非細(xì)胞型微生物ppt課件

病毒：至少含有核酸和蛋白質(zhì)兩種組分 非 細(xì) 胞 型 生 物 亞病毒 類病毒：只含具有獨(dú)立侵染性的RNA組分 擬病毒：只含不具有獨(dú)立侵染性的RNA組分 朊病毒：只含單一蛋白質(zhì)組分 第三章 非細(xì)胞型微生物 1 1 研究歷史 1892年俄國(guó)學(xué)者Ivanovsky首次發(fā)現(xiàn)煙草花葉病毒的感染 因子能通過(guò)細(xì)菌過(guò)濾器。 1898年荷蘭的Beijerinck將病原體命名叫virus； 1935年美國(guó)的Stanley首次提純并結(jié)晶了TMV，隨后英國(guó)的 Bawden and Pirie證實(shí)該結(jié)晶只含核酸和蛋白質(zhì)兩種成分 ； 1952年Hershey and Chase證實(shí)噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA ； 1971年Diener發(fā)現(xiàn)只含RNA一種成分的類病毒； 1981年Randles等又發(fā)現(xiàn)了擬病毒（衛(wèi)星病毒）； 1982年P(guān)rusiner發(fā)現(xiàn)了只含蛋白質(zhì)一種成分的朊病毒。 2 2 一、病毒基本特點(diǎn) 病毒顆粒非常微小，用電子顯微鏡才能觀察 到； 病毒顆粒主要由核酸和蛋白質(zhì)組成，每一種 病毒只含一種核酸，或RNA或DNA； 病毒不是以二分裂方式繁殖，只能在活的宿 主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制新的子代病毒； 除利福平可抑制痘病毒復(fù)制外，其他抗生素 對(duì)病毒的作用都不大； 干擾素可抑制多數(shù)病毒的復(fù)制。 3 3 補(bǔ)充：病毒與其他微生物的區(qū)別要點(diǎn) 微生物種 類 在無(wú)活 細(xì)胞的 培養(yǎng)基 中生長(zhǎng) 二等 分裂 繁殖 核酸類 型* 核糖 體 敏感性 抗生素干擾素 細(xì)菌 支原體 立克次體 衣原體 病毒 + + - - - + + + + -（復(fù) 制） D+R D+R D+R D+R D或R + + + + - + + + + - - - - + + 說(shuō)明：*D=DNA（脫氧核糖核酸）；R=RNA（核糖核酸） *有些細(xì)菌與立克次氏體對(duì)干擾素也敏感。 4 4 二、病毒的分類 5 5 第一節(jié) 病毒的形態(tài)構(gòu)造 電鏡下的病毒 6 6 一、大小及形態(tài) 20300nm 磚形、彈形、球形、蝌蚪形、桿形等多形性 噬菌體形態(tài) SAS Virus 7 7 圖例 病毒的多形性 8 8 幾種病毒的形態(tài)和大小幾種病毒的形態(tài)和大小 9 9 The comparative sizes of several viruses and bacteria 1010 n球形 二十面體對(duì)稱（如腺病毒） n桿狀 螺旋對(duì)稱（如煙草花葉病毒） n蝌蚪狀 復(fù)合對(duì)稱（如大腸桿菌噬菌體） 病毒的形態(tài) 1111 n球形 二十面體對(duì)稱（腺病毒） n桿狀 螺旋對(duì)稱（煙草花葉病毒） n蝌蚪狀 復(fù)合對(duì)稱（大腸桿菌偶數(shù)噬菌體 ） 病毒的對(duì)稱體制 1212 二十面體立體對(duì)稱的代表腺病毒 刺突 頂球 1313 五鄰體 六鄰體 1414 螺旋對(duì)稱的代表煙草花葉病毒（TMV） RNA 衣殼粒 1515 復(fù)合對(duì)稱的代表T偶數(shù)噬菌體 n頭部 n頸部 頸環(huán) 頸須 n尾部 尾鞘 尾管 基板 刺突 尾絲 E.coli 的T4 噬菌體模式圖 1616 二、結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成 1717 核酸 決定病毒遺傳、變異和復(fù)制 蛋白質(zhì)支架結(jié)構(gòu)和抗原成分，保護(hù)核酸 核心 衣殼 包膜 類脂與病毒的宿主專一性和侵入等有關(guān) 1818 1.