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1、病毒及病毒性传染病病毒及病毒性传染病曹理想曹理想中山大学生命科学学院中山大学生命科学学院病毒学概论病毒学概论l是一类非细胞型微生物是一类非细胞型微生物l主要特点主要特点l体积非常体积非常微小微小，需在，需在电子显微镜电子显微镜观察观察l结构简单，结构简单，无细胞结构无细胞结构，只含一种类型核，只含一种类型核酸（酸（DNADNA或或RNARNA）和蛋白质）和蛋白质l严格的细胞内寄生严格的细胞内寄生，只能在活细胞中增殖，只能在活细胞中增殖l对抗生素不敏感，但对干扰素敏感对抗生素不敏感，但对干扰素敏感与人类关系与人类关系l引起传染病：引起传染病：75%75%以上以上l可能是人类某些肿瘤的病因之一可能
2、是人类某些肿瘤的病因之一l鼻咽癌鼻咽癌 EBVEBVl宫颈癌宫颈癌 人乳头瘤病毒、单纯疱疹病毒人乳头瘤病毒、单纯疱疹病毒型型l原发性肝癌原发性肝癌 乙型肝炎病毒乙型肝炎病毒l传染性强，流行广泛，很少有特效药传染性强，流行广泛，很少有特效药病毒与其它微生物的区别一、病毒的形态、结构与分类一、病毒的形态、结构与分类l病毒的大小：以病毒的大小：以纳纳米（米（nm）为计量为计量单位单位,一般一般30200nm lThe largest:（300nm,300nm,痘病毒）痘病毒）lThe smallest:10 nm 如口蹄疫病毒如口蹄疫病毒微生物的大小比较微生物的大小比较葡萄球菌(1000nm）牛痘病
3、毒300250nmCEG立克次体450nm衣原体390nmA、大肠杆菌噬菌体、大肠杆菌噬菌体 (65 95nm)B、腺病毒、腺病毒 (70nm)C、脊髓灰质炎病毒、脊髓灰质炎病毒 (30nm)D、乙脑病毒、乙脑病毒 (40nm)E、蛋白分子、蛋白分子 (10nm)F、流感病毒、流感病毒 (100nm)G、烟草花叶病毒、烟草花叶病毒ABDF病毒的形态病毒的形态球形球形蝌蚪状蝌蚪状杆杆状状子弹状病毒子弹状病毒二、病毒的结构与化学组成二、病毒的结构与化学组成核酸核酸衣衣壳壳核衣壳核衣壳基本结构基本结构病毒体结构模式图病毒体结构模式图壳粒壳粒衣壳衣壳核心（核样物）核心（核样物）核衣壳核衣壳包膜包膜包膜
4、病毒包膜病毒包膜子粒包膜子粒核心：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l主要主要单一核酸构成单一核酸构成（DNADNA或或RNARNA）l线形或环状；双链或单链线形或环状；双链或单链DNA/RNA、分节段、分节段RNAl作用作用携带病毒全部的遗携带病毒全部的遗传信息，决定病毒的形态、传信息，决定病毒的形态、增殖、遗传变异和感染性。增殖、遗传变异和感染性。l少量蛋白质：少量蛋白质：RNA聚合酶、反聚合酶、反转录酶等功能蛋白转录酶等功能蛋
5、白核酸核酸衣衣壳壳核衣壳核衣壳一）核心一）核心二）衣壳二）衣壳l成分成分包裹在核酸外的包裹在核酸外的蛋白质，组成壳微粒蛋白质，组成壳微粒 l作用：作用：l保护病毒核酸；保护病毒核酸；l与易感与易感C上上V受体结合，受体结合，辅助辅助V对易感对易感C的感染；的感染；l抗原性，诱导机体免疫抗原性，诱导机体免疫应答。应答。核酸核酸衣衣壳壳核衣壳核衣壳壳微粒的排列方式壳微粒的排列方式螺旋对称螺旋对称2020面体对称面体对称复复合对称合对称三）三）有些病毒有特殊结构有些病毒有特殊结构包膜包膜l包绕在核衣壳外的一包绕在核衣壳外的一层膜样结构层膜样结构l由特殊蛋白、类脂、由特殊蛋白、类脂、多糖多糖l高度抗原
