首先被证实对人类有致病性的是——黄热病毒（年发现）体积微小，电子显微镜观察；可通过滤菌器结构简单：非细胞结构基因组：只有一种核酸（或）严格活细胞内寄生以复制方式繁殖对抗生素不敏感，耐冷不耐热病毒的特点体积微小，结构简单，只含有一种类型的核酸，只能在活的、敏感细胞内以复制方式增殖的非细胞型微生物病毒概念病毒引起疾病的特点涉及面广：%由病毒引起传染性强、传播迅速：如流感病毒病死率高：如狂犬病病毒后遗症严重：如脊灰病毒持续感染：如乙肝病毒引起肿瘤：如爱滋病毒致畸性：如风疹病毒特效药少，对抗生素不敏感预防是重点病毒的基本性状一、病毒的大小与形态病毒体（）完整的成熟病毒颗粒，具有典型的形态结构，并有感染性病毒的大小测量单位：纳米（）小型病毒中等大小病毒（大多数）大型病毒（最大）微生物的大小比较葡萄球菌(）牛痘病毒立克次体衣原体、大肠杆菌噬菌体()、腺病毒()、脊髓灰质炎病毒()、乙脑病毒()、蛋白分子()、流感病毒()、烟草花叶病毒球形病毒天花病毒病毒的形态多数病毒呈球形或近似球形，杆状，丝状，少数可为子弹状、砖块状，噬菌体可呈蝌蚪状杆状病毒噬菌体狂犬病毒二、病毒的结构与功能病毒体结构模式包膜子粒包膜核心衣壳壳粒核衣壳病毒的结构核心：核酸、酶类衣壳：由壳粒（多肽）组成包膜：由宿主细胞膜或核膜组成镶嵌有包膜子粒（刺突）螺旋对称型（）二十面体立体对称型（）复合对称型（）衣壳类型螺旋对称型（)面体立体对称型()：大多数球状病毒属之（）复合对称型()病毒的组成成分一、核酸种类：、存在形式：单链与双链；正链与负链，分节作用：可重叠，具有感染性二、蛋白质种类：结构蛋白携带全部遗传信息特点：有内含子、非结构蛋白作用：衣壳、基质、包膜蛋白（结构蛋白）酶、反式作用因子（非结构蛋白）三、病毒的分类（）一、生物学分类二、临床分类生物学分类——病毒类型分类特点病毒科名病毒双链、有包膜痘病毒科疱疹病毒科双链、无包膜腺病毒科乳多空病毒科单链、无包膜细小病毒科类型分类特点病毒科名病毒双链、分节、无包膜呼肠病毒科双病毒科负单链、不分节、有包膜副粘病毒科弹状病毒科负单链、分节、有包膜正粘病毒科布尼亚病毒科沙粒病毒科正单链、不分节、无包膜小病毒科杯状病毒科星状病毒科正单链、不分节、有包膜冠状病毒科黄病毒科披膜病毒科生物学分类——病毒类型分类特点病毒科名逆转录病毒双链、不分节、有包膜嗜肝病毒科单链、不分节、有包膜逆转录病毒科生物学分类——逆转录病毒病毒的增殖（）一、病毒的增殖过程二、病毒的异常增殖形式吸附穿入脱壳生物合成组装与释放病毒的增殖周期吸附病毒的增殖过程穿入脱壳早期蛋白晚期蛋白装配复制核酸游离成熟释放吸附病毒表面蛋白质与细胞接触→结合→特异性吸附（病毒配体位点与细胞膜特异受体结合）——决定病毒的嗜组织性穿入融合有包膜病毒胞饮无包膜病毒（受体）（受体）（麻疹病毒受体）（鼻病毒受体）病毒受体胞饮方式穿入脱壳穿入胞质中的核衣壳脱去蛋白质，使基因组核酸裸露的过程依赖于脱壳酶病毒核酸病毒核酸生物合成利用宿主细胞提供的小分子物质合成病毒核酸和蛋白质——病毒的转录——复制子代病毒核酸——特异性转录、翻译子代病毒结构蛋白和功能蛋白隐蔽期早期：基因组在细胞内合成非结构蛋白（病毒复制酶及抑制细胞正常生物合成的抑制酶）晚期：根据基因组的指令在细胞内复制病毒核酸，合成结构蛋白和非结构蛋白、病毒（双链）：细胞核内合成，细胞质内合成病毒蛋白依赖的多聚酶早期转译早期蛋白药物作用的靶晚期：解链正链负链多聚酶子代转录晚期晚期蛋白病毒衣壳蛋白及其他结构蛋白、病毒（单链）：多数