病毒和亚病毒刘.ppt

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1、第七章 病毒和亚病毒,非细胞型微生物,流感病毒,癌病毒,艾滋病毒,丙肝病毒,SARS病毒,人类对病毒的发现和认识过程,1892：俄国 伊万诺夫斯基 首次发现烟草花叶病毒的感染因子能通过细菌过滤器。,伊凡诺夫斯基，俄罗斯著名科学家1892年发现烟草花叶病病源的滤过性,1898：荷兰 贝哲林克 证实该致病因子可以被乙醇从悬液中沉淀下来而不失去其感染性但用培养细菌的方法培养不出来；给这样的病原体起名叫virus。,贝哲林克（1851-1931）荷兰著名科学家，1898年发现病毒,1935：美国 斯坛莱 从烟草花叶病病叶中提取出了病毒结晶，又证实了结晶中含核酸和蛋白质两种成分，而只有核酸具感染和复制能

2、力，并因此获诺贝尔奖。1952：Hershey和Chase证实噬菌体的遗传物质仅仅是DNA,开创了病毒分子生物学。1971后：陆续发现了各种亚病毒类病毒、朊病毒、和拟病毒。,病毒的基本类型,病毒 非细胞生物（真）病毒（Euvirus)至少含有核酸和蛋白两种组分 亚病毒（Subvirus)类病毒：只含具单独侵染性的RNA组分 拟病毒：只含不具单独侵染性的RNA组分 卫星病毒：与真病毒伴生的缺陷病毒 卫星RNA：只含与侵染无关的RNA组分 朊病毒：只含蛋白质一种组分,定义和特点？,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；没有细胞构造，其主要成分仅为核酸和蛋白质两种,故又称“

3、分子生物”；每一种病毒只含有一种核酸，不是DNA就是RNA；既无产能酶系,也无蛋白质和核酸合成酶系,只能利用宿主活细胞内现成代谢系统合成自身的核酸和蛋白质组分；专性寄生于活体细胞内,必须依赖宿主细胞才能形成子代；在离体条件下，以无生命的化学大分子状态存在，并可长期保持其侵染活力；对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感;有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中,并诱发潜伏性感染.,7.1 病 毒,根据病毒的分布（宿主）类群分:人体病毒:SARs病毒、乙肝病毒、流感病毒、人类免疫缺陷性病毒 动物病毒:口蹄疫病毒、腺病毒、鸡瘟病毒、狂犬病毒植物病毒：烟草花叶病毒、郁金香花叶病毒真菌病毒：细菌（放线菌）病毒

4、（噬菌体）：大肠杆菌T系噬菌体根据核酸类型 DNA病毒RNA病毒,宿主范围（分布）,几乎所有的生物都可以感染相应的病毒。,一、病毒的形态构造和化学组分,病毒的大小病毒的形态病毒化学组成蛋白质与核酸,（一）病毒的大小,各种病毒的大小差异很大绝大多数病毒都能通过细菌过滤器测量病毒大小的单位是nm（10-9 m),必须通过电子显微镜才能观察其形态直径多数在100nm(20-200nm)上下病毒：细菌：真菌=1：10：100最大的病毒：牛痘病毒200nm最小的病毒：菜豆畸矮病毒9-10nm,牛痘病毒,（二）病毒的形态,病毒的形态：杆形、球形、砖形和蝌蚪形。植物病毒多为杆形，如烟草花叶病毒 动物病毒多位

5、球形或砖形，如流感病毒（球形）,痘病毒（砖形）,病毒的形态,1.典型病毒粒的构造,病毒粒：成熟的（结构完整）、具有侵染力的单个病毒，又称病毒颗粒(virus particle)。病毒粒的基本成分：核酸与蛋白质 核心（Core,Genome):由DNA或RNA构成 衣壳（Capsid):有许多衣壳粒蛋白构成 包膜：蛋白质或糖蛋白的类脂双层膜,capsid,core,envelope,spike,nucleocapsid,Capsomere or capsomer,刺突,包膜,衣壳或壳体,核心,病毒粒的模式构造,核衣壳,衣壳粒在电镜下可辨别的形态学亚单位,由许多衣壳粒构成,是任何病毒（指“真病毒”

