1、第第1818章章 病毒的基本性狀病毒的基本性狀馮安林微生物學與免疫學教研室 Tel: 86689910 office: 7A208E-mail：教學大綱教學大綱l掌握內容l病毒的大小、形態、結構、化學組成及功能l病毒復制周期及異常增殖現象（頓挫感染、缺陷病毒） l熟悉內容l病毒的概念及主要特征l病毒遺傳與變異及病毒的干擾現象 l了解內容l理化因素對病毒的影響 l病毒的分類原則 3000BC 3000BC，埃，埃及孟非思壁及孟非思壁畫中長老患畫中長老患小兒麻痹癥。小兒麻痹癥。16世紀的明代，我國率先發明人痘接種法，預防天花1796年，英國鄉村年，英國鄉村醫生愛德華醫生愛德華詹納通詹納通過接種牛痘

2、預防天過接種牛痘預防天花試驗成功花試驗成功病毒是如何發現的 煙草花葉病 1884年法國Chamberland發明了細菌無法濾過的過濾器。 1886年，德國人Mayer把患有花葉病的煙草汁液注射到健康煙草的葉脈中，能引起花葉病，證明這種病是可以傳染的。其指出煙草花葉病是由細菌引起的 1892年俄國Iwanowaski證實其煙草花葉病的病原體可以通過濾菌器。 1898年，荷蘭Beijerinck認為是一種新的感染性物質 -起名叫virus。？Fig. Leaf of tobacco and EM of tobacco mosaic virus.BeijerinckIwanowaski病毒的危害 所

3、致疾病約占傳染病的80% 傳染性強、流行廣泛，很少有效藥物 有些所致疾病嚴重，病死率高或有后遺癥 持續性感染 與腫瘤和自身免疫病有關 威脅健康的新病原體不斷出現 學習病毒學，要注意防治和控制病毒（virus） 非細胞型的微生物非細胞型的微生物 特點特點體積微小體積微小結構簡單結構簡單只含一種類型核酸只含一種類型核酸嚴格的細胞內寄生嚴格的細胞內寄生對抗生素不敏感，對干擾素敏感對抗生素不敏感，對干擾素敏感增殖方式：復制增殖方式：復制什么是病毒什么是病毒（virusvirus）？ 個體微小，結構簡單，只含有一種類型核酸，必須在活的易感細胞內以復制方式增殖的非細胞型微生物。 一、病毒的基本性狀 病毒形

4、態學病毒形態學 病毒的增殖病毒的增殖 理化因素對病毒的影響理化因素對病毒的影響 病毒體(Virion)具有一定形態結構一定形態結構和感染性感染性的完整病毒顆粒 病毒的大小納米（nm），20300nm一、病毒的大小與形態一、病毒的大小與形態微生物的大小比較微生物的大小比較葡萄球菌(1000nm） 牛痘病毒300250nmABCDEFG立克次體450nm衣原體390nmA、大腸桿菌噬菌體、大腸桿菌噬菌體 ( 65 95nm )B、腺病毒、腺病毒 (70nm )C、脊髓灰質炎病毒、脊髓灰質炎病毒 (30nm )D、乙腦病毒、乙腦病毒 ( 40nm )E、蛋白分子、蛋白分子 (10nm )F、流感病毒

5、、流感病毒 ( 100nm )G、煙草花葉病毒、煙草花葉病毒 ( 300 18nm )病毒的形態病毒的形態 球形球形 桿狀桿狀 子彈狀子彈狀 蝌蚪形蝌蚪形 磚塊狀磚塊狀 絲狀絲狀磚形（痘病毒）子彈形（狂犬病病毒）蝌蚪形（噬菌體）桿狀（煙草花葉病毒）絲狀（埃博拉病毒）（1 1）核衣殼核衣殼-基本結構基本結構l核心（核心（corecore）-由核酸組成由核酸組成l衣殼衣殼(capsid)-(capsid)-由殼粒組成由殼粒組成 -化學成分為蛋白質化學成分為蛋白質 二、病毒的結構與化學組成二、病毒的結構與化學組成1.1.病毒的結構病毒的結構核衣殼的構型核衣殼的構型根據殼粒的排列方式：根據殼粒的排列方

6、式：l螺旋對稱型螺旋對稱型l2020面體對稱型面體對稱型l復合對稱型復合對稱型（2 2）包膜包膜l某些某些VirusVirus成熟后以出芽方式釋放成熟后以出芽方式釋放, , 獲得的宿獲得的宿主細胞胞膜成分主細胞胞膜成分l成分：脂類、蛋白質、少量糖類成分：脂類、蛋白質、少量糖類l表面：刺突（表面：刺突（spikespike）/ / 包膜子粒包膜子粒根據包膜的有無：根據包膜的有無： 無包膜病毒無包膜病毒( (裸病毒裸病毒) ) 包膜病毒包膜病毒衣殼衣殼核心核心核衣殼核衣殼包膜包膜刺突刺突Enveloped Enveloped VirusVirusNaked Naked VirusVirusCubi