核酸（Nucleic acid） DNA或RNA，有單股和雙股之分。失去衣殼的 裸露核酸如具有傳染性則稱為感染性核酸。 核酸蘊(yùn)藏著病毒遺傳信息，主導(dǎo)病毒的生命活 動(dòng)，形態(tài)發(fā)生，遺傳變異和感染性。 1919 2.衣殼（Capsid ） 包圍在核酸外的一層蛋白質(zhì)，衣殼是由 許多“殼微粒 ”按一定幾何構(gòu)型集結(jié)而成，殼 微粒在電鏡下可見(jiàn)，是病毒衣殼的形態(tài)學(xué)亞 單位，它由一至數(shù)條結(jié)構(gòu)多肽構(gòu)成。 2020 圖例：病毒核衣殼的構(gòu)造模式圖 2121 病毒的輔助結(jié)構(gòu) 1囊膜（Envelope） 某些病毒，在核衣殼外包繞著一層含脂蛋白的外膜， 稱為“囊膜”。如蟲(chóng)媒病毒、人類免疫缺陷病毒、皰疹病毒 等。 囊膜中含有雙層脂質(zhì)、多糖和蛋白質(zhì)，其中蛋白質(zhì)具 有病毒特異性，常與多糖構(gòu)成糖蛋白亞單位，嵌合在脂質(zhì) 層，表面呈棘狀突起，稱“剌突(Spike)”。 有囊膜病毒對(duì)脂溶劑和其他有機(jī)溶劑敏感，失去囊膜 后便喪失了感染性。 2222 2觸須樣纖維(Fiber) 腺病毒是唯一具有觸須樣纖維的病毒，腺病毒 的觸須樣纖維是由線狀聚合多肽和一球形末端蛋 白所組成，位于衣殼的各個(gè)頂角。該纖維吸附到 敏感細(xì)胞上，抑制宿主細(xì)胞蛋白質(zhì)代謝，與致病 作用有關(guān)。此外，還可凝集某些動(dòng)物紅細(xì)胞。 2323 3病毒攜帶的酶 某些病毒核心中帶有催化病毒核酸合成的酶， 如流感病毒帶有RNA的RNA聚合酶，這些病毒在 宿主細(xì)胞內(nèi)要靠它們攜帶的酶合成感染性核酸。 2424 第二節(jié) 病毒的增殖 特點(diǎn)： 由于病毒缺少完整的酶系統(tǒng)，不具有合成自身 成份的原料和能量，也沒(méi)有核糖體，因此決定了它 的專性寄生性，必須侵入易感的宿主細(xì)胞，依靠宿 主細(xì)胞的酶系統(tǒng)、原料和能量復(fù)制病毒的核酸，借 助宿主細(xì)胞的核糖體翻譯病毒的蛋白質(zhì)。病毒這種 增殖的方式叫做“復(fù)制（Replication）”。 2525 n從病毒感染細(xì)胞，進(jìn)入細(xì)胞，到復(fù)制 子代病毒后釋放出來(lái)的全過(guò)程，稱為 復(fù)制周期（replication cycle）或增殖 周期，也叫感染周期。 2626 吸附 病毒的增殖過(guò)程 穿入 脫殼 早期蛋白 晚期蛋白 裝配 DNA復(fù)制 核酸游離 成熟 釋放 2727 過(guò)程： 1. 吸 附 2. 穿 入 3. 脫 殼 4. 生 物合 成 5. 裝 配釋 放 圖例：各種病毒的復(fù)制過(guò)程 灰質(zhì)炎v、粘v、腺v、皰疹v、多瘤v 2828 圖例：1.吸附 2929 n吸附 3030 圖例：2.穿入 3131 n侵入 3232 圖例：3.脫殼 3333 圖例：4.5.合成、裝配、釋放 3434 1. 2. 3. 4. 5. 6. 