1、第三章 病毒和亞病毒因子徐耀波xuyaobo第一節(jié) 病毒的一般屬性 非細胞生物真病毒：至少含有核酸和蛋白質兩種組分亞病毒因子類病毒：只含具有獨立侵染性的RNA組分擬病毒：只含不具獨立侵染性的RNA組分朊病毒：只含單一蛋白質組分衛(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組分一、病毒的定義和特點1、定義 病毒是專性細胞內寄生物，其大小在20200nm之間。盡管它們在形狀和化學組成上有所不同，但都僅含有RNA或DNA。完整的顆粒稱為“病毒粒子”，它包括一個衣殼，在衣殼的外面常包圍有糖蛋白脂類的膜。病毒對抗生素不敏感。病毒在體外以成熟的顆粒形式，即毒粒（Virion）存在。毒粒

2、具有一定的大小、形態(tài)、化學組成和理化性質，甚至可以結晶純化，像化學大分子一般不表現(xiàn)任何生命特征。毒粒具有感染性，即具有在一定條件下侵入宿主的能力。一旦病毒進入細胞，毒粒便會解體，釋放出的病毒基因組具有繁殖性，能利用宿主細胞的大分子合成裝置進行復制表達、病毒繁殖，表現(xiàn)出遺傳、變異等一系列生命特征。目前，病毒還沒有確切的定義，一般可以這樣描述： 病毒是一類既具有化學大分子屬性，又具有生物體基本特征；既具有細胞外的感染性顆粒形式，又具有細胞內的繁殖性基因形式的獨特生物類群。2、病毒的基本特征小，能通過細菌過濾器，電鏡下才可見；沒有細胞結構；只含有DNA或RNA一類核酸；沒有核糖體，不含與能量代謝有關

3、的酶，在活體外沒有生命特征。不以二分分裂法繁殖，只能在特定的寄主細胞內以核酸復制的方式增殖；它對一般抗生素不敏感，但對干擾素敏感；有些病毒的核酸能夠整合到宿主的基因組中 ，并誘發(fā)潛伏性感染。1、大小 病毒的大小常用納米（nm）來度量，病毒大小在20200nm之間，通常大小在100nm左右，能通過細菌濾器，需借助電鏡觀察。2、形態(tài) 球狀球狀病毒（或多面體病毒）。動物病毒多為球狀。桿狀桿狀病毒（包括棒狀或線狀）。植物病毒多呈桿狀。蝌蚪狀蝌蚪狀病毒。細菌病毒也即噬菌體多呈蝌蚪狀 。二、大小和形態(tài) Sizes and Shapes of Viruses (Animal RNA Viruses)小核糖核

4、酸病毒科呼腸孤病毒科披膜病毒科正粘病毒科冠狀病毒科負粘病毒科逆轉錄病毒科彈狀病毒科Sizes and Shapes of Viruses (Animal DNA Viruses)乳多空病毒科腺病毒科皰疹病毒科Sizes and Shapes of Viruses (Bacteriophages)牛痘病毒 脊髓灰質炎病毒 人紅細胞 大腸桿菌 煙草花葉病毒 衣原體1、病毒粒子的結構 核衣殼（nucleo-capsid）：病毒主要由殼體和核酸二部分構成，二者統(tǒng)稱核衣殼。三、病毒化學組成和結構殼粒（capsomer） 是構成病毒粒子的最小形態(tài)單位，每個殼粒由1-6個同種多肽分子折疊纏繞而成的蛋白質亞單

5、位，也稱為衣殼粒。 殼體（capsid） 由殼粒以對稱的形式，有規(guī)律地排列成桿狀、球狀、二十面體或其它形狀，構成病毒的外殼；也稱作衣殼，蛋白質外殼。病毒的對稱性 病毒的衣殼具有螺旋體對稱或二十面體對稱。螺旋體對稱可以看作蛋白亞基通過有序的螺旋方式，排列在病毒核酸周圍，二十面體是一種有規(guī)則的立體結構，它由許多蛋白亞基的重復聚集組成，從而形成一種類似于球形的結構。螺旋對稱1. Adenovirus structure二十面體對稱Viral Structure (Polyhedral Virus)Electron Micrograph of Poliomyelitis Virus脊髓灰質炎病毒Cap

6、tion:- Polio virus; RNA virus, Picornaviridae Family. 包膜（envelope）：一些病毒（多為動物病毒），其核衣殼外還被一層含蛋白質或糖蛋白的類脂雙層膜覆蓋著，這層膜稱為包膜。 有包膜病毒粒子是以出芽的方式穿過被侵染細胞的核膜或原生質膜，故包膜中的類脂來自宿主的細胞膜。病毒的包膜上具有受體，它能使粒子附著并感染宿主細胞。Viral Structure (Enveloped Helical Virus)Viral Structure (Enveloped Polyhedral Virus)Transmission Electron Micro

