醫(yī)學(xué)病毒學(xué)教學(xué)課件

1、醫(yī)學(xué)病毒學(xué)醫(yī)學(xué)病毒學(xué)病毒是如何發(fā)現(xiàn)的病毒是如何發(fā)現(xiàn)的1886年年Mayer證實(shí)了煙草花葉病的傳染證實(shí)了煙草花葉病的傳染性性1892年年 Iwanowaski證實(shí)其病原是一證實(shí)其病原是一種新的病原因子。種新的病原因子。1896年年 Beigerink給這種病原起拉丁名給這種病原起拉丁名叫叫virus。？Fig. Leaf of tobacco and EM of tobacco mosaic virus.臨床病毒學(xué)現(xiàn)狀臨床病毒學(xué)現(xiàn)狀發(fā)病率高，傳染性強(qiáng)；發(fā)病率高，傳染性強(qiáng)；人類部分腫瘤與病毒感染有關(guān)；人類部分腫瘤與病毒感染有關(guān)；某些病毒感染有致畸作用；某些病毒感染有致畸作用；其他一些疾病與病毒感染

2、的關(guān)系；其他一些疾病與病毒感染的關(guān)系； 目前病毒感染的診療還相對(duì)滯后，部分目前病毒感染的診療還相對(duì)滯后，部分尚缺乏有效疫苗尚缺乏有效疫苗；病毒的概念病毒的概念 病毒病毒（Virus）：）：是一類是一類體積微小，體積微小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，僅含一結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，僅含一種類型核酸，必須種類型核酸，必須在活的敏感細(xì)胞內(nèi)在活的敏感細(xì)胞內(nèi)才能生長(zhǎng)繁殖的才能生長(zhǎng)繁殖的非非細(xì)胞型微生物細(xì)胞型微生物。第二十三章第二十三章 病毒的基本性病毒的基本性狀狀第一節(jié)第一節(jié) 病毒的形態(tài)病毒的形態(tài)第二節(jié)第二節(jié) 病毒病毒的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成 (Virion): 完整性完整性 感染性感染性 （一）（一）大?。捍笮。簻y(cè)量單位為納米

3、測(cè)量單位為納米(nm)，最大的痘苗病毒為最大的痘苗病毒為300 nm，最小的脊髓灰最小的脊髓灰質(zhì)炎病毒為質(zhì)炎病毒為30 nm #準(zhǔn)確測(cè)量方法：準(zhǔn)確測(cè)量方法： 電鏡電鏡( Electron microscope, EM ) Fig EM of Influenza virus. Scale bar =100nmFig.1.The comparative sizes of representative viruses300nm20nm（二）形態(tài)：（二）形態(tài)：（三）（三）病毒的結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成病毒的結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成1. 基本化學(xué)組成：基本化學(xué)組成：核酸核酸 + 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)2. 病毒的結(jié)構(gòu)：病毒的結(jié)構(gòu)：

4、裸病毒裸病毒核心（核心（核酸核酸）外披蛋白質(zhì)外披蛋白質(zhì)衣殼衣殼包膜包膜-核衣殼核衣殼包膜病毒包膜病毒Naked virusesNeucleocapsidEnveloped viruses General structure of a virion衣殼組成衣殼組成-殼粒殼粒(capsomeres)殼粒殼粒數(shù)目數(shù)目排列排列螺旋對(duì)稱型螺旋對(duì)稱型 20面體立體對(duì)稱型面體立體對(duì)稱型 復(fù)合對(duì)稱型復(fù)合對(duì)稱型 衣殼分為螺旋對(duì)稱型、20面體立體對(duì)稱型等Fig (A) icosahedral symmetry ; (B) helical symmetry.Fig An icosahedral virusFig A

5、 helical virusFig EM of complex viruses Poxvirus Scale bar =100nm 包膜包膜(envelope)：糖脂糖脂 包膜子粒包膜子粒(peplomere) 或刺突或刺突(spike)3. 病毒核酸及功能病毒核酸及功能 # 多樣性多樣性： （1） 核酸種類：核酸種類：DNA/RNA; （2） 形態(tài)分類：形態(tài)分類：線形線形/環(huán)形；環(huán)形； （3） 單單/雙；雙；+/-；節(jié)段；節(jié)段； （4） 開放讀碼框開放讀碼框 (open reading frame, ORF)間可有基因重疊間可有基因重疊。 不分節(jié)段（脊髓灰質(zhì)炎病毒）不分節(jié)段（脊髓灰質(zhì)炎病毒）

