病毒学总论的讲义课件PPT文档.ppt

《病毒学总论的讲义课件PPT文档.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《病毒学总论的讲义课件PPT文档.ppt（120页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、第二十三章：病毒的形态与结构 第一节：概 论,病毒概念：是一类体积微小，结构简单，只含一种类型核酸（DNA或RNA），严格细胞内寄生、在活的易感细胞内以复制增殖的非细胞型微生物。,特点：,1.体积微小，300-20nm2.结构简单：非细胞型微生物3.超级寄生：严格寄生在活细胞内，在无生命培养基上不能生长4.通过复制繁殖5.对抗生素不敏感,病毒与细菌比较,危害：,1、微生物引起的疾病中，病毒占75%2、有些病毒传染性强，如乙肝V、流 感V、HIV等3、可累及多系统：呼吸道、消化道、心血管、神经系统等4、持续性感染，如慢发病毒感染5、某些病毒与肿瘤发生密切相关（HBV、EBV、HPV等）6、某些与

2、自身免疫性疾病相关,第二节：病毒的大小与形态,1.病毒体（virion）指有感染性的、成熟的、完整的病毒颗粒。2.大小 测量单位：nm(1nm=1/1000 m)最大约300nm(痘V），最小仅20nm(鼻病毒V及肠病毒等),3.形态（1）球状体：球形或类球形(大多数V)（2）丝状体：多见于植物病毒（3）砖形体：砖块状（痘V）（4）蝌蚪状体：噬菌体（5）弹状体：子弹状（狂犬V）,第三节：病毒的结构与功能1.基本结构及功能 基因组蛋白质衣壳 核心（core):核酸（DNA 或RNA）衣壳（capsid):许多壳粒 核衣壳,V,1.基因组（核心）化学组成：核酸（核酸+酶）特点：a 单一类型核酸：D

3、NA或RNA b 多样性：线形、环行、双链、单链 c 大小差别：小：微小DNA.V：5000个核苷酸 大：痘V：4000000个核苷酸,功能：a 病毒复制的模板、编码蛋白质 b 决定病毒的遗传性、变异性 c 决定病毒的感染性,2.衣壳蛋白化学组成：蛋白质：壳粒构成（构成衣壳的蛋白亚单位）排列方式：螺旋对称，20面体立体对称，复合对称,功能：a 保护病毒核酸,免遭核酸酶及其他因 素破坏b 辅助病毒对细胞进行感染c 构成病毒的特异性Ag（抗原性）,2.特殊结构及功能 胞膜触须（1）包膜（envelop)化学组成：脂类、糖蛋白,来源：脂类：来自宿主细胞的核膜或胞膜 蛋白质：病毒基因编码(包膜表面常有

4、不同形状的突起，称包膜子粒或刺突)功能：a.维持病毒结构的完整性 b.增强病毒的致病性 c.表现病毒种和型的特异性,（2）触须 是病毒的特殊结构之一，常见于腺病毒。形状象大头钉，位于腺病毒核衣壳的各顶角。功能：凝聚和毒害敏感的宿主细胞,第四节：病毒的分类,病毒分类原则：病毒形态与结构特点1.核酸类型与结构2.病毒形状和大小3.病毒的形态特征4.对脂溶剂的敏感性,分：,1.DNA病毒：单链，无胞膜 细小病毒科 双链，有胞膜 疱疹病毒科 嗜肝DNA病毒科 痘病毒科 双链，无胞膜 腺病毒科 乳多空病毒科2.RNA病毒：单正链，有胞膜 反转录病毒科 冠状病毒科 黄病毒科 披膜病毒科,单正链，无胞膜 小