在细胞质内合成子代及病毒蛋白（）正单链病毒（有功能）：正单链复制子代结构蛋白（衣壳蛋白等）非结构蛋白（依赖的多聚酶）双链（复制中间型）药物作用的靶（）负单链病毒（有依赖的多聚酶）：负单链依赖的多聚酶正单链（有功能）子代结构蛋白（衣壳蛋白等）双链（复制中间型）药物作用的靶解链（）逆转录病毒（有逆转录酶，即依赖的多聚酶）单链逆转录酶进入细胞核整合（前病毒）子代病毒病毒病毒蛋白质肿瘤发生药物作用的靶组装与释放装配（）释放（）破胞释放：无包膜病毒——致细胞破裂死亡——一次大量释放芽生释放：有包膜病毒——病毒核衣壳出芽时套上宿主细胞的核膜或细胞膜——细胞不死——逐个释放病毒的异常增殖缺损病毒（）基因组不完整的病毒体，无感染性缺损干扰颗粒缺损病毒不能复制，但却能干扰同种成熟病毒体进入细胞辅助病毒：辅助缺损病毒复制具有感染力的完整病毒天然缺损病毒——腺病毒伴随病毒顿挫感染（流产感染）：细胞条件不合适，病毒进入细胞但不能复制非容纳细胞——顿挫感染容纳细胞四、病毒的干扰现象干扰现象当两种病毒同时或先后感染同一细胞时，可发生一种病毒的增殖抑制另一种病毒增殖的现象产生原因——干扰素，——竞争干扰（细胞表面受体、底物、酶）——改变细胞代谢途径（抑制第二种病毒的转译）干扰现象的意义、非特异性免疫的构成部分——抗病毒作用、指导正确使用疫苗病毒的遗传与变异一、病毒的遗传特点二、病毒变异的类型三、病毒基因组研究的意义病毒遗传的特点、遗传方式简单、受宿主细胞影响、易产生突变病毒变异的类型、突变、重组（）、重配（）、表型混合突变株温度敏感突变株（，）～℃可以复制，～℃不能复制脊髓灰质炎减毒活疫苗突变株能稳定地存在，可在相应的宿主或细胞中传代与存活病毒的抵抗力一、耐冷怕热二、紫外线敏感三、氧化剂敏感四、包膜病毒对脂溶剂敏感五、耐甘油病毒感染抗病毒免疫病毒感染与免疫病毒的感染：病毒侵入机体并在易感细胞内复制增殖，与机体发生相互作用的过程病毒的感染方式一、水平传播病毒在人群不同个体间的传播一、水平传播、通过黏膜表面传播、通过皮肤传播昆虫叮咬——乙脑病毒动物咬伤——狂犬病毒、医源性传播注射、输血、拔牙——乙肝、丙肝呼吸道——流感病毒消化道——甲肝病毒泌尿生殖道——爱滋病毒二、垂直传播通过胎盘或产道，病毒由母亲传给胎儿的方式胎盘：风疹病毒、、、产道:、病毒母体新生儿胎盘显隐胎受先流性性儿染天产感感正胎畸死染染常儿形胎病毒的致病机理一、病毒对宿主细胞的直接作用——细胞水平上致病机理二、病毒感染的免疫病理损害——机体水平上致病机理、溶细胞效应、改变细胞膜结构、包涵体形成、细胞增生与转化、细胞凋亡一、病毒对宿主细胞的直接作用病毒在细胞内增殖引起细胞裂解死亡多见于无包膜病毒：脊灰病毒、鼻病毒、腺病毒、影响细胞的生命活力（）溶细胞效应（杀细胞性感染）：溶细胞感染（）改变细胞膜结构：（稳定状态感染）多见于有包膜病毒：正粘病毒、副粘病毒稳定状态感染为特异性抗体或细胞识别新抗原、包涵体形成概念——有些病毒感染细胞，在普通显微镜下可见胞浆或胞核内出现嗜酸性或嗜碱性、圆形或不规则的斑快结构意义——病毒感染的鉴别狂犬病毒包涵体（）细胞核原因：病毒基因的整合细胞核、逆转录病毒复制时以整合入细胞染色体中；、失常式整合，病毒多见，病毒的偶而以片段整合入细胞的染色体中。