医学微生物学教学课件第20章病毒的基本性状

1、 第20章 病毒的基本性状病毒（virus）：最微小的、结构最简单的非细胞型微生物。特征：体积非常微小，必须用电子显微镜放大几万至几十万倍后方可观察；结构简单，无完整细胞结构，仅有一种核酸（RNA或DNA）；严格的细胞内寄生性，只能在一定种类的活细胞中增殖；对抗生素不敏感，但对干扰素敏感。第1页，共45页。2022/8/3医学微生物学 第一节 病毒的大小与形态 病毒体（virion）：完整成熟的病毒颗粒。1 大小 nm2形态 球形、杆形（丝形）、弹形、砖形、蝌蚪状3 观察及测量电镜滤过超速离心X线衍射第2页，共45页。2022/8/3医学微生物学第3页，共45页。2022/8/3医学微生物学第

2、二节 病毒的结构与化学组成 一 、病毒的结构 基本结构核衣壳（nucleocapsid）（病毒体）病毒核心（core）衣壳（capsid）辅助结构包膜（envelope）第4页，共45页。2022/8/3医学微生物学病毒核心：成分为核酸，病毒基因组病毒衣壳：包绕在核酸外面的蛋白质外壳 衣壳由壳粒（capsomere）组成形态亚单位壳粒由多肽分子组成根据壳粒排列方式不同，病毒有三种对称型 螺旋对称 二十面体立体对称 复合对称核衣壳病毒体基本功能单位感染单位第5页，共45页。2022/8/3医学微生物学第6页，共45页。2022/8/3医学微生物学第7页，共45页。2022/8/3医学微生物学包膜

3、：病毒出芽释放时获得 成分 刺突(spike)或包膜子粒 包膜有无：包膜病毒（ enveloped virus） 和裸病毒（naked virus）之分 对脂溶剂敏感宿主细胞膜、核膜成分病毒基因编码的病毒特异抗原第8页，共45页。2022/8/3医学微生物学第9页，共45页。2022/8/3医学微生物学第10页，共45页。2022/8/3医学微生物学二、病毒的化学组成与功能 核酸： 仅含一种核酸，DNA或RNA 形状不同（单一线性、双股环状） 完整性不同（完整的、分节段的） 功能：决定病毒的复制、感染及遗传变异 感染性核酸：失去衣壳裸露的仍具有感染性的病毒 的核酸第11页，共45页。2022/

4、8/3医学微生物学蛋白质 保护核酸 结构蛋白： 参与感染 具有抗原性 非结构蛋白：病毒酶类（病毒复制， 抑制宿主相应功能）脂类和糖：主要存在于包膜中维护病毒体结构完整性与宿主细胞有亲和及融合的性能表现病毒种、型抗原性与病毒引起机体中毒症状有关第12页，共45页。2022/8/3医学微生物学 第三节 病毒的增殖 病毒的增殖方式自我复制（self replication），即以病毒核酸为模板进行复制的方式。 第13页，共45页。2022/8/3医学微生物学一、病毒的复制周期（replication cycle吸附 穿入 脱壳 生物合成 组装成熟 释放 1、吸附（adsorption） 亲嗜性 病毒

5、表面吸附位点 宿主细胞表面受体 易感性 特异性、不可逆的结合第14页，共45页。2022/8/3医学微生物学第15页，共45页。2022/8/3医学微生物学第16页，共45页。2022/8/3医学微生物学2、穿入（penetration）吸附后进入细胞内3、脱壳（uncoating）脱去衣壳、核酸裸露 第17页，共45页。2022/8/3医学微生物学第18页，共45页。2022/8/3医学微生物学第19页，共45页。2022/8/3医学微生物学 4 生物合成 （biosynthesis ） 合成大量病毒核酸和结构蛋白（1）DNA病毒早期mRNA转录早期蛋白质转译（功能蛋白）复制子代核酸晚期mR

6、NA转录晚期蛋白质转译（结构蛋白）第20页，共45页。2022/8/3医学微生物学病毒RNA逆转录酶RNA：DNA杂交中间体RNA酶H水解负单链DNADNA聚合酶双链DNA整合酶整合到细胞染色体上（前病毒）转录子代RNAmRNA翻译结构蛋白子代病毒释放（2）逆转录病毒（retrovirus）非结构蛋白装配第21页，共45页。2022/8/3医学微生物学5 装配与释放（assembly and release） 组装成成熟的子代病毒，并从细胞游离出来第22页，共45页。2022/8/3医学微生物学第23页，共45页。2022/8/3医学微生物学第24页，共45页。2022/8/3医学微生物学第2

7、5页，共45页。2022/8/3医学微生物学第26页，共45页。2022/8/3医学微生物学第27页，共45页。2022/8/3医学微生物学第28页，共45页。2022/8/3医学微生物学第29页，共45页。2022/8/3医学微生物学第30页，共45页。2022/8/3医学微生物学二 、病毒的异常增殖和干扰现象（一）病毒的异常增殖 顿挫感染（abortive infection） 在病毒增殖过程中，虽可合成部分或全部病毒成分，但不能正常组装成完整的病毒体，既不能产生有感染性的子代病毒。 依赖细胞的顿挫感染 非容纳细胞（non-permissive cell） 依赖病毒的顿挫感染 缺陷病毒（d

