病毒和亞病毒2

病毒和亞病毒2第一頁，共50頁。1、植物病毒大多為ssRNA病毒，基本形態(tài)為桿狀、絲狀和球狀（二十面體），一般無包膜。植物病毒對宿主的專一性通常較差。2、植物病毒的增殖過程與噬菌體相似，但在具體細節(jié)中有許多差別。（1）一般無特殊吸附結構，故只能以被動方式侵入，例如可借昆蟲（蚜蟲、葉蟬、飛虱等）刺吸式口器刺破織物表面侵入，借植物的天然創(chuàng)口或人工嫁接時的創(chuàng)口而侵入等。（2）在植物組織中，可借細胞間連絲而實現病毒粒的擴散和傳播。（3）與噬菌體不同的是，植物病毒必須在侵入宿主細胞后，才脫去衣殼即脫殼。第二頁，共50頁。3、病毒粒的裝配:（1）TMV等桿狀病毒，先初裝成許多雙層盤，然后因RNA嵌入和pH值降低等因素而變成雙圈螺旋，最后再由它聚合成完整的桿狀病毒。（2）球狀病毒靠一種非專一的離子相互作用而進行的自體裝配體系來完成的。其核酸能催化蛋白亞基的聚合和裝配，并決定其準確地二十面體的對稱的球狀外形。第三頁，共50頁。黃豆黃萎病毒花葉、黃化或紅化等癥狀植株發(fā)生矮化，叢枝或畸形等形成枯斑或壞死等癥狀植物感染病毒后的主要癥狀植物黃矮病第四頁，共50頁。借昆蟲刺吸式口器進入“侵入”方式通過傷口進入再通過胞間連絲或輸導組織迅速向其它部位擴散引起普遍感染。嫁接煙草花葉病毒第五頁，共50頁。植物病毒病的控制轉基因植物抗病毒番茄選用天然抗性品種；改變耕作制度采用合理的栽培措施；使用殺蟲劑消滅昆蟲介體化藥轉基因抗病毒植物的開發(fā)用無性繁殖法培育無毒的苗接種弱毒株來保護植物第六頁，共50頁。

T淋巴細胞中的愛滋病毒（三）人類和脊椎動物病毒第七頁，共50頁。1、人類的傳染病約有70%-80%是由病毒引起的。在人類惡性腫瘤中，約有15%是由于病毒的感染而誘發(fā)的。

畜禽病毒病，許多是人畜共患病2、種類很多：dsDNA、ssDNA、dsRNA、ssRNA，有包膜、無包膜3、增殖過程：（1）吸附：大多數動物病毒無吸附結構的分化。少數病毒如流感病毒在其包膜表面長有柱狀或蘑菇狀的刺突，可吸附在宿主細胞表面的粘蛋白受體上，腺病毒則可通過五鄰體上的刺突行使吸附功能。第八頁，共50頁。（2）侵入：吸附之后，病毒?？赏ㄟ^胞飲：吸附的病毒被細胞膜包圍，在細胞質內形成吞噬泡，將整個病毒粒子包入寄主細胞內，如痘類病毒；包膜融入細胞膜：包膜病毒上的刺突與寄主細胞上受體結合，促進了病毒包膜與細胞膜的融合，核衣殼釋放到細胞質內，如流感病毒；特異受體的轉移等作用。侵入細胞中，接著就發(fā)生脫殼、核酸復制和衣殼蛋白的生物合成，再通過裝配、成熟和釋放，就形成大量有侵染力的子代病毒。第九頁，共50頁。病毒感染的防治接種疫苗生物制劑中藥預防干擾素等流感病毒流感病毒第十頁，共50頁。4、AIDS：獲得性免疫缺陷綜合癥，80年代初開始在全球流行，“世紀瘟疫”、“黃色妖魔”

