第五章-遗传与变异ppt课件.ppt

病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 第五章第五章 病毒的遗传与变异病毒的遗传与变异 生命科学与技术学院生命科学与技术学院 李李 灏灏 1病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程种瓜得瓜，种豆得豆；种瓜得瓜，种豆得豆；龙生龙，凤生凤，老龙生龙，凤生凤，老鼠生仔会打洞。鼠生仔会打洞。遗传遗传一猪生九仔，连母十一猪生九仔，连母十个样。个样。变异变异2病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程稳定性稳定性变异变异具有具有存在存在核酸核酸进化理论的发展进化理论的发展基因变异基因变异生物性状变化生物性状变化3病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病毒遗传的特点病毒遗传的特点1、遗传方式简单2、受宿主细胞影响3、易产生变异4病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程n nGenetics遗传:After virus replicates,the characters on the progeny virus are similar with the previous generation.n nVariation变异:After virus replicates,the characters on the progeny virus are different with the previous generation.5病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程第一节第一节 病毒变异的机制病毒变异的机制第二节第二节 病毒的突变病毒的突变第三节第三节 病毒的重组病毒的重组第四节第四节 影响病毒表型的病毒间相互作用影响病毒表型的病毒间相互作用第五节第五节 病毒基因图的构建方法病毒基因图的构建方法第六节第六节 病毒基因功能的研究方法病毒基因功能的研究方法第七节第七节 哺乳动物病毒表达载体哺乳动物病毒表达载体6病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程第一节第一节 病毒变异的机制病毒变异的机制n nHeritable variation遗传型变异遗传型变异 因病毒遗传物质因病毒遗传物质核酸核酸发生了发生了改变改变，导致其变异后，导致其变异后的性状可遗传给子代病毒。的性状可遗传给子代病毒。包括突变（包括突变（mutationmutation）、重组）、重组（recombinationrecombination）、重配、重配（reassortmentreassortment）、）、整合（整合（integrationintegration）n nNon-Heritable variation非遗传型变异非遗传型变异 又称又称基因产物基因产物的相互的相互作用作用，因病毒核酸并未发生，因病毒核酸并未发生改变，所以此变异一般不能遗传。改变，所以此变异一般不能遗传。7病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程非遗传型变异（非遗传型变异（Non-HNon-Heritableeritable variation variation）Interactions：when two genetically distinct viruses infect a cell.4 different phenomena can ensue（1 1）Phenotypic mixing or transcapsidationPhenotypic mixing or transcapsidation 表型混合与核壳转移表型混合与核壳转移（2 2）genotype mixing genotype mixing 基因型混合基因型混合（3 3）enhancement enhancement 增强增强（4 4）complementation complementation 互补互补8病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程第二节第二节 病毒的突变病毒的突变一、突变的定义二、突变的机制三、病毒突变类型四、病毒突变体9病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程一、突变的定义一、突变的定义n n基因突变指细胞内（或病毒粒内）遗传物质的分子结构或数量突然发生的可遗传的变化，简称突变，狭义的突变专指基因突变，广义的突变包括基因突变和染色体畸变。n n病毒突变：病毒遗传物质核酸的组成或结构发生改变称为突变。