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1、第第4 4篇篇 病毒学病毒学 第一节第一节 病毒的定义、大小、形态结构病毒的定义、大小、形态结构 和化学组成和化学组成 第二节第二节 病毒的分类病毒的分类 study on study on tobaccomosaicdisease IvanowskiEarly Development of Virology1898 Beijerinck：virus (Beijerinck)18511931l1932，Ruska(Siemens Company )transmission electron microscope,TEM，Resolution is 50nm。tobacco mosaic vir
2、us（TMV）E ERuskaRuska（1906198819061988）什么是病毒？什么是病毒？主要特点：主要特点：形体极其微小，一般都能通过细菌滤器；形体极其微小，一般都能通过细菌滤器；没有细胞构造，其主要成分仅为核酸和蛋白质两种；没有细胞构造，其主要成分仅为核酸和蛋白质两种；每一种病毒只含一种核酸，不是每一种病毒只含一种核酸，不是DNA就是就是RNA；严格胞内寄生，既无产能酶系，也无蛋白质和核酸合成严格胞内寄生，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成分；和蛋白质成分；不能进行有
3、丝分裂，以核酸不能进行有丝分裂，以核酸(复制复制)和蛋白质等和蛋白质等“元件元件”的装配实现其大量繁殖；的装配实现其大量繁殖；在离体条件下，能以无生命的生物大分子状态存在，在离体条件下，能以无生命的生物大分子状态存在，并长期保持其侵染活力；并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；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。潜伏性感染。病毒特点：病毒特点：病毒定义：病毒定义：病毒是一群体积病毒是一群体积微小微小、结构、结构简单简单、只有只有一种核酸一种核酸（DNA或或RNA），易），
4、易感活感活细胞内寄生细胞内寄生、以、以复制方式增殖复制方式增殖的非的非细胞型微生物细胞型微生物。第一节第一节 病毒的大小、形态结构病毒的大小、形态结构 和化学组成和化学组成一、大小与形态一、大小与形态l病毒子（病毒子（virion):一个形态和结构上完整的病毒颗粒。一个形态和结构上完整的病毒颗粒。l大小：测量病毒的单位为大小：测量病毒的单位为纳米纳米(nm)，一般一般20-200nm.l形态：多数呈球状或近似球状，少数为杆状、丝状或子弹状，形态：多数呈球状或近似球状，少数为杆状、丝状或子弹状，细菌病毒（噬菌体）大多数呈蝌蚪状。细菌病毒（噬菌体）大多数呈蝌蚪状。葡萄球菌葡萄球菌(1000nm(1
5、000nm）牛痘病毒牛痘病毒300250n300250nmmABCDEFG立克次体立克次体450nm450nm衣原体衣原体390nm390nmA A、大肠杆菌噬菌体、大肠杆菌噬菌体 (65 95nm)(65 95nm)B B、腺病毒、腺病毒 (70nm)(70nm)C C、脊髓灰质炎病毒、脊髓灰质炎病毒 (30nm)(30nm)D D、乙脑病毒、乙脑病毒 (40nm)(40nm)E E、蛋白分子、蛋白分子 (10nm(10nm )F F、流感病毒、流感病毒 (100nm)(100nm)GG、烟草花叶病毒、烟草花叶病毒DNA病毒颗粒大小病毒颗粒大小痘病毒痘病毒疱疹病毒疱疹病毒腺病毒腺病毒乳头瘤病
6、毒乳头瘤病毒乙肝病毒乙肝病毒细小病毒细小病毒正链正链RNA病毒的大小与形态病毒的大小与形态Caliciviridae(NS+)冠状病毒冠状病毒砂粒病毒砂粒病毒小小RNA病毒病毒杯状病毒杯状病毒负链负链RNA病毒的大小与形态病毒的大小与形态副黏病毒副黏病毒弹状病毒弹状病毒呼肠孤病毒呼肠孤病毒正黏病毒正黏病毒布尼雅病毒布尼雅病毒埃博拉病毒埃博拉病毒二、病毒的结构二、病毒的结构裸露病毒裸露病毒囊膜病毒囊膜病毒1 1、螺旋对称的病毒壳体、螺旋对称的病毒壳体病毒壳体由蛋白亚基沿着病毒壳体由蛋白亚基沿着 轴心进行螺旋排列，而形轴心进行螺旋排列，而形 成高度有序的结构。成高度有序的结构。动物病毒中螺旋对称的