6、 +RNA-V 分節(jié)段（分節(jié)段（RNA腫瘤病毒）腫瘤病毒） ssRNA 不分節(jié)段（副黏病毒）不分節(jié)段（副黏病毒） RNA-V - RNA-V 分節(jié)段（正黏病毒）分節(jié)段（正黏病毒） dsRNA-RNA-V-分節(jié)段（呼腸病毒）分節(jié)段（呼腸病毒） ssDNA-+DNA(AAV) DNA-V dsDNA-DNA (HSV)Fig Overlapping reading frames# # RNARNA病毒基因組的極性病毒基因組的極性 （1） RNA病毒的基因組可直接充當(dāng)病毒的基因組可直接充當(dāng)mRNA的稱為的稱為positive-stranded （2）由由新合成的新合成的RNA充當(dāng)充當(dāng)mRNA的的RN

7、A病毒，其基因組稱為病毒，其基因組稱為negative-stranded 核酸的功能： 遺傳物質(zhì)復(fù)制變異；遺傳物質(zhì)復(fù)制變異； 感染性核酸；感染性核酸； 檢測(cè)的物質(zhì)基礎(chǔ)；檢測(cè)的物質(zhì)基礎(chǔ)； 研究生命物質(zhì)的模型；研究生命物質(zhì)的模型； 分子生物學(xué)工具；分子生物學(xué)工具；4. 病毒蛋白質(zhì)及功能 分類：分類： 結(jié)構(gòu)蛋白：衣殼、基質(zhì)或包膜等；結(jié)構(gòu)蛋白：衣殼、基質(zhì)或包膜等； 非結(jié)構(gòu)蛋白：調(diào)節(jié)蛋白、酶類等；非結(jié)構(gòu)蛋白：調(diào)節(jié)蛋白、酶類等； 功能：功能： 結(jié)構(gòu)蛋白：衣殼保護(hù)作用；抗原性；結(jié)構(gòu)蛋白：衣殼保護(hù)作用；抗原性； 受體配體；細(xì)胞毒性；受體配體；細(xì)胞毒性； 非結(jié)構(gòu)蛋白：復(fù)制有關(guān)酶類；致病有關(guān)非結(jié)構(gòu)蛋白：復(fù)制有關(guān)酶

8、類；致病有關(guān) 酶；調(diào)節(jié)蛋白等；部分可酶；調(diào)節(jié)蛋白等；部分可 作檢測(cè)的靶點(diǎn)；作檢測(cè)的靶點(diǎn)；第三節(jié)第三節(jié) 病毒的增殖病毒的增殖一、一、病毒的復(fù)制周期病毒的復(fù)制周期 （viral replication cycle）特點(diǎn)：特點(diǎn)：復(fù)制復(fù)制（自我復(fù)制（自我復(fù)制self-replication）病毒的復(fù)制周期病毒的復(fù)制周期（viral replication cycle）病毒病毒進(jìn)入進(jìn)入敏感細(xì)胞后，敏感細(xì)胞后，以其基因組為模板，以其基因組為模板，借助細(xì)胞中的原料、能量及場(chǎng)所合成自己的借助細(xì)胞中的原料、能量及場(chǎng)所合成自己的大分子（大分子（蛋白質(zhì)與核酸）蛋白質(zhì)與核酸）以組裝子代病毒顆以組裝子代病毒顆粒粒，最終

9、按一定方式，最終按一定方式釋放釋放出細(xì)胞。出細(xì)胞。分為分為吸附和穿入吸附和穿入、脫殼脫殼、生物合成生物合成、組裝成組裝成熟和釋放熟和釋放吸附吸附 (Absorption)（受體受體配體）配體） 穿入穿入 (Penetration) 融合融合(enveloped viruses) 胞飲胞飲 (naked viruses)脫殼脫殼 (Uncoating) 酶酶 生物合成生物合成 (Biosynthesis) 合成產(chǎn)物合成產(chǎn)物 ?合成地點(diǎn)合成地點(diǎn) ?裝配裝配 (Assembly)場(chǎng)所場(chǎng)所 ?釋放釋放 (Release) (裸病毒裸病毒) 殺細(xì)胞型殺細(xì)胞型出芽型出芽型（包膜病毒）（包膜病毒）Fig S

10、canning electron micrograph of virus particles budding from the cell surface.Fig Typical growth curve of a virus compared with that of a bacterium1.吸附與穿入吸附與穿入absorption and penetration吸附：通過病毒的包膜或無包吸附：通過病毒的包膜或無包膜病毒表面的膜病毒表面的配體位點(diǎn)配體位點(diǎn)與細(xì)與細(xì)胞表面的胞表面的特異受體特異受體結(jié)合而吸結(jié)合而吸附，附，如脊髓灰質(zhì)炎病毒如脊髓灰質(zhì)炎病毒神經(jīng)系統(tǒng)，神經(jīng)系統(tǒng)，HIV病毒病毒 gp12