10病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程病毒突变研究中广泛使用的术语病毒突变研究中广泛使用的术语n n株株 strainstrain：用来区分同一病毒的不同野生型：用来区分同一病毒的不同野生型n n型型 typetype：血清型的同义语：血清型的同义语n n突变株突变株 mutantmutant：一般突变株指的是因基因改变：一般突变株指的是因基因改变而发生某些生物特性改变的病毒株。而发生某些生物特性改变的病毒株。n n变异株变异株 variantvariant：当病毒突变株能较稳定的存在，：当病毒突变株能较稳定的存在，并可在相应的宿主或细胞中传代与存活，则称为并可在相应的宿主或细胞中传代与存活，则称为变异株。变异株。n n野生型病毒株：从自然界分离到的病毒株。野生型病毒株：从自然界分离到的病毒株。11病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 二、突变的机制二、突变的机制 自发性突变(复制中的损伤、碱基的自发性化学改变、自发脱碱基、细胞的代谢产物对DNA的损伤)物理因素引起的突变(电离辐射、紫外线、热诱变等)化学因素引起的突变（烷化剂、碱基类似物、嵌入试剂等）12病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程突变的原因突变的原因诱因物理因素：化学因素：如X射线、激光等亚硝酸、硫酸二乙酯、二口恶口英、秋水仙素等在没有这些外来因素影响时，基因突变也会由于DNA分子复制偶尔发生错误，DNA的碱基组成发生改变等原因发生自发改变。外因内因相互作用13病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程1 1、自发突变（、自发突变（spontaneous spontaneous mutationmutation）n nDNADNA病毒自发突变率较低，一般在病毒自发突变率较低，一般在1010-8-8-10-10-11-11。n nRNARNA病毒自发突变率远高于病毒自发突变率远高于DNADNA病毒，可达病毒，可达1010-3-3-1010-4-4。14病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程HIVHIV的变异的变异变异变异变异变异HIV基因组可发生变异，最易变异的是编码包膜糖蛋白的env基因和调节基因nef。env基因核苷酸变异概率每年每个位点0.1%，其变异率与流感病毒相似。根据nef基因序列的异同，将HIV-1分M、O、N等3组（group）12个亚型(subtype)；HIV-2分为A-F等6个亚型。gp120 gp4115病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程HIVHIVHIVHIV感染者体内的病毒群感染者体内的病毒群感染者体内的病毒群感染者体内的病毒群 A quasispecies(A quasispecies(准病毒群准病毒群)是从感染病毒遗传变异而来不同病毒株是从感染病毒遗传变异而来不同病毒株 准病毒群的产生是由于逆转录酶的错误编码准病毒群的产生是由于逆转录酶的错误编码 突变率：突变率：1010-3-3-10-10-5-5/碱基碱基/复制周期复制周期 HIV HIV 每天有每天有10109 9-10-101010 复制周期复制周期 每个碱基每天均可能突变每个碱基每天均可能突变1 1 次次16病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程HIVHIV快速复制的结局快速复制的结局 HIV 病毒株变异的结果：抗免疫识别 抗未来疫苗诱导的免疫力 更适于复制 更具致病力 更易持续 更易于传播 不同的细胞嗜性突变-多样化-进化17病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程HIVHIV变异性变异性 18病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程The transmission route of HIV-1 in The transmission route of HIV-1 in ChinaChinaSHANXIFUJIANXIZHANGHEILONGJIANGJILINLIAONINGNEIMENGGUBeijingTian JinQINGHAIHEBEININGXIAGANSUSHAN XIANHUIHENANSHANDONGShang HaiJIANGXIHUBEIJIANGSUHUNANGUANGDONGGUANGXIGUIZHOUHAINANYUNNANSICHUANTAIWANXINJIANGChong QingZHEJIANGCRF07-BCBCRF01-AEB传入我国C传入我国CRF08-BC19病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程n n各种物理、化学诱变剂（各种物理、化学诱变剂（MutagensMutagens）可提高病毒）可提高病毒突变率，如温度、射线、突变率，如温度、射线、5-5-溴尿嘧啶、亚硝酸盐溴尿嘧啶、亚硝酸盐等物理、化学因素的作用均可诱发突变。