6、）都具有的基本结构,2.病毒粒子对称体制,根据衣壳粒的排列方式，三种不同的对称体制螺旋对称：如烟草花叶病毒（TMV）多面体对称（等轴对称)：最常见对面体是二十面体，如腺病毒复合对称：此类病毒的衣壳既有螺旋对称部分，也有多面体对称部分，故称复合对称。如大肠杆菌T-偶数噬菌体（蝌蚪状的噬菌体）,a、螺旋状对称型：烟草花叶病毒（TMV）呈直杆状，长300nm，宽15nm，中空内径4nm，由158个氨基酸组成一个皮鞋状的衣壳粒，相对分子量为17500，总共2130个衣壳粒，排列成130圈螺旋，核酸核心是单链的RNA，相对分子质量为260万，含有6390个核苷酸，每3个核苷酸与一个衣壳粒相结合，盘绕于蛋

7、白质的中空内径中。,蛋白质亚基又称原体,二十面体具有12个角、20个面 和30条棱。腺病毒的衣壳是典型的二十面体对称，由252个衣壳粒组成，没有包膜。腺病毒的核心是由线状双链DNA构成的。其基因组的大小都约为36500个核苷酸对。,b、二十面体对称型：,T4由头部（核心是双链线状DNA）、颈部和尾部（尾鞘、尾管、基板、刺突和尾丝）三个部分构成。,c、复合对称型：偶数噬菌体,3.病毒的群体形态,单个病毒是无法用光学显微镜观察的亚显微颗粒 当病毒大量聚集时使宿主细胞发生病变时所形成的具有一定形态、构造并能用光学显微镜加以观察和识别的特殊群体包涵体Lnclusion body噬菌斑Plaque空斑P

8、laque枯斑Lesion,包涵体,某些病毒在宿主细胞内形成的光学显微镜下可见的大小、形态、数量不等的小体。宿主细胞核内：天花病毒的顾氏小体；宿主细胞质内：狂犬病毒的内基氏小体；宿主细胞质内或细胞核内：麻疹病毒。包涵体是病毒的聚集体或合成部位,噬菌斑,将少量噬菌体与大量宿主细胞混合后，将此混合液与45左右的琼脂培养基在培养皿中充分混匀，铺平后培养，经数小时至10余小时后，在平板表面布满宿主细胞的菌苔上，可以用肉眼看到一个个透亮不长菌的小圆斑(负菌落)。每一个噬菌斑一般由一个噬菌体粒子形成的，噬菌斑的形成可用于检出、分离、纯化噬菌体和进行噬菌体的计数。,噬菌斑的形态,病斑：单层动物细胞受肿瘤病毒

9、感染，导致细胞剧增，类似于菌落的病灶。空斑：由动物病毒感染而造成的单层动物细胞上类似于噬菌斑的空白斑。枯斑：是植物病毒群体。,枯斑,（三）病毒化学组成蛋白质与核酸,1、病毒的蛋白质 病毒的主要组成，构成病毒粒子的外壳，对核酸起保护作用.有囊膜的病毒其囊膜中含有膜蛋白。功能：蛋白质构成病毒粒子的外壳；保护病毒核酸免受外界理化因子的破坏；决定病毒感染的特异性；决定病毒的抗原性。,2、病毒的核酸（病毒基因组Genome）,每种病毒中只含有一种核酸：DNA或RNA病毒核酸的种类 DNA或RNA 单链或双链 线状或环状 闭环或缺口环 单分子、双分子、三分子或多分子 核酸的碱基对数 核苷酸序列植物病毒以s

10、sRNA为主，动物病毒以ssRNA和dsDNA居多，噬菌体以dsDNA居多,二、4类病毒及其繁殖方式,噬菌体植物病毒人类与脊椎动物病毒昆虫病毒,Frederick W.Twort(1877-1950)1915年，首次发现菌落上有透明斑出现,Felix d Herelle(1873-1949)1917年，命名为噬菌体,噬菌体的发现,透明斑噬菌斑,(一)噬菌体原核生物的病毒,噬菌体(phage)：是侵染原核生物(细菌、放线菌和蓝细菌)的病毒。个体极小，直径在十几到几十纳米不等，电镜可见，大部分呈蝌蚪状；此外还有球状和丝状。无细胞结构，仅由蛋白质构成的衣壳和包含于其中的核酸组成；只能寄生在活的微生物