6、性、保护作高度抗原性、保护作用、吸附用、吸附病毒的结构病毒的结构(小结小结)病毒病毒核酸核酸衣壳衣壳包膜包膜心心二、病毒的增殖二、病毒的增殖复制复制l以自身基因组为模板，借助宿主细胞的酶以自身基因组为模板，借助宿主细胞的酶类，复制出病毒的基因组，病毒的基因组类，复制出病毒的基因组，病毒的基因组经过编码产生大量的病毒蛋白质，经过装经过编码产生大量的病毒蛋白质，经过装配，形成子代病毒配，形成子代病毒l复制周期复制周期（replication cyclereplication cycle）l吸附、穿入、脱壳、生物合成、装配与释放吸附、穿入、脱壳、生物合成、装配与释放l病毒本身没有独立的蛋白合成酶系统
7、，必须借病毒本身没有独立的蛋白合成酶系统，必须借助宿主细胞的蛋白合成体系合成病毒蛋白助宿主细胞的蛋白合成体系合成病毒蛋白病毒的增殖（步骤）病毒的增殖（步骤）l1 1、吸附吸附：病毒吸附点病毒吸附点+相应受体相应受体吸附具有特异性吸附具有特异性（一）（一）吸附吸附（二）穿入（二）穿入l吞饮吞饮（pinocytotic vacuolepinocytotic vacuole）l无包膜病毒无包膜病毒被宿主细胞吞噬，进入胞内被宿主细胞吞噬，进入胞内l融合融合（fusion)fusion)l有包膜病毒有包膜病毒的包膜与宿主细胞膜直接融的包膜与宿主细胞膜直接融合，病毒核衣壳进入细胞合，病毒核衣壳进入细胞l直
8、接穿入直接穿入穿入穿入非包膜病毒非包膜病毒entry directly across plasma membrane非包膜病毒非包膜病毒entry directly across plasma membrane直接穿透细胞膜直接穿透细胞膜 （三）脱衣壳（三）脱衣壳 穿入宿主细胞时，在细胞溶酶体的作用下完成穿入宿主细胞时，在细胞溶酶体的作用下完成 衣壳蛋白发生结构的变化，衣壳破裂衣壳蛋白发生结构的变化，衣壳破裂脱衣壳脱衣壳 （五）（五）装配、成熟和释放装配、成熟和释放装配与释放病毒的异常增殖病毒的异常增殖l顿挫感染顿挫感染 没有完整的病毒颗粒产生没有完整的病毒颗粒产生l缺陷病毒缺陷病毒 基因组不
9、完整或发生严重改变，不能复基因组不完整或发生严重改变，不能复制出完整的子代病毒，需辅助病毒的共制出完整的子代病毒，需辅助病毒的共同感染才能增殖成为完整病毒同感染才能增殖成为完整病毒 四、病毒的感染与致病性四、病毒的感染与致病性l感染方式：感染方式：水平传播水平传播病毒主要通过皮肤、粘膜或病毒主要通过皮肤、粘膜或呼吸道、消化道或泌尿生殖道传播，但在呼吸道、消化道或泌尿生殖道传播，但在特定条件下可直接进入血循环特定条件下可直接进入血循环(如输血、机如输血、机械损伤、昆虫叮咬等械损伤、昆虫叮咬等)而感染机体而感染机体呼吸道、消化道呼吸道、消化道皮肤、粘膜皮肤、粘膜ABl垂直传播垂直传播 指经胎盘或指
10、经胎盘或产道将病毒由孕妇亲产道将病毒由孕妇亲代传播给子代的方式代传播给子代的方式 (如如HIVHIV及乙肝病毒等及乙肝病毒等)感染类型感染类型l隐性感染：指无明显临床症状的短暂病毒感染隐性感染：指无明显临床症状的短暂病毒感染l显性感染：病毒感染后出现明显的临床症状显性感染：病毒感染后出现明显的临床症状急性感染：一般病程较短，病毒常随疾病的痊急性感染：一般病程较短，病毒常随疾病的痊愈而被消灭或自体内排除愈而被消灭或自体内排除持续感染持续感染：病毒在体内较长时间存在，在一定：病毒在体内较长时间存在，在一定时期内无明显症状时期内无明显症状 （1 1）慢性感染（）慢性感染（2 2）潜伏感染（）潜伏感染
11、（3 3）慢病毒感染）慢病毒感染(1)(1)、慢性感染、慢性感染l体内持续存在病毒，并可不断排出体外的体内持续存在病毒，并可不断排出体外的慢性进行性感染，病程可达数月或数年，慢性进行性感染，病程可达数月或数年，有一定的临床症状有一定的临床症状l某些病毒在急性感染后，病毒潜伏于机某些病毒在急性感染后，病毒潜伏于机体某些细胞内，以后在一定诱因下可引体某些细胞内，以后在一定诱因下可引起复发，呈急性过程起复发，呈急性过程急急（2 2）、潜伏感染）、潜伏感染l病毒感染后，潜伏期很长，多侵犯中枢神经系病毒感染后，潜伏期很长，多侵犯中枢神经系统，缓慢发病，一旦出现症状多为亚急性、进统，缓慢发病，一旦出现症状