不同核酸型的病毒在感染宿主后的mRNA合成方式 3535 n裝配 3636 n釋放 3737 噬菌體的繁殖過(guò)程噬菌體的繁殖過(guò)程 3838 第三節(jié) 病毒的干擾現(xiàn)象 一、干擾現(xiàn)象 當(dāng)二種病毒感染同一細(xì)胞時(shí)，一種病毒可以 增殖，而另一種病毒則被抑制，這種現(xiàn)象稱為干 擾現(xiàn)象（Interference） 產(chǎn)生干擾現(xiàn)象的可能原因： 1、占據(jù)或破壞細(xì)胞的病毒受體 2、爭(zhēng)奪酶和原料 3、誘導(dǎo)產(chǎn)生了干擾素 3939 二、干擾素 機(jī)體細(xì)胞受到病毒（或其他微生物）感染后所產(chǎn)生的 一種低分子蛋白質(zhì)，被其他的細(xì)胞吸收后能抑制多種病毒 的感染，這種物質(zhì)稱為干擾素。按產(chǎn)生細(xì)胞及性質(zhì)不同， 干擾素分為3型：IFN-、 IFN-、 IFN-。 干擾素制劑已用于治療一些病毒感染（如慢性乙型肝 炎、單純皰疹病毒毒性角膜炎、帶狀皰疹及呼吸道病毒感 染）和惡性腫瘤（如成骨肉瘤等）。 4040 第四節(jié) 病毒的抵抗力與變異 一、病毒對(duì)理化因素的抵抗力 （一）物理因素 1溫度： 大多數(shù)病毒（除肝炎病毒外）耐冷而不耐熱通 常在-20196仍不失去活性，但對(duì)反復(fù)凍融則敏感。 2鹽類 ： 對(duì)病毒有穩(wěn)定作用，克分子濃度的鹽可提高病 毒對(duì)熱的抵抗力。 3 pH： 病毒一般在pH5.09.0的環(huán)境是穩(wěn)定的 4射線： 紫外線、X線和高能量粒子可殺活病毒 4141 （二）化學(xué)因素 1脂溶劑 有囊膜病毒可迅速被脂溶劑破壞，如乙醚、氯彷、去 氧膽酸鈉。病毒對(duì)脂溶劑的敏感性可作為病毒分類依據(jù)。 2甘油 大多數(shù)病毒在50%甘油鹽水中能活存較久。因病毒體 中含游離水，不受甘油脫水作用的影響，故可用于保存病 毒感染的組織。 3化學(xué)消毒劑 一般都很敏感。 4抗生素 抗生素及磺胺對(duì)病毒無(wú)效。 4242 病毒的抵抗力 耐冷怕熱 紫外線敏感 氧化劑敏感 包膜病毒對(duì)脂溶劑敏感 耐甘油 4343 二、病毒的變異 （一）突變 1毒力改變： 有強(qiáng)毒株及弱毒株。 2條件致死突變株： 其中最主要是的是溫度敏感條件致 死突變株，簡(jiǎn)稱溫度敏感突變株 ，在特定溫（2835） 下孵育則能增殖，在非特定溫度（3740）下孵育則不 能繁殖。可用于制備減毒活疫苗。 3宿主適應(yīng)性突變株： 例如狂犬病毒突變株適應(yīng)在兔腦 內(nèi)增殖，由“街毒”變?yōu)椤肮潭ǘ尽保芍瞥煽袢∫呙纭?4444 （二）基因重組 1活病毒間的重組 流感每隔十年左右引起一次 世界性大流行，可能是由于人的流感病毒與某些 動(dòng)物（雞、馬、豬）的流感病毒間發(fā)生基因重組 所致。 2滅活病毒間的重組 3致弱病毒間的重組 4545 （三）基因產(chǎn)物的相互作用 1表型混合(Phenotype mixing) 2基因型混合(Genotype mixing) 3互補(bǔ) (Complementation) 4增強(qiáng)(Enhancement) 4646 （四）病毒變異的實(shí)際意義 1研制減毒活疫苗 如ts株、宿主適應(yīng)性突變株的研制。 2應(yīng)用于基因工程(Genetic engineering) 目前病毒基因工程正沿著二個(gè)方向發(fā)展：一是將編碼病 毒表面抗原的基因移植到質(zhì)粒中去，在大腸桿菌中產(chǎn)生大 量表面抗原物質(zhì)，以制備疫苗或診斷用抗原。如乙型肺炎 病毒編碼表面抗原的DNA片段已在酵母菌中表達(dá)，該疫苗 正進(jìn)行人體觀察；二是探索病毒作為基因工程載體的可能 性，以便將所需要的外源基因帶入人體或支物體內(nèi)，以治 療人類遺傳疾病或創(chuàng)造動(dòng)物新品種的目的。 