11、0TH （CD4+）穿入：包膜病毒穿入：包膜病毒包膜與包膜與 宿主細(xì)胞膜融合宿主細(xì)胞膜融合 無包膜病毒無包膜病毒胞飲方式胞飲方式2.脫殼脫殼uncoating 病毒在細(xì)胞內(nèi)脫去衣殼后，核酸才可發(fā)病毒在細(xì)胞內(nèi)脫去衣殼后，核酸才可發(fā)揮指令作用，多數(shù)是在細(xì)胞的溶酶體酶作用下?lián)]指令作用，多數(shù)是在細(xì)胞的溶酶體酶作用下脫殼釋放出病毒基因組脫殼釋放出病毒基因組3.生物合成生物合成 biosynthesis通過通過病毒病毒基因組表達(dá)與復(fù)制來完成的基因組表達(dá)與復(fù)制來完成的，包括蛋白包括蛋白質(zhì)的合成與核酸的復(fù)制質(zhì)的合成與核酸的復(fù)制, 此階段無完整病毒可見，此階段無完整病毒可見，也不能用血清學(xué)檢測(cè)出病毒的抗原，稱為

12、隱蔽期也不能用血清學(xué)檢測(cè)出病毒的抗原，稱為隱蔽期發(fā)生在發(fā)生在病毒病毒核酸復(fù)制之前的轉(zhuǎn)錄稱為早期轉(zhuǎn)錄核酸復(fù)制之前的轉(zhuǎn)錄稱為早期轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)物為早期產(chǎn)物為早期mRNA，翻譯出早期蛋白；發(fā)生在翻譯出早期蛋白；發(fā)生在病病毒毒核酸復(fù)制開始或之后的轉(zhuǎn)錄稱為晚期轉(zhuǎn)錄，核酸復(fù)制開始或之后的轉(zhuǎn)錄稱為晚期轉(zhuǎn)錄， 產(chǎn)產(chǎn)物為晚期物為晚期mRNA，翻譯出翻譯出晚期蛋白晚期蛋白.早期蛋白早期蛋白(early protein): 是功能性蛋是功能性蛋白質(zhì)，為白質(zhì)，為病毒病毒核酸復(fù)制提供酶類，參與核酸復(fù)制提供酶類，參與調(diào)節(jié)宿主細(xì)胞的自身代謝過程。調(diào)節(jié)宿主細(xì)胞的自身代謝過程。晚期蛋白晚期蛋白(late protein): 主要是病

13、毒的主要是病毒的結(jié)構(gòu)蛋白結(jié)構(gòu)蛋白，與病毒的形態(tài)構(gòu)成有關(guān)。與病毒的形態(tài)構(gòu)成有關(guān)。4.裝配與釋放裝配與釋放assembly and release裝配部位可在核內(nèi)、胞裝配部位可在核內(nèi)、胞質(zhì)內(nèi)、核膜、胞質(zhì)膜上質(zhì)內(nèi)、核膜、胞質(zhì)膜上無包膜病毒裝配成核衣無包膜病毒裝配成核衣殼即為成熟病毒體殼即為成熟病毒體包膜病毒裝配成核衣殼包膜病毒裝配成核衣殼后以出芽方式釋放，釋后以出芽方式釋放，釋放時(shí)包有核膜或胞質(zhì)膜放時(shí)包有核膜或胞質(zhì)膜成為成熟病毒體成為成熟病毒體二、二、 病毒實(shí)例病毒實(shí)例 1dsDNA-V: HSV （）（）DNA半保留復(fù)制半保留復(fù)制； （）根據(jù)病毒核酸復(fù)制時(shí)點(diǎn)將轉(zhuǎn)錄分（）根據(jù)病毒核酸復(fù)制時(shí)點(diǎn)將轉(zhuǎn)錄分

14、 為為早期轉(zhuǎn)錄晚期轉(zhuǎn)錄早期轉(zhuǎn)錄晚期轉(zhuǎn)錄； Fig Replication strategy of adenovirus, a DNA virus.病毒實(shí)例病毒實(shí)例2 2+ssRNA-V: poliovirus （）（）本身具有本身具有mRNA功能；功能； （）復(fù)制中間體（）復(fù)制中間體（replicative intermediate, RI）；）；RNA； （）（）早、晚期轉(zhuǎn)錄時(shí)相似不明顯；早、晚期轉(zhuǎn)錄時(shí)相似不明顯；多多 聚大蛋白；聚大蛋白； Fig Replication strategy of polio, a positive-stranded RNA virus病毒實(shí)例病毒實(shí)例3 3R