11、细胞内，这种寄生具有高度的专一性。,噬菌体的特性,噬菌体的形态结构,噬菌体的基本形态有：蝌蚪形、微球型和纤线形三种。又可再细分为6种不同形态：A型：dsDNA,蝌蚪状、收缩性尾（例如大肠杆菌偶数噬菌体T2、T4、T6，芽孢杆菌噬菌体sp50等。）B型：dsDNA,蝌蚪状、非收缩性尾（如大肠杆菌奇数噬菌体T1、T5和温和噬菌体等）C型：dsDNA,非收缩性尾（如大肠杆菌奇数噬菌体T3、T7，沙门氏菌噬菌体P22等）D型：ssDNA,球状，无尾、大顶衣壳粒 E型：ssDNA,球状，无尾、小顶衣壳粒 F型：ssDNA,丝状，无头尾,T-系噬菌体T-系噬菌体是研究的最广泛而又深入的细菌噬菌体，按发现的

12、先后顺序进行从T1-T7编号，后来发现其中偶数者的形态都相同（蝌蚪形收缩性长尾），故统称T偶数噬菌体。,噬菌体的形态,由于绝大多数噬菌体为蝌蚪形，呈蝌蚪形的三种大肠杆菌T偶数噬菌体（E.coliT 2、T 4、T 6）是病毒学和分子遗传学研究的最好材料，尤其是对T 4 噬菌体的了解更为深刻，人们早就获得其清晰的电子显微镜照片和完整的基因组图谱。现以E.coli T 4 为例介绍典型的蝌蚪形噬菌体的基本结构（图2-63）,噬菌体的结构,大肠杆菌T4 噬菌体由头部、颈部和尾部三个部分组成：,大肠杆菌T4噬菌体构造,噬菌体的模式图,噬菌体的电镜照片,1.噬菌体的生长繁殖方式,根据噬菌体和宿主细胞的相

13、互关系,可将其分为烈性噬菌体和温和噬菌体两大类.下面将分别介绍两者的生长规律.,(一)烈性噬菌体的生长规律,1、烈性噬菌体的生长繁殖过程,烈性噬菌体的生长繁殖过程一般可分为吸附、侵入、增殖、成熟、裂解5个阶段。,在短时间内能连续完成吸附、侵入、增殖、成熟、裂解而实现其繁殖的噬菌体，称为烈性噬菌体，反之则称为温和噬菌体。,噬菌体繁殖的五个阶段:以E.coli的T偶数噬菌体为例 吸附 侵入 增殖 成熟(装配）裂解(释放）,吸附(adsorption),吸附的机理：噬菌体的吸附器官（尾丝尖端）与宿主细胞表面的特异性受体（蛋白质、多糖或脂蛋白多糖复合物）之间的接触与结合。,1.不同噬菌体吸附于宿主细胞

14、的部位不同.2.宿主细胞表面对各种噬菌体也具有特异性的受体.(发酵生产上的应用之处?),注意,感染复数(multiplicity of infection，MOI)每一宿主细胞所能吸附的相应噬菌体的数量，可达250360。自外裂解（lysis from without）由于超感染复数的外源噬菌体吸附而引起的，不能产生子代噬菌体的裂解。（思考：为什么超感染复数的外源噬菌体吸附会引起自外裂解？）,噬菌体吸附E.coli电镜照片,侵入(injection),溶菌酶溶解细胞壁，噬菌体核酸进入宿主细胞侵入过程（时间极短，十几秒）,宿主细胞,增殖(replication),核酸的复制和蛋白质的生物合成噬菌

15、体以其核酸为模板，使宿主细胞代谢系统按次序地转向合成噬菌体的组分与部件，合成的“原料”来自寄主细胞。,微生物学,噬菌体核酸的复制和蛋白质合成方式（难点）,E.coli T偶数双链DNA噬菌体为例,早期基因,次早期基因,晚期基因,增殖过程大约15min左右,成熟（装配）,已合成的各部件按一定顺序装配的过程。(约30种不同蛋白和至少47个基因参与)装配过程（7min左右）,裂解（释放）,寄主细胞破裂（是如何破裂的？）噬菌体裂解量(burst size)：每个宿主细胞破裂后所产生的子代噬菌体量 T4:100,T2:150（思考：裂解与自外裂解的区别？）,吸附侵入增殖成熟(装配）裂解(释放）,宿主细胞