4747 第五節(jié) 病毒的培養(yǎng) 一 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物培養(yǎng)法 要求被接種動(dòng)物健康無(wú)病且無(wú)相應(yīng)抗體。 作用： 1、病原體檢查。 2、傳染病的診斷。 3、抗血清的生產(chǎn)及高免蛋白液的制備。 4848 按病毒侵襲部位不同 選擇適當(dāng)?shù)慕臃N途 徑：嗜神經(jīng)病毒接 種在小鼠的腦內(nèi)。 痘苗病毒和單純皰 疹病毒接種于家兔 角膜。 4949 SPF動(dòng)物（Specefic pathogen Free, SPF ） n無(wú)特定病原體動(dòng)物：指不攜帶潛在感 染或條件致病菌，但帶有非特定的微 生物和寄生蟲(chóng)的動(dòng)物。 nSPF動(dòng)物的種群來(lái)源于無(wú)菌動(dòng)物或剖 腹產(chǎn)凈化動(dòng)物；常見(jiàn)SPF動(dòng)物包括小 鼠、大鼠、豚鼠、地鼠、兔、犬和猴 等。 5050 5151 二 雞胚培養(yǎng) 可分別接種在雞胚絨毛尿囊膜、尿囊腔、羊膜 腔、卵黃囊、腦內(nèi)或靜脈內(nèi)。 5252 圖例：雞胚接種示意圖 5353 可能的病變： 1、胚胎死亡 胚胎不動(dòng)、血管網(wǎng)消退、不再生長(zhǎng) 2、胚胎出血或畸形 3、絨毛尿囊膜出現(xiàn)斑點(diǎn)斑塊 作用： 1、生產(chǎn)疫苗 2、傳染病的診斷 5454 三 細(xì)胞培養(yǎng) 是指利用機(jī)械、酶或化學(xué)方法使動(dòng)物組織或傳代細(xì) 胞分散成單個(gè)乃至24個(gè)細(xì)胞團(tuán)懸液進(jìn)行培養(yǎng)。 優(yōu)點(diǎn)：不受機(jī)體免疫力的影響；便于接種、觀察病 變，收集病毒。 5555 根據(jù)細(xì)胞來(lái)源、染色體特征及傳代次數(shù)，可分為三種類型： n原代細(xì)胞：動(dòng)物組織經(jīng)胰蛋白酶消化處理，使細(xì)胞分散 而得到的細(xì)胞。 n二倍體細(xì)胞：將長(zhǎng)成單層的原代細(xì)胞消化分散成單個(gè) 細(xì)胞，繼續(xù)培養(yǎng)傳代，其染色體數(shù)與原代細(xì)胞一樣，保 持其二倍染色體數(shù)目的細(xì)胞，稱為二倍體細(xì)胞。 n傳代細(xì)胞：能在體外持續(xù)增殖傳代的細(xì)胞，大多數(shù)由癌 細(xì)胞或二倍體細(xì)胞突變而成。 （一）細(xì)胞的類型 5656 （二）細(xì)胞培養(yǎng)的方法 1. 靜置培養(yǎng)：實(shí)驗(yàn)室常用。細(xì)胞懸液裝瓶， 5%CO2溫箱靜置培養(yǎng)，細(xì)胞沉降并貼附在玻面 上生長(zhǎng)分裂，最后長(zhǎng)成單層。 2. 旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)：大規(guī)模生產(chǎn)疫苗。細(xì)胞在玻瓶?jī)?nèi)生 長(zhǎng)時(shí)，玻瓶不斷緩慢旋轉(zhuǎn)，細(xì)胞貼附于玻瓶四周 ，長(zhǎng)成單層。 5757 第六節(jié) 病毒與細(xì)胞的相互作用 n殺細(xì)胞感染 n非殺細(xì)胞感染 引致持續(xù)感染，對(duì)細(xì)胞代謝無(wú)影響。 n產(chǎn)生干擾素 5858 由病毒感染導(dǎo)致的細(xì)胞損傷。CPE能在光學(xué)顯微鏡下觀察。 細(xì)胞圓縮，如痘病毒和呼腸孤病毒等； 細(xì)胞聚合，如腺病毒； 細(xì)胞融合形成合胞體，如副粘病毒和皰疹病毒； 有些病毒能形成包涵體。 