8、efective virus） 指病毒基因组不完整或严重改变 而不能复制出完整的子代病毒的病毒第31页，共45页。2022/8/3医学微生物学第32页，共45页。2022/8/3医学微生物学（二）干扰现象（interference） 两种病毒同时感染同一细胞时，可发生一种病毒抑制另一种病毒增殖的现象。 干扰类型（异种、同种、自身、灭活病毒干扰活病毒） 干扰素作用 干扰机理 竟争干扰 改变宿主细胞代谢途径 缺陷病毒干扰同种正常病毒 中止感染 干扰现象的意义 预防感染 鉴定病毒 第33页，共45页。2022/8/3医学微生物学第四节 病毒的遗传和变异一、病毒的基因组病毒核酸仅含一种类型，DNA或R

9、NA形态多样性（单一线形、双股环状）完整性不同（完整的、分节段的）还有携带反转录酶的RNA病毒可突变，并决定其表型第34页，共45页。2022/8/3医学微生物学二、基因突变突变株是指病毒基因碱基序列改变，导致表型性状改变的毒株。条件致死性突变株（conditional-lethal mutant） 温度敏感突变株（temperature sensitive mutant,ts株 ）为条件致死性突变株中应用最广泛的缺陷型干扰突变株（defective inhibition mutant，DIM）宿主范围突变株（host range mutant,hr突变株）耐药突变株（drug-resista

10、nt mutant）第35页，共45页。2022/8/3医学微生物学三、基因重组与重配两种不同病毒感染同一细胞时，可发生基因交换而形成新性状的重组体。 基因重组（recombination）不分节段基因组病毒 基因重配（reassortment）分节段基因组的病毒类型：活病毒之间N0H0 + N1H1N0H1活病毒与灭活病毒之间（交叉复活）灭活病毒 之间（多重复活）第36页，共45页。2022/8/3医学微生物学活病毒与灭活病毒之间（交叉复活）A3株（流行株）新A3抗原鸡胚中增殖不良A1株（非流行株）旧A1抗原鸡胚中生长良好鸡胚中共同培养重组体（理想疫苗）有A3抗原鸡胚中生长良好UV灭活第37

11、页，共45页。2022/8/3医学微生物学四、基因整合（gene integration）病毒基因组（DNA病毒与逆转录病毒）与宿主细胞基因组的重组过程。整合可引起宿主细胞基因改变细胞遗传性改变细胞转化个别可发生细胞恶化肿瘤第38页，共45页。2022/8/3医学微生物学 互补：一种病毒为另一种病毒提供本身不能合成，但又是所必需的基因产物，而使其在混合感染的细胞内得以繁殖。 辅助病毒与缺陷病毒之间 活病毒与死病毒之间 两个不同的缺陷病毒之间五、病毒基因产物的相互作用加强：一种病毒与另一种非杀细胞病毒同时感染细胞，后者能增加前一种病毒复制产量的现象（极个别病毒之间） 如：I型副流感病毒为水泡性口

12、炎病毒的加强病毒。第39页，共45页。2022/8/3医学微生物学+表型混合镶嵌包膜或衣壳表型交换衣壳误配遗传物质不改变，而只有基因产物的交换，传代后恢复亲代表型。第40页，共45页。2022/8/3医学微生物学 第五节 理化因素对病毒的影响灭活（inactivation）病毒受理化因素作用后失去感染性 失去增殖能力； 保留抗原性、红细胞吸附、血凝及细胞融合等特性； 机制破坏包膜、蛋白变性、损伤核酸。 物理因素：温度、PH、射线 化学因素：甘油、脂溶剂、化学消毒剂、抗生素与中草药、其他第41页，共45页。2022/8/3医学微生物学第六节 病毒的分类 分类原则 核酸的性质与结构病毒大小与形态衣

13、壳对称性和壳粒数目有无包膜对理化因素的敏感性抗原性生物学特性（繁殖方式、宿主范围、传播途径和致病性）第42页，共45页。2022/8/3医学微生物学 分类 常用核酸类型分类 1 DNA virus 2 RNA virus 依传播方式和感染部位分类 1 呼吸道病毒 2 肠道病毒 3 肝炎病毒 4 痘类病毒 5 疱疹病毒 6 虫媒病毒 7 狂犬病毒 8 逆转录病毒第43页，共45页。2022/8/3医学微生物学 亚病毒 1 类病毒（viroids） 仅为单股环状RNA分子，由250400个核苷酸组成，可直接在宿主 细胞内增殖，引起植物疾病。 2 卫星病毒（satellites） 单股环状RNA，由300400个核苷酸组成，不能直接在宿主细胞内增殖，而需相应的、特异的“辅助病毒”即病毒的“病毒”，故称卫星病毒，引起植物疾病。 3 朊粒（prion） 为蛋白质，用侵染子蛋白（prion protein PrP）来表示，可在细胞内进行复制，病变部位无炎症及免疫反应，但均有脑组织的海绵状淀粉样病变。 主要引起人和动物疾病，以慢性进行性退化性致死性中枢神经系统疾病为 特征。羊瘙痒病、牛海绵状脑病（疯牛病）、库鲁病、克