5、RNA病毒科 杯状病毒科 星状病毒科 双链，无胞膜 呼肠病毒科 波纳病毒科 单负链，有胞膜 正粘病毒科 负粘病毒科 弹状病毒科 丝状病毒科 布尼亚病毒科 沙粒病毒科,亚病毒（subvirus)非寻常病毒（unconventional virus)与已知病毒的特征明显不同，增殖非常缓慢的一类新的致病因子。它们比一般病毒更小。,1.卫星病毒（satellites)：多与植物感染有关，基因组为单链RNA，长约5002000个核苷酸。分两类：一类可编码自身衣壳蛋白（如HDV），另一类不编码自身衣壳蛋白。后者称拟病毒(virusoid)。2.类病毒：单链环状RNA分子，不编码蛋白质，无蛋白衣壳，主要引起

6、植物病害。3.朊粒(Prion):也称蛋白侵染子，是一类仅含传染性蛋白质的致病颗粒。,第二十四章 病毒的复制与变异第一节 病毒的复制一、病毒复制的过程复制周期：指一个感染性子代病毒进入宿主细胞，释放核酸，进行生物合成，增殖产生许多子代病毒，并通过一定方式释放到细胞外的过程。,分：吸附；穿入；脱壳；生物合成；装配与释放,1.吸附受体+V配体：介导病毒进入细胞内2.穿入有包膜V：膜融合无包膜V：胞饮3.脱壳多数病毒在细胞溶酶体酶作用下脱壳 释放病毒基因组,4.生物合成,核酸复制 蛋白质合成 隐蔽期：自病毒脱壳后，其衣壳在细胞内被加工递呈，释放出的核酸在宿主细胞内生物合成，至复制增殖成为成熟的病毒体

7、以，在细胞内找不到有传染性的完整病毒颗粒。,（1）DNA病毒：核内合成DNA，胞质内合成蛋白（痘病毒例外，均在胞质）双链DNA病毒（大多数人和动物DNA病毒）,早期基因 细胞核内依赖DNA的 早期mRNA DNA多聚酶转录 胞 质 DNA多聚酶 DNA 脱氧胸苷激酶等 晚期基因 晚期mRNA 晚期蛋白（结构蛋白）解链 复制 子代DNA 组装 整合,转 译,（2）RNA病毒 合成极其独特，人、动物RNA病毒大多为单链，胞质内进行RNA合成，蛋白质合成。,a.正单链RNA病毒 胞质 蛋白质 核糖体（+ssRNA可作为模板复制子代RNA病毒，同时有mRNA功能，如登革病毒）b.负单链RNA病毒 病毒

8、依赖RNA+RNA RNA多聚酶-RNA 蛋白质(-ssRNA不能直接附着于核糖体作为mRNA),c.逆转录病毒 逆转录酶 cDNA DNA多聚酶 RNA RNA H 酶-DNA mRNA 胞质 蛋白质+DNA 整合于宿主 细胞DNA 前病毒 1.激活 2.宿主细胞转化 肿瘤 3.潜伏 子代细胞,5.装配与释放,胞内复制的子代病毒核酸和蛋白质，可在胞核内、胞质、胞膜等处组装，后释放。无胞膜病毒：细胞破裂释放有胞膜病毒：出芽释放,二、病毒的异常增殖,病毒基因不完整或发生了变化，以至不能在细胞内完成增殖的全过程和复制出有感染性的病毒体。,1.顿挫感染（abortive infection),宿主细

9、胞条件不合适，病毒虽可进入但不能复制的感染过程。该细胞称为非容许细胞。反之，称容许细胞。,2.缺陷病毒(defective virus),病毒基因有缺陷，以致不能在细胞内完成增殖的全过程和复制出有感染性的病毒体。缺陷V：腺病毒伴随V+增殖辅助V：腺病毒,3.病毒干扰干扰现象（viral interference)当两种V同时感染同一细胞时，可发生一种V的增殖抑制另一种V增殖的现象。a.自身干扰b.同种干扰c.异种干扰,三、病毒的培养及其生长指征,（一）病毒的培养1、动物接种，鸡胚接种 早期研究使用广泛，现用于病毒的致病性、药效学研究。,2、细胞培养原代细胞：动物、人组织 剪碎，酶消化 分散细胞

