1、第6章1 病毒學概論基本概念病毒是一類體積小、結(jié)構(gòu)簡單、僅有一種核酸（RNA或DNA）、必須用電子顯微鏡才能觀察到、只能在活的易感細胞內(nèi)以復(fù)制方式進行增殖的非細胞型微生物。病毒分類目前已將現(xiàn)有的病毒歸類于59個科或組，分別隸屬于六大類：脊椎動物病毒無脊椎動物病毒植物病毒真菌病毒細菌病毒（噬菌體）亞病毒（僅具有病毒核酸或僅有蛋白質(zhì)的感染性因子）朊粒曾一度歸屬于亞病毒，是醫(yī)學、生物學領(lǐng)域至今尚未徹底弄清楚的一種無核酸蛋白質(zhì)傳染因子，在人和動物中引起以海綿狀腦?。═SE）為特征的致死性中樞神經(jīng)系統(tǒng)的慢性退化性疾病。病毒的歷史年Ivanofsky因發(fā)現(xiàn)煙草花葉病毒(TMV)時，稱其為濾過性致病因子。年

2、因病毒復(fù)制周期的闡明以及一些病毒的細胞培養(yǎng)技術(shù)的建立，定義為一類具有嚴格細胞內(nèi)寄生和潛在感染性的病原體，并且指出病毒只有一種核酸。年luria和Darnell進一步確認了病毒只有一種核酸，能在活細胞復(fù)制產(chǎn)生子代病毒粒子。年Dienner發(fā)現(xiàn)僅有小分子RNA的類病毒、1981年在澳大利亞發(fā)現(xiàn)類病毒樣的擬病毒（衛(wèi)星病毒)和1982年由Prusiner發(fā)現(xiàn)由分子量約50KD構(gòu)成的阮病毒。伊凡諾夫斯基發(fā)現(xiàn)植物病毒 病毒的歷史年Montagnier和Gallo分別分離到與AIDS相關(guān)的人類逆轉(zhuǎn)錄病毒(HIV)。年Han等將Moloney鼠白血病毒的反義表達序列導(dǎo)入小鼠受精卵中，從而培養(yǎng)成功對該病毒抗性的

3、轉(zhuǎn)基因小鼠。年HIV天冬氨酰蛋白酶三維結(jié)構(gòu)的鑒定，使得一些針對病毒蛋白酶活性位點的抑制劑先后問世。年由美籍華人何大一等利用逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑與蛋白酶抑制劑配制的雞尾酒式藥，成功地抵抗HIV的感染。病毒的主要特點1、結(jié)構(gòu)簡單，含有一種核酸（RNA或DNA）的基因組和蛋白質(zhì)外殼2、以核酸復(fù)制的方式增殖，而不是以二分裂方式增殖3、嚴格的細胞內(nèi)寄生性病毒生物學性狀1、病毒體極微小，測量單位為納米，各種病毒體大小差別懸殊，最大的約為300nm，如痘病毒；最小的約為30nm，如脊髓灰質(zhì)炎病毒、鼻病毒等；大多數(shù)病毒體小于150nm。2、病毒的形態(tài)與結(jié)構(gòu)螺旋對稱型復(fù)合對稱型20面體對稱型病毒生物學性狀病毒與其他微

4、生物的主要區(qū)別微生物種類在無活細胞的培養(yǎng)基中生長二等分裂繁殖核酸類型*核糖體敏感性抗生素干擾素細菌+D+R+-*支原體+D+R+-立克次體-+D+R+-*衣原體-+D+R+病毒-（復(fù)制）D或R-+注：D=DNA;R=RNA *有些細菌與立克次體對干擾素也敏感病毒的增殖1、病毒的增殖方式 病毒屬于非細胞型微生物，缺乏完整的酶系統(tǒng)和細胞器，不能獨立地進行代謝，必須在易感的活細胞內(nèi)以復(fù)制的方式增殖。 以其基因組為模板，在DNA多聚酶或RNA多聚酶以及其它必要的因素的作用，先合成互補的核酸或mRNA再經(jīng)多聚酶以互補核酸為模板合成原來的基因。 從病毒進入宿主細胞開始，經(jīng)過基因組復(fù)制，最后釋放出來，稱為一