等物理、化学因素的作用均可诱发突变。n n运用特定诱变剂处理病毒，已成为获得适当病毒运用特定诱变剂处理病毒，已成为获得适当病毒突变体的有效途径。突变体的有效途径。n n体外诱变剂。体外诱变剂。对病毒的静态核苷酸进行化学修饰，使对病毒的静态核苷酸进行化学修饰，使其在后面的复制中碱基配对发生改变，这类诱变剂主要包其在后面的复制中碱基配对发生改变，这类诱变剂主要包括亚硝酸、羟胺、烷化剂等。括亚硝酸、羟胺、烷化剂等。n n体内诱变剂。体内诱变剂。诱变复制过程中的病毒。包括碱基类似诱变复制过程中的病毒。包括碱基类似物、插入剂等。物、插入剂等。2 2、诱发突变（、诱发突变（induced mutationinduced mutation）20病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程n n突变株与原先的野生型病毒特性不同，表现为病突变株与原先的野生型病毒特性不同，表现为病毒毒力、抗原组成、温度和宿主范围等方面的改毒毒力、抗原组成、温度和宿主范围等方面的改变。变。n n根据遗传信息的改变分类：同义突变、错义突变、无义突根据遗传信息的改变分类：同义突变、错义突变、无义突变、连续突变。变、连续突变。n n根据突变方向分类：正向突变、回复突变。根据突变方向分类：正向突变、回复突变。n n根据突变点位置分类：组成型突变、启动子上升突变、启根据突变点位置分类：组成型突变、启动子上升突变、启动子下降突变、抗阻遏突变、抗反馈突变。动子下降突变、抗阻遏突变、抗反馈突变。n n根据突变表型分类：形态突变体、条件致死突变体、生化根据突变表型分类：形态突变体、条件致死突变体、生化突变体等。突变体等。三、病毒突变的类型三、病毒突变的类型21病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程1 1、无效突变体（、无效突变体（、无效突变体（、无效突变体（null mutantnull mutant）：病毒的一个基因完全病毒的一个基因完全 失活。主要用于确定病毒的必需基因。失活。主要用于确定病毒的必需基因。2 2、条件致死突变体（条件致死突变体（条件致死突变体（条件致死突变体（conditional lethal mutantsconditional lethal mutants）：）：）：）：指病毒突变后在特定条件下能生长，而在原来条件下不能指病毒突变后在特定条件下能生长，而在原来条件下不能 繁殖而被致死。繁殖而被致死。n n温度敏感条件致死突变株，简称温度敏感条件致死突变株，简称温度敏感突变体温度敏感突变体温度敏感突变体温度敏感突变体（temperature-sensitive mutant,tstemperature-sensitive mutant,ts），在特定，在特定温度（温度（28283535）（允许温度）下孵育则能增殖，）（允许温度）下孵育则能增殖，在非特定温度（在非特定温度（37374040）（非允许温度）下孵育）（非允许温度）下孵育则不能繁殖，而野生型在两种温度均能增殖。则不能繁殖，而野生型在两种温度均能增殖。四、病毒突变体四、病毒突变体22病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程温度敏感突变体特性温度敏感突变体特性n ntsts突变体一般产生全长蛋白质，它与野生型蛋白突变体一般产生全长蛋白质，它与野生型蛋白抗原特异性相同；抗原特异性相同；n n一些一些tsts突变体是渗漏突变，在非允许条件下可以突变体是渗漏突变，在非允许条件下可以保留非常弱的活性功能，产生很少的感染性病毒；保留非常弱的活性功能，产生很少的感染性病毒；n n在允许条件下，在允许条件下，tsts突变体很难达到野生型那样有突变体很难达到野生型那样有效的功能。这也就是说，效的功能。这也就是说，tsts突变体是一个弱毒株；突变体是一个弱毒株；n n在一个给定的基因中，在一个给定的基因中，tsts突变能产生不同的表型，突变能产生不同的表型，用来帮助鉴定特异性功能位点和区域。用来帮助鉴定特异性功能位点和区域。23病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程3 3、蚀斑突变体（、蚀斑突变体（、蚀斑突变体（、蚀斑突变体（plaque morphology mutantplaque morphology mutant）：由于突变体和野生型病毒代谢不同，蚀斑突变体可产生由于突变体和野生型病毒代谢不同，蚀斑突变体可产生 大小和形状不同于野生型的蚀斑。蚀斑突变体表型能提大小和形状不同于野生型的蚀斑。蚀斑突变体表型能提 供有用的遗传学标记。供有用的遗传学标记。