12、多为亚急性、进行性行性(如麻疹如麻疹亚急性硬化性全脑炎亚急性硬化性全脑炎)，常导致，常导致死亡。死亡。潜伏期潜伏期（3 3）、慢病毒感染）、慢病毒感染细胞水平感染结果细胞水平感染结果l1.1.溶细胞型感染：病毒在感染细胞内增殖，溶细胞型感染：病毒在感染细胞内增殖，引起引起细胞的溶解死亡细胞的溶解死亡杀细胞作用，急性感杀细胞作用，急性感染染l2.2.稳定状态感染：有包膜病毒以出芽方式释稳定状态感染：有包膜病毒以出芽方式释放子代病毒，可出现细胞融合，形成放子代病毒，可出现细胞融合，形成多核巨多核巨细胞细胞l3.3.细胞凋亡细胞凋亡l4.4.细胞增生与细胞转化细胞增生与细胞转化l5.5.细胞基因的整
13、合细胞基因的整合溶细胞型感染溶细胞型感染多核巨细胞多核巨细胞 五、抗病毒免疫五、抗病毒免疫 干扰素的作用干扰素的作用 NK细胞细胞 体液免疫的作用体液免疫的作用 细胞免疫的作用细胞免疫的作用 干扰素干扰素l机体受病毒或其他干扰素诱生剂刺激机体受病毒或其他干扰素诱生剂刺激,由细由细胞分泌的一类具有多种生物活性的胞分泌的一类具有多种生物活性的糖蛋白糖蛋白，除抗病毒增殖活性外还可抑制细胞分裂，抗除抗病毒增殖活性外还可抑制细胞分裂，抗肿瘤，免疫调节等生物活性。肿瘤，免疫调节等生物活性。干扰素诱生机理干扰素诱生机理活化翻译人体内干扰素基因干扰素mRNA干扰素干扰素诱生剂n 干扰素抗病毒机理干扰素抗病毒机
14、理 l非直接灭活病毒非直接灭活病毒 u诱生抗病毒蛋白诱生抗病毒蛋白(AVP)(AVP)抑制病毒蛋白在细胞内合成抑制病毒蛋白在细胞内合成u增强自然杀伤细胞（增强自然杀伤细胞（NKNK细胞）、巨噬细胞）、巨噬细胞和细胞和T T淋巴细胞的活力，增强抗病毒淋巴细胞的活力，增强抗病毒能力能力l广谱抗病毒作用广谱抗病毒作用l调节免疫作用调节免疫作用l抗肿瘤作用抗肿瘤作用l抑制细胞分裂抑制细胞分裂l干扰素引起的不良反应：流感样症状干扰素引起的不良反应：流感样症状 神经紊乱神经紊乱 干扰素干扰素的作用的作用六六.病毒感染的实验室检查病毒感染的实验室检查l标本采集标本采集l宜早，发病初期宜早，发病初期/急性期急
15、性期l无菌操作无菌操作l及时及时l病毒分离培养病毒分离培养l细胞培养细胞培养l动物接种动物接种l鸡胚培养鸡胚培养epithelial cells-adenovirusepithelial cells-adenovirusuninfectedearly infectionlate infectionslides from CDC流感病毒嗜神经病毒鸡胚接种形态学检查形态学检查血清检测血清检测病毒核酸病毒核酸快速诊断快速诊断七七.理化因素对病毒的影响理化因素对病毒的影响l灭活灭活（InactivationInactivation）l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l灭
16、活病毒仍灭活病毒仍保留保留某些特性，如某些特性，如抗原性、抗原性、红细胞吸附、细胞融合红细胞吸附、细胞融合等等l方法方法S破坏包膜破坏包膜S使蛋白质变性使蛋白质变性S损伤病毒核酸损伤病毒核酸物理因素物理因素l温度温度l病毒耐冷怕热。病毒耐冷怕热。-70C长期保存。冻融可杀死病毒长期保存。冻融可杀死病毒l60C 30 min或或100C数秒即可杀死病毒，但数秒即可杀死病毒，但HBV需需100C 10 min方可杀死方可杀死l有包膜病毒比无包膜病毒对热更敏感有包膜病毒比无包膜病毒对热更敏感lpHpH：多数在多数在pH 59范围稳定范围稳定 肠道病毒耐酸（肠道病毒耐酸（pH 35）l射线和射线和UV