HIV：人類免疫缺陷病毒艾滋病數字近幾十年來3000多萬人受感染而死全球感染者累計已達5000萬新感染者中兒童和青少年居多，全球1999年兒童新感染者為560萬“重災區(qū)”為女性，感染者人數超過男性個別南部非洲國家有1/4的人口感染全球每分鐘有11人感染目前非洲每天為此舉行5500個葬禮我國感染者60%為吸毒者注射毒品時感染病毒，其次為性行為傳播和母嬰關系傳播第十一頁，共50頁。80年代流行的AIDS(acquiredimmunedeficiencysyndrome)，病原體為人類免疫缺損病毒(HIV，humanimmnodeficiencyvirus)。猿免疫缺損病毒(SIV，simianimmnodeficiencyvirus)人類免疫缺損病毒(HIV，humanimmnodeficiencyvirus)艾滋病(AIDS，acquiredimmunedeficiencysyndrome)艾滋病病毒起源：一是認為這是美國政府的一個生物武器試驗；二是認為HIV病毒來源于科學家們早期在非洲對脊髓灰質炎疫苗的試驗。第十二頁，共50頁。HIV病毒呈球形內含病毒RNA分子和酶（逆轉錄酶、整合酶、蛋白酶）病毒外層囊膜系雙層脂質蛋白膜第十三頁，共50頁。HIV培養(yǎng)特性HIV動物感染范圍窄，僅黑猩猩和長臂猿將HIV濾液或感染HIV的黑猩猩血液輸給正常黑猩猩都感染成功但無論黑猩猩或長臂猿感染后都不發(fā)生疾病第十四頁，共50頁。HIV的抵抗力HIV對熱敏感。56℃30min滅活，但在室溫保存7天，仍保持活性。對紫外線、γ射線有較強抵抗力第十五頁，共50頁。HIV傳染源和傳播途徑途徑性傳播：通過男性同性戀之間及異性間的性接觸感染血液傳播:通過輸血、血液制品或沒有消毒好的注射器傳播母嬰傳播:包括經胎盤、產道和哺乳方式第十六頁，共50頁。HIV致病機制HIV選擇性地侵犯帶有CD4分子的細胞，主要有T4淋巴細胞、單核巨噬細胞、樹突狀細胞等。細胞表面CD4分子是HIV受體，通過HIV囊膜蛋白gp120與細胞膜上CD4結合后由gp41介導使病毒穿入易感細胞內，造成細胞破壞第十七頁，共50頁。愛滋病人由于免疫功能嚴重缺損，常合并嚴重的機會感染，常見的有細胞、原蟲、真菌、病毒，最后導致無法控制而死亡，另一些病例可發(fā)生Kaposis肉瘤或惡性淋巴瘤。此外，感染單核巨噬細胞中HIV呈低度增殖，不引起病變，但損害其免疫功能，可將病毒傳播全身，引起間質肺炎和亞急性腦炎。第十八頁，共50頁。HIV感染人體后，往往經歷很長潛伏期（3～5年或更長至8年）才發(fā)病，表明HIV在感染機體中，以潛伏或低水平的慢性感染方式持續(xù)存在。當HIV潛伏細胞受到某些因素刺激，使?jié)摲腍IV激活大量增殖而致病，多數患者于1-3年內死亡。第十九頁，共50頁。（四）昆蟲病毒p79核型多角體病毒(nuclearpolyhedrosisvirus,NPV)質型多角體病毒(cytoplasmicpolyhedrosisvirus,CPV)顆粒體病毒(granulosisvirus,GV)第二十頁，共50頁。昆蟲病毒農林業(yè)上常見的鱗翅目害蟲的病原體。多角體：多數昆蟲病毒可在宿主細胞內形成光鏡下成多角形的包涵體，稱為多角體。直徑一般為3μm（0.5-10μm），成分為堿溶性結晶蛋白，其內包裹著數目不等的病毒粒。多角體可在細胞核或細胞質內形成功能：保護病毒粒免受外界不良環(huán)境的破壞。第二十一頁，共50頁。昆蟲病毒--核型多角體病毒（NPV，NuclearPolyhedrosisVirus）

一類在昆蟲細胞核內增殖、具有蛋白質包涵體的桿狀病毒殺蟲過程一般經過以下過程：病毒粒子→進入宿主的中腸上皮細胞→進入體腔→吸附各種細胞→大量增殖、重復感染→宿主生理機能紊亂→組織破壞→死亡第二十二頁，共50頁。昆蟲病毒--質型多角體病毒（CPV，CytoplasmicPolyhedrosisVirus）