4 4、宿主范围突变体（、宿主范围突变体（、宿主范围突变体（、宿主范围突变体（host range mutanthost range mutant）：例如例如 狂犬病毒突变株适应在兔脑内增殖，由狂犬病毒突变株适应在兔脑内增殖，由“街毒街毒”（street street virus virus）变为）变为“固定毒固定毒”（fixed virusfixed virus），可制成狂犬病疫），可制成狂犬病疫 苗。苗。街毒：从人和自然感染的动物中分离并存在于自然界中街毒：从人和自然感染的动物中分离并存在于自然界中 的野生毒株称为街毒。的野生毒株称为街毒。固定毒：将街毒株在家兔等实验动物脑内接种，并连续固定毒：将街毒株在家兔等实验动物脑内接种，并连续 传代传代5050代以上而获得的脑内潜伏期短且固定的病毒称为代以上而获得的脑内潜伏期短且固定的病毒称为 固定毒株。固定毒株。24病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程5 5、抗药性突变体（、抗药性突变体（、抗药性突变体（、抗药性突变体（drug resistance mutantdrug resistance mutant）：可可 作为病毒遗传学研究的工具。用于验证特异基因功能或作为病毒遗传学研究的工具。用于验证特异基因功能或 验证蛋白质特异部分的功能，可用来阐明病毒的重组机验证蛋白质特异部分的功能，可用来阐明病毒的重组机 制等基本遗传学问题。制等基本遗传学问题。6 6、抗原突变体（、抗原突变体（、抗原突变体（、抗原突变体（antibody resistance mutantantibody resistance mutant）：病毒的抗原性由病毒表面蛋白质的抗原决定簇决定，抗病毒的抗原性由病毒表面蛋白质的抗原决定簇决定，抗 原结构变异导致抗原性产生差别。原结构变异导致抗原性产生差别。7 7、回复突变体（、回复突变体（、回复突变体（、回复突变体（revertantrevertant）真正的回复突变真正的回复突变 假回复突变：基因内阻抑、基因外阻抑假回复突变：基因内阻抑、基因外阻抑 25病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程突变株（突变株（mutant）：）：因基因改变而发生某些生物特性改变的病毒株。变异株（变异株（variant)：当该突变株能较稳定地存在，并可在相应的宿主或细胞中传代与存活，则称为变异株。由于病毒群体中常同时存在基因组略有不同的病毒体，因此在研究中常利用病毒稀释后在单层细胞形成空斑，经三次纯化而获得纯度高的毒株。26病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程（+）3，5 5，3，5，RNADNA多聚酶多聚酶PC（-）Pre CPreS1PreS2SXHBV基因结构及其突变基因结构及其突变HBsAg编码编码DNA多聚酶多聚酶HBcAgHBeAg 编码编码HBxAg27病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程第三节第三节 病毒的重组病毒的重组一、病毒重组机制二、病毒基因重组的方式三、病毒重组的意义28病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程一、病毒重组机制一、病毒重组机制n n当二种有亲缘关系的不同病毒感染同一宿主细胞当二种有亲缘关系的不同病毒感染同一宿主细胞时，它们的遗传物质发生交换，结果产生不同于时，它们的遗传物质发生交换，结果产生不同于亲代的可遗传的子代，称为病毒基因重组。亲代的可遗传的子代，称为病毒基因重组。n n根据对根据对DNADNA序列和所需蛋白质因子的需要，重组序列和所需蛋白质因子的需要，重组分为：分为：同源重组（一般重组）同源重组（一般重组）位点专一性重组位点专一性重组29病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程ABababABaBAb基因组不分节段的病毒的重组基因组不分节段的病毒的重组30病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程分节段基因组病毒的基因重组（交换基因节段）称重配（reassortment）。发生几率较高。31病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程二、病毒基因重组的方式二、病毒基因重组的方式n n两种活性（感染性）病毒之间：如流感病毒n n活性与非活性病毒之间（交叉复活，cross reactivation）n n两种非活性病毒之间（多重复活，multiplicity reactivation）：如紫外线照射后n n病毒与宿主细胞之间（不产生病毒后代，但致宿主细胞恶变）32病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 活活病病毒毒间间的的重重组组 例如流感病毒两个亚型例如流感病毒两个亚型 之间可基因重组，产生之间可基因重组，产生 新的杂交株，即具有一新的杂交株，即具有一 个亲代的血凝素和另一个亲代的血凝素和另一 亲代的神经氨酸酶。