7、cHelical2.2.病毒的化學組成病毒的化學組成（1）病毒的核酸）病毒的核酸單一類型：單一類型：DNA/RNA，單鏈，單鏈/雙鏈（雙鏈（ss/ds） DNA病毒：病毒： dsDNA ssDNA RNA病毒病毒: dsRNA ssRNA +ssRNA -ssRNA病毒核酸的主要功能病毒核酸的主要功能*病毒復制、遺傳與變異病毒復制、遺傳與變異*決定病毒的特性決定病毒的特性*具有感染性，但感染性比完整的病毒具有感染性，但感染性比完整的病毒體要低。體要低。（2 2）病毒蛋白質：由病毒核酸編碼）病毒蛋白質：由病毒核酸編碼l結構蛋白結構蛋白-組成病毒體的成分組成病毒體的成分l功能功能-保護核酸、參與感

8、染、具有抗原性保護核酸、參與感染、具有抗原性 衣殼蛋白衣殼蛋白 包膜蛋白包膜蛋白 基質蛋白：基質蛋白：連接衣殼蛋白和包膜蛋白的成分，有跨連接衣殼蛋白和包膜蛋白的成分，有跨 膜和錨定功能膜和錨定功能 l非結構蛋白非結構蛋白 病毒內病毒內酶酶 感染細胞內感染細胞內特殊作用蛋白特殊作用蛋白（3 3）脂類和糖）脂類和糖l存在于包膜中存在于包膜中l維持病毒體結構完整性維持病毒體結構完整性l與病毒入侵有關與病毒入侵有關l脂溶劑可去除包膜，脂溶劑可去除包膜， 喪失感染性喪失感染性復制周期：復制周期： 病毒進入易感細胞，以病毒基因組為模板，利病毒進入易感細胞，以病毒基因組為模板，利用宿主細胞的能料、能量和場所

9、，在用宿主細胞的能料、能量和場所，在DNADNA聚合酶聚合酶（或（或RNARNA聚合酶）及必要因素作用下，復制出子聚合酶）及必要因素作用下，復制出子代病毒基因組，合成病毒結構蛋白，最后裝配代病毒基因組，合成病毒結構蛋白，最后裝配釋放出子代病毒的過程。釋放出子代病毒的過程。在活的易感細胞內進行在活的易感細胞內進行 第二節第二節 病毒的增殖病毒的增殖病毒以復制方式增殖病毒以復制方式增殖吸附吸附穿入穿入脫殼脫殼生物合成生物合成組裝、成熟與釋放組裝、成熟與釋放病毒的復制周期病毒的復制周期 replication cycle定義：病毒體表面的蛋白質（配體）和易感細胞表面受體的特異性結合過程稱為吸附。l非

10、特異性吸附非特異性吸附-靜電結合靜電結合l特異性特異性吸附吸附-病毒配體位點與細胞膜特異受體病毒配體位點與細胞膜特異受體 決定病毒的組織親嗜性決定病毒的組織親嗜性1.1.吸附吸附(adsorption)(adsorption) CD21（EBV受體）受體） CD4（HIV受體）受體） CD46（麻疹病毒受體）（麻疹病毒受體） CD54（鼻病毒受體）（鼻病毒受體）吸附吸附病毒復制周期病毒復制周期l吸附 adsorption融合融合吞飲吞飲2.2.穿入穿入(penetration)(penetration)定義：定義：病毒穿過細胞膜進入到細胞內，病毒穿過細胞膜進入到細胞內，稱為穿入稱為穿入。穿入方

11、式穿入方式： -有包膜病毒有包膜病毒-無包膜病毒無包膜病毒直接進入直接進入-噬菌體噬菌體病毒復制周期病毒復制周期l穿入穿入 penetrationHIV-融合方式 3.脫殼脫殼(uncoating)： 釋放病毒基因組核酸釋放病毒基因組核酸 v 定義定義：核酸從衣殼中釋放出來的過程核酸從衣殼中釋放出來的過程。v 脫殼方式：脫殼方式： 宿主細胞宿主細胞溶酶體酶溶酶體酶的作用下脫殼的作用下脫殼-多數病毒多數病毒 部分病毒在的基礎上，部分衣殼在部分病毒在的基礎上，部分衣殼在V編碼的編碼的脫殼酶脫殼酶的作用下脫殼的作用下脫殼4.生物合成生物合成(biosynthesis)（1 1）合成病毒蛋白質）合成病