7、动物病毒中螺旋对称的病毒均属有囊膜的单股病毒均属有囊膜的单股RNARNA病毒。病毒。2 2、二十面体对称的病毒壳体、二十面体对称的病毒壳体l病病毒毒壳壳体体由由蛋蛋白白亚亚基基有有规规则则地地排排列列成成一一个个正正二二十面体对称结构。十面体对称结构。l除除痘痘病病毒毒外外，所所有有脊脊椎椎动动物物DNADNA病病毒毒均均为为2020面面体。体。3 3、复合对称的病毒壳体、复合对称的病毒壳体壳粒排列既有螺旋壳粒排列既有螺旋对称又有二十面体对称又有二十面体对称，如噬菌体。对称，如噬菌体。病毒体结构模式图病毒体结构模式图壳壳粒粒衣衣壳壳芯髓芯髓核衣壳核衣壳囊囊膜膜囊膜病毒囊膜病毒纤突纤突病毒的结构
8、病毒的结构病毒病毒粒子粒子核衣壳核衣壳囊膜：有纤突囊膜：有纤突 （基本结构）（基本结构）（非基本结构）（非基本结构）芯髓芯髓衣壳衣壳（核酸）（核酸）基因组：基因组：DNA/RNA，双股双股/单股，单股，分段分段/不分段不分段壳粒壳粒（形态亚单位）（形态亚单位）多肽多肽（结构亚单位）（结构亚单位）HIV流感病毒流感病毒Sarsl核酸核酸l蛋白质蛋白质l脂质脂质l碳水化合物碳水化合物l其他组成其他组成三、病毒的化学组成三、病毒的化学组成（一）核酸：（一）核酸：决定病毒的遗传和变异。决定病毒的遗传和变异。1.特点：特点：（1）病毒只含一种核酸，构成病毒体的芯髓。病毒只含一种核酸，构成病毒体的芯髓。（
9、2）核酸类型多样化）核酸类型多样化 mRNA的碱基序列作为标准，凡与此相同的核酸称为的碱基序列作为标准，凡与此相同的核酸称为正正股股（positive sense），），与其互补的则为与其互补的则为负股负股（negative sense）。）。核酸可分单股（核酸可分单股（single stranded）或双股（或双股（double stranded）、）、线状（线状（linear）或环状（或环状（circular）、）、分节段分节段（segmented）或不分节段或不分节段 （3）分子量小，基因组结构简单，所含基因组数目少。）分子量小，基因组结构简单，所含基因组数目少。（4）病毒基因组核酸复制
10、和转录多样化）病毒基因组核酸复制和转录多样化 病毒核酸能作为病毒核酸能作为mRNA或者能利用宿主细胞的或者能利用宿主细胞的 RNA聚合酶转录病毒的聚合酶转录病毒的mRNA 病毒核酸不分节段病毒核酸不分节段（6）有些病毒去除囊膜和衣壳，裸露的有些病毒去除囊膜和衣壳，裸露的DNA或或RNA也能感染细胞，这样的核酸称为也能感染细胞，这样的核酸称为传染性核酸传染性核酸。具备条件：具备条件：（5）病毒核酸更易受宿主细胞的影响而发生基病毒核酸更易受宿主细胞的影响而发生基 因突变和重组因突变和重组2.规律：规律：（1）DNA病毒核酸多为双股，个别为单股；病毒核酸多为双股，个别为单股；（2）RNA病毒核酸多为
11、单股，个别为双股；病毒核酸多为单股，个别为双股；（3）多数）多数DNA和和RNA病毒核酸为完整的分子，连续病毒核酸为完整的分子，连续不间断，个别不间断，个别RNA病毒核酸为不连续、间断的链；病毒核酸为不连续、间断的链；（4）多数病毒核酸呈线状，个别呈环状。）多数病毒核酸呈线状，个别呈环状。（二）蛋白质（二）蛋白质 2.2.结构蛋白：结构蛋白：系指构成一个形态成熟的有感染性系指构成一个形态成熟的有感染性 的病毒颗粒所必需的蛋白质。的病毒颗粒所必需的蛋白质。是构成病毒衣壳是构成病毒衣壳 的全部成分和囊膜的主要成分。的全部成分和囊膜的主要成分。1.1.非结构蛋白：非结构蛋白：指由病毒基因组编码的，在
12、病毒指由病毒基因组编码的，在病毒 复制或基因表达调控过程中具有一定功能，复制或基因表达调控过程中具有一定功能，但不结合于病毒颗粒中的蛋白质。但不结合于病毒颗粒中的蛋白质。蛋白质功能：蛋白质功能：保护病毒核酸，使其免受核酸酶或其它理化因保护病毒核酸，使其免受核酸酶或其它理化因 素的破坏。素的破坏。参与病毒感染细胞的过程，决定病毒对宿主细参与病毒感染细胞的过程，决定病毒对宿主细 胞的亲嗜性。胞的亲嗜性。抗原性：诱导特异性抗体、致敏淋巴细胞。抗原性：诱导特异性抗体、致敏淋巴细胞。（三）脂类、糖类（三）脂类、糖类主要存在于囊膜中，脂溶剂可去除囊膜，使病毒主要存在于囊膜中，脂溶剂可去除囊膜，使病毒 丧失
13、活性丧失活性(有些病毒可能仍具感染活性有些病毒可能仍具感染活性)。来自宿主细胞，与囊膜病毒的吸附和穿入宿主细来自宿主细胞，与囊膜病毒的吸附和穿入宿主细 胞的作用有关。胞的作用有关。第二节第二节 病毒的分类病毒的分类 国国际际病病毒毒分分类类委委员员会会(International Committee on Taxonmy of Viruses,ICTV)是是国国际际公公认认的的病病毒毒分类与命名的权威机构。分类与命名的权威机构。分类系统分类系统:目、科（亚科）、属和种分类阶元构目、科（亚科）、属和种分类阶元构成。成。科和属是病毒分类系统的最主要单位。科和属是病毒分类系统的最主要单位。一、病毒分
