病毒学基础主题医学知识课件.ppt
,病毒学基础主题医学知识课件,病毒学基础主题医学知识课件,病毒学基础主题医学知识课件,I. 病毒,病毒的发现：1892年俄国的植物病理学家D.Ivanovsky研究了烟草花叶病的病原, 认为它是一种能通过细菌滤器的“细菌毒素”或极小的“细菌”。1898年荷兰学者M.W.Berijerinck独立进行了烟草花叶病病原体的研究,首次提出其病原是一种“传染性的活性液体”或称“病毒”。从此,许多学者陆续发现了各种植物病毒、动物病毒和细菌病毒噬菌体。,I. 病毒病毒的发现：1892年俄国的植物病理学家D.Iva,病毒的定义,病毒的定义：随着对病毒研究的不断深入，原先对病毒的定义不断地被修改，至今仍无一个科学而严谨的定义。但有一个基本的定义：病毒是一类超显微的非细胞生物，每一种病毒只含有一种核酸；它们只能在活细胞内营专性寄生，靠其宿主代谢系统的协助复制核酸、合成蛋白质等组分，然后进行装配得以繁殖；在离体条件下，以无生命的大分子状态长期存在并保持其侵染活性。,病毒的定义病毒的定义：随着对病毒研究的不断深入，原先对病毒的,病毒的个体特点,形体极其微小，必须在电子显微镜下才能观察，一般都可通过细菌滤器；无细胞构造；主要成分仅为核酸和蛋白质；每一种病毒只含一种核酸，DNA或RNA；无产能酶系，也无蛋白质合成系统；不存在个体的生长；营细胞内专性寄生；在离体条件下，以无生命的大分子存在。,病毒的个体特点形体极其微小，必须在电子显微镜下才能观察，一般,病毒的群体特点,种类繁多多样性丰富变异迅速专一性强有致病性,病毒的群体特点种类繁多,i. 种类繁多所有细胞生物都应该有病毒感染感染人的病毒有上百类，且不断有新病毒发现有十多种病毒感染蜜蜂,i. 种类繁多举例：感染人的疱疹病毒简单疱疹病毒I型,ii. 多样性丰富形态：最小：细小病毒（20nm）最大：痘病毒（小细胞，300nm）最长：线状病毒（800-900nm,最长：14000nm）基因组：类型：DNA/RNA；单链/双链/部分单链；线状/环 状；分段、多分体,ii. 多样性丰富,举例：病毒基因组的多样性,病毒基因组核酸,RNA,DNA,双链,单链,线状,多片段,环状,线状,单片段,双链,单链,线状,多片段,环状,单片段,举例：病毒基因组的多样性病毒基因组核酸RNADNA双链单链线,细菌病毒的主要类型,细菌病毒的主要类型,接上页,接上页,动物病毒的主要类型,细小病毒,乳关多瘤空泡病毒,腺病毒,虹彩病毒,嗜肝DNA病毒,痘病毒,疱疹病毒,动物病毒的主要类型细小病毒乳关多瘤空泡病毒腺病毒虹彩病毒嗜肝,接上页,小核糖核酸病毒,呼吸道肠道病毒,外衣病毒,棒状病毒,正粘病毒,布尼亚病毒,冠状病毒,沙粒病毒,逆转录病毒,副粘病毒,接上页小核糖核酸病毒呼吸道肠道病毒外衣病毒棒状病毒正粘病毒布,SARS病毒为冠状病毒,SARS病毒为冠状病毒,病毒学基础主题医学知识课件,病毒学基础主题医学知识课件,iii. 变异迅速病毒复制周期短、子代病毒数量多RNA基因组病毒，复制时更容易发生错误DNA复制的出错率：10-7-10-11RNA复制的出错率：10-4,iii. 变异迅速,iv. 宿主专一性完全依赖特定的宿主细胞，甚至是特定的细胞状态专一性产生的机理：病毒受体，复制酶，传播载体等等。但专一性并非绝对（人畜共患病）,iv. 宿主专一性,v. 致病性病毒是许多疾病的罪魁流感病毒：1918年大爆发，造成2000万人死亡人免疫缺陷病毒（HIV）：不到20年，已造成2000多万人死亡，及数千万病毒携带者乙肝病毒：中国有1.5亿携带者，是肝癌的重要病因之一但：致病并非病毒的本意许多古老的病毒与寄主建立了平衡关系大多数病毒因为无明显致病性而不为人所知很多死亡其实是人体免疫系统造成的,v. 