【中国医科大学】优质课《病毒学》 第一章- 病毒与病毒学.ppt

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1、【中国医科大学】优质课全国特级教师江新欢博士教授病毒学病毒学第一章病毒学概述 病毒学(virus)病毒的结构与化学组成病毒的结构与化学组成病毒的结构与化学组成病毒的结构与化学组成(基本结构和辅助结构基本结构和辅助结构基本结构和辅助结构基本结构和辅助结构)、繁殖繁殖繁殖繁殖方式及步骤方式及步骤方式及步骤方式及步骤病毒感染方式，致病机理；感染类型（持续感染）病毒感染方式，致病机理；感染类型（持续感染）病毒感染方式，致病机理；感染类型（持续感染）病毒感染方式，致病机理；感染类型（持续感染）机体对病毒的免疫性（干扰素）机体对病毒的免疫性（干扰素）机体对病毒的免疫性（干扰素）机体对病毒的免疫性（干扰素）

2、学习目的与要求学习目的与要求病毒学概论病毒学概论v是一类非细胞型微生物是一类非细胞型微生物v主要特点主要特点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3与人类关系与人类关系v引起传染病：引起传染病：75%75%以上以上v可能是人类某些肿瘤的病因之一可能是人类某些肿瘤的病因之一鼻咽癌鼻咽癌 EBVEBV宫颈癌宫颈癌 人乳

3、头瘤病毒、单纯疱疹病毒人乳头瘤病毒、单纯疱疹病毒型型原发性肝癌原发性肝癌 乙型肝炎病毒乙型肝炎病毒v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4特性特性病毒病毒细菌细菌真菌真菌滤菌器滤菌器+-结结 构构非细胞非细胞原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞细胞壁细胞壁-+核酸类型核酸类型DNADNA或或RNARNADNADNARNARNADNADNARNARNA无细胞培养无细胞培养-+增殖方式增殖方式复制复制二分裂二分裂有性或无性有性或无性抗生素抗生素-+干扰素干扰素+-5一、病毒的形态、结构与分类一、病毒的形态、结构与分类v病毒的大小：以病毒的大小：以纳纳米（米（nmnm）为计量

4、单为计量单位位,一般一般30200nm 30200nm The largest:The largest:（300nm,300nm,痘病毒）痘病毒）The smallest:10 The smallest:10 nm nm 如口蹄疫病毒如口蹄疫病毒6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7二、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8v主要主要单一核酸构成单一核酸构成（DNADNA或或RNARNA）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RNA作用作用携带病毒全部的遗携带病毒全部的遗传

5、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。v少量蛋白质（少数少量蛋白质（少数V）：）：RNA聚聚合酶、反转录酶等功能蛋白合酶、反转录酶等功能蛋白核酸核酸衣衣壳壳核衣壳核衣壳一）核心一）核心9二）衣壳二）衣壳v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 v作用：作用：保护病毒核酸；保护病毒核酸；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；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10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

6、对称面体对称复复合对称合对称11三）三）有些病毒有特殊结构有些病毒有特殊结构包膜包膜v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v由特殊蛋白、类脂、由特殊蛋白、类脂、多糖多糖v高度抗原性、保护作高度抗原性、保护作用、吸附、用、吸附、致热致热12病毒的结构病毒的结构(小结小结)心心13二、病毒的增殖二、病毒的增殖复制复制v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v复制周期复制周

7、期（replication cyclereplication cycle）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、装配与释放病毒本身没有独立的蛋白合成酶系统，必须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借助宿主细胞的蛋白合成体系合成病毒蛋白14病毒的增殖（步骤）病毒的增殖（步骤）v1 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15（一）（一）吸附吸附16（二）穿入（二）穿入v吞饮吞饮（pinocytotic vacuolepinocytotic vacuole）无包膜病毒无包膜病毒被宿主细胞吞噬

8、，进入胞内被宿主细胞吞噬，进入胞内v融合融合（fusion)fusion)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v直接穿入直接穿入17穿入穿入18非包膜病毒非包膜病毒entry directly across plasma membrane19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20 （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

9、构的变化，衣壳破裂21脱衣壳脱衣壳22生物合成（生物合成（BiosynthesisBiosynthesis）v早期合成早期合成阶段阶段转录、翻译而产生病毒生物合成中必需的酶转录、翻译而产生病毒生物合成中必需的酶类及某些抑制或阻断细胞核酸和蛋白质合成类及某些抑制或阻断细胞核酸和蛋白质合成的非结构蛋白的非结构蛋白v晚期合成晚期合成阶段阶段复制病毒核酸，转录、翻译而产生病毒的结复制病毒核酸，转录、翻译而产生病毒的结构蛋白构蛋白v隐蔽期隐蔽期生物合成阶段用电镜方法在细胞查不到完整生物合成阶段用电镜方法在细胞查不到完整病毒，用血清学方法也测不到病毒抗原病毒，用血清学方法也测不到病毒抗原27 （五）（五）

10、装配、成熟和释放装配、成熟和释放28病毒的异常增殖病毒的异常增殖v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v缺陷病毒缺陷病毒 基因组不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 31三、病毒的干扰现象三、病毒的干扰现象v概念：概念：当两种病毒感染同一细胞或机体时，一种当两种病毒感染同一细胞或机体时，一种病毒抑制另一种病毒的进入或复制，称病毒抑制另一种病毒的进入或复制，称病毒的干扰现象病毒的干扰现象v干扰机制干扰机制1 1、干扰素的产生干

