醫(yī)學病毒學

1、醫(yī)學病毒學,Medical Virology,病毒是如何發(fā)現的,1886年Mayer證實了煙草花葉病的傳染性1892年 Iwanowaski證實其病原是一種新的病原因子。1896年 Beigerink給這種病原起拉丁名叫virus。,？,Fig. Leaf of tobacco and EM of tobacco mosaic virus.,臨床病毒學現狀,發(fā)病率高，傳染性強；人類部分腫瘤與病毒感染有關；某些病毒感染有致畸作用

2、；其他一些疾病與病毒感染的關系； 目前病毒感染的診療還相對滯后，部分尚缺乏有效疫苗；,病毒的概念,病毒（Virus）：是一類體積微小，結構簡單，僅含一種類型核酸，必須在活的敏感細胞內才能生長繁殖的非細胞型微生物。,第二十三章 病毒的基本性狀,,第一節(jié) 病毒的形態(tài)第二節(jié) 病毒的結構和化學組成,(Virion): 完整性?感染性,（一）大?。簻y量單位為納米(nm)，最大的痘苗病毒為300 nm，最小的脊髓灰質炎病毒為30 nm

3、 #準確測量方法： 電鏡( Electron microscope, EM ),,病毒體,,Fig EM of Influenza virus. Scale bar =100nm,Fig.1.The comparative sizes of representative viruses,?300nm,?20nm,（二）形態(tài)：,（三）病毒的結構與化學組成

4、,1. 基本化學組成：,核酸 + 蛋白質,2. 病毒的結構：,裸病毒,,核心（核酸）,外披蛋白質衣殼,,包膜-------------------,核衣殼,,包膜病毒,Naked viruses,Neucleocapsid,Enveloped viruses,General structure of a virion,衣殼組成------殼粒(capsomeres),殼粒,,數目,排列,,螺旋對稱型,20面體立體對稱型,復合對稱型,衣殼

5、分為螺旋對稱型、20面體立體對稱型等,Fig (A) icosahedral symmetry ; (B) helical symmetry.,Fig An icosahedral virus,Fig A helical virus,Fig EM of complex viruses Poxvirus Scale bar =100nm,包膜(envelope)：糖脂,包膜子粒(peplomere)

6、 或刺突(spike),,3. 病毒核酸及功能,# 多樣性： （1）   核酸種類：DNA/RNA; （2）   形態(tài)分類：線形/環(huán)形； （3）   單/雙；+/-；節(jié)段； （4） 開放讀碼框 (open reading

7、 frame, ORF)間可有基因重疊。,不分節(jié)段（脊髓灰質炎病毒） +RNA-V 分節(jié)段（RNA腫瘤病毒） 　 ssRNA 不分

8、節(jié)段（副黏病毒） RNA-V - RNA-V 分節(jié)段（正黏病毒） dsRNA---------±RNA-V---分節(jié)段（呼腸病毒） ssDNA---------+DNA(AAV) DNA-V

9、 dsDNA--------±DNA (HSV),,,,,,,Fig Overlapping reading frames,# RNA病毒基因組的極性 （1） RNA病毒的基因組可直接充當mRNA的稱為‘positive-stranded’ （2）由新合成的RNA充當mRNA的RNA病毒，其基因組稱為‘negative-stranded’,,核酸的功能：,遺傳物質／復制／變異； 感染性核酸

10、； 檢測的物質基礎； 研究生命物質的模型； 分子生物學工具；,4. 病毒蛋白質及功能,分類： 結構蛋白：衣殼、基質或包膜等； 非結構蛋白：調節(jié)蛋白、酶類等； 功能： 結構蛋白：衣殼保護作用；抗原性； 受體配體；細胞毒性； 非結構蛋白：復制有關酶類；致病有關 酶；調節(jié)蛋白等；部分可

11、 作檢測的靶點；,第三節(jié) 病毒的增殖,Viral multiplication,一、病毒的復制周期 （viral replication cycle）,特點：復制（自我復制―self-replication）病毒的復制周期（viral replication cycle）病毒進入敏感細胞后，以其基因組為模板，借助細胞中的原料、能量及場所合成自己的大分子（蛋白質與核酸）以

12、組裝子代病毒顆粒，最終按一定方式釋放出細胞。分為吸附和穿入、脫殼、生物合成、組裝成熟和釋放,吸附 (Absorption),,?（受體－配體）,穿入 (Penetration),,,,融合(enveloped viruses),胞飲 (naked viruses),,脫殼 (Uncoating),,?酶,生物合成 (Biosynthesis),,合成產物,?,合成地點,?,,,裝配 (Assembly),,?場所,?,釋放 (Rel

13、ease),,(裸病毒),殺細胞型,?,出芽型,?,（包膜病毒）,,Fig Scanning electron micrograph of virus particles budding from the cell surface.,Fig Typical growth curve of a virus compared with that of a bacterium,1.吸附與穿入absorption and penetrati