致病性,是否在培养基上生长是否二分分裂是否同时具有DNA和RNA是否,II。病毒的形态特征,病毒的个体形态：病毒的个体极其微小，结构简单，但它们却是形态各异，丰富多彩。,II。病毒的形态特征病毒的个体形态：病毒的个体极其微小，结构,i. 病毒的大小,研究病毒大小的方法： 1、电子显微镜测量法，可观察病毒形态结构，测量病毒体的大小； 2、分级超过滤法，使用超滤膜的滤孔，估计病毒颗粒的大小； 3、超速离心沉淀法，根据病毒的沉降速度推算病毒的分子量与大小； 4、X射线衍射分析法，研究病毒的结构和亚单位等。,i. 病毒的大小研究病毒大小的方法：,病毒学基础主题医学知识课件,病毒粒子的大小：20nm-300nm有的线形病毒长达数微米,病毒粒子的大小：20nm-300nm,ii.,ii.,病毒粒子的基本形态球状、杆状和复合状,烟草花叶病毒,P2噬菌体,T2噬菌体,脊髓灰质炎病毒,病毒粒子的基本形态烟草花叶病毒P2噬菌体T2噬菌体脊髓灰质炎,病毒粒子的基本形态包膜病毒与无包膜病毒,疱疹病毒,流感病毒,腺病毒,病毒粒子的基本形态疱疹病毒流感病毒腺病毒,弹状病毒,弹状病毒,卵圆形病毒,卵圆形病毒,蝌蚪状病毒,蝌蚪状病毒,杆状病毒,杆状病毒,砖型病毒,砖型病毒,丝状病毒,丝状病毒,球状病毒,球状病毒,iii. 病毒的群体形态：,病毒感染宿主细胞后，可形成由大量病毒粒子和蛋白质构成的病毒群体：包含体、噬菌斑、空斑、病斑和枯斑。,iii. 病毒的群体形态：病毒感染宿主细胞后，可形成由大量病,iii.,iii.,噬菌斑,噬菌斑,III. 病毒的化学组成,III. 病毒的化学组成,病毒粒子的模式结构及名称,衣壳(capsid),核酸,核酸结合蛋白,衣壳粒(capsome),间质(tegument),病毒粒子的模式结构及名称包膜（囊膜，被膜；envelop）衣,病毒的核酸,病毒的核酸,病毒学基础主题医学知识课件,病毒的蛋白质,病毒蛋白分为结构蛋白和非结构蛋白。结构蛋白指构成一个成熟的有感染性的病毒粒子所必需的蛋白质，包括：壳体蛋白、包膜蛋白和存在于毒粒中的酶等；非结构蛋白指在病毒复制过程中产生并具有一定功能，但不结合于病毒粒子中的蛋白质。,病毒的蛋白质病毒蛋白分为结构蛋白和非结构蛋白。,壳体蛋白的功能,能维持病毒的形态结构；保护核酸；具有粘附作用，能与细胞表面结合，介导病毒的感染和决定病毒对细胞的亲和性；具有抗原性。,壳体蛋白的功能能维持病毒的形态结构；,壳体蛋白,是构成病毒壳体结构的蛋白质，壳体蛋白的最小单位是由一条或多条多肽折叠形成的蛋白质亚基。也称为壳粒。一些简单的病毒的壳体蛋白仅有一种或少数几种蛋白质组成，而一些复杂病毒则可多达20余中。壳体蛋白的功能是保护病毒的核酸。不同病毒的壳粒数目和排列方式不同，可构成多种对称类型。,壳体蛋白是构成病毒壳体结构的蛋白质，壳体蛋白的最小单位是由一,i.螺旋对称形,壳粒沿病毒基因螺旋对称排列，形成杆状的核衣壳，如烟草花叶病毒、狂犬病病毒、正粘和副粘病毒。烟草花叶病毒为杆状；狂犬病病毒为弹状；正粘病毒（流感病毒）和副粘病毒为多形性结构，且有包膜。,i.螺旋对称形壳粒沿病毒基因螺旋对称排列，形成杆状的核衣壳，,病毒学基础主题医学知识课件,烟草花叶病毒,烟草花叶病毒,刚性与柔性病毒粒子烟草花叶病毒：病毒粒子刚硬，不易弯曲。受外力时易折断水稻条纹叶枯病病毒：可弯曲变形,水稻条叶枯病毒,刚性与柔性病毒粒子水稻条叶枯病毒,有包膜螺旋的对称病毒埃博拉病毒：在柔性的螺旋对称纤维外面覆以包膜,埃博拉病毒的病毒粒子美国电影极度恐慌（Outbreak),有包膜螺旋的对称病毒埃博拉病毒的病毒粒子,有包膜螺旋的对称病毒(续）副粘病毒(Nipahvirus)：螺旋对称的病毒核衣壳缠绕成团，外覆以包膜。