7、graph of HIV-1 The nucleocapsid (arrows) can be seen within the envelope. 2、病毒的化學組成 1）病毒蛋白 病毒蛋白，無論是結構蛋白(衣殼、包膜)還是非結構蛋白(例如，酶)都是由病毒的基因組編碼的，這些蛋白在病毒的復制中可以是必要或非必要的。結構蛋白 是核衣殼、基質，或者是包膜中的蛋白，這些蛋白對病毒基因組起保護作用，并且能夠利用宿主上的受體在宿主間傳遞基因組。同樣在病毒粒子的裝配過程中也起到了主要作用。 非結構蛋白 包含在病毒體內的非結構蛋白(并不作為病毒體的結構)，它們通常具有酶的活性，這對啟動病毒的感染是必要的。其

8、它一些非結構蛋白并不在病毒中存在，但在被感染的細胞中起作用，這種作用包括關閉宿主細胞的核苷酸合成及蛋白質合成，另外這些蛋白具聚合酶、蛋白酶和激酶的活性，DNA連接酶活性，基因調控作用。 病毒基因組在大小、結構和核苷酸的組成上是多種多樣的，有線狀、環(huán)狀；雙鏈DNA(dsDNA)、單鏈DNA (ssDNA)、雙鏈RNA (dsRNA)、單鏈RNA(ssRNA)；閉環(huán)或缺口環(huán)；單分子、雙分子或多分子。2）病毒的核酸病毒所含的脂類主要是一些磷脂、膽固醇和中性脂肪，多數(shù)存在于包膜。病毒所含的糖類主要是葡萄糖、龍膽二糖、巖藻糖、半乳糖等。3）脂類和糖類病毒粒子核衣殼（基本構造）核酸：由DNA或RNA構成衣

9、殼：由衣殼粒構成包膜（非基本構造）：類脂、蛋白質或糖蛋白構成形狀：二十面體對稱、螺旋體對稱、復合型有的病毒在寄主細胞內還形成包含體結構寄主細胞被病毒感染后形成的蛋白質結晶體，內含有1至幾個病毒粒子。 它們多數(shù)位于細胞質內（CPV），具嗜酸性；少數(shù)位于細胞核內（NPV），具嗜堿性；也有細胞核內和細胞質都存在的類型。3. 病毒的包含體 四、病毒的分類按照侵染的宿主分為：（1）原核生物的病毒噬菌體（2）植物病毒（多為ssRNA）（3）人類和脊椎動物病毒（4）昆蟲病毒病毒的核酸類型噬菌體(phage)即原核生物的病毒，包括噬細菌體(bacteriophage) 、噬放線菌(actinophage)和噬

10、藍細菌體(cyanophage) 。噬菌體廣泛分布于自然界，凡是有原核生物活動之處幾乎都發(fā)現(xiàn)有相應噬菌體的存在。 第二節(jié) 噬菌體1、噬菌體的種類 A型：dsDNA、蝌蚪狀、收縮性尾；B型：dsDNA、蝌蚪狀、非收縮性長尾；C型：dsDNA、蝌蚪狀、非收縮性短尾;D型：ssDNA、球狀、無尾、大頂衣殼粒； E型：ssRNA、球狀、無尾、小頂衣殼粒； F型：ssDNA、絲狀、無頭尾；一、噬菌體形態(tài)、結構Viral Structure (Binal)A T-even bacteriophage consisting of a head, sheath, and tail. Electron Micr

11、ograph of Coliphage T4 Caption:- T4 bacteriophage (DNA virus).1、典型噬菌體生活周期 一個噬菌體典型的生活周期，從噬菌體在細菌細胞表面的特異受體吸附開始，隨后遺傳物質注入宿主。細菌含有降解外源DNA的限制修飾系統(tǒng)，許多侵染是不成功的。二、噬菌體的生活周期 接著核酸復制開始，噬菌體基因編碼的酶被合成。最后，合成噬菌體衣殼蛋白，裝配成新的噬菌體外殼，同時包裝一個拷貝的基因。然后，噬菌體釋放，普遍通過裂解進入周圍培養(yǎng)基。也即經(jīng)過吸附，侵入，復制，組裝和釋放5個階段。 Adsorption during the Lytic Life Cyc

12、le of a Lytic Bacteriophage The bacteriophage binds to receptors on the bacterial cell wall.1) 吸附(附著) (adsorption attachment)Penetration during the Lytic Life Cycle of a Lytic BacteriophageThe bacteriophage injects its genome into the bacteriums cytoplasm. 2) 侵入(Penetration) Early Replication during