10、 传代细胞：二倍体细胞株 传代细胞系 转化细胞 肿瘤细胞,（二）细胞内病毒增殖检测指标,1.细胞病变效应（cytopathic effect,CPE)某些病毒感染细胞后，引起细胞形态学改变。细胞变圆，坏死，溶解或脱落，堆积成葡萄状。,2.包涵体：病毒感染细胞后，在胞浆或胞核内形成的嗜酸性或嗜碱性的团块结构。,3.红细胞吸附：又称血吸作用 某些病毒感染的宿主细胞能吸附脊椎动物红细胞。病毒抗原（血凝素）吸附红细胞,4.代谢改变，培养液PH改变5.干扰现象：病毒感染后能干扰 以后进入病毒的增殖6.免疫荧光检测：病毒感染细胞刮下 固定玻片+Ab+荧光标记Ab 荧光显微镜下观察,第二节 病毒的抵抗力与变

11、异一、病毒的抵抗力1.物理因素的影响（1）冷和热耐冷怕热：室温几小时，4几天灭活。短期保存：-20-70长期保存：-196（液氮）,（2）射线病毒对射线（X射线、射线、紫外线)敏感光复活作用：有些病毒经射线灭活后，再经可见光照射可以复活。（3）干燥常温：干燥易使病毒灭活冷冻真空干燥：保存病毒毒种,（4）pH及离子环境稳定：pH5.0-9.0 生理浓度盐溶液 镁离子盐类（MgCl2,MgSO4等）,2.化学因素的影响（1）脂溶剂 有包膜的病毒对脂溶剂敏感：乙醚，氯仿，去氧胆酸钠等（2）甘油 多数病毒在50甘油盐水中长期存活,（3）化学消毒剂 酚类：蛋白质变性剂，能除去病毒的衣壳蛋白，或破坏病毒的

12、脂蛋白膜。如1-5苯酚。醇类：70乙醇 醛类：使病毒核酸变性。如甲醛 氧化剂：如过氧化氢、高锰酸钾、漂白粉、碘酒、过氧乙酸等。（4）特殊杀病毒剂 丙内酯及环氧乙烷,二、病毒的变异1.病毒变异的类型（1）突变分自然突变，诱发突变通常有置换突变、缺失突变和插入突变等类型突变株（mutant)：突变的病毒称为突变株。当突变株能在相应的宿主或细胞中稳定传代时，称为变异株。,突变株的主要类型：1）毒力改变突变株2）条件致死突变株 如温度敏感突变株（ts株）3）宿主适应性突变株,（2）基因重组合(genetic recombination)两种相关的不同病毒间核酸片段（或基因）相互交换出现的变异，产生的子

13、代病毒具有新的特性。这种重组可发生在两种活病毒或灭活病毒间。1）活病毒间的重组2）灭活病毒间的重组3）死活病毒间的重组,（3）表型重组合1）表型混合（phenotypic mixing)甲病毒 同一 甲乙两种V乙病毒 细胞 交叉装配 回复 原病毒（非遗传性变异）,感染,2）基因型混合（genotypic mixing）两种病毒的核酸装配在同一病毒衣壳内，或两种病毒的核衣壳包在同一胞膜内。但核酸未重新组合，没有遗传性。3）互补（complementation）两种病毒通过其产生的蛋白质产物（酶、衣壳、胞膜）相互补助不足。4）增强（enhancement）两种病毒混合培养时，一种病毒可促进另一病毒

14、的增殖。,2.人工定向变异（1）改变宿主亲嗜性（2）培育冷适应突变株或温度敏感株（3）通过基因重组获得杂交毒株,第二十五章 病毒的感染与免疫第一节 病毒感染的途径和类型一、病毒感染的途径1.水平传播（人-人）a 呼吸道：局部：流感V、副流感V、鼻V等局部 全身：腮腺炎V、麻疹V等,b 消化道：脊髓灰质炎V、柯萨奇V等c 泌尿生殖道：HSV-2、HPV等d 皮肤：注射：HIV、HBV等 动物咬伤：狂犬V 昆虫叮咬：乙型脑炎V、登革V,2.垂直传播（母-婴）经胎盘、产道由亲代传给子代的方式。HIV、HBV、CMV、风疹V、麻疹V等 流产、早产、死胎、先天畸形等。,二、病毒感染的类型1.细胞水平感染

