第23、24、25章 病毒学总论.ppt
病 毒(virus),埃及孟非思壁画,病毒 Virus,1892.2.12 study on tobacco mosaic disease,Early Development of Virology,病毒是一群体积微小、结构简单、只有一种核酸易感活细胞内寄生、以复制方式增殖的非细胞型微生物。,主要生物学性状,体积微小，可以通过滤菌器结构简单，无细胞结构遗传物质为DNA或RNA专性细胞内寄生复制增殖,发病率高 传染性强传播迅速 流行面广病死率高 特效药少,病毒引起疾病的特点,病毒和其他微生物特性比较,病毒学发展大事记,第二十三章 病毒的基本性状,第一节、病毒的大小与形态 完整的具有感染性的成熟病毒颗粒称为病毒体(virion)。测量病毒体大小的单位为纳米(nm)，多数病毒大小介于30200 nm之间。,准确测量方法：电镜,病毒形态,砖形（痘病毒）,子弹形（狂犬病病毒）,蝌蚪形（噬菌体）,杆状（烟草花叶病毒）,第二节、病毒的结构和化学组成 一、病毒的结构,裸病毒Naked viruses,核心核酸，（core）,蛋白质衣壳（capsid）,包膜-,包膜病毒Enveloped viruses,核衣壳Neucleocapsid,病毒体结构模式图,壳粒,衣壳,核心（核样物）,核衣壳,包膜,包膜病毒,包膜子粒,衣壳是由许多亚单位-壳粒（capsomer）所组成，根据壳粒可分为以下3种对称类型：螺旋对称型20面体对称型复合对称型,包膜是病毒在释放过程中以出芽方式向细胞外释放时获得的。包膜表面的突起，称为刺突（spike）。有包膜的病毒又称为包膜病毒。,刺 突,核心：核酸 基因组genome 决定病毒遗传、变异 和复制壳粒capsomere 衣壳capsid 保护、介导、抗原性包膜envelope，包膜子粒peplomere（刺突spike）保 护、介导、抗原性,二、病毒的化学组成 1.病毒核酸：DNA或RNA,多样性,形式,线状、环状,复制方式,大小悬殊,2.病毒的蛋白质 结构蛋白和非结构蛋白。结构蛋白，包括衣壳蛋白、基质蛋白和包膜糖蛋白。主要功能：（1）保护病毒核酸（2）参与感染过程（3）具有抗原性,非结构蛋白作为酶类，参与病毒的复制，如逆转录酶、蛋白水解酶、DNA多聚酶、胸腺嘧啶核苷激酶等。,3.脂质和糖,主要存在于包膜中，维持病毒体结构的完整性，与病毒的入侵相关，具有抗原性。,一、病毒的复制病毒的复制周期是指病毒进入敏感细胞后，以其基因组为模板，借助细胞中的原料、能量及场所合成自己的蛋白质与核酸,组装子代病毒颗粒，最终释放出细胞。病毒的增殖自我复制，是病毒在宿主细胞中增殖的过程。,第三节、病毒的增殖,病毒的复制过程,通过病毒的包膜或无包膜病毒表面的配体位点与细胞表面的特异受体结合而吸附。,吸附,穿入 包膜病毒包膜与宿主细胞膜融合;无包膜病毒胞饮方式 直接穿入,融合,直接穿入,胞饮,病毒在细胞内脱去衣壳后，多数是在细胞的溶酶体酶作用下脱壳释放出病毒基因组,脱壳,通过病毒基因组表达与复制来完成的，包括蛋白质的合成与核酸的复制，此阶段无完整病毒可见，也不能用血清学检测出病毒的抗原。,生物合成,dsDNA病毒复制示意图,+ssRNA病毒复制示意图,+ssRNA逆转录病毒复制示意图,无包膜病毒装配成核衣壳，以破胞方式释放包膜病毒装配成核衣壳后，以出芽方式释放,装配与释放,复制周期 replication cycle,二、异常增殖与干扰现象,病毒异常增殖：不能组装成完整的病毒体 顿挫感染 abortive infection(宿主细胞的原因)缺陷病毒 defective viruses(病毒本身的原因)辅助病毒 helper viruses,病毒的干扰现象 当两种病毒同时感染同一细胞时，可发生一种病毒的增殖抑制另一种病毒增殖的现象,第四节 病毒的遗传与变异,遗传特点,1、遗传方式简单2、受宿主细胞影响3、易发生突变,突变株(mutant)：由基因突变产生的病毒表型性状改变的毒株。