13、 the Lytic Life Cycle of a Lytic BacteriophageThe bacteriophage genome replicates and bacteriophage components begin to be produced by way of the host bacteriums metabolic machinery. 3) 核酸復制(nucleic acid replication)Late Replication during the Lytic Life Cycle of a Lytic BacteriophageThe production

14、of bacteriophage components and enzymes progresses. Maturation during the Lytic Life Cycle of a Lytic BacteriophageThe bacteriophage components assemble. 4) 噬菌體裝配(Phage assembly)A bacteriophage-coded enzyme breaks down the peptidoglycan in the bacterial cell wall causing osmotic lysis. Release durin

15、g the Lytic Life Cycle of a Lytic Bacteriophage 5) 釋放(release)Animation of the Lytic Life Cycle of a Bacteriophage噬菌體效價的測定雙層平板法A plaque assay. Serial dilutions of virus have been plated on confluent monolayer cultures of cells. The cells are stained after a period of time in which a single virus inf

16、ects a cell, produces new virus particles and infects surrounding cells. The white areas show areas of the culture in which the cells have been killed. Each plaque is the result of the presence of one original infectious virus particle感染了煙草普通花葉病的煙株 一步生長曲線(one-step growth curve） 高濃度的敏感宿主菌 適量的噬菌體數(shù)分鐘后離

17、 心除去游離噬菌體高倍稀釋混合液一定時間取樣噬菌斑測定方法： 一步生長曲線(one-step growth curve） 裂解期 潛伏期 平穩(wěn)期 某些噬菌體，典型例子是E . coli 的噬菌體，在進人宿主時，這些噬菌體不進入裂解循環(huán)，而是它們進入稱為溶源性(lysogeny)的階段。在此階段它們或者整合至染色體上形成原噬菌體(prophage) (如噬菌體)或者像質粒存在細胞質中(如P1噬菌體)。這些溶源性噬菌體隨宿主染色體復制而復制，然后分配到子細胞中。E.coli K12()：一株帶有前噬菌體的大腸桿菌K12溶源菌株。2、溶源性噬菌體生活周期烈性噬菌體（virulent phage) 感

18、染宿主細胞后，立即引起細胞裂解的噬菌體；它能在短時間內完成繁殖的五個階段。溫和噬菌體（temperate phage) 感染宿主細胞后，并不馬上引起細胞裂解，而是以“原噬菌體”方式整合至宿主DNA中，隨寄主繁殖而延續(xù)后代。它有游離態(tài)、整合態(tài)、營養(yǎng)態(tài)三種存在方式。溶源性噬菌體具有特別的特性，因為它們能攜帶改變宿主表型的功能性基因，稱為溶源性轉變(lysogenic conversion)。 沙門氏菌噬菌體溶源化時改變細菌脂多糖(LPS)O抗原的組分，因此改變細菌抗原的特性。許多細菌的毒素基因也由溫和噬菌體攜帶，包括白喉棒桿菌(Corynebacteria diphtheriae)的噬菌體攜帶的白

19、喉毒素基因；霍亂毒素也在此類之中。溶源性噬菌體的特性有助于細菌在寄主中存活的能力。溶源細菌自發(fā)裂解和誘發(fā)裂解 在溶源細菌中極少數(shù)(約10-6)會發(fā)生原噬菌體大量復制、成熟，導致寄主細胞裂解，這種現(xiàn)象稱為溶源細菌的自發(fā)裂解；若用低劑量的紫外線照射處理或其他理化方法處理，能夠誘發(fā)溶源細胞大量潰溶，釋放成熟噬菌體粒子，這就是溶源細菌的誘發(fā)裂解。煙草花葉 溶源菌的檢測指示菌苔透明裂解圈溶源菌菌落溶源細菌細胞復愈 溶源細菌細胞中的原噬菌體有時會消失，成為非溶源細菌，不會裂解，稱為溶源細菌細胞復愈。 （一）類病毒(Viroid) 是一個裸露的環(huán)狀ssRNA分子，它能感染寄主細胞并在其中自我復制使寄主產生病

20、癥。（二）擬病毒（virusoid） 只含不具獨立侵染性的RNA組分，包裹在真病毒粒中的有缺陷的類病毒，與真病毒“共生”。第三節(jié) 亞病毒因子（三）衛(wèi)星病毒（satellite virus） 是一類基因組缺陷、必須依賴某形態(tài)較大的專一輔助病毒才能復制和表達的小型伴生病毒。（四）衛(wèi)星RNA （satellite RNA ）是一類存在于某專一輔助病毒的衣殼內，并完全依賴后者才能復制自己的小分子RNA病原因子。（五）朊病毒(Prion) Prusiner于1982年發(fā)現(xiàn)，是一類不合核酸的傳染性的蛋白質分子，因能引起宿主體內現(xiàn)成的同類蛋白質分子發(fā)生與其相似的構象變化，從而可使宿主致病。 可引起羊瘙癢癥、