15、（1）杀细胞感染 病毒在宿主细胞内复制成熟后，在很短时间内一次释放大量子代病毒 细胞裂解而死亡。多见于无包膜杀伤性强的病毒 急性感染,（2）稳定状态感染 有包膜病毒进入易感细胞后，以出芽方式释放子代病毒，因其过程相对缓慢，病变相对轻，因此细胞在短时间内不立即死亡与溶解。（3）整合感染 逆转录病毒 双链整合于细胞DNA DNA病毒+细胞DNA 肿瘤相关的改变,2.整体水平的病毒感染 根据临床症状的有无分：显性感染、隐性感染 根据病毒在体内滞留的时间分：急性感染 慢性感染 持续性感染 潜伏感染 慢发病毒感染,（1）显性感染 多为急性感染（acute infection)一般指潜伏期短，发病急，病程

16、数日至数周，恢复后机体内不在存在病毒。如流感。（2）隐性感染 又称亚临床感染（subclinical infection)病毒进入人体后，不引起临床症状。但为重要的传染源。,（3）持续性感染（persistent infection)某些病毒感染机体后，可在受染细胞内长期存在或终生携带，且反复间断地向外界排除病毒，成为重要传染源。引起慢性进行性疾病，可出现症状，也可不出现。根据病程表现可分为：,1）慢性感染（chronic infection)显性或隐性感染后，病毒未完全清除，并不断排出体外，可出现症状，也可无症状。如HBV 慢性乙肝2）潜伏感染（latent infection)显性或隐性感

17、染后，病毒基因存在于组织细胞中，但无病毒体，在某些条件下病毒可被激活而致急性发作。如HSV 单纯疱疹,3）慢发病毒感染（slow viral infection)病毒感染后有很长的潜伏期，此时既不出现症状，也不能分离病毒，经数年或数十年后，可发生某些进行性疾病，并致死亡。麻疹V SSPE(亚急性硬化性全脑炎）Prion kuru病，疯牛病,（4）病毒感染与肿瘤 至少100种以上病毒能引起动物恶性肿瘤如：EB病毒 鼻咽癌，Burkitt淋巴瘤 HPV 宫颈癌 HBV 肝癌 等（5）病毒与畸胎 多种病毒感染可能导致胎儿畸形。如风疹病毒、巨细胞病毒、VZV、HSV等。,第二节 病毒的致病性及机理,1

18、.阻止细胞大分子合成 杀细胞病毒编码早期蛋白 阻止宿主细胞RNA和蛋白质合成2.细胞膜结构的改变 有胞膜病毒 细胞融合 多核巨细胞 表达新抗原 免疫损伤,3.对细胞凋亡的影响 病毒本身或其编码蛋白 诱导细胞凋亡 病毒编码蛋白 控制细胞凋亡4.对NK细胞的调控5.对细胞因子活性的干扰,第三节 抗病毒免疫,分：非特异性天然免疫 特异性免疫 在非特异性免疫中，干扰素及NK细胞在抗病毒感染早期起重要作用。,一、非特异性天然免疫1.干扰素（interferon,IFN)a.概念：是指由病毒和其它干扰素诱生剂诱导机体M、LC、体C产生的一种具有抗病毒、抗肿瘤和免疫调节功能的糖蛋白。,b.分类 根据Ag性不