14、类系统一、病毒分类系统目前，已知病毒分为目前，已知病毒分为73（87）个科）个科289（349）个属。）个属。已分的目包括：疱疹病毒目、单负链病毒目、已分的目包括：疱疹病毒目、单负链病毒目、套式病毒目、微套式病毒目、微RNA病毒目、尾病毒目病毒目、尾病毒目.巴尔的摩分类法巴尔的摩分类法l第一类是双链第一类是双链DNA病毒（如病毒（如腺病毒、疱疹病毒、痘病腺病毒、疱疹病毒、痘病毒毒）l第二类是单链第二类是单链DNA病毒病毒(+)DNA（如（如细小病毒细小病毒）l第三类是双链第三类是双链RNA病毒（如病毒（如呼肠孤病毒呼肠孤病毒）l第四类是第四类是(+)单链单链RNA病毒（如病毒（如小小RNA病毒
15、、披膜病毒病毒、披膜病毒）l第五类是第五类是()单链单链RNA病毒（如病毒（如正黏液病毒、弹状病毒正黏液病毒、弹状病毒）l第六类是单链第六类是单链RNA反转录病毒（如反转录病毒（如反转录病毒反转录病毒）l第七类是双链第七类是双链DNA反转录病毒（如反转录病毒（如嗜肝病毒嗜肝病毒）l种种(species)病毒种的命名不是单纯由某一个分类特征、而是由多原则分类特病毒种的命名不是单纯由某一个分类特征、而是由多原则分类特征决定的，包括病毒的基因组组成、病毒颗粒形态结构、生理生征决定的，包括病毒的基因组组成、病毒颗粒形态结构、生理生化特性和血清学性质等。化特性和血清学性质等。l属属(genus)病毒属是
16、一群具有某些共同特征的种组成。其属名的词尾为病毒属是一群具有某些共同特征的种组成。其属名的词尾为“-virus”，但在设立一个新的病毒属时必需有一个同时被承认的代表但在设立一个新的病毒属时必需有一个同时被承认的代表种种(typespecies)。二、分类阶元二、分类阶元n科科(family)病毒科是一群具有某些共同特征的属组成。科名的词病毒科是一群具有某些共同特征的属组成。科名的词尾为尾为“-viridae”，“科科”下面可以设立或不设立亚科。亚下面可以设立或不设立亚科。亚科名的词尾为科名的词尾为“-virinae”。n目目(order)病毒目是一群具有某些共同特征的科组成，目名的词病毒目是一
17、群具有某些共同特征的科组成，目名的词尾为尾为 “-virales”。三、病毒的命名与书写规则三、病毒的命名与书写规则l病毒的命名要由公认的国际专家小组负责病毒的命名要由公认的国际专家小组负责l不采用拉丁文双名法而是英文或英语化的拉丁文，只用单名不采用拉丁文双名法而是英文或英语化的拉丁文，只用单名l目、科、属分别用拉丁文后缀目、科、属分别用拉丁文后缀“-virales”、“-viridae”及及“-virus”如如Circoviridae 圆环病毒科圆环病毒科 Circovirus 圆环病毒属圆环病毒属 比病毒更为简单。比病毒更为简单。1.1.类病毒类病毒(viroid)viroid)：由环状由
18、环状RNARNA分子组成，不含蛋白衣分子组成，不含蛋白衣壳。在植物中发现。壳。在植物中发现。2.2.朊病毒朊病毒(prion)prion)：只含传染性蛋白，无核酸。只含传染性蛋白，无核酸。四、亚病毒（四、亚病毒（subvirus)subvirus)第二章第二章 病毒的复制病毒的复制l病病毒毒在在活活细细胞胞内内，以以其其基基因因为为模模板板，在在酶酶的的作作用用下下，分分别别合合成成病病毒毒基基因因及及蛋蛋白白质质，再再组组装装成成完完整整的的病病毒毒颗颗粒粒，这这种种方方式式称为称为复制（复制（replication)replication)。l从从病病毒毒进进入入宿宿主主细细胞胞开开始始，
19、经经过过基基因因组组复复制制和和病病毒毒蛋蛋白白合合成成，至释放出子代病毒的全过程，称为一个至释放出子代病毒的全过程，称为一个复制周期复制周期。l病病毒毒的的复复制制周周期期主主要要包包括括吸吸附附和和穿穿入入、脱脱壳壳、生生物物合合成成、组组装和释放装和释放四个连续步骤。四个连续步骤。复制周期复制周期病毒的一步生长曲线病毒的一步生长曲线病毒的一步生长曲线病毒的一步生长曲线：以感染时间为横坐标，病毒效价为：以感染时间为横坐标，病毒效价为 纵坐标，绘制出的病毒特征曲线。纵坐标，绘制出的病毒特征曲线。感染比（感染比（multiplicityofinfection,MOI）：）：指一个系统中感染病指