这亲代的神经氨酸酶。这 在探索自然病毒变异原在探索自然病毒变异原 理中具有重要意义。流理中具有重要意义。流 感每隔十年左右引起一感每隔十年左右引起一 次世界性大流行，可能次世界性大流行，可能 是由于人的流感病毒与是由于人的流感病毒与 某些动物（鸡、马、猪）某些动物（鸡、马、猪）的流感病毒间发生基因的流感病毒间发生基因 重组所致。重组所致。33病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程禽流感变异禽流感变异n n甲型流感病毒的遗传变异。流感病毒的基因组由8个单链的RNA片段组成。病毒增殖基因重配抗原性和致病性变异。HA抗原性变异率最高，其次是NA。这两种抗原变异可独立发生，有时两个同时发生变异。抗原变异分为抗原漂移(Antigenic drift)和抗原转移(Antigenic shift)。34病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程抗原漂移和抗原转移模型抗原漂移和抗原转移模型shiftdrift由于点突变而引起流感病毒的抗原性逐渐发生变异称为抗抗原漂移原漂移。由于基因重组导致的变异则称为抗原转移抗原转移。35病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程抗原转移抗原转移36病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程37病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程甲型甲型H1NIH1NI流感（猪流感）流感（猪流感）38病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 死死 活活 病病 毒毒 间间 的的 重重 组组 例如将能在鸡胚中生长良好的甲型流例如将能在鸡胚中生长良好的甲型流 感病毒（感病毒（A0或或A1亚型）疫苗株经紫外亚型）疫苗株经紫外 线灭活后，再加亚洲甲型（线灭活后，再加亚洲甲型（A2亚型）亚型）活流感病毒一同培养，产生出具有前活流感病毒一同培养，产生出具有前 者特点的者特点的A2亚型流感病毒，可供制作亚型流感病毒，可供制作 疫苗，此称为交叉复活疫苗，此称为交叉复活(Cross reactivation)39病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程n n当一个细胞被多个病毒同时感染，即发生复合感染时，其中当一个细胞被多个病毒同时感染，即发生复合感染时，其中若有不能单独启动繁殖循环的灭活病毒颗粒存在，由于灭活若有不能单独启动繁殖循环的灭活病毒颗粒存在，由于灭活病毒与参与复合感染的有活力的病毒间发生重组，或灭活病病毒与参与复合感染的有活力的病毒间发生重组，或灭活病毒之间彼此重组，从而产生有感染性的重组子代病毒，这种毒之间彼此重组，从而产生有感染性的重组子代病毒，这种现象称为现象称为复活复活复活复活（reactivationreactivation），这是一种特殊的病毒重组现），这是一种特殊的病毒重组现象。象。n n一株活性病毒与另一株相关但具有不同遗传标记的灭活病毒一株活性病毒与另一株相关但具有不同遗传标记的灭活病毒复合感染细胞，由于重组产生具有灭活病毒某些遗传标记的复合感染细胞，由于重组产生具有灭活病毒某些遗传标记的活性病毒重组体，这类病毒复活现象称为活性病毒重组体，这类病毒复活现象称为交叉复活交叉复活交叉复活交叉复活（cross cross reactivationreactivation），又称为标记拯救（），又称为标记拯救（marker rescuemarker rescue）。）。n n利用交叉复活可以选择性地获得具有所需性状的病毒重组体；利用交叉复活可以选择性地获得具有所需性状的病毒重组体；n n交叉复活可用于构建病毒交叉复活可用于构建病毒DNADNA的遗传图谱；的遗传图谱；n n利用标记拯救技术构建病毒表达载体。利用标记拯救技术构建病毒表达载体。40病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 灭灭 活活 病病 毒毒 间间 的的 重重 组组灭活的两株同种病毒，若一同培养后，常灭活的两株同种病毒，若一同培养后，常可使灭活的病毒复活，产生出感染性病毒可使灭活的病毒复活，产生出感染性病毒体，此称为多重复活（体，此称为多重复活（Multiplicity reactivation），这是因为两种病毒核酸），这是因为两种病毒核酸上受损害的基因部位不同，由于重组合相上受损害的基因部位不同，由于重组合相互弥补而得到复活。互弥补而得到复活。因此现今不用紫外线灭活病毒制造疫苗，因此现今不用紫外线灭活病毒制造疫苗，以防病毒复活的危险。