21、牛海綿狀腦病瘋牛病、人的克-雅氏病、苦魯病和G-S綜合癥。我國乙肝病毒感染率概況資料來源：駱抗先，乙型肝炎基礎和臨床第二版乙肝病毒的結構HBV病毒顆粒圖示乙肝病毒在肝細胞內復制A(n)mRNAcccDNAHBsAg 包膜負鏈DNA包裹后的前基因 mRNA傳染性HBV病毒顆粒傳染性HBV病毒顆粒部分雙鏈DNA逆轉錄酶DNA聚合酶肝 細 胞常用的檢查指標有： 1）乙肝病毒脫氧核糖核酸（HBVDNA）2）“乙肝兩對半”，即檢測血清中有無乙肝病毒5種抗原、抗體的簡稱。它們分別是：乙肝病毒表面抗原（HBsAg，舊稱澳抗）、表面抗體（抗HBs）為一對；乙肝病毒e抗原（HBeAg）、e抗體（抗HBe）為一對

22、；另一項是乙肝病毒核心抗體（抗HBc)（核心抗原檢測不出來）。3）血清轉氨酶，用于診斷肝病的有兩種，即：谷丙轉氨酶（ALT）和谷草轉氨酶（AST）。血清學檢查各項指標所代表的意義？1）血清中乙肝病毒脫氧核糖核酸（HBVDNA）陽性（）說明存在乙肝病毒感染，并且病毒正在復制。2）表面抗原（HBsAg）陽性（）是體內存在乙肝病毒感染的標志。3）e抗原（HBeAg）和乙肝病毒脫氧核糖核酸（HBVDNA）同時陽性（），說明肝臟內病毒復制活躍。4）表面抗體（抗HBs）陽性（）而表面抗原（HBsAg）陰性（-），是乙肝病毒已被清除的標志。5）谷丙轉氨酶（ALT）是肝細胞損害的敏感標志，ALT升高在一定程度

23、上反映肝細胞損害和壞死的程度。 乙肝檢測結果及臨床意義HBsAg 抗-HBs HBeAg 抗-HBe 抗-HBc 臨床意義 急性HBV感染潛伏期 急性肝炎早期，傳染性強 急性或慢性感染，傳染性強（大三陽） 急性或慢性感染后期（小三陽） 急性或慢性乙型肝炎病毒攜帶者 感染恢復期 HBV感染已過；抗-HBs出現(xiàn)前的窗口期 感染恢復期 注射疫苗后；遙遠的過去感染；假陽性乙肝的發(fā)病機理乙肝病毒感染人體后，病毒本身并不直接引起肝細胞的病變，只是在肝細胞內生存、復制，其所復制的抗原表達在肝細胞膜上，激發(fā)人體的免疫系統(tǒng)來辨認，從而對已感染發(fā)生攻擊和清除反應。HBV通過激發(fā)宿主的免疫系統(tǒng)攻擊感染肝細胞而間接引

24、起肝損害！乙肝的綜合治療抗病毒治療免疫調節(jié)治療“保肝”治療中醫(yī)藥治療基礎治療及心理治療基因治療基礎治療 基礎治療是最基本的治療，許多急性肝炎和輕型的慢性肝炎病人，可經(jīng)休息、營養(yǎng)而病情緩解。合理飲食，營養(yǎng)支持禁忌煙酒休息心理治療一般藥物護肝藥物：肌苷、益肝靈（水飛薊素）、肝得健,VitB、C緩解炎癥藥物：甘草甜素、強力新（強力寧）等降酶藥物：聯(lián)苯雙脂、五味子、垂盆草等退黃藥物：門冬氨酸鉀鎂,苯巴比妥,腺苷蛋氨酸,熊去氧膽酸,茵陳制劑,等中醫(yī)藥：山豆根（肝炎靈）,豬苓多糖,苦參素,小柴胡湯等抗肝纖維化藥物：干擾素、秋水仙堿改善肝微循環(huán): 還原型谷胱苷肽免疫調節(jié)藥物免疫增強劑：左旋米唑、胸腺肽免疫抑制劑: 糖皮質激素,秋水仙堿重組細胞因子：白細胞介素-2,白細胞介素- 12、粒-巨噬細胞集落刺激因子（GM-CSF), r-干擾素等其他: 特異性免疫核糖核酸,轉移因子,乙肝免疫球蛋白等抗病毒治療目前認為，乙肝病毒的持續(xù)感染是造成乙肝慢性化的主要原因，且可導致病情發(fā)展,突變, 惡化（肝硬化、肝細胞癌）。因此，抗