14、on,吸附：通過病毒的包膜或無包膜病毒表面的配體位點與細胞表面的特異受體結合而吸附，如脊髓灰質炎病毒—神經系統(tǒng)，HIV病毒 gp120—TH （CD4+）穿入：包膜病毒—包膜與 宿主細胞膜融合 無包膜病毒—胞飲方式,2.脫殼uncoating,病毒在細胞內脫去衣殼后，核酸才可發(fā)揮指令作用，多數是在細胞的溶酶體酶作用下脫殼釋放出病毒基因組,3.生物合成

15、biosynthesis,通過病毒基因組表達與復制來完成的，包括蛋白質的合成與核酸的復制, 此階段無完整病毒可見，也不能用血清學檢測出病毒的抗原，稱為隱蔽期發(fā)生在病毒核酸復制之前的轉錄稱為早期轉錄，產物為早期mRNA，翻譯出早期蛋白；發(fā)生在病毒核酸復制開始或之后的轉錄稱為晚期轉錄， 產物為晚期mRNA，翻譯出晚期蛋白.,早期蛋白(early protein): 是功能性蛋白質，為病毒核酸復制提供酶類，參與調節(jié)宿主細胞的自身代謝過程。

16、晚期蛋白(late protein): 主要是病毒的結構蛋白，與病毒的形態(tài)構成有關。,4.裝配與釋放assembly and release,裝配部位可在核內、胞質內、核膜、胞質膜上無包膜病毒裝配成核衣殼即為成熟病毒體包膜病毒裝配成核衣殼后以出芽方式釋放，釋放時包有核膜或胞質膜成為成熟病毒體,二、 病毒實例 1,dsDNA-V: HSV （１）DNA半保留復制； （２）根據病毒核酸復制時點將轉錄分

17、 為早期轉錄／晚期轉錄；,Fig Replication strategy of adenovirus, a DNA virus.,病毒實例2,+ssRNA-V: poliovirus （１）本身具有mRNA功能； ?。ǎ玻椭浦虚g體（replicative intermediate, RI）；±RNA； （３）早、晚期轉錄時相似不明

18、顯；多 聚大蛋白；,Fig Replication strategy of polio, a positive-stranded RNA virus,病毒實例3,Retrovirus: HIV （１）逆轉錄酶； 　（２）復制中間體（replicative intermediate, RI）； +RNA—DNA 雜交體； （３）前病毒(p

19、rovirus)；,三 、 病毒的異常增殖,宿主細胞方面的原因： 非容納細胞 non-permissive cells 頓挫感染 abortive infection病毒本身的原因：　　　 缺陷病毒 defective viruses　　 　輔助病毒 helper viruses　　　 缺陷干擾顆粒 defective interfering

20、 particle， DIP,四 、 病毒的干擾現象,當兩種病毒同時感染同一細胞時，可發(fā)生一種病毒的增殖抑制另一種病毒增殖的現象(interference)；機制可能為受體的占據或細胞代謝途徑改變；干擾素（interferon)產生？,,,第四節(jié)  理化因素對病毒的影響,滅活（inactivation）：失去感染性；但仍可保留其抗原性、紅細胞吸附等生物學功能； 

21、 物理因素：Tm; pH; 射線； 化學因素：脂溶劑；化學消毒劑；抗生素等；,病毒的遺傳和變異,1．  病毒變異的類型： 遺傳型變異： 非遺傳型變異：,,2. 病毒變異的機制:,（１）遺傳型變異： 基因突變（gene mutation） 突變株（mutant）,,表現為宿主范圍、 組織親嗜性、抗原成分、耐藥性、毒力等性狀改

22、變；,ⅰ自發(fā)突變 spontaneous mutation RNA-V ﹥ DNA-V; ⅱ誘發(fā)突變 induced mutation 理化方法；,條件致死性突變：如ts突變株； 高溫下ts變異株基因編碼的蛋白或酶失去功能； 　宿主范圍突變株 host-range mutant, hr 改變了對細胞的吸附或相互作用：街病毒→固 定病毒；,

23、耐藥突變株 drug-resistant mutant 病毒靶酶基因發(fā)生改變→耐藥；HIV→AZT變異株；　基因重組 genetic recombination　　形成兼有兩親代病毒特性的子代病毒；,基因重配 genetic reassortment,通過交換RNA節(jié)段而進行的重組；,,（2）非遺傳型變異 （基因產物的相互作用） ⅰ互補作用； ⅱ表型混合；,,第五節(jié) 病毒的分

24、類,分類原則：1.核酸類型與結構 2.病毒體的形狀和大小 3.病毒體的形態(tài)結構 4.對脂溶劑的敏感性 現一般分為DNA病毒、RNA病毒、逆轉錄病毒三類。,其他,非尋常病毒 1.衛(wèi)星病毒(satellites)基因組為500~2 000 個核苷酸的單鏈RNA 2