19、同分：I型：白细胞产生：成纤维细胞产生 II型：T细胞产生,c.IFN抗病毒作用机理：IFN+细胞膜 信号传导 数种抗 受体 诱导 病毒蛋白2-5A 合成酶（降解病毒mRNA)磷酸二酯酶（抑制病毒肽链延长和蛋白质翻译）蛋白激酶（阻止蛋白质合成）抑制病毒蛋白合成,d.作用特点：a)早期，无特异性b)广谱抗病毒作用c)间接性，通过诱导抗病毒蛋白而发挥作用d)相对的种属特异性e)维持时间短,2.NK细胞,V感染 靶细 IFN NK 靶细胞 胞核酸 穿孔素溶解 内切酶 TNF TNF 凋亡,活化,活化,识别,使溶酶体外漏,抗病毒作用特点：1.无MHC限制性2.无特异性3.不依赖抗体4.早期（病毒感染4

20、h后即可出现杀伤效应）,3.DC细胞 DC 摄取外来抗原 蛋白酶水解 MHCII分子 形成复合物 CD4+TC DC 胞饮或吞噬外源性物质 胞质TAP依赖途径 MHCI 分子 内吞体TAP非依赖途径 CD8+TC,二、特异性免疫 体液免疫 细胞免疫1.体液免疫 病毒Ag+B细胞 特异性Ab 作用 中和Ab 非中和Ab 等 Ig重链恒 IgM IgG IgA 定区Ag性 IgE IgD,1)中和抗体（neutralizing antibody)与病毒结合后使之失去感染性的抗体。中和抗体的这种作用称为中和作用。作用机制：a 吸附于易感细胞受体的病毒表位 阻止 病毒结合b 激活补体 病毒包膜损伤c

21、免疫复合物 易被吞噬细胞吞噬,2）不同类型中和抗体的特性 IgM a 出现早（2-3天）检测IgM Ab 早 期诊断b 分子量大，不能通过胎盘 新生儿血 中出现特异性IgM Ab 宫内感染,IgGa 晚期出现，维持时间长 主要的保 护性抗体b 分子量小，能通过胎盘 婴儿被动 保护 IgASIgA黏膜局部免疫,2.细胞免疫1）杀伤性T细胞（CTL）CTL TCR识别靶细胞表面MHC-I 抗原肽复合物，CD28识别B7分子而活化，释放穿孔素和颗粒酶致病毒感染细胞死亡。作用特点：a MHC限制性 b 病毒特异性c 较非特异性杀伤晚d 是病毒感染恢复主要机制,2）细胞因子：协同作用病毒+细胞因子感染（

22、IFN-、TNF、IL-2等）CTL+M NK,释放,TC,3）辅助性TC（TH）TDTH 细胞 Th1 CTL 免疫病毒Ag+Th0-Th2 B细胞 体液 免疫,IL-2.12 IFN-,IL-4IL-10,IL-4.5.6IL-10.13,IL-2 IFN-,第二十六章 病毒感染的诊断一、病毒的分离培养1.标本采集及送检注意事项1）早期取材，取急性期标本2）感染部位取材3）正确运送，采、运须冷藏，50%甘油4）快速送检5）双：血清学检测时，取早期、恢复期 双份血清,2.分离培养1）细胞培养 细胞培养是分离病毒的主要方法，也是最特异的方法。所用细胞：原代细胞：动物、人组织 剪碎，酶消化 分散

23、细胞 传代细胞：二倍体细胞株 传代细胞系 转化细胞 肿瘤细胞,观察形态学改变：CPE现象、形成包涵体、红细胞吸附、干扰现象不出现明显病变：免疫荧光，免疫酶染色,2）实验动物 一般用于科学研究或对某些特殊病毒的鉴定。3）鸡胚 除流感病毒外，目前已较少应用。,3.鉴定（1）病毒种类与型别鉴定 可用形态学，血清学，理化方法进行鉴定，其中血清学方法最特异。血清学方法：玻片凝集，中和试验，补体结合试验，血凝抑制试验，免疫荧光技术，ELISA等,（2）病毒传染性测定1）50%组织细胞感染量(50%tissue culture infective dose,TCID50)：能在半数细胞培养孔、管引起细胞病变