一類在昆蟲細胞質內增殖、具有蛋白質包涵體球狀病毒

研究得最多的是家蠶的CPVCPV的感染途徑：先通過昆蟲的口腔進入其消化道，以后由于胃液呈堿性，把多角體蛋白溶解并釋放出病毒粒子，然后侵入中腸上皮細胞，在細胞內進行復制第二十三頁，共50頁。昆蟲病毒--顆粒體病毒（GV，GranulosisVirus）

一類具有蛋白質包涵體、每個包涵體內一般僅含一個病毒粒子的昆蟲桿狀病毒核酸類型dsDNA

被GV感染后，一般表現出食欲減退、體弱無力、行動遲緩、腹部腫脹變色，蟲體表皮易破，流出液呈腥臭、混濁、乳白色膿狀等癥狀第二十四頁，共50頁。收集病毒昆蟲病毒生產過程飼養(yǎng)昆蟲病毒感染斜紋夜蛾病毒殺蟲劑及甜菜夜蛾病毒殺蟲劑：一種核型多角體病毒（NPV）

第二十五頁，共50頁。

第二節(jié)亞病毒因子

概述：

最簡單的生命形式是稱之為亞病毒的一類小分子，這些生物分子不具有真病毒的形態(tài)結構，能利用非自身編碼的酶系統(tǒng)進行復制，有侵染性，并可在宿主中引起癥狀。

亞病毒類病毒：只含具侵染性的RNA組分擬病毒：只含有不具侵染性的RNA朊病毒：只含蛋白質衛(wèi)星病毒：與真病毒伴生的缺陷病毒衛(wèi)星RNA：只含與侵染無關的RNA組分亞病毒（p79）：凡在核酸和蛋白質兩種成分中，只含其中之一的分子病原體，稱為亞病毒第二十六頁，共50頁。一、類病毒類病毒：一類只含RNA一種成分、專性寄生在活細胞內的分子病原體。目前只在植物體中發(fā)現。所含的核酸為裸露的環(huán)狀ssRNA，但形成的二級結構卻像一段末端封閉的短dsRNA分子，通常由246-375個核苷酸分子組成，相對分子質量很小，還不足以編碼一個蛋白質分子。典型的類病毒是PSTD類病毒（PSTV）,是由T.O.Diener于1971年發(fā)現的。PSTD：馬鈴薯紡錘塊莖病第二十七頁，共50頁。一、類病毒（Viroid）

是一類只含RNA一種成分、專性寄生在活細胞內的分子病原體。馬鈴薯紡錘塊莖病的病原體長50nm棒狀RNA分子第二十八頁，共50頁。二、擬病毒擬病毒：又稱類類病毒，殼內病毒或病毒衛(wèi)星，指一類包裹在真病毒粒中的有缺陷的類病毒。擬病毒極其微小，一般僅有裸露的RNA或DNA所組成，被擬病毒“寄生”的真病毒又稱輔助病毒，擬病毒則成了它的衛(wèi)星（衛(wèi)星病毒）。擬病毒的復制必需依賴輔助病毒的協助。同時，擬病毒也可干擾輔助病毒的復制和減輕其對宿主的危害。（生物防治）第二十九頁，共50頁。

擬病毒由澳大利亞人Randles首次在絨毛煙的斑駁病毒（VTMoV）中分離到（1981）。VTMoV是一種直徑為30nm的二十面體病毒，在其核心中除含有大分子線狀ssRNA（RNA-1）外，還含有環(huán)狀ssRNA（RNA-2）及其線狀形式（RNA-3），后兩者即為擬病毒。實驗證明，只有當RNA-1（輔助病毒）與RNA-2或RNA-3（擬病毒）合在一起時才能感染宿主。目前已在許多植物病毒中發(fā)現了擬病毒。近年來，在動物病毒中也發(fā)現了擬病毒。丁型肝炎病毒，其實就是一種擬病毒（含ssRNA），它的“宿主”即輔助病毒是乙型肝炎病毒（HBV）。第三十頁，共50頁。五、朊病毒（prion）p82