20、一个系统中感染病毒的细胞数与细胞总数之比。毒的细胞数与细胞总数之比。l隐蔽期隐蔽期：在病毒感染细胞之后的一个短时间内，病毒：在病毒感染细胞之后的一个短时间内，病毒完全消失，甚至在细胞内也找不到传染性的病毒颗粒，完全消失，甚至在细胞内也找不到传染性的病毒颗粒，直至感染数小时后子代病毒出现为止，这阶段称为隐直至感染数小时后子代病毒出现为止，这阶段称为隐蔽期蔽期，一般持续，一般持续212h。l病毒只有在侵入细胞以后才表现出生命现象。病毒的病毒只有在侵入细胞以后才表现出生命现象。病毒的生活周期可分为两个阶段：生活周期可分为两个阶段：细胞外阶段细胞外阶段：以成熟的病毒粒子形式存在；：以成熟的病毒粒子形式
21、存在；细胞内阶段细胞内阶段：即感染阶段，在此阶段中进行复制和繁：即感染阶段，在此阶段中进行复制和繁殖。殖。一、吸附和穿入一、吸附和穿入（一）吸附（一）吸附(adsorption)分两个阶段：分两个阶段：1.静静电电吸吸附附：病病毒毒体体与与细细胞胞接接触触，进进行行静静电电结结合合。非非特特异异性、可逆。性、可逆。2.真真正正的的吸吸附附：病病毒毒体体表表面面位位点点（蛋蛋白白质质结结构构）与与宿宿主主细细胞膜上相应的受体结合。是决定病毒感染的真正开始。胞膜上相应的受体结合。是决定病毒感染的真正开始。裸露病毒的吸附裸露病毒的吸附囊膜病毒的吸附囊膜病毒的吸附（二）穿入（二）穿入(penetrat
22、ion)病病毒毒体体吸吸附附在在宿宿主主细细胞胞膜膜上上后后，可可通通过过数数种种穿穿入入方方式进入细胞：式进入细胞：1.1.无囊膜的病毒无囊膜的病毒一一般般经经过过细细胞胞膜膜吞吞入入，称称为为病病毒毒胞胞饮饮,如如腺腺病病毒毒、小小RNARNA病毒等病毒等病毒胞饮病毒胞饮胞胞饮饮2.2.有囊膜的病毒有囊膜的病毒 囊膜与宿主细胞膜融合，病毒的核衣壳直接囊膜与宿主细胞膜融合，病毒的核衣壳直接 进入细胞浆内进入细胞浆内 病毒胞饮病毒胞饮:细胞膜吞入细胞膜吞入(1)膜融合后进入膜融合后进入融融合合(2)病毒胞饮病毒胞饮3.直接穿入直接穿入二、脱壳二、脱壳(uncoating)(uncoating)
23、不不同同病病毒毒脱脱壳壳方方式式不不一一，多多数数在在宿宿主主细细胞胞溶溶酶酶体体酶酶作作用用下下脱脱壳，释放出基因组核酸。壳，释放出基因组核酸。三、生物合成三、生物合成(biosynthesis)l病病毒毒基基因因组组一一旦旦从从衣衣壳壳中中释释放放后后，就就利利用用宿宿主主细细胞胞提提供供的低分子物质合成大量的病毒核酸和结构蛋白。的低分子物质合成大量的病毒核酸和结构蛋白。l早期，病毒复制合成所必需的早期，病毒复制合成所必需的复制酶复制酶和一些和一些功能蛋白功能蛋白l生物合成阶段，病毒处于生物合成阶段，病毒处于隐蔽期隐蔽期l根据病毒基因组如何转录成根据病毒基因组如何转录成mRNA、如何指令合
24、成蛋白、如何指令合成蛋白质，病毒的生物合成过程可基本归为质，病毒的生物合成过程可基本归为6大类：大类：双股双股DNA病病毒、单股毒、单股DNA病毒、单正股病毒、单正股RNA病毒、单负股病毒、单负股RNA病毒、病毒、逆转录病毒和双股逆转录病毒和双股RNA病毒病毒。病毒病毒DNA早期早期mRNA早期蛋白（酶等）早期蛋白（酶等）子代病毒子代病毒DNA晚期晚期mRNA病毒结构蛋白病毒结构蛋白子代病毒子子代病毒子双股双股DNA病毒病毒复制复制宿主细胞宿主细胞转录酶转录酶单链正股单链正股RNARNA病毒病毒（-）ssRNA亲代病毒（亲代病毒（+）ssRNA早期蛋白早期蛋白（+）ssRNAdsRNA复制中间
25、型复制中间型（-）ssRNA（+）ssRNA大量子代（大量子代（+）ssRNA晚期蛋白晚期蛋白装配子代病毒装配子代病毒单负股单负股RNA病毒病毒病毒自身携带依赖病毒自身携带依赖RNA的的RNA聚合酶。聚合酶。亲代（亲代（-ssRNA）（+）mRNA蛋白质蛋白质（+）ssRNA子代（子代（-）sRNA子代病毒子代病毒聚合酶聚合酶逆转录病毒逆转录病毒病毒病毒RNA逆转录酶逆转录酶双股双股DNA整合至宿主细胞（前病毒）整合至宿主细胞（前病毒）mRNA病毒病毒RNA结构蛋白结构蛋白装配子代病毒装配子代病毒RNA:DNA转录酶转录酶聚合酶聚合酶四、组装四、组装病毒核酸与衣壳装配在一起，形成病毒子。绝病毒