5、個復(fù)制周期。 人和動物病毒的復(fù)制周期主要包括吸附和穿入、脫殼、生物合成、裝配和釋放四個連續(xù)步驟。 1）吸附和穿入，吸附分兩個階段： A、病毒體與細胞接觸，進行靜電結(jié)合； B、真正的吸附，即病毒體表面位點與宿主細胞膜上相應(yīng)的受體結(jié)合，是決定病毒感染的真正開始。 有包膜病毒吸附到易感細胞表面相應(yīng)受體結(jié)合無包膜病毒吸附到易感細胞表面相應(yīng)受體結(jié)合穿入 病毒體吸附在宿主細胞膜上后，可通過數(shù)種 穿入方式進入細胞。 無包膜病毒經(jīng)細胞膜運動吞入，即細胞內(nèi)吞，稱為胞飲,如腺病毒、小RNA病毒等 有包膜的病毒通過包膜與易感細胞膜融合后進入細胞，然后將核衣殼釋放入細胞質(zhì)內(nèi)，如正粘病毒、副粘病毒、皰疹病毒等。 有的病

6、毒表面位點與細胞受體結(jié)合后，由細胞表面的酶類協(xié)助病毒脫殼，使病毒核酸直接進入宿主細胞內(nèi)，如噬菌體 脫殼 不同病毒脫殼方式不一，多數(shù)在穿入時已在宿主細胞溶酶體酶作用下脫殼，釋放出基因組核酸。 有囊膜病毒通過胞吞脫殼病毒囊膜與吞飲泡融合，釋放核衣殼 核衣殼降解釋放病毒核酸 生物合成 病毒基因組一旦從衣殼中釋放后，就利用宿主細胞提供的低分子物質(zhì)合成大量的病毒核酸和結(jié)構(gòu)蛋白。 早期，病毒復(fù)制合成所必需的復(fù)制酶和一些抑制蛋白。 根據(jù)病毒基因組生物合成階段轉(zhuǎn)錄mRNA及轉(zhuǎn)譯蛋白質(zhì)的不同，將病毒分為： DNA病毒，雙股為主 RNA病毒，多為單股RNA，分為單股正鏈與單股負鏈 逆轉(zhuǎn)錄病毒 病毒 （1）雙股DN

7、A病毒在細胞核內(nèi)合成DNA，在胞漿內(nèi)合成病毒蛋白。痘病毒例外，DNA和蛋白成分都在胞漿內(nèi)合成。 （2）單股DNA病毒 病毒 絕大多數(shù)RNA病毒在宿主胞漿內(nèi)合成病毒的全部成分，但正粘病毒和某些副粘病毒及白血病病毒的RNA是在核內(nèi)合成的。根據(jù)轉(zhuǎn)錄方式，分為以下幾種類型： （1）單股RNA病毒 （一）單股正鏈RNA病毒：這類病毒的特點是不含RNA多聚酶，但其本身就具有mRNA的功能。 （二）單股負鏈RNA病毒 大多數(shù)有包膜的病毒屬此類。單股RNA本身不起mRNA作用，但病毒含有依賴RNA的RNA多聚酶。病毒首先依賴多聚酶轉(zhuǎn)錄出互補的正股RNA （三）雙股RNA病毒 呼腸孤病毒分10-12個獨特的、非