,有包膜螺旋的对称病毒(续）,有包膜螺旋的对称病毒(续）麻疹病毒（副粘病毒）,有包膜螺旋的对称病毒(续）,有包膜螺旋的对称病毒(续）流感病毒：RNA基因组分成8个片段，它们分别形成螺旋对称核衣壳，然后聚集在一起，外覆以包膜,有包膜螺旋的对称病毒(续）,流感病毒,流感病毒,有包膜螺旋的对称病毒(续）狂犬病毒（弹状病毒）：螺旋对称的核衣壳为短杆状，外覆包膜，但一端内陷，呈子弹状,有包膜螺旋的对称病毒(续）,ii. 二十面体对称,壳粒排列形成20面体对称型，有12个顶、20个面和30条棱的立体结构，包裹核酸形成球状或近似球状的结构。20面体的每个面都是等边三角形，由许多壳粒镶嵌组成，见于多数球状病毒。肠道病毒中的脊髓灰质炎病毒、柯萨奇病毒都是20面体对称球形。,ii. 二十面体对称壳粒排列形成20面体对称型，有12个顶、,病毒学基础主题医学知识课件,病毒学基础主题医学知识课件,二十面体的特点：容量大接近球形对称性好5-3-2对称,二重对称轴三重对称轴五重对称轴二十面体的特点：,双层、多层二十面体衣壳,轮状病毒,双层、多层二十面体衣壳轮状病毒,花椰菜花叶病毒(Caulimovirus)的三层结构,双层、多层二十面体衣壳（续）,花椰菜花叶病毒(Caulimovirus)的三层结构双层、,包膜病毒许多动物病毒具有包膜,疱疹病毒,包膜病毒疱疹病毒,包膜病毒（续）乙型肝炎病毒（HBV）,包膜病毒（续）,包膜病毒（续）人免疫缺陷病毒（HIV）衣壳形成时为二十面体，在病毒粒子包装成熟时“塌陷”成楔状,包膜病毒（续）,iii. 复合对称,病毒体的结构较为复杂，其壳粒排列既有螺旋对称，又有立体对称的形式，如痘病毒和噬菌体。,iii. 复合对称病毒体的结构较为复杂，其壳粒排列既有螺旋对,病毒学基础主题医学知识课件,病毒学基础主题医学知识课件,病毒包膜,某些病毒在衣壳蛋白外由一层包膜围绕。包膜由脂类、蛋白质和糖蛋白组成。大多数有包膜病毒呈球形或多形态，但痘病毒呈砖型，包膜来自细胞膜，但包膜蛋白几乎都由病毒基因编码。包膜的功能与表面刺突相关。刺突为糖蛋白，能与红细胞结合的糖蛋白谓血凝素（HA）；与细胞表面神经氨酸起作用的称神经氨酸酶（NA）。,病毒包膜某些病毒在衣壳蛋白外由一层包膜围绕。包膜由脂类、蛋白,病毒包膜,副粘病毒（副流感病毒、新城鸡瘟病毒、腮腺炎病毒和麻疹病毒等）的包膜糖蛋白gI和gE为IgGFc的受体，与IgG的Fc段结合，抗体无法对病毒和病毒感染细胞发挥作用；人类免疫缺陷病毒（HIV）的包膜糖蛋白gp120和gp41能与CD4T细胞表面受体结合。,病毒包膜副粘病毒（副流感病毒、新城鸡瘟病毒、腮腺炎病毒和麻疹,HIV病毒,HIV病毒,IV. 病毒的分类,最初病毒的分类是基于它们的致病性或宿主的性质，只要具有共同的特性就可以将它们归为一个类群，然而病毒还有很多更重要的特征（如病毒的结构和组成），引起了病毒学家的广泛关注。在1995年召开的国际病毒分类委员会（ICTV）的第6次报告会议上通过的国际分类系统，包括1个目，71个科，11个亚科和164个属（含有4000多种病毒）。,IV. 