26、核酸与衣壳装配在一起，形成病毒子。绝大多数大多数DNADNA病毒均在细胞核内组装，病毒均在细胞核内组装，RNARNA病毒和病毒和痘病毒在细胞浆内组装。痘病毒在细胞浆内组装。绝大多数绝大多数无囊膜病毒无囊膜病毒释放，一次同步，破坏宿主释放，一次同步，破坏宿主细胞膜，细胞迅速死亡。细胞膜，细胞迅速死亡。绝大多数绝大多数有囊膜病毒有囊膜病毒以出芽方式释出时包上细胞以出芽方式释出时包上细胞核膜或细胞膜而成为成熟病毒。逐个释出，非一核膜或细胞膜而成为成熟病毒。逐个释出，非一次同步，细胞死亡缓慢。次同步，细胞死亡缓慢。五、释放五、释放VirusObtainingItsEnvelopefromHostCel
27、lMembranebyBudding复制周期复制周期replicationcycle第三章第三章病毒的培养及与细胞相互作用病毒的培养及与细胞相互作用l动物培养动物培养l胚胎培养胚胎培养l组织培养组织培养器官培养器官培养组织块培养组织块培养细胞培养细胞培养:原代细胞、传代细胞、二倍体细胞等原代细胞、传代细胞、二倍体细胞等病毒结构简单，病毒结构简单，缺乏完整的酶系统缺乏完整的酶系统，不能在无生命的人，不能在无生命的人工培养基中生长，工培养基中生长，必须在活的组织细胞中才能增殖必须在活的组织细胞中才能增殖动物培养动物培养动物接种动物接种（Animal inoculation）是最早应用的病是最早应用
28、的病毒培养法，在病毒学研究中主要有毒培养法，在病毒学研究中主要有三方面用途三方面用途：分离鉴定病毒、通过传代增殖或减弱病毒毒力、分离鉴定病毒、通过传代增殖或减弱病毒毒力、制备免疫血清。制备免疫血清。在分离病毒时由于动物自身可在分离病毒时由于动物自身可能带有病毒，而且许多病毒没有敏感动物，因能带有病毒，而且许多病毒没有敏感动物，因而目前多被组织培养所代替。而目前多被组织培养所代替。常用的动物有小鼠、大鼠、地鼠、豚鼠、家兔、常用的动物有小鼠、大鼠、地鼠、豚鼠、家兔、羊和猴等。接种的途径有鼻内、皮内、脑内、羊和猴等。接种的途径有鼻内、皮内、脑内、腹腔内和静脉注射等。腹腔内和静脉注射等。鸡胚接种鸡胚接
29、种n接种途径接种途径n可根据病毒种类选择适宜接种部位，如分离可根据病毒种类选择适宜接种部位，如分离流感病毒常用羊膜腔和尿囊腔同时接种法，流感病毒常用羊膜腔和尿囊腔同时接种法，而痘病毒常采用绒毛尿囊膜接种法而痘病毒常采用绒毛尿囊膜接种法 n尿囊腔接种法尿囊腔接种法n卵黄囊接种法卵黄囊接种法n绒毛尿囊膜接种法绒毛尿囊膜接种法n羊膜囊接种法羊膜囊接种法 气室卵壳壳膜尿囊腔绒毛尿囊膜胚胎羊膜腔卵黄卵白病毒的细胞培养病毒的细胞培养常用的细胞常用的细胞我国常用的病毒疫苗我国常用的病毒疫苗 疫苗名称疫苗名称 类型类型 培养细胞培养细胞脊髓灰质炎疫苗脊髓灰质炎疫苗 减毒活疫苗减毒活疫苗 Vero细胞细胞麻疹疫
30、苗麻疹疫苗 减毒活疫苗减毒活疫苗 鸡胚细胞鸡胚细胞流行性腮腺炎疫苗流行性腮腺炎疫苗 减毒活疫苗减毒活疫苗 鸡胚细胞鸡胚细胞 风疹疫苗风疹疫苗 减毒活疫苗减毒活疫苗 人二倍体细胞人二倍体细胞 甲型肝炎疫苗甲型肝炎疫苗 减毒活疫苗减毒活疫苗 人二倍体细胞人二倍体细胞狂犬病疫苗狂犬病疫苗 灭活疫苗灭活疫苗 地鼠肾细胞地鼠肾细胞乙型脑炎疫苗乙型脑炎疫苗 灭活疫苗灭活疫苗 地鼠肾细胞地鼠肾细胞森林脑炎疫苗森林脑炎疫苗 灭活疫苗灭活疫苗 地鼠肾细胞地鼠肾细胞乙型肝炎疫苗乙型肝炎疫苗 基因工程疫苗基因工程疫苗 酵母菌酵母菌细胞培养细胞培养n细胞培养瓶的准备，营养液的配制，细细胞培养瓶的准备，营养液的配制，细
31、胞的观察。胞的观察。n培养方式：静止培养，悬浮培养，转瓶培养方式：静止培养，悬浮培养，转瓶培养，微载体培养。培养，微载体培养。n细胞培养液中支原体及细菌的的消除：细胞培养液中支原体及细菌的的消除：抗菌素如卡那霉素抗菌素如卡那霉素,泰乐霉素泰乐霉素,庆大霉素庆大霉素等。抗支原体高免血清。等。抗支原体高免血清。细胞的保存细胞的保存n常温保存：常温保存：20-22避光，血清达避光，血清达 5%-10%，15天以上。天以上。n 低温保存：低温保存：缓慢冷冻缓慢冷冻和和迅速融解迅速融解，液氮，液氮中保存（加中保存（加DMSO）。）。病毒的感染病毒的感染n细胞病理效应细胞病理效应（cytopathic e