、细胞增生与转化结果：细胞增生或恶性转化（）细胞增生：病毒细胞细胞内合成加快细胞增生可能与肿瘤的发生有关（）细胞转化病毒培养细胞细胞转化细胞形态变化繁殖加快成堆生长细胞癌基因：调节细胞生长、分化病毒癌基因：以前病毒的方式从细胞中获取细胞癌基因——致癌因素——活化癌基因——细胞转化（转化细胞不一定发生癌变）与人类肿瘤相关的病毒、细胞凋亡：诱导因子（如病毒等）细胞凋亡基因激活细胞膜鼓泡细胞核浓缩染色体降解电泳时有阶梯式条带形成凋亡小体——增加基因突变的机会二、病毒感染的免疫病理损害——机体水平上致病机理、体液免疫的病理作用、细胞免疫的病理作用、免疫系统的功能被抑制、自身免疫损伤病毒感染的类型病毒感染隐性感染显性感染持续性感染慢性感染潜伏感染慢发病毒感染（迟发感染）急性感染持续性感染病毒感染的类型病毒数量少，毒力弱，机体免疫力强——隐性感染病毒数量多，毒力强，机体免疫力弱——显性感染病毒感染的类型不发病，但机体可获得特异性免疫向外播散病毒，成为重要传染源急性感染持续性感染隐性感染显性感染慢性感染：病程长，病毒可检出如潜伏感染：可反复激活，急性发作病毒只有在急性发作时才被检出如、慢发病毒感染：潜伏期长，发病后为亚急性进行性直至死亡寻常病毒非寻常病毒麻疹病毒持续性感染急性和持续性病毒感染类型比较抗病毒免疫一、非特异性免疫二、特异性免疫非特异性抗病毒免疫、干扰素、细胞、补体干扰素定义：由病毒或其他干扰素诱生剂刺激机体细胞所产生的一种具有抗病毒等作用的糖蛋白种类：种类产生细胞抗病毒抗肿瘤免疫调节人白细胞强弱弱人成纤维细胞强弱弱细胞弱弱强型型干扰素性质糖蛋白、抗原性弱、对蛋白酶、胰酶敏感具有相对稳定性，分钟不被灭活抗病毒谱广、无特异性、无毒性干扰素的产生早于特异性抗体在体内作用时间短抗病毒意义：抗病毒特点种的特异性、间接性、广谱性抗病毒机理：细胞受干扰素作用后，合成抗病毒蛋白（蛋白激酶、，，合成酶、磷酸二酯酶）早期中断病毒复制，阻止病毒扩散干扰素产生机理操纵基因结构基因:转录转录翻译翻译阻遏物干扰素病毒阻遏物与病毒结合失去活性干扰素作用机理:操纵基因结构基因转录转录翻译翻译阻遏物翻译抑制蛋白抑制病毒蛋白质合成阻遏物与干扰素结合失去活性干扰素特异性抗病毒免疫、体液免疫：中和作用细胞毒作用促进作用、细胞免疫：细胞毒作用炎症反应体液免疫的保护作用中和抗体——可中和病毒的感染具有保护作用的抗体，主要是、、（）改变病毒表面结构或与病毒表位结合以阻止病毒的吸附；（）与病毒形成免疫复合物有利于巨噬细胞的吞噬和清除；（）有包膜病毒与抗体结合后，激活补体而使病毒裂解。抗体的中和作用激活补体病毒裂解有包膜病毒细胞免疫的保护作用病毒性感染主要靠细胞免疫致敏细胞——、：直接杀伤或破坏表面带有特异性抗原的靶细胞：再次接触病毒感染的细胞时，释放多种细胞因子病毒抗原肽靶组织细胞因子（、、）细胞的效应作用机制活化巨噬细胞未活化活化底物（凋亡）基因细胞的细胞毒作用机制穿孔素粒酶靶细胞病毒感染的检查方法和防治原则一、病毒感染的检查方法、标本采集与送检、病毒的分离培养与鉴定、病毒感染的快速诊断、标本采集与送检标本采集：早期；不同病变取不同标本标本处理：无菌操作；杂菌标本抗生素冷藏速送：快速送检；冷藏（）血清学标本：取双份血清，效价升高倍有诊断价值、病毒的分离培养与鉴定病毒的分离培养动物接种（）鸡胚培养（）组织细胞培养（）病毒的鸡胚接种示意图尿囊腔接种羊膜腔接种流感病毒流感病毒尿液羊水血凝及血凝抑制试验鉴定病毒流感病毒红细胞血凝流感病毒特异抗体血凝被抑制初次再次鸡胚接种常用的细胞培养病毒增殖指标细胞病变效应()包涵体（）多核巨细胞病毒的鉴定正常细胞狂犬病毒包涵体（）巨细胞病毒包涵体三、病毒感染的快速诊断、形态学检查、检查病毒性抗原、检查病毒抗体、病毒核酸的检测光