温度敏感突变株 2835可以复制，3740不能复制-脊髓灰质炎减毒活疫苗耐药突变株,重组(recombination),几种具有亲缘关系的病毒感染同一宿主细胞时发生基因的交换，产生具有两个亲代特征的子代病毒，并能增殖繁殖。,整合(integration),病毒感染宿主细胞的过程中，有时病毒基因组中DNA片段插入到宿主染色体DNA中重组过程。既可引起病毒基因的变异，也可引起宿主细胞染色体基因的变异，导致细胞转化发生肿瘤等。,表型混合(phenotypic mixing),基因产物间相互作用；装配过程发生错误形成；基因未改变，生物学性状不能遗传。,第五节 理化因素对病毒的影响,病毒受理化因素作用后，失去感染性，称为灭活（inactivation）。灭活的病毒仍保留其抗原性、红细胞吸附、血凝和细胞融合等特性。,一、物理因素 1.温度 2.pH 3.射线,二、化学因素 1.脂溶剂 2.化学消毒剂,第六节 病毒的分类,一、病毒的分类原则核酸类型与结构；感染对象；病毒体的形态结构。,DNA病毒、RNA病毒和逆转录病毒三大类,二、非寻常病毒（亚病毒）卫星病毒（satellites）2.类病毒（viroids）3.朊病毒（prion）,第二十四章 病毒的感染与免疫,This Khmer woman died of hepatoma.,Source:Patricia Walker,MD,Primary Hepatocellular Carcinoma(PHC),病毒进入机体，在细胞中增殖的过程称为病毒感染。病毒感染的结果取决于病毒与宿主力量的对比，发病取决于病毒的毒力和机体抵抗力的强弱对比。两者的平衡关系被打破，则导致疾病的发生。,第一节 病毒的致病作用,水平传播是病毒在人群中不同个体之间的传播，如呼吸道、消化道、泌尿生殖道、输血、注射、机械损伤和昆虫叮咬等而感染机体。,一、病毒感染的传播方式,垂直传播是存在母体的病原体通过胎盘或产道由亲代传播给子代的方式。除此之外，还可通过哺乳、密切接触和感染生殖细胞。,二、病毒感染的致病机理,(一)对宿主细胞的致病作用,杀细胞效应 稳定状态感染 包涵体形成 细胞凋亡 基因整合与细胞转化,1)杀细胞效应(cytocidal effect)病毒在感染细胞内增殖，引起细胞的裂解死亡,正常细胞,细胞病变作用(CPE),2)稳定状态感染,为特异性Ag或CTL细胞识别,新抗原,多核巨细胞,概念：某些受病毒感染的细胞内，用普通光学显微镜可看到有与正常细胞结构和着色不同的圆形或椭圆形的斑快。意义：病毒感染的诊断依据。,3)包涵体(inclusion body),狂犬病毒包涵体（Negri body）,4)细胞凋亡(apoptosis),细胞核,细胞核,5)基因整合与细胞转化,结果：细胞转化或肿瘤形成,与人类肿瘤相关的病毒,(二)病毒感染的免疫病理作用,3、有些病毒感染后，呈稳定状态感染，使细胞失去某些功能或出现新抗原,2、免疫复合物引起损伤,1、抗体增强病毒感染作用,三、病毒的感染类型,入侵部位感染，称为局部感染或表面感染。根据临床症状的长短，又可分为急性与慢性感染等。不引起临床症状的称为隐性感染或亚临床感染；出现临床症状称为显性感染或感染性疾病。,可能与入侵机体的病毒数量少、毒力弱及机体抵抗力强有关，致使病毒在体内不能大量增殖。多数人可获得对该病毒的特异性主动免疫，病原体被清除，从而终止感染。