以防病毒复活的危险。41病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程三、病毒重组的意义三、病毒重组的意义n n产生具有双亲表型特性的重组病毒；n n逃避免疫；n n非活性病毒产生有活性的后代；n n致宿主细胞恶变。42病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程第四节第四节 影响病毒表型的影响病毒表型的病毒间相互作用病毒间相互作用n n表型混合（表型混合（phenotype mixingphenotype mixing）：）：病毒混合感染产病毒混合感染产生一种具有两个亲代病毒结构蛋白（壳体或囊膜）的子代，生一种具有两个亲代病毒结构蛋白（壳体或囊膜）的子代，这种现象称表型混合。病毒的表型变异，但不遗传。表型这种现象称表型混合。病毒的表型变异，但不遗传。表型混合的一种极端情况是转壳现象。混合的一种极端情况是转壳现象。n n基因型混合（基因型混合（genotype mixinggenotype mixing）：）：二种病毒的核酸二种病毒的核酸在同一病毒的外壳内或二种病毒核壳体在同一包膜内，也在同一病毒的外壳内或二种病毒核壳体在同一包膜内，也无遗传性。无遗传性。n n互补（互补（complementationcomplementation）：）：指两种病毒通过产生基指两种病毒通过产生基因产物相互间补充不足，如缺损病毒与辅助病毒。因产物相互间补充不足，如缺损病毒与辅助病毒。n n增强（增强（enhancementenhancement）：）：当两种病毒混合培养时，一当两种病毒混合培养时，一种病毒促进、增高另一种病毒的产量，其机理是通过抑制种病毒促进、增高另一种病毒的产量，其机理是通过抑制干扰素的产生。干扰素的产生。n n多倍体（多倍体（polypoidypolypoidy）：）：是病毒成熟过程中，出现数个是病毒成熟过程中，出现数个核衣壳被一个囊膜包裹的现象，多见于副粘病毒。核衣壳被一个囊膜包裹的现象，多见于副粘病毒。43病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程一、一、表型混合表型混合n n两株病毒混合感两株病毒混合感染时，装配过程染时，装配过程发生错误形成发生错误形成n n主要表现为耐药主要表现为耐药性、抗原性等改性、抗原性等改变，基因并未改变，基因并未改变，改变的生物变，改变的生物学性状不能遗传学性状不能遗传virus Avirus Bphenotypemixing virus Avirus B44病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程表型混合和核壳转移表型混合和核壳转移 45病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程n n互补是两种病毒混合感染时，由于一种病毒为另一种病毒提互补是两种病毒混合感染时，由于一种病毒为另一种病毒提供了其必需但又缺陷的基因产物，从而促进其增殖，或者两供了其必需但又缺陷的基因产物，从而促进其增殖，或者两种病毒互为对方提供了所必需的基因产物，使双方的增殖均种病毒互为对方提供了所必需的基因产物，使双方的增殖均有所促进。有所促进。n n互补特性：互补特性：互补特性：互补特性：n n在互补过程中，感染病毒的基因型都没有改变，所产生子代在互补过程中，感染病毒的基因型都没有改变，所产生子代只获得其它病毒编码蛋白，但其基因组与亲代病毒相同；只获得其它病毒编码蛋白，但其基因组与亲代病毒相同；n n在互补实验中，若两个病毒缺少相同的基因产物，没有一个在互补实验中，若两个病毒缺少相同的基因产物，没有一个亲代能提供缺失的功能，亲代间没有任何互补发生。亲代能提供缺失的功能，亲代间没有任何互补发生。n n根据互补的这些特性，能确定病毒突变体的不同功能组。根据互补的这些特性，能确定病毒突变体的不同功能组。二、互补二、互补46病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程互补互补注意区分互补与多重复活47病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程1表型混合表型混合(Phenotype mixing)两种病毒混合感染后，一个病毒的基因组偶而两种病毒混合感染后，一个病毒的基因组偶而装入另一病毒的衣壳内，或装入两个病毒成分装入另一病毒的衣壳内，或装入两个病毒成分构成的衣壳内，发生表型混合。这种混合是不构成的衣壳内，发生表型混合。这种混合是不稳定的，传代后可恢复其原来的特性。稳定的，传代后可恢复其原来的特性。2基因型混合基因型混合(Genotype mixing)3互补互补(Complementation)4增强增强(Enhancement)5.