32、ffect，CPE）：）：病毒在细胞内增殖，可引起不同的结果，病毒在细胞内增殖，可引起不同的结果，表现表现为细胞皱缩、变圆、出现空泡、死亡和为细胞皱缩、变圆、出现空泡、死亡和脱落脱落，或形成合胞体。有的只有轻微的病变，或形成合胞体。有的只有轻微的病变，或无可见的变化或无可见的变化n包涵体包涵体（inclusion bodies）：）：某些病毒感染的细胞内，光镜下可见在胞浆或核内出某些病毒感染的细胞内，光镜下可见在胞浆或核内出现嗜酸性或嗜碱性染色，大小、数量不等，圆形或不现嗜酸性或嗜碱性染色，大小、数量不等，圆形或不规则形的团块结构。规则形的团块结构。正常细胞正常细胞正常细胞正常细胞细胞病变效应
33、细胞病变效应细胞病变效应细胞病变效应CPECPENegribodyinaneuronGiantmultinucleatedcellswithnuclearandcytoplasmicredinclusions.1、蚀斑试验、蚀斑试验病毒感染单层细胞后，产生的局限性病灶，称蚀斑病毒感染单层细胞后，产生的局限性病灶，称蚀斑（plaque），蚀斑是由一个感染性病毒体复制形成的，称），蚀斑是由一个感染性病毒体复制形成的，称蚀斑形成单位，病毒悬液中的感染性病毒量以每毫升的蚀斑形成单位，病毒悬液中的感染性病毒量以每毫升的蚀斑形成单位（蚀斑形成单位（plaque forming unit，PFU）来表示。）
34、来表示。病毒的数量与感染性测定病毒的数量与感染性测定2、ID50 或或 TCID50病毒感染鸡胚、动物或细胞后，引起病毒感染鸡胚、动物或细胞后，引起 50%发发生死亡或病变的最小量。生死亡或病变的最小量。ID50:medianinfectiousdoseTCID50:50%tissuecultureinfectivedose病毒的灭活病毒的灭活：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，称为病毒的灭活。灭活的病毒仍保留称为病毒的灭活。灭活的病毒仍保留抗原性、红抗原性、红细胞吸附细胞吸附等活性。等活性。第四章第四章 理化因素对病毒的作用理化因素对病毒的作用n温度：主要使病
35、毒的蛋白质变性。钙、镁等二价离子可温度：主要使病毒的蛋白质变性。钙、镁等二价离子可提高病毒对热的抵抗力。（提高病毒对热的抵抗力。（病毒耐冷不耐热：病毒耐冷不耐热：56 30分分钟可使其灭活。贮藏在钟可使其灭活。贮藏在70以下保存数月或数年）以下保存数月或数年）n电离辐射：次级电子直接作用于核酸分子，造成核酸分电离辐射：次级电子直接作用于核酸分子，造成核酸分子电离、共价键断裂。间接作用是使水分子形成自由基子电离、共价键断裂。间接作用是使水分子形成自由基和自由电子，作用于核酸和蛋白。和自由电子，作用于核酸和蛋白。（单链病毒比双链敏感（单链病毒比双链敏感10倍）倍）n紫外线：紫外线：265nm具最大
36、的杀伤力。主要使胸腺嘧啶碱基具最大的杀伤力。主要使胸腺嘧啶碱基之间形成二聚体。使之间形成二聚体。使RNA的相邻尿嘧啶形成二聚体。的相邻尿嘧啶形成二聚体。物理因素物理因素化学因素化学因素二、化学因子二、化学因子n酶类：酶类：npH 5-9n脂溶剂脂溶剂（乙醚试验乙醚试验可鉴别病毒有无包膜）可鉴别病毒有无包膜）n甲醛：与腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶等含有胺基的碱基结甲醛：与腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶等含有胺基的碱基结合而使病毒核酸灭活合而使病毒核酸灭活,也可作用于病毒蛋白，使其发生也可作用于病毒蛋白，使其发生交联。常用浓度为交联。常用浓度为0.05%-0.2%的福尔马林。的福尔马林。n-丙内酯丙内酯(BPL
37、)：作用于病原体：作用于病原体DNA或或RNA，改变病，改变病毒核酸结构达到灭活目的，而不直接作用于蛋白。不破毒核酸结构达到灭活目的，而不直接作用于蛋白。不破坏病原体的免疫原性坏病原体的免疫原性,灭活时间短灭活时间短,极易水解，无残留极易水解，无残留.三、保护剂：三、保护剂：甘油、甘油、DMSO等。等。四、病毒的保存四、病毒的保存干扰素（干扰素（interferon,IFN）定义：定义：由病毒或诱生剂刺激机体细胞产生的具有抗病毒、由病毒或诱生剂刺激机体细胞产生的具有抗病毒、抗肿瘤和免疫调节作用的糖蛋白。抗肿瘤和免疫调节作用的糖蛋白。种类：种类：、干扰素。干扰素。抗病毒作用：抗病毒作用：干扰素不