16、,整个过程大约15min25min,烈性噬菌体（virulent phage)感染细胞后能迅速引起宿主细胞破裂释放子代噬菌体的噬菌体。,噬菌斑,荧光假单胞菌,2.噬菌体效价的测定,由一个噬菌体复制增殖并裂解细菌后形成，称为噬菌斑，不同噬菌体噬菌斑的形态与大小不尽相同。,每毫升试样中所含有的具侵染性噬菌体粒子数，也即噬菌斑形成单位（pfu)数（感染中心数）,效价,噬菌体效价的测定方法,双层平板法：精确测定，普遍采用 底层平板：2琼脂培养基 上层平板：含1琼脂的上层培养基、对数期 宿主菌悬液、合适稀释度噬菌体试样三者混匀。置于3710余小时，计数 电镜计数：成斑率,噬菌体效价的测定方法双层平板法,

17、下层培养基,双层培养基,敏感菌+上层培养基,噬菌体稀释液,培养,噬菌斑,噬菌斑,敏感菌菌苔,单层平板法与双层平板法比较,双层平板法与电镜计数比较前者是计有感染力的噬菌体粒子，后者是计噬菌体的总数。用双层平板法测出的效价比用电镜直接记数得到的效价低。成斑率=根据噬菌斑测定出的效价和用电镜记数得到的效价之比,3.噬菌体的一步生长曲线,一步生长曲线可反映每种噬菌体的3个最重要的特性参数 潜伏期（latent phase）裂解期（rise phase）裂解量（burst size）它是定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线,定量描述烈性噬菌体生长规律的曲线，观察一群噬菌体感染一群细胞所发生的变化。,测定

18、一步生长曲线的步骤噬菌体稀释液加到高浓度宿主细胞中，保证每个细胞最多不超过一个噬菌体吸附用噬菌体抗血清中和尚未被吸附的噬菌体用培养液稀释混合液，并中止抗血清作用，室温培养间断取样进行效价测定，得一曲线,T4噬菌体的一步生长曲线,一步生长曲线,潜伏期 指噬菌体侵入寄主细胞到寄主释放新的子代噬菌体的最短时间，分为隐晦期和胞内累积期,隐晦期：指在潜伏期前期人为裂解细胞以后裂 解液无侵染性的一段时间 胞内积累期：潜伏后期，在隐晦期后人为裂解液呈现侵染性的一段时间 细胞内已经开始装配噬菌体粒子,裂解期 从被感染的第一个细胞裂解到最后一个细胞裂解完毕所需的时间。潜伏期以后宿主细胞迅速裂解、溶液中噬菌体粒子

19、急剧增多的一段时间。平稳期 感染的细胞全部裂解，溶液中噬菌体效价达最高点的时期 裂解量：每个受染细胞所产生的子代病毒颗粒的平均数目。裂解末期平均噬菌体数/潜伏期平均数 平稳期的病毒效价/潜伏期病毒效价,4.噬菌体危害及防治,噬菌体污染现象:轻者使发酵周期延长，发酵单位降低；产品产量和质量下降，重则造成倒罐，酿成经济损失。噬菌体污染原因:菌种：不纯，夹有噬菌体或本身是溶原菌 空气：过滤系统，管道拐角、死角处灭菌不够,预防噬菌体污染的措施：决不使用可疑的菌种；严格保持环境卫生；决不排放或随便 丢弃活菌液；注意通气质量；加强管道及发酵罐的灭菌；不断筛选抗性菌种，并经常轮换生产菌种。,(表示温和噬菌体

20、的DNA),含有前噬菌体的寄主细菌，能正常生长繁殖而不被裂解，与温和噬菌体长期共存,敏感细菌被温和噬菌体感染而转变成溶原性细菌的过程,感染宿主细胞后不能完成复制循环，噬菌体基因组长期存在于宿主细胞内，没有成熟噬菌体产生。,附着或整合在寄主细胞染色体上的温和噬菌体的DNA。,噬菌体感染细胞后，将其核酸整合（附着）到宿主的核DNA上，并且可以随宿主DNA的复制而进行同步复制，在一般情况下，不引起寄主细胞裂解的噬菌体。,溶原化,溶原性细菌,溶原性,特点：核酸类型都是dsDNA、具有整合能力、具有同步复制能力。存在形式：游离态、整合态、营养态,基本特性：自发裂解 诱发裂解 免疫性 复愈性 溶源转变,5