24、的病毒量。2）嗜斑测定（plaque assay)测定病毒感染细胞后引起局灶性病变的数量，即嗜斑数。,二、病毒的形态学检查1.光学显微镜 检查包涵体 如：狂犬病毒包涵体位于胞质 疱疹病毒包涵体位于核内 麻疹病毒包涵体胞浆、核内均有2.电子显微镜 观察病毒颗粒,第二节 检查病毒成分一、检测病毒抗原方法：免疫荧光、免疫组织化学检测 反向被动血凝试验 对流免疫电泳 放射免疫测定 ELISA 时间分辨荧光测定技术 斑点-酶免疫及Western印迹试验,二、检测病毒核酸方法：核酸分子杂交技术 聚合酶链反应（PCR）三、检测病毒酶类,第三节 检测病毒抗体1.病毒抗体的种类2.检测抗体的方法 中和试验 血凝

25、抑制试验 补体结合试验 间接血凝试验 乳胶凝集试验 ELISA 等,常用的快速诊断方法：ELISA PCR 免疫荧光,第二十七章 病毒感染的防治,第一节 免疫预防人工被动免疫：免疫制剂：紧急预防、治疗人工主动免疫：各种疫苗：预防,一、人工被动免疫1.天然被动免疫 通过胎盘的IgG抗体及初乳中的IgG抗体2.人工被动免疫 用免疫制剂直接注射于人体，紧急预防或治疗的方法。常用的免疫制剂有：1.丙种球蛋白 2.胎盘球蛋白 3.抗病毒血清,二、人工主动免疫1.灭活疫苗病毒 灭活：流行性乙型脑炎疫苗优点：a 制备容易；b 容易保存缺点：a 接种量大，需多次接种；b 维持时间短，副作用大,2.减毒活疫苗

26、自然分离：人毒力低的变异株病毒 人工诱导：脊髓灰质炎疫苗等优点：a 接种量小，维持时间长 b 副作用小 c 效果比灭活疫苗好缺点：a 制备难，保存难 b 有恢复为有毒力病毒的可能 c 极少见的并发症,3.基因工程疫苗 保护性 表达载体 重组体抗原基因+细胞酵母菌 表达保护性蛋白 提取、纯化大肠B,重组,转入,优点：a 制备容易 b 纯度高 c 某些难培养的病毒可用之缺点：a 接种量大，多次 b 提纯易使抗原的空间结构 受损,4.核酸疫苗 DNA疫苗、RNA疫苗编码保护性 真核细胞 重组体抗原cDNA+表达载体 人体组织细胞中 保护性抗原,直接注入,表达,优点：a 易于制备，储存 b 抗原结构近

27、似于天然 c 可诱导体液免疫和细胞免疫缺点：a 注射量大，多次 b 病毒基因整合的可能,5.其它类型 亚单位疫苗、合成肽疫苗、联合多价疫苗、独特型疫苗等尚处于实验阶段。,第二节 病毒感染的治疗 目前尚缺少抗病毒特效药 病毒只有进入易感细胞进行复制增殖才会引起组织细胞损伤并表现出生命活性，因此抗病毒药物和制剂的设计和开发是阻断病毒复制周期的不同环节。,1.抑制病毒吸附与穿入的药物 与病毒抗原竞争结合的人工合成肽，可阻断病毒吸附。2.抑制病毒脱壳药物 金刚烷胺可用于流感的防治3.抑制病毒转录 RNA病毒：抑制病毒RNA聚合酶 逆转录病毒：抑制逆转录酶,4.抑制病毒mRNA的加工 如阿糖腺苷，利巴韦林，DHPA等5.抑制病毒mRNA翻译成蛋白质6.抑制DNA多聚酶或用dNTP类似物 阿糖腺苷，阿昔洛韦，BVDU,碘苷等7.抑制病毒蛋白的翻译后加工8.反义RNA或异常寡核苷酸9.治疗性疫苗与治疗性单克隆抗体,