,隐性感染者 有可能排毒,病毒携带者,传染源,隐性感染,第二节 抗病毒免疫,一、非特异性免疫,1、屏障作用2、吞噬细胞的作用3、干扰素获得性非特异性免疫,干扰素,定 义：由病毒或其他干扰素诱生剂刺激人或动物 细胞所产生的一类具有抗病毒、抗肿瘤和 免疫调节作用的糖蛋白。,种 类：,种类产生细胞 抗病毒 抗肿瘤 免疫调节 人白细胞 强 弱 弱 人成纤维细胞 强 弱 弱 T细胞 弱 强 强,干扰素的抗病毒作用机制：是通过受感染靶细胞上的干扰素受体，经信号转导机制等一系列生化反应，通过调控宿主细胞的基因，使之合成抗病毒蛋白实现对病毒的抑制作用。,二、特异性免疫1.体液免疫 包括中和抗体和非中和抗体，对机体具有保护作用的主要是中和抗体，中和抗体主要包括三类免疫球蛋白：IgM、IgG和IgA。,病毒 中和抗体 失去感染性,2.细胞免疫 进入细胞内的病毒，主要依靠杀伤性T细胞（CTL）和辅助性T细胞（Th）释放的细胞因子发挥抗病毒作用。细胞免疫主要在病毒感染的局部发挥作用，通过免疫细胞和靶细胞的接触或在局部释放细胞因子清除病毒。,第25章 检查方法与防治原则,第一节 病毒感染的检查方法,一、标本采集与送检,标本采集：早期；不同病变取不同标本 标本处理：无菌操作；杂菌标本+抗生素 冷藏速送：快速送检；冷藏（-70）血清学标本：双份血清，效价升高4倍有诊断价值,光镜、电镜,分离培养,免疫荧光,ELISA,分子生物学技术,Southern blot,PCR,病毒感染的检测方法,二、分离与鉴定,动物接种鸡胚接种组织培养,器官培养移植培养细胞培养,原代细胞培养二倍体细胞培养传代细胞培养,培养方法,病毒分离培养的方法1.动物接种：如鼠、兔、犬、牛和猴等。2.鸡胚接种：针对有些病毒，如流感病毒、痘病毒。3.细胞培养：有三种类型的细胞。,（1）细胞类型原代细胞：从标本中分离病毒。传代细胞：可在体外连续传代的细胞。二倍体细胞：体外连续传代50100代后，仍保持其二倍染色体数目的细胞。,（2）病毒增殖指标 细胞病变效应（cytopathic effect,CPE）：溶细胞型病毒感染细胞后，可出现细胞团缩、裂解或细胞肿大、数个细胞融合成多核巨细胞或细胞聚集成葡萄串状、脱落或死亡等。,未接种病毒的细胞 CPE的细胞（Hela细胞，柯萨奇病毒感染）,血吸现象：感染细胞膜上带有病毒血凝素与加入的红细胞结合。,干扰现象：当两种病毒感染同一种细胞时，常发生一种病毒抑制另一种病毒复制增殖的现象。,（3）病毒定量方法 空斑形成单位（PFU）：测定病毒数量可用空斑形成单位。一个空斑是标本中一个病毒大量复制所致，有感染性的病毒经适当稀释后接种于单层细胞，由于单个病毒的复制增殖使局部单层细胞脱落，此即空斑。50组织细胞感染量（TCID50）,三、病毒感染的血清学诊断 1.中和试验 2.血凝抑制试验,四、检测病毒核酸的方法1.核酸杂交技术2.多聚酶链反应3.基因芯片技术,第二节 病毒感染的特异性预防,乙脑疫苗、狂犬疫苗流感灭活疫苗、HAV、HBV疫苗,人工主动免疫,灭活疫苗：,减毒活疫苗：,脊髓灰质炎疫苗 麻疹疫苗、腮腺炎疫苗,乙肝疫苗,亚单位疫苗：,人工被动免疫,免疫血清胎盘球蛋白丙球 转移因子等,第三节 病毒感染的治疗,第三节 治疗原则-抑制病毒复制；-增强机体免疫应答能力，消灭病毒感染的细胞。,病毒,穿入,脱壳,核酸复制、转录 及蛋白质合成,装配,吸附,释放,药物,药物,药物,药物,药物,思考题1、病毒的结构？各结构有何化学组成？有何功能?2、病毒的复制周期包括哪些阶段？3、定义、核衣壳、缺陷病毒、干扰现象4、简述病毒标本的采集与送检要点？5、简述病毒疫苗的种类？,