38、直接作用于病毒，而是作用于邻近的细干扰素不直接作用于病毒，而是作用于邻近的细胞，使其产生抗病毒蛋白，这些抗病毒蛋白降解病毒胞，使其产生抗病毒蛋白，这些抗病毒蛋白降解病毒mRNA、抑制、抑制蛋白合成。同时还可增强自然杀伤细胞（蛋白合成。同时还可增强自然杀伤细胞（NK细胞）、巨噬细胞和细胞）、巨噬细胞和T淋巴细胞的活力，从而起到免疫调节作用。淋巴细胞的活力，从而起到免疫调节作用。干扰素作用具有干扰素作用具有宿主特异性宿主特异性，而，而无病毒特异性无病毒特异性。干扰素抗病毒机制干扰素抗病毒机制 第五章第五章 病毒的变异与进化病毒的变异与进化第一节第一节 突变突变第二节第二节 诱变诱变第三节第三节 基
39、因重组基因重组第四节第四节 病毒基因产物间的相互作用病毒基因产物间的相互作用 氨基酸密码子表氨基酸密码子表第一节第一节 突变突变n自发突变：自发突变：病毒复制中的自然突变率10-510-8 n诱导突变：诱导突变：不同的物理或化学诱变剂处理病毒，提高病毒群体突变率 突变（突变（mutation)是指基因组中核酸碱基顺序上的是指基因组中核酸碱基顺序上的化学变化，可以是一个核苷酸的改变，也可为上百化学变化，可以是一个核苷酸的改变，也可为上百上千个核苷酸的缺失或易位。上千个核苷酸的缺失或易位。一、基因组变异一、基因组变异1.1.点突变点突变:单个核苷酸改变单个核苷酸改变2.2.缺失或插入变异缺失或插入
40、变异 (1)(1)小段核苷酸缺失或插入小段核苷酸缺失或插入(2)(2)大段核苷酸缺失大段核苷酸缺失二、表型变异二、表型变异1.毒力变异毒力变异2.抗原性变异抗原性变异3.空斑变异空斑变异4.4.对某些理化因素抵抗力或依赖性的变异对某些理化因素抵抗力或依赖性的变异 5.5.如：温度敏感性如：温度敏感性(tsts)突变株突变株三、突变率三、突变率 DNA病毒复制具有病毒复制具有校正校正（proofreading）功能功能，RNA的复制缺少校正机制，病毒的复制缺少校正机制，病毒RNA复制的错误率远远高于病毒复制的错误率远远高于病毒DNA。水疱性口炎病毒（水疱性口炎病毒（11 000nt）突变率：）突
41、变率：10-3-10-4核苷酸核苷酸/复制周期复制周期第二节第二节 诱变诱变 n紫外射线或紫外射线或X X射线射线 n亚硝基胍等化学试剂处理亚硝基胍等化学试剂处理n核苷酸同类物：核苷酸同类物：5-5-氟尿嘧啶掺入氟尿嘧啶掺入RNARNA，5-5-溴脱氧尿苷掺入溴脱氧尿苷掺入DNA DNA n定点诱变（定点诱变（site-directed mutagenesissite-directed mutagenesis）将病毒基因组任何既定部位的核苷酸替换，或者使之缺失，或者插将病毒基因组任何既定部位的核苷酸替换，或者使之缺失，或者插入另一段核苷酸。入另一段核苷酸。第三节第三节 基因重组基因重组 n分子
42、内重组分子内重组（intramolecular recombination）n重配（重配（reassortment）将两个有亲缘关系但生物学性状不同的毒将两个有亲缘关系但生物学性状不同的毒株感染同一个宿主细胞，从而可发生核酸水平株感染同一个宿主细胞，从而可发生核酸水平上的互换，产生兼有两亲本特性的子代，称为上的互换，产生兼有两亲本特性的子代，称为重组。重组。一、分子内重组一、分子内重组Recombination by break-rejoin of incompletely linked genes 对于分节段的对于分节段的RNA病毒，通过交换病毒，通过交换RNA节段而进行的重组称为重配。节段
43、而进行的重组称为重配。二、重配二、重配(reassortment)Reassortment by independent assortment during dual infection.Treanor JJ Infect.Med.15:714甲型流感病毒的变异甲型流感病毒的变异n抗原漂移抗原漂移(antigenic drift)n抗原转变抗原转变(antigenic shift)基因重排基因重排(reassortment)HA：16个亚型个亚型NA：9个亚型个亚型第四节第四节 病毒基因产物间的相互作用病毒基因产物间的相互作用 n补偿作用（补偿作用（complementation）n表型混合（
44、表型混合（phenotypic mixing）n基因型混合基因型混合（Genotype mixing）一、补偿作用（一、补偿作用（complementationcomplementation）是指在感染的细胞中，病毒蛋白质之间由是指在感染的细胞中，病毒蛋白质之间由于相互作用的结果，拯救了一种或两种病于相互作用的结果，拯救了一种或两种病毒或增加了病毒的产量。毒或增加了病毒的产量。二、二、表型混合（表型混合（phenotype mixingphenotype mixing）两种病毒混合感染后，一个病毒的基因两种病毒混合感染后，一个病毒的基因组偶尔装入另一病毒的衣壳内，或装入两组偶尔装入另一病毒的衣