镜—大病毒、包涵体电镜—直接电镜、免疫电镜免疫标记技术—荧光素、放射性核素、酶——核酸杂交技术、光镜检查法用光学显微镜直接检查某些细胞包涵体巨细胞病毒包涵体麻疹病毒感染形成多核巨细胞狂犬病脑组织神经细胞胞质中包涵体（Ｎ氏小体）等形态学检查电镜检查法用电子显微镜观察病毒颗粒的形态，适于检查含高浓度病毒的标本用于甲型肝炎病毒、轮状病毒等的检测近年来利用特异性免疫血清与标本混合孵育后，用免疫电镜法检测，提高阳性率用于轮状病毒、鼻病毒、甲型和戊型肝炎病毒、疱疹病毒等的检测形态学检查免疫荧光法（）可快速、早期检测难以培养的病毒，如流行性出血热的汉坦病毒上呼吸道上皮细胞内的流感病毒、腺病毒和呼吸道融合病毒（ＲＳＶ），疱疹水疱液中单纯疱疹病毒抗原婴幼儿腹泻中的轮状病毒抗原等检查病毒性抗原免疫荧光法示意图酶联免疫吸附检测法（）可用分光光度比色计或肉眼观察结果，无需特殊设备用于、流行性出血热、单纯疱疹、轮状病毒和病毒等抗原检测检查病毒性抗原示意图示意图血凝抑制试验用于流感、副流感和流行性乙型脑炎因这些病毒可凝集动物红细胞，加入相应抗体后可抑制血细胞凝集现象补体结合试验用于流感、流行性乙型脑炎用含已知病毒抗原，检查病人血清中未知抗体中和试验用于人群免疫水平的调查酶联免疫吸附试验已知抗原来测定抗体检查病毒抗体原位杂交检测病毒感染细胞病毒核酸的检测聚合酶链反应（ＰＣＲ）年美国等首先提出是试管内特异性片段扩增法，将片段扩增万倍，提高了试验的特异性和敏感性逆转录聚合酶链反应（）也可特异性的扩增片段近年来成为临床病原诊断的重要工具蛋白质转染技术用于酶解后片段的分子杂交检测用于酶解后片段的分子杂交检测蛋白免疫印迹试验，用于蛋白质转染技术常用的血清学试验二、病毒感染的防治原则免疫预防病毒感染的治疗人工自动免疫减毒活疫苗灭活疫苗新型活疫苗亚单位疫苗人工被动免疫丙种球蛋白动物免疫血清高效价转移因子未接种疫苗与病人密切接触的易感儿童，可防止发病或减少症状免疫预防基因工程疫苗：合成编码保护性抗原的基因片段克隆表达于载体细胞、真菌细菌等大量增殖基因重组疫苗纯化核酸疫苗（和疫苗）：由载体（质粒）和编码病原体某种抗原的或组成细胞免疫体液免疫机体细胞细胞表达病毒抗原核酸疫苗优点：便于制备、储存与运输，可诱生细胞免疫和体液免疫且维持时间长不足：效果不很稳定，用于人体，需较极大剂量，且需考虑安全性脊髓灰质炎疫苗减毒活疫苗（人二倍体细胞、细胞）麻疹疫苗减毒活疫苗（鸡胚细胞）流行性腮腺炎疫苗减毒活疫苗（鸡胚细胞）风疹疫苗减毒活疫苗（人二倍体细胞）甲型肝炎疫苗减毒活疫苗（人二倍体细胞）人用狂犬病疫苗灭活疫苗（地鼠肾细胞）乙型脑炎疫苗灭活疫苗（地鼠肾细胞）森林脑炎疫苗灭活疫苗（地鼠肾细胞）乙型肝炎疫苗基因工程疫苗（酵母菌表达）疫苗名称疫苗种类（培养细胞种类）我国常见的病毒疫苗抗病毒治疗病毒穿入脱壳核酸复制、转录及蛋白质合成装配吸附释放核苷类药物：疱疹净无环鸟苷、丙氧鸟苷毒副作用大病毒特异性胸苷激酶磷酸化后才起作用作为类似病毒核苷酸的底物与之竞争并抑制病毒的逆转录酶其他生物制剂：干扰素、干扰素诱生剂、、等中草药：黄芪、板兰根、大青叶等抗病毒感染免疫作用维持时间终身免疫有明显病毒血症全身感染抗原性单一稳定短暂免疫无明显病毒血症局部感染抗原性多变本章小结、病毒的基本特征、病毒的形态、结构、病毒的增殖过程、病毒的感染与免疫、病毒的诊断与防治预习提纲、引起呼吸道感染的病毒主要有哪些？、流感病毒的抗原结构是怎样的？、引起流感大流行的原因是什么？、麻疹病毒与流感病毒有何不同？