11、扰素的产生2 2、竞争干扰、竞争干扰3 3、占据表面受体或改变宿主细胞代谢途径、占据表面受体或改变宿主细胞代谢途径4 4、缺陷干扰颗粒、缺陷干扰颗粒32 四、病毒的感染与致病性四、病毒的感染与致病性v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AB33v垂直传播垂直传播 指经胎盘或指经胎盘或产道将病毒由孕妇

12、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)3435 感染类型感染类型v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v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（3 3）慢病

13、毒感染）慢病毒感染36(1)(1)、慢性感染、慢性感染v体内持续存在病毒，并可不断排出体外体内持续存在病毒，并可不断排出体外的慢性进行性感染，病程可达数月或数的慢性进行性感染，病程可达数月或数年，有一定的临床症状年，有一定的临床症状37v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38v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，一旦出现症状多

14、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39细胞水平细胞水平v1.1.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v2.2.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v3.3.细胞凋亡细胞凋亡v4.4.细胞增生与细胞转化细胞增生与细胞转化v5.5.细胞基因的整合细胞基因的整

15、合40溶细胞型感染溶细胞型感染41多核巨细胞多核巨细胞 42病毒感染引起宿主的免疫病理损伤1、病毒对免疫系统的损伤、病毒对免疫系统的损伤2、诱发细胞产生新抗原，抗原抗体结合激、诱发细胞产生新抗原，抗原抗体结合激活补体引起细胞破坏活补体引起细胞破坏3、免疫复合物引起损伤、免疫复合物引起损伤4、细胞免疫损伤、细胞免疫损伤44五、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45 干扰素干扰素v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

16、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，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抗肿瘤，免疫调节等生物活性v干扰素的种类干扰素的种类 人类干扰素人类干扰素 、r r 干扰素干扰素46 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47n 干扰素干扰素抗病毒机理抗病毒机理 v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

17、活力，增强抗病毒能力能力48广谱抗病毒作用广谱抗病毒作用抑制细胞分裂抑制细胞分裂抗肿瘤作用抗肿瘤作用调节免疫作用调节免疫作用 干扰素的作用干扰素的作用49 干扰素引起的不良反应干扰素引起的不良反应v发热、寒战、全身不适发热、寒战、全身不适v胃口欠佳胃口欠佳v精神紊乱精神紊乱50六六.病毒感染的实验室检查病毒感染的实验室检查v标本采集标本采集宜早，发病初期宜早，发病初期/急性期急性期无菌操作无菌操作及时及时v病毒分离培养病毒分离培养细胞培养细胞培养动物接种动物接种鸡胚培养鸡胚培养51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52流感病毒嗜神经病毒鸡胚接种53epithe

18、lial cells-adenovirusepithelial cells-adenovirusuninfectedearly infectionlate infectionslides from CDC54七七.理化因素对病毒的影响理化因素对病毒的影响v灭活灭活（InactivationInactivation）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，失去感染性灭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55物理因素物理因素v温度温度

19、病毒耐冷怕热。病毒耐冷怕热。-70-70C C长期保存。冻融可杀死病毒长期保存。冻融可杀死病毒6060C 30 minC 30 min或或100100C C数秒即可杀死病毒，但数秒即可杀死病毒，但HBVHBV需需100100C 10 C 10 minmin方可杀死方可杀死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vpHpH：多数在多数在pH 59pH 59范围稳定范围稳定 肠道病毒耐酸（肠道病毒耐酸（pH 35pH 35）v射线和射线和UVUVX 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 VUVUV：使核苷酸形成二聚体（使核苷酸形

20、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56化学因素化学因素v脂溶剂脂溶剂：乙醚、氯仿、去氧胆酸盐：乙醚、氯仿、去氧胆酸盐有包膜病毒敏感。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）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v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、卤素杀死大多数病毒，但病毒对消毒剂抵抗力比细菌强，杀死大多数病毒，但病毒对消毒剂抵抗力比细菌强，尤其是无包膜病毒尤其是无包膜病毒常用甲醛来制备灭活疫苗常用甲醛来制备灭活疫苗v其他其他抗生素：

21、对病毒无作用抗生素：对病毒无作用中草药：有一定作用中草药：有一定作用57八八.病毒感染的防治原则病毒感染的防治原则58预预 防防人工自动免疫：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、基因工程疫毒活疫苗、亚单位疫苗、基因工程疫苗等苗等)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591 1、核苷类药物、核苷类药物异常嘧啶在病毒异常嘧啶在病毒DNADNA分子合成时掺入子代病毒分子合成时掺入子代病毒DNADNA中，阻抑其复制中，阻抑其复制阿昔洛韦阿昔洛韦-经疱疹病毒特异的胸苷激酶磷酸化成经疱疹病毒特异的胸苷激酶磷酸化成三磷酸型后抑制病毒三磷酸型后抑制病毒DNADNA复制，对正常细胞无作复制，对正常细胞无作用用2 2、非核苷类药物：抑制病毒、非核苷类药物：抑制病毒DNADNA聚合酶或聚合酶或RNARNA反反转录酶转录酶3 3、其他：干扰素和干扰素诱生剂，金刚烷胺、其他：干扰素和干扰素诱生剂，金刚烷胺治治 疗疗60