又稱“普列昂”或蛋白質侵染因子(prion原是proteininfection的縮寫)。是一類不含核酸的傳染性蛋白質分子，因能引起宿主體內現成同類蛋白質分子發(fā)生與其相似的構象變化，從而可使宿主致病。

據目前所知，朊病毒是一類能侵染動物并在宿主細胞內復制的小分子無免疫性疏水蛋白質。

第三十一頁，共50頁。

朊病毒由美國學者S.B.Prusiner（普魯西納）于1982年經過八年研究羊瘙癢病發(fā)現。（于1997年獲得了諾貝爾獎）羊瘙癢病—羊瘙癢病朊病毒蛋白“PrPSc”牛海綿狀腦病（瘋牛?。?-“PrPBSE”，來自于羊瘙癢病，羊的肉骨粉飼牛。人的克—雅氏?。ㄒ环N早老性癡呆病，病原同瘋牛病）；庫魯病（一種震顫?。?；G-S綜合癥等。第三十二頁，共50頁。朊病毒是一類小型蛋白質顆粒，約由250個氨基酸組成，大小僅為最小病毒的1%。據報道，其毒性很強，1g含朊病毒的鼠腦可感染1億只小鼠。與真病毒的主要區(qū)別是：呈淀粉樣顆粒狀；無免疫原性；無核酸成分；由宿主細胞內的基因編碼；抗逆性強，能耐殺菌劑（甲醛）和高溫（約120-130℃處理4小時后仍具感染性）朊病毒的發(fā)病機制都是因存在于宿主細胞內的一些正常形式的細胞朊蛋白（PrPc）發(fā)生折疊錯誤后變成了致病朊蛋白（PrPSc）而引起的。第三十三頁，共50頁。早在三百年前，人類在綿羊和小山羊中首次發(fā)現了感染朊病毒病的患病動物。因患病動物的奇癢難熬，常在粗糙的樹干和石頭表面不停摩擦，以致身上的毛都被磨脫，而被稱為“羊搔癢癥”。該病廣泛傳播于歐洲和澳洲，潛伏期為18到26個月，患病動物興奮、搔癢、癱瘓直至死亡。第三十四頁，共50頁。

庫魯病的研究最早。庫魯病（Kuru?。┦?0世紀上半世紀大西洋的巴布亞—新幾內亞東部福雷族高地居民中的一種局部流行病，其主要癥狀為震顫、共濟失調、腦退化癡呆，漸至完全喪失運動能力，3～6個月內因衰竭而死亡?！癒uru”在該部落意為“恐懼”或“寒顫”，故稱該病為庫魯病，患者總數約為3萬，以女性和未成年兒童居多。美國醫(yī)學家蓋杜賽克曾在該地區(qū)進行20年研究，探明該病的發(fā)生與當地人食用人肉的祭祀方式密切關聯，并提出了預防措施。1968年停止該儀式后該病得到控制，從而拯救了一個部落的人群，蓋杜賽克為此獲得了1976年諾貝爾醫(yī)學獎。庫魯病、克稚氏綜合癥、格斯特曼綜合癥和致死性的家族失眠癥，其病癥與病理變化的主要持證與患病動物十分相似。第三十五頁，共50頁。

1996年春天英國蔓延的“瘋牛病”，它不僅引起英國一場空前的經濟和政治動蕩，而且也波及了整個歐洲，加上法國克羅伊茨菲爾德—雅各布氏癥（簡稱克雅氏綜合癥，人類的一種朊病毒?。┗颊咴龆啵藗兒茏匀慌c食用來自英國的進口牛肉相聯系，因而引起極大恐慌。第三十六頁，共50頁。朊病毒(prion)瘋牛病(海綿狀腦病)一種感染性蛋白粒子致病因子稱朊病毒PrPc已被克隆,空間結構由a__螺旋構成朊病毒可由a_螺旋(PrPc)變成b__折疊(PrPsc)PrPsc為致病型蛋白粒子PrPsc在神經細胞內沉積細胞破裂組織出現無數空洞------狀如篩子稱為海綿狀腦病第三十七頁，共50頁。第三十八頁，共50頁。發(fā)酵周期明顯延長