多倍体多倍体（polypoidy）指两种病毒的核酸偶而混合装在同一病毒衣壳指两种病毒的核酸偶而混合装在同一病毒衣壳内，或两种病毒的核衣壳偶尔包在一个囊膜内，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合，所以没有遗传性。但它们的核酸都未重组合，所以没有遗传性。指两种病毒通过其产生的蛋白质产物（如酶、指两种病毒通过其产生的蛋白质产物（如酶、衣壳或囊膜）相互间补助不足，例如辅助病衣壳或囊膜）相互间补助不足，例如辅助病毒与缺损病毒间、两个缺损病毒间、活病毒毒与缺损病毒间、两个缺损病毒间、活病毒与死病毒间都可以互补，互补后仍产生原来与死病毒间都可以互补，互补后仍产生原来病毒的子代病毒的子代 指两种病毒混合培养时，一种病毒能促进增强另指两种病毒混合培养时，一种病毒能促进增强另一种病毒的产量，可能是因为前者压制了产生干一种病毒的产量，可能是因为前者压制了产生干扰素所致扰素所致是病毒成熟过程中，出现数个核衣壳被一个是病毒成熟过程中，出现数个核衣壳被一个囊膜包裹的现象，多见于副粘病毒囊膜包裹的现象，多见于副粘病毒 48病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程三、病毒变异的实际意义三、病毒变异的实际意义1 1研制减毒活疫苗。研制减毒活疫苗。如如TsTs株、宿主适应性突变株的研制。株、宿主适应性突变株的研制。2 2应用于基因工程（应用于基因工程（Genetic engineeringGenetic engineering）基因工程是将一个生物体的基因，也就是携带遗传信息的基因工程是将一个生物体的基因，也就是携带遗传信息的DNADNA片段，转移到另一个生物体内，与原有生物体的片段，转移到另一个生物体内，与原有生物体的DNADNA结结合，实现遗传性状的转移和重新组合，从而使人们能够定向合，实现遗传性状的转移和重新组合，从而使人们能够定向地控制、干预和改变生物体的变异和遗传。地控制、干预和改变生物体的变异和遗传。如何利用病毒突变和重组建立病毒生物学研究的有效方法，如何利用病毒突变和重组建立病毒生物学研究的有效方法，如何利用重组病毒构建重要疾病基因治疗载体，是研究病毒如何利用重组病毒构建重要疾病基因治疗载体，是研究病毒遗传和变异的主要目的之一。虽然有一些病毒现已可通过序遗传和变异的主要目的之一。虽然有一些病毒现已可通过序列分析进行其基因组研究，但病毒重组作图、重配作图、中列分析进行其基因组研究，但病毒重组作图、重配作图、中间型杂交、转录图和多肽图等仍是研究病毒遗传图的重要方间型杂交、转录图和多肽图等仍是研究病毒遗传图的重要方法。在病毒基因功能研究中，经典的互补试验、克隆基因的法。在病毒基因功能研究中，经典的互补试验、克隆基因的互补试验以及利用突变和重组进行的顺式因子分析、反式因互补试验以及利用突变和重组进行的顺式因子分析、反式因子分析和基因瞬时表达，都有着不可替代的作用。由于一些子分析和基因瞬时表达，都有着不可替代的作用。由于一些病毒可以感染人类和动物的特异组织细胞，利用这些病毒构病毒可以感染人类和动物的特异组织细胞，利用这些病毒构建表达外源基因载体，用于人类一些特殊疾病的基因治疗，建表达外源基因载体，用于人类一些特殊疾病的基因治疗，这一方面具有诱人的前景。这一方面具有诱人的前景。49病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程四、减毒活疫苗四、减毒活疫苗（Attenuated Vaccines）50病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程繁殖快，生长迅速繁殖快，生长迅速1 1、减毒活疫苗减毒活疫苗 Attenuated VaccinesAttenuated Vaccines鸡胚鸡胚培养细胞培养细胞大量突变病毒大量突变病毒原代猴肾细胞原代猴肾细胞减毒减毒生长迅速，无毒性，只在非神经组织（non-nervous）中生长（肾），不在CNS生长Sabin 疫苗疫苗Sabin polio vaccine传代病毒于其他宿主传代病毒于其他宿主（foreign host）51病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程2 2、SabinSabin疫苗疫苗减毒的分子基础减毒的分子基础温度敏感温度敏感 temperature sensitivegrow better at 25-32 degrees than 37 degrees冷适应冷适应cold adaptedgrow as low as 25 degrees脊髓灰质炎脊髓灰质炎I I型减毒疫苗型减毒疫苗基因组基因组5757个碱基改变个碱基改变2121个氨基酸改变个氨基酸改变减毒疫苗是由病毒表面减毒疫苗是由病毒表面蛋白发生改变产生的蛋白发生改变产生的 52病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程Sabin 脊髓灰质炎疫苗三种（型）减毒脊髓灰质炎病毒糖丸（糖浆）口服sIgATh巨噬细胞IgAsIgA浆细胞BM细胞上皮细胞辅助野型病毒53病原体侵