12、毒蛋白質早期：復制酶等非結構蛋白早期：復制酶等非結構蛋白 晚期：衣殼蛋白及其他結構蛋白晚期：衣殼蛋白及其他結構蛋白（2 2）復制子代病毒核酸）復制子代病毒核酸隱蔽期隱蔽期l6大類型 雙鏈DNA病毒 單鏈DNA病毒 單正鏈RNA病毒 單負鏈RNA病毒 雙鏈RNA病毒 逆轉錄病毒dsDNAdsDNA病毒的復制病毒的復制 早期mRNA 早期蛋白質（DNA多聚酶）親代DNA 復制 子代DNA 晚期mRNA 晚期結構蛋白轉錄轉錄轉錄轉錄子代子代病毒病毒v病毒實例：病毒實例：HSV （）（）DNA半保留復制半保留復制；（）根據病毒核酸；（）根據病毒核酸復制時點將轉錄分為復制時點將轉錄分為早期轉錄晚期轉錄早

13、期轉錄晚期轉錄； （細胞核（細胞核內合成內合成DNA，細胞質細胞質內合成病毒蛋白）內合成病毒蛋白）(+)(+) ssRNAssRNA病毒復制病毒復制 非結構蛋白(RNA聚合酶)（親代+ssRNA） -ssRNA + ssRNA 結構蛋白復制復制翻譯翻譯翻譯翻譯子代子代病毒病毒病毒實例：脊髓灰質炎病毒（病毒實例：脊髓灰質炎病毒（poliovirus） （）（）本身具有本身具有mRNA功能；（）復制中間體功能；（）復制中間體RNA； （）（）早、晚期轉錄時相似不明顯；早、晚期轉錄時相似不明顯；復制復制逆轉錄病毒復制逆轉錄病毒復制DNA：RNA dsDNA 子代子代+ssRNA mRNA 結構蛋白結

14、構蛋白 子代病毒子代病毒逆轉錄逆轉錄轉錄轉錄轉錄轉錄病毒實例：病毒實例：HIV （）（）逆轉錄酶逆轉錄酶；（）；（）復制中間體復制中間體+RNADNA（）（）前病毒前病毒(provirus)； 親代親代+ssRNA翻譯翻譯HIVHIV的復制的復制 5. 裝配和釋放裝配和釋放（assembly and release）l生物合成形成的子代病毒核酸和衣殼蛋白，在生物合成形成的子代病毒核酸和衣殼蛋白，在宿主細胞內組裝成子代病毒核衣殼的過程宿主細胞內組裝成子代病毒核衣殼的過程破胞釋放無包膜病毒芽生釋放 有包膜病毒釋放的方式釋放的方式復制周期復制周期 replication cycle異常增殖與干擾現象

15、異常增殖與干擾現象v異常增殖：異常增殖：病毒在宿主細胞內增殖時，并非所病毒在宿主細胞內增殖時，并非所有的病毒都能組裝成完整的病毒體。有的病毒都能組裝成完整的病毒體。l病毒原因：病毒原因：l缺陷病毒缺陷病毒 l宿主細胞原因宿主細胞原因: :l頓挫感染（流產感染）頓挫感染（流產感染） 1 1、缺陷病毒缺陷病毒 defective virus：由于病毒基因組不由于病毒基因組不完整，導致病完整，導致病不能不能在宿主細胞內在宿主細胞內正常增殖正常增殖的病的病毒毒2 2、輔助病毒：輔助病毒：提供缺陷病毒增殖所需因子，輔提供缺陷病毒增殖所需因子，輔助其增殖的病毒助其增殖的病毒 HDV-HBV3 3、缺陷干擾

16、顆粒（缺陷干擾顆粒（DIPDIP）：缺陷病毒具有干擾同缺陷病毒具有干擾同種病毒增殖的現象種病毒增殖的現象。4、頓挫感染、頓挫感染 abortive infectionl病毒在其中不能合成本身的成分病毒在其中不能合成本身的成分l能合成部分或全部病毒成分，但不能裝配和釋放能合成部分或全部病毒成分，但不能裝配和釋放容許性細胞：能支持病毒完成正常增殖的細胞非容許性細胞u干擾現象干擾現象interferenceu兩種病毒感染同一細胞時，兩種病毒感染同一細胞時，u一種病毒會抑制另一種病毒增殖一種病毒會抑制另一種病毒增殖u產生原因產生原因u 干擾素干擾素 interferon，IFNu 競爭干擾（細胞表面受體、底物、酶）競爭干擾（細胞表面受體、底物、酶）u 改變細胞代謝途徑改變細胞代謝途徑 （抑制第二種病毒（抑制第二種病毒mRNA的轉譯）的轉譯）干擾現象的意義干擾現象的意義1、非特異性免疫的構成部分、非特異性免疫的構成部分 抗病毒作用抗病毒作用2、指導正確使用疫苗、指導正確使用疫苗第三節第三節 理化因素對病毒的影響理化因素對病毒的影響 l滅活（滅活（inactivation）l病毒受理化因素作用后，失去感染性病毒受理化因素作用后，失去感染性 l滅活病毒仍保留某些特性，如抗原性、滅活病毒