21、.温和噬菌体与溶源性,溶原性细菌的基本特点,自发裂解：在没有任何外来噬菌体感染的情况下，极少数溶源细胞中的原噬菌体偶尔也可恢复活动，进行大量的复制成为营养噬菌体核酸，并接着成熟为噬菌体粒子，引起宿主细胞裂解。,诱导裂解：用某些适量的理化因子如紫外线、丝裂霉素C 等处理溶源性细菌能导致前噬菌体活化，产生具有感染力的噬菌体粒子，结果使整个细胞裂解并释放出大量噬菌体。,免疫性：溶源性细菌对其本身产生的噬菌体或外来的同源噬菌体不敏感。这些噬菌体虽可入溶源性细菌，但不能增殖，也不导致溶源性细菌裂解。,复愈性：溶源性细胞有时消失了其中的前噬菌体，变成非溶源性细胞，这时即不发生自发裂解也不发生诱发裂解。溶源

22、转变：如白喉杆菌只有在含有特定的前噬菌体才能产生白喉毒素引起被感染机体发病。,噬菌体是一种研究得较清楚的大肠杆菌温和噬菌体。,噬菌体,烈性噬菌体和温和噬菌体生活史的比较,溶源性菌株的检验：,方法：在合适的培养基中培养待测菌样在对数期进行紫外线照射，诱导原噬菌体复制进一步培养过滤培养物，去除活菌体滤液与指示菌混合、倒平板（或将滤液加到敏感性指示菌的液体培养物中）观察是否有噬菌斑出现（或使菌液变清）.,敏感性指示菌遇溶源菌裂解后所释放的温和噬菌体会发生裂解循环的非溶源性菌株，这些菌株可以从自然界或菌种库中获得。,4类病毒及其繁殖方式,噬菌体植物病毒人类与脊椎动物病毒昆虫病毒,植物病毒的形态,植物病

23、毒大多是单链 RNA 病毒。从病毒粒子的形态来看基本上有三种类型：杆状、线状或近球形的多面体。有些植物病毒也具囊膜。,得病的郁金香静物画,侵染症状,得病的郁金香,植物病毒的增殖过程,增殖过程与噬菌体相似植物病毒没有特殊的吸附结构，以被动方式侵入机制，一般通过表面伤口或刺吸式昆虫口器插入到植物细胞中去。先侵入后脱壳装配：杆形、球形,植物病毒的危害,三、四类病毒及其繁殖方式,噬菌体植物病毒人类与脊椎动物病毒昆虫病毒,人与脊椎动物病毒,300种：与人类有关。900种：与脊椎动物有关。常见的病毒病：流行性感冒、肝炎、狂犬病、艾滋病、流行性乙型脑炎、出血热（埃博拉病毒）、口蹄疫、鸡新城疫病毒感染诱发肿瘤

24、,繁殖方式,增殖过程与噬菌体相似分为吸附、侵入与脱壳、复制、装配以及释放5个连续步骤。每一步骤的结果和时间长短都随病毒种类、病毒的核酸类型、培养温度及宿主细胞种类不同而异。差别之处：吸附：大多数无吸附结构。侵入：吞噬或吞饮作用，如痘类病毒;包膜与宿主细胞膜融合(如流感病毒),受体相互作用,如脊髓灰质炎病毒 直接通过宿主细胞膜,如呼肠孤病毒。,1.吸附：腺病毒吸附在宿主细 胞表面的糖蛋白受体上。,2.穿入：通过吞噬作用进入胞内。,3.脱壳：寄主细胞的蛋白酶 水解腺病毒衣壳。,4.在宿主细胞核内转录早期 mRNA并翻译早期蛋白。,5.在宿主细胞核内复制出病毒的 DNA和晚期mRNA。,以腺病毒的复