45、壳内，或装入两个病毒成分构成的衣壳内，发生表型混合。个病毒成分构成的衣壳内，发生表型混合。PHENOTYPIC MIXINGPHENOTYPIC MIXING表型混合特点：表型混合特点：n两株病毒混合感染时，装配过程发生错误形成两株病毒混合感染时，装配过程发生错误形成n主要表现为耐药性，抗原性等改变，基因并未主要表现为耐药性，抗原性等改变，基因并未改变，改变的生物学性状不能遗传改变，改变的生物学性状不能遗传三、三、基因型混合（基因型混合（Genotype mixingGenotype mixing）指两种病毒的核酸偶尔混合装在同一病指两种病毒的核酸偶尔混合装在同一病毒衣壳内，或两种病毒的核衣壳
46、偶尔包毒衣壳内，或两种病毒的核衣壳偶尔包在一个囊膜内，但它们的核酸都未重组在一个囊膜内，但它们的核酸都未重组合，所以没有遗传性。合，所以没有遗传性。virus Avirus B或或POLYPOIDYPOLYPOIDY第六章第六章 病毒的致病机理病毒的致病机理病毒侵入机体是否引起发病，取决于病病毒侵入机体是否引起发病，取决于病毒的毒的毒力毒力和宿主的和宿主的抵抗力抵抗力（包括特异性（包括特异性和非特异性免疫因素），而且二者的相和非特异性免疫因素），而且二者的相互作用受到外界各种因素的影响互作用受到外界各种因素的影响第一节第一节 病毒感染引起细胞的变化病毒感染引起细胞的变化 病毒对细胞的致病作用包
47、括来自病毒的病毒对细胞的致病作用包括来自病毒的直接损伤直接损伤和和机机体免疫病理应答体免疫病理应答两个方面两个方面病毒对细胞的损害作用：病毒对细胞的损害作用：细胞死亡：抑制细胞细胞死亡：抑制细胞DNA的合成，抑制细胞蛋白质的的合成，抑制细胞蛋白质的合成，影响细胞合成，影响细胞RNA合成后的加工，病毒物质的直接合成后的加工，病毒物质的直接毒性作用，细胞的溶酶体在病毒的感染中通透性增加，毒性作用，细胞的溶酶体在病毒的感染中通透性增加，致使细胞崩解，细胞的核型紊乱等。致使细胞崩解，细胞的核型紊乱等。病毒致病的严重程度与该病毒在组织细胞引起的病变程病毒致病的严重程度与该病毒在组织细胞引起的病变程度无直
48、接关系。度无直接关系。（1）杀细胞性感染）杀细胞性感染病毒在宿主易感细胞内增殖造成细胞损伤与死亡病毒在宿主易感细胞内增殖造成细胞损伤与死亡敏感的宿主细胞被病毒感染后，敏感的宿主细胞被病毒感染后，两者相互作用下可表现为：两者相互作用下可表现为：（2）稳定状态感染）稳定状态感染 病毒对感染细胞的代谢以及溶酶体影响不是很大；成熟病毒对感染细胞的代谢以及溶酶体影响不是很大；成熟的病毒多以出芽方式释放，病程缓慢、病变轻微，细的病毒多以出芽方式释放，病程缓慢、病变轻微，细胞短时间内不会裂解和死亡；但细胞膜的受体可被破胞短时间内不会裂解和死亡；但细胞膜的受体可被破坏，并出现细胞融合及细胞表面产生新的抗原等。
49、坏，并出现细胞融合及细胞表面产生新的抗原等。细胞融合：细胞融合：感染细胞与未感染细胞的胞浆膜发生融合，形成多感染细胞与未感染细胞的胞浆膜发生融合，形成多核的巨细胞；可以使病毒从感染的细胞直接进入相邻的正常细胞，有核的巨细胞；可以使病毒从感染的细胞直接进入相邻的正常细胞，有利于病毒在细胞间的扩散。利于病毒在细胞间的扩散。细胞膜出现新抗原：细胞膜出现新抗原：病毒在细胞内增殖过程中，将病毒基病毒在细胞内增殖过程中，将病毒基因编码的蛋白质插入细胞膜表面，导致细胞膜表面抗原的改变。有利因编码的蛋白质插入细胞膜表面，导致细胞膜表面抗原的改变。有利于免疫细胞对感染细胞的识别，以及有利于进行病毒感染的诊断。于
50、免疫细胞对感染细胞的识别，以及有利于进行病毒感染的诊断。（3）细胞凋亡（）细胞凋亡（cell apoptosis）由于病毒感染，细胞通过自身的指令启动由于病毒感染，细胞通过自身的指令启动“自自杀杀”的一种生物学过程；也称为的一种生物学过程；也称为“程序性死亡程序性死亡”。总是在病毒子代产出之前自行死亡，是宿。总是在病毒子代产出之前自行死亡，是宿主细胞的重要防御机制；而由于病毒的杀细胞主细胞的重要防御机制；而由于病毒的杀细胞感染导致的死亡，总是发生在病毒复制完成之感染导致的死亡，总是发生在病毒复制完成之后。后。（4）包涵体的形成）包涵体的形成 n某些病毒感染细胞中，在普通光学显微镜下可见胞浆某些