碳源消耗緩慢

發(fā)酵液清淡發(fā)酵產物形成緩慢或根本不形成

噬菌體檢測會發(fā)現大量噬菌斑

電鏡可看到噬菌體

后果：①減產

②倒罐

第三節(jié)病毒與實踐一、噬菌體與發(fā)酵工業(yè)第三十九頁，共50頁。發(fā)酵生產時防護措施決不使用可疑菌種

嚴格環(huán)境衛(wèi)生

活菌液嚴禁排放

通氣加料嚴控

嚴格執(zhí)行會客制度

設備滅菌

使用抗噬菌體菌株補救方法：①盡快提取產品②加藥抑制③及時更換菌種第四十頁，共50頁。二、昆蟲病毒用于生物防治優(yōu)點：資源豐富、致病力強、專一性強現階段由于其殺蟲速度慢、不易大規(guī)模生產、在野外易失活和殺蟲范圍在等缺點，還難以普遍推廣。1、昆蟲病毒類型：①核型多角體病毒NPV（nuclearpolyhedronsisvirus）：在昆蟲細胞核內增殖，具有蛋白質包涵體的雙鏈DNA桿狀病毒。經口感染后侵入細胞核，在核內增殖并形成多角體，每個多角體含許多病毒束，每個病毒束含一個或多個病毒粒子。發(fā)病癥狀：感染后食欲減退，動作遲鈍身體變軟、皮膚易破裂，體內組織液流出，有蟲體倒掛現象。第四十一頁，共50頁。②質型多角體病毒CPV（cytoplasmicpolyhedronsisvirus）：發(fā)病癥狀：感染后食欲不振、上吐下泄、大量失水而死，無蟲體倒掛現象。③顆粒體病毒GV（grannlosisvirus）雙股DNA包涵體圓形或橢圓形，每個包涵體內只有一個病毒粒子。發(fā)病癥狀與NPV一致，有倒掛現象。④無包涵體病毒。病毒球形，不形成包涵體。第四十二頁，共50頁。三、病毒在基因工程中的應用

噬菌體可作為原核生物基因工程的載體動物DNA病毒可作為動物基因工程的載體植物病毒可作為植物基因工程的載體昆蟲DNA病毒可作為真核生物基因工程的載體第四十三頁，共50頁。載體：在基因工程操作中，把外源目的基因導入受體細胞并使之表達的中介體，稱為載體。除原核生物中的質粒外，病毒是最好的載體。游離于原核生物染色體外具有獨立復制能力的小型共價閉合環(huán)狀DNA分子，又稱cccDNA。在大腸桿菌細胞中，染色體DNA和質粒DNA分別獨自復制。質粒中，有些稱為附加體的DNA能整合進染色體DNA，這時它的復制就和后者同步進行。第四十四頁，共50頁。（一）噬菌體作為原核生物基因工程的載體E.coli的λ噬菌體，是一種研究的十分詳盡的含線狀dsDNA的溫和噬菌體。由λ噬菌體構建的載體：（1）凱隆載體（Charon），一種用內切酶改造后所構建成的特殊λ噬菌體載體。可插入小至數kb（千堿基對）大至23kb的外源DNA片段。（2）科斯質粒，一種由含粘性末端的λ-DNA和質粒DNA組建成的重組體。優(yōu)點：具有質粒載體和噬菌體載體兩者的長處。其本身相對分子質量雖小（6kb），卻可插入各種來源的相對分子質量較大（35-53kb）的外源DNA片段，但把它在體外包裝成λ噬菌體后，即可高效的感染其E.coli宿主，并進行整合、復制和表達。第四十五頁，共50頁。（二）動物DNA病毒作為動物基因工程的載體SV40（猴病毒40）、人的腺病毒、牛乳頭瘤病毒、痘病毒以及RNA病毒等SV-DNA是一個復制子，當侵染其宿主細胞后，既能自我復制，也能整合在宿主的染色體組上。（三）植物DNA病毒作為植物基因工程的載體花椰菜花葉病毒（CaMV），含8kb