17、UVlX X线、线、射线可将射线可将V V核酸致死性断裂，从而杀死核酸致死性断裂，从而杀死V VlUVUV：使核苷酸形成二聚体（：使核苷酸形成二聚体（T TU U），抑制病毒复制，），抑制病毒复制，但可光复活，不宜用来制备疫苗但可光复活，不宜用来制备疫苗化学因素化学因素l脂溶剂脂溶剂：乙醚、氯仿、去氧胆酸盐：乙醚、氯仿、去氧胆酸盐l有包膜病毒敏感。无包膜病毒无作用（如肠道病毒）有包膜病毒敏感。无包膜病毒无作用（如肠道病毒）l乙醚试验可鉴别病毒有无包膜乙醚试验可鉴别病毒有无包膜l消毒剂消毒剂：过氧乙酸、甲醛、戊二醛、卤素：过氧乙酸、甲醛、戊二醛、卤素l杀死大多数病毒，但病毒对消毒剂抵抗力比细菌强
18、，尤其杀死大多数病毒，但病毒对消毒剂抵抗力比细菌强，尤其是无包膜病毒是无包膜病毒l常用甲醛来制备灭活疫苗常用甲醛来制备灭活疫苗l其他其他l抗生素：对病毒无作用抗生素：对病毒无作用l中草药：有一定作用中草药：有一定作用预预 防防l人工自动免疫：接种疫苗人工自动免疫：接种疫苗(死疫苗、减死疫苗、减毒活疫苗、亚单位疫苗、基因工程疫苗毒活疫苗、亚单位疫苗、基因工程疫苗等等)l人工被动免疫：抗血清、丙种球蛋白、人工被动免疫：抗血清、丙种球蛋白、细胞因子等细胞因子等免疫预防免疫预防人工主动免疫人工主动免疫灭活疫苗：乙脑疫苗 狂犬疫苗 流感灭活疫苗HAV，HBV疫苗等减毒活疫苗：脊髓灰质炎疫苗麻疹疫苗腮腺炎
19、疫苗风疹疫苗HAV疫苗 亚单位疫苗：药物防治药物防治金刚烷胺金刚烷胺-抑制病毒脱壳抑制病毒脱壳-预防感冒预防感冒 RNA或或DNA类似物类似物阿糖腺苷类、阿糖腺苷类、无环鸟苷、无环鸟苷、二羟丙氨甲基鸟嘌呤二羟丙氨甲基鸟嘌呤迭氮酰氨胸苷迭氮酰氨胸苷抑制人类抑制人类HIV逆转录作用逆转录作用治疗治疗AIDS-治疗疱疹性脑炎等疱疹病毒感染治疗疱疹性脑炎等疱疹病毒感染生物制剂：生物制剂：干扰素、干扰素诱生剂、干扰素、干扰素诱生剂、IL-1IL-1、TNFTNF等；等；中草药：中草药：黄芪、板兰根、大青叶等。黄芪、板兰根、大青叶等。1892年发现第一个病毒即烟草花叶病毒。年发现第一个病毒即烟草花叶病毒。
20、1898年发现动物口蹄疫病毒。年发现动物口蹄疫病毒。首先被证实对人类有致病性的是黄热病毒（首先被证实对人类有致病性的是黄热病毒（1901年发现）年发现）病毒病毒(virus)的发现的发现l3000BC，埃及孟非思壁画中长老患小儿麻痹症1892.2.12 study on study on tobacco mosaic disease IvanowskiEarly Development of Virology1898 Beijerinck：virus (Beijerinck)18511931l1932，Ruska(Semens Company )transmission electron mi
21、croscope,TEM，Resolution is 50nm。tobacco mosaic virus（TMV）E ERuskaRuska（1906198819061988）VirusChina病毒病毒 Yu Dafu （19011993）Professor from Agricultural College of Beijing University1、临床约、临床约70-80%传染病是由病毒引起的传染病是由病毒引起的;2、病毒性疾病对人类健康危害极大、病毒性疾病对人类健康危害极大;3、近、近20年来，新病毒不断被发现，由此引发的病年来，新病毒不断被发现，由此引发的病毒性疾病正越来越多的被人们所关注。毒性疾病正越来越多的被人们所关注。病毒与人类的关系乙肝病毒腺病毒轮状病毒狂犬病毒子弹状的狂犬病毒天花病毒天花病毒Ebola 病毒病毒HSV-2