15、etrovirus: HIV （）（）逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄酶； （）（）復(fù)制中間體復(fù)制中間體（replicative intermediate, RI）；）； +RNADNA 雜交體；雜交體； （）（）前病毒前病毒(provirus)； 三三 、 病毒的異常增殖病毒的異常增殖 宿主細(xì)胞方面的原因：宿主細(xì)胞方面的原因： 非容納細(xì)胞非容納細(xì)胞 non-permissive cells 頓挫感染頓挫感染 abortive infection病毒本身的原因病毒本身的原因： 缺陷病毒缺陷病毒 defective viruses 輔助病毒輔助病毒 helper viruses 缺陷干擾顆粒缺陷干擾顆粒 defe

16、ctive interfering particle， DIP四四 、 病毒的干擾現(xiàn)象病毒的干擾現(xiàn)象當(dāng)兩種病毒同時(shí)感染同一細(xì)胞時(shí)，可發(fā)當(dāng)兩種病毒同時(shí)感染同一細(xì)胞時(shí)，可發(fā)生一種病毒的增殖抑制另一種病毒增殖生一種病毒的增殖抑制另一種病毒增殖的現(xiàn)象的現(xiàn)象(interference)；機(jī)制可能為受體的占據(jù)或細(xì)胞代謝途徑機(jī)制可能為受體的占據(jù)或細(xì)胞代謝途徑改變改變；干擾素（干擾素（interferon)產(chǎn)生？產(chǎn)生？ 第四節(jié)第四節(jié) 理化因素對(duì)病毒的影響理化因素對(duì)病毒的影響滅活滅活（inactivation）：）：失去感染性；但仍可保失去感染性；但仍可保留其抗原性、紅細(xì)胞吸附等生物學(xué)功能；留其抗原性、紅細(xì)胞吸

17、附等生物學(xué)功能； 物理因素：物理因素：Tm; pH; 射線；射線； 化學(xué)因素：化學(xué)因素：脂溶劑；化學(xué)消毒劑；抗生素等；脂溶劑；化學(xué)消毒劑；抗生素等； 病毒的遺傳和變異病毒的遺傳和變異1 病毒變異的類型：病毒變異的類型： 遺傳型變異：遺傳型變異： 非遺傳型變異：非遺傳型變異： 2. 病毒變異的機(jī)制病毒變異的機(jī)制: （）遺傳型變異：（）遺傳型變異： 基因突變（基因突變（gene mutation） 突變株（突變株（mutant）表現(xiàn)為宿主范圍、表現(xiàn)為宿主范圍、 組織親組織親嗜性、抗原成分、耐藥性、嗜性、抗原成分、耐藥性、毒力等性狀改變；毒力等性狀改變； 自發(fā)突變自發(fā)突變 spontaneous m

18、utation RNA-V DNA-V; 誘發(fā)突變誘發(fā)突變 induced mutation 理化方法；理化方法； 條件致死性突變：條件致死性突變：如如ts突變株；突變株； 高溫下高溫下ts變異株基因編碼的蛋白或酶失去功能；變異株基因編碼的蛋白或酶失去功能； 宿主范圍突變株宿主范圍突變株 host-range mutant, hr 改變了對(duì)細(xì)胞的吸附或相互作用：街病毒改變了對(duì)細(xì)胞的吸附或相互作用：街病毒固固 定病毒；定病毒；耐藥突變株耐藥突變株 drug-resistant mutant 病毒靶酶基因發(fā)生改變病毒靶酶基因發(fā)生改變耐藥；耐藥；HIVAZT變異株；變異株；基因重組基因重組 genetic recombination形成兼有兩親代病毒特性的子代病毒；形成兼有兩親代病毒特性的子代病毒；基因重配基因重配 genetic reassortment通過交換通過交換RNA節(jié)段而進(jìn)行的重組；節(jié)段而進(jìn)行的重組；（2）非遺傳型變異）非遺傳型變異 （基因產(chǎn)物的相互作用）（基因產(chǎn)物的相互作用） 互補(bǔ)作用；互補(bǔ)作用； 表型混合；表型混合； 第五節(jié)第五節(jié) 病毒的分類病毒的分類分類原則：分類原則：1.核酸類型與結(jié)構(gòu)核酸類型與結(jié)構(gòu) 2.病毒體的形狀和大小病毒體的形狀和大小 3.病毒體的形態(tài)結(jié)構(gòu)病毒體的形態(tài)結(jié)構(gòu) 4.對(duì)脂溶劑的敏感性對(duì)脂溶劑的敏感性 現(xiàn)一般分