25、制为例,动物病毒的释放方式多种多样，主要有以下几种形式：,1.无包膜的病毒，如腺病毒通过细胞裂解或局部破裂而释放。2.有包膜的DNA病毒，如疱疹病毒，以细胞质中通道释放到细胞外。3.有包膜的RNA病毒，如副流感病毒用出芽方式通过寄主细胞膜，释放到细胞外并获得细胞源性的包膜和产生刺突。,病毒粒子的释放（无包膜）,病毒粒子的释放（有包膜）,一些带有囊膜的病毒，如单纯疱疹病毒，当它们的核酸和衣壳蛋白组装完毕后，它们将以“出芽”的方式，包裹寄主细胞的细胞膜或核膜，从寄主细胞中释放出来。,艾滋病,获得性免疫缺陷综合征,是由人免疫缺陷病毒(HIV)所引起的体液传播疾病。HIV是一双股单链RNA病毒，属逆转

26、录病毒科，慢病毒亚科。分为两型。即HIV1和HIV2。目前世界范围内流行的主要由HIV1所致。HIV2仅在西非部分地区流行。HIV对热敏感，5630分钟、25%以上乙醇、0.2%次氯酸钠、1%戊二醛等处理后均可灭活。但对0.1%福尔马林、电离辐射和紫外线等的抵抗力较强。,几个常见的病毒病,典型的艾滋病期，常具有三个基本特点：A、严重的细胞免疫缺陷。B、发生各种致命性机会性感染。C、发生各种恶性肿瘤。,感染者发病时呈高度兴奋状态，一旦喝水即引起严重的痉挛等症状，出现恐水现象，故又称“恐水症”（hydrophobia）。35日后，病人转入麻痹、昏迷状态，最后呼吸、循环衰竭而死。,狂犬病,禽流感,人

27、兽共患的烈性传染病症状：高热、咳嗽、流涕、肌痛等，多数伴有严重的肺炎，严重者心、肾等多种脏器衰竭导致死亡，病死率很高。此病可通过消化道、呼吸道、皮肤损伤和眼结膜等多种途径传播 潜伏期约一至三天,四类病毒及其繁殖方式,噬菌体植物病毒人类与脊椎动物病毒昆虫病毒,昆虫病毒,多数昆虫病毒可在宿主细胞内形成光镜下呈多角形的包涵体，称多角体，成分为碱溶性结晶蛋白，其内包裹着数目不等的病毒粒。,核形多角体病毒（NPV）：在昆虫细胞核内增殖、具有 蛋白质包涵体的杆状病毒,质形多角体病毒（CPV）：在昆虫细胞质内增殖、可形 成蛋白质包涵体的球状病毒,颗粒体病毒（GV）：具有蛋白质包涵体，每个包涵体 内通常仅含一

28、个病毒粒的昆虫杆 状病毒,主要有三种类型：,昆虫病毒做为生物农药优点：,专一性高,毒力大,后效长,使用方便,对人畜安全,无公害,缺点危害经济动物,第二节亚病毒,亚病毒的发现，人类进一步认识病毒,亚病毒(subviruses)是一类比病毒更为简单，仅具有某种核酸不具有蛋白质，或仅具有蛋白质而不具有核酸，能够侵染动植物的微小病原体。,表 3-5 亚病毒类群的主要异同,类病毒：只含具单独侵染性的RNA组分 拟病毒：只含不具单独侵染性的RNA 组分 朊病毒：只含蛋白质一种组分,一、类病毒(viroid),类病毒是裸露的，仅含一个单链环状低相对分子质量RNA分子的专性活细胞内寄生的分子病原体。发现的第一

29、个类病毒是马铃薯纺锤形块茎病类病毒 类病毒RNA相对分子质量虽小，但能独立侵染寄主，侵入寄主后也能自我复制，不需要辅助病毒。,二、拟病毒(virusoid),类类病毒、壳内类病毒或病毒卫星包裹在真病毒衣壳内的有缺陷的类病毒。仅由裸露的RNA或DNA所组成。其寄主称辅助病毒。拟病毒的构造 斑驳病毒(VTMoV)RNA-1、RNA-2、RNA-3 拟病毒的复制必须依赖辅助病毒，同时也可干扰辅助病毒的复制及其对宿主的病害。丁型肝炎病毒（其宿主为乙型肝炎病毒）,三、朊病毒(prion)慢性杀手,蛋白质侵染因子是一种仅由蛋白质组成的侵染性颗粒的病原体。朊病毒的发现和意义,朊病毒引起的疾病,与人有关的疾病