病毒的分类最初病毒的分类是基于它们的致病性或宿主的性,病毒分类的主要指标,病毒分类与其它生物有明显的不同病毒是“分子生物”，其分类很大程度上依赖于生物化学和生物物理的性质病毒分类的主要指标形态：大小、形状、衣壳对称性和结构、有否包膜和包膜子粒物理化学：分子量、浮力密度、沉降系数、稳定性（pH、热、阳离子、溶剂、变性剂）基因组：类型、大小、单/双链、线/环状、正/负/双义链、是否分段及片段大小和数量、核酸序列、重复序列、GC比、末端结构,病毒分类的主要指标病毒分类与其它生物有明显的不同,病毒分类的主要指标（续）蛋白质：病毒蛋白的数、大小、和功能、其他功能蛋白（转录酶、反转录酶、凝血蛋白、神经氨酸酶、和融合活性等）、氨基酸序列、糖基化、磷酸化等、抗原表位脂类：成份、性质等糖类：成份、性质等基因组结构与复制：基因组结构、复制策略、开放阅读框数量和位置、转录转译特性、转译后加工、病毒蛋白聚集和病毒组装的位置，病毒成熟与释放的部位和特性抗原特性：与其它病毒的血清学关系生物学性质：天然寄主范围、在自然界中传播的机制、媒介生物、地理分布、致病性、组织趋性、组织病理学,病毒分类的主要指标（续）,现行病毒分类体系,i. 病毒种名：不采用双名法和优先法则病毒种的命名由几个有实际意义的词组成：噬菌体：由于寄主、病症类似，常用字母，数字表示，例：T4，l植物和昆虫病毒：寄主病症Virus：例：Tobacco mosaic virus （烟草花叶病毒） Bombyx mori nuclear polyhedrosis virus（家蚕核型多角体病毒）,现行病毒分类体系i. 病毒种名：,i. 病毒种名（续）：病毒种的命名由几个有实际意义的词组成（续）,动物病毒：多种类型 寄主病毒类型（数字）： human herpesvirus 8人疱疹病毒8型 寄主病症virus（数字）：human immunodeficient virus-1人免疫缺陷病毒 发现者virus（现已取消，但已有的可沿用）：Eppestein-Barr Virus EB病毒发现地virus：Nipah virus尼帕病毒,i. 病毒种名（续）：,i. 病毒种名（续）：病毒名称用斜体书写，首字母大写现共有已定名的病毒6000余种暂定种 (tentative species)：当ICTV不能肯定某病毒的分类地位时，该病毒可以作为暂定种列入适宜的属和科是病毒分类中的一个特点暂定种不用斜体，第一个字母采用大写。,i. 病毒种名（续）：,病毒的分类,随着分子生物学，血清学和电子显微术的发展，分类学上基于的特征也越来越多。如今需要考虑的因素包括：病毒的形态学特征、物理学和物理化学特征、基因组、病毒蛋白、脂类、糖类、抗原和生物学特征。有人估计用来定义一个病毒必须考虑500700个特征。,病毒的分类随着分子生物学，血清学和电子显微术的发展，分类学上,ii. 病毒分类阶元病毒分类已采用通用的“种”、“属”、“科”、“目”系统确定病毒目基因组核酸类型：DNA/RNA单/双链是否有逆转录过程基因组的极性（正链/负链）确定病毒科：病毒颗粒的形态/基因组组成、结构/复制方式等,ii. 病毒分类阶元,ii. 病毒分类阶元（续）病毒目：是目前最高的分类阶元是一群具有某些共同特征的科词尾：“-virale”现共有三个病毒目：有尾噬菌体目单分子负链RNA病毒目套病毒目,ii. 病毒分类阶元（续）,ii. 病毒分类阶元（续）病毒科：科名的词尾为“viridae”尚未将所有的病毒科都归属入某一个“目”在没有适当目的情况下，科可以是最高的病毒分类等级现共有近70个科，其中多数并不属于已有的三个目病毒属：属名的词尾为“virus”。设立一个新的病毒属时必需有一个同时被承认的代表种(type species)。,ii. 病毒分类阶元（续）,ii. 病毒分类阶元（续）除一般的病毒毒外，还有亚病毒因子（subviral agent）：卫星类病毒朊病毒,ii. 病毒分类阶元（续）,病毒学基础主题医学知识课件,病毒学基础主题医学知识课件,