病毒引致的殺細(xì)胞變化 （一）細(xì)胞病變效應(yīng)(cytopathic effect,CPE) 5959 正常細(xì)胞CPE CPE觀察 6060 正常單層A72細(xì) 胞 接種CCV后出現(xiàn)細(xì)胞拉網(wǎng) 的單層A72細(xì)胞 CPE觀察 6161 CPE觀察 正常單層A72細(xì) 胞 接種犬冠狀病毒（CCV）后形 成合胞體的的單層A72細(xì)胞 6262 合胞體（syncytia）是病毒感染后導(dǎo)致感染細(xì)胞及相鄰細(xì)胞細(xì)胞膜融 合的產(chǎn)物，表現(xiàn)為若干細(xì)胞的相鄰細(xì)胞膜消失，成為多核巨細(xì)胞。 6363 能夠使半數(shù)組織細(xì)胞在一定條件下發(fā)生細(xì) 胞病變的病毒量。用于判定病毒的毒力。 50%組織細(xì)胞感染量（TCID50） 6464 （二）空斑試驗(yàn) 將適當(dāng)濃度的病毒懸液加入單層細(xì)胞培養(yǎng)中， 當(dāng)病毒吸附細(xì)胞后，再覆蓋一層融化的瓊脂。 病毒在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制后產(chǎn)生局限性病灶，病灶逐 漸擴(kuò)大，肉眼也能看見(jiàn)，此即空斑試驗(yàn)。 6565 6666 空斑是由一個(gè)感染性病毒粒子復(fù)制形成的，類似于 細(xì)菌的菌落，稱為空斑形成單位（PFU）。病毒懸 液中的感染性病毒量以每毫升含有的PFU來(lái)表示。 CELLS 6767 nphage ：a virus that is parasitic in bacteria; it uses the bacteriums machinery and energy to produce more phage until the bacterium is destroyed and phage is released to invade surrounding bacteria . 6868 空斑試驗(yàn)的用途： 1. 測(cè)定病毒數(shù)量 2. 純化病毒 單個(gè)空斑作懸液，梯度稀釋后再作空斑， 可獲得病毒克隆。 3. 鑒定病毒 不同病毒的空斑具有不同的特征。 6969 （三）包涵體（inclusion body) 定義：是某些病毒感染細(xì)胞產(chǎn)生的特征性的 形態(tài)變化，在普通光學(xué)顯微鏡下可見(jiàn)胞漿或 胞核內(nèi)出現(xiàn)的呈嗜酸性或嗜堿性染色、大小 數(shù)量不等的圓形或不規(guī)則形的團(tuán)塊狀結(jié)構(gòu)， 稱為包涵體。 7070 包涵體的性質(zhì) n病毒成分的蓄積，如狂犬病毒的Negri氏體 n大量晶格樣排列的病毒顆粒組成，如腺病 毒的包涵體 n細(xì)胞變性的產(chǎn)物，不含病毒，如皰疹病毒 的包涵體 7171 7272 狂犬病毒包涵體（Negri body） 7373 第七節(jié) 亞病毒（subvirus） 亞病毒（subviruses）是一類比病毒更為簡(jiǎn)單，僅 具有某種核酸不具有蛋白質(zhì)，或僅具有蛋白質(zhì)而不具有核 酸，能夠侵染動(dòng)植物的微小病原體。它包括類病毒、擬病 毒、朊病毒。 名 稱 組組成成分 分子量 獨(dú)立感染 性 類類病毒 RNA 約約105 Da + 擬擬病毒 RNA 約約105 Da - 朊朊病毒 蛋白質(zhì)質(zhì) 約約104 Da + 7474 一、類病毒 (Viroids) 類病毒是一類能感染某些植物致病的單鏈閉合環(huán)狀的 RNA 分子。類病毒基因組小，分子量為 1 105 。 1971年Diener首次報(bào)道,引起馬鈴薯紡錘形塊莖病(PSTD) 的病原體只含RNA一種成分；PSTV的結(jié)構(gòu)模型： 7575 二、擬病毒（衛(wèi)