30、有：库鲁病（震颤病）和克雅氏病。动物有关的疾病有：羊瘙痒病、疯牛病、有人还推测人类的一些慢性退化性紊乱疾病，像早老年痴呆，帕金森氏病、糖尿病、风湿性关节炎和红斑狼疮等疾病也可能是由朊病毒引起的。,疯牛病,牛海绵状脑病侵犯牛中枢神经系统的慢性的致命性疾病由一种非常规的病毒朊病毒引起,又称早老痴呆症,以及最近发现的致死性家庭性失眠症等等。病原体通过血液进入人的大脑，将人的脑组织变成海绵状，如同糨糊，完全失去功能。受感染的人会出现睡眠紊乱、个性改变、共济失调、失语症、视觉丧失、肌肉萎缩、肌痉挛、进行性痴呆等症状，并且会在发病的一年内死亡。,克-雅氏病,一、噬菌体与发酵工业,在以细菌和放线菌为菌种的工

31、业微生物发酵生产中，有时会出现噬菌体的感染。在短短的几个小时内，发酵液中的菌体全部被破坏，不能再继续发酵积累产物。轻则减产，重则倒罐，给发酵工业带来了严重的威胁并造成重大的经济损失。,（一）噬菌体的来源与感染途径,第三节 病毒与实践,噬菌体的来源主要有三方面：（1）生产菌种本身携带有噬菌体，必须进行分离纯化。也有可能所使用的菌种是溶源性菌，必须进行检测确证；（2）生产环境存在有噬菌体，尤其是长期使用某种菌种的工厂，又不注意环境的净化,使周围空气中含有较多噬菌体，容易造成污染；（3）相近类型的噬菌体发生自然变异，使其对生产菌敏感而侵染。,噬菌体侵染发酵过程的主要途径有：（1）种子带噬菌体进入发酵

32、罐；（2）无菌空气中含有噬菌体，通气时带入发酵罐；（3）生产设备(主要是种子罐和发酵罐)有“死角”（即无法彻底灭菌之处）或渗漏（如冷却排管渗漏）；（4）灭菌不彻底、操作不严等。,（二）发酵液受噬菌体侵染时的异常现象,以谷氨酸发酵时感染噬菌体的异常现象为例：（1）菌体不增长或溶菌，表现为光密度（OD）不升或回降；（2）pH升高达8.0以上，且不下降；（3）不耗糖或耗糖极慢；（4）发酵液泡沫多、粘性大，色泽深；（5）镜检菌体初期胀大变粗，边缘不整齐；后期细胞破碎呈云雾状，革兰氏染色呈红色碎片；（6）不产或极少产谷氨酸。,（三）预防噬菌体感染的措施,工业发酵生产中，必须贯彻“以防为主，防重于治”的积

33、极措施，这些措施主要有：（1）消灭噬菌体及其寄主菌。污染了噬菌体的发酵液或种子液必须加热彻底杀灭后才能排放；严禁活菌体（如取样液）到处排放散布；加强对环境（如车间空气）的噬检和消毒工作；加强车间环境的清洁卫生;（2）保证无菌空气净化系统的严密有效。包括保证空气过虑器的装填严格合理，保证压缩空气有足够的冷却面积，以便充分去除油水等；（3）彻底消除设备死角及渗漏，排除隐患；（4）严防种子携带噬菌体进入发酵罐（种子液要经过严格噬检）；（5）备有不同噬菌体类型的生产菌，定期轮换使用菌种；（6）选育抗噬菌体突变菌株；（7）必要时可考虑添加某些噬菌体抑制剂。,二、昆虫病毒用于生物防治,病毒在基因工程中的作用：作为载体,噬菌体可作为原核生物基因工程的载体,E.coli的噬菌体，是目前研究得最为详尽的双链DNA噬菌体。大肠杆菌生产胰岛素,噬菌体在作为遗传工程载体时具有很多优点：遗传背景十分清楚；载有外源遗传因子的重组噬菌体，可整合在宿主核基因组上两者以一个整体进行同步复制；宿主范围狭窄，使用安全；-DNA的两端具有由12个核苷酸组成的粘性末端；噬菌体及由它构建成的载体的一个突出优点是感染效率几乎达到100%,动物DNA病毒可作为动物基因工程的载体,Sv40人的生长激素,