8、重疊的雙股RNA節(jié)段。每個節(jié)段均可轉(zhuǎn)錄出mRNA，因此mRNA也是分節(jié)段的。 與雙股DNA病毒不同，雙股RNA病毒僅由負股復(fù)制出正股，正股再復(fù)制出新負股，因而子代全部為新合成的RNA ，為全保留復(fù)制。 （四）逆轉(zhuǎn)錄病毒 裝配與釋放病毒從宿主細胞膜上獲得包膜 噬菌體與細菌細胞壁上相應(yīng)受體結(jié)合，并將其基因組注入細菌細胞漿 核酸早期復(fù)制 合成噬菌體成分和酶系統(tǒng) 組裝溶解菌體并釋放出子代噬菌體3、病毒的異常增殖缺陷病毒：病毒本身基因組不完整，不能復(fù)制出完整 的成熟病毒頓挫感染：病毒進入的細胞條件不適合或條件改變，使 病毒雖可進入細胞但不能完成復(fù)制的感染過程干擾現(xiàn)象：兩種病毒同時或先后感染同一種細胞或機

9、體時， 發(fā)生一種病毒抑制而另一種病毒復(fù)制的現(xiàn)象外界環(huán)境對病毒的影響溫度：病毒大多數(shù)耐冷不耐熱，除肝炎病毒外，多 數(shù)病毒加熱56 30min或100 幾秒鐘即可滅活輻射：病毒對射線敏感物理因素化學因素脂溶劑：包膜病毒對脂溶劑敏感，無包膜病毒對脂溶劑有抗性酚類：可使病毒蛋白質(zhì)變性醛類：甲醛對病毒蛋白質(zhì)和核酸都有破壞作用氧化劑、鹵素及其化合物：病毒對過氧化氫、漂白粉、高錳酸鉀、碘和碘化物等很敏感抗生素和中草藥：抗生素對病毒無效，但利于病毒的分離病毒的變異（1）抗原性變異 如甲型流感病毒包膜表面的神經(jīng)氨酸酶和血凝素的抗原性易發(fā)生變異；而有些病毒至今尚未發(fā)現(xiàn)其抗原性有明顯變異，如麻疹病毒等。（2）毒力變

10、異 即病毒由強毒變?yōu)槿醵净驘o毒，如從自然感染動物新分離出的狂犬病病毒（野毒株），對人和犬致病力強，若將此毒株連續(xù)在家兔腦內(nèi)傳代后，其致病力減弱，不再引人和犬發(fā)病。病毒的感染與免疫1、病毒的感染 指病毒侵入宿主易感細胞內(nèi)復(fù)制繁殖，與宿主防御功能相互作用，造成機體不同程度的病理過程人類病毒的常見感染途徑感染途徑傳播方法及媒介常見病毒種類呼吸道感染空氣飛沫、痰、唾液、皮屑流感、副流感、腺病毒、鼻病毒、麻疹、水痘及腮腺炎等病毒消化道感染食物（糞便污染）脊髓灰質(zhì)炎病毒、甲肝病毒及其他腸道病毒、輪狀病毒經(jīng)皮膚（蟲媒）感染昆蟲叮咬、動物咬傷、注射輸血、刺激皮膚腦炎等蟲媒病毒、狂犬病毒、皰疹病毒、人類免疫缺陷

11、病毒、乙型及丙型肝炎病毒等眼及泌尿生殖道感染面盆、澡盆、毛巾、分娩、尿單純皰疹病毒、腺病毒等胎內(nèi)及產(chǎn)道感染經(jīng)胎盤或出生時經(jīng)產(chǎn)道感染風疹、巨細胞、單純胞疹（II型）病毒侵入宿主體內(nèi)的方式與途徑皮膚傳播通過注射、輸血（乙型肝炎病毒、 HIV ）通過昆蟲叮咬、動物咬傷（流行性乙型腦炎病毒、狂犬病毒）黏膜表面?zhèn)鞑ソ?jīng)呼吸道、消化道黏膜傳播（流感病毒）經(jīng)接觸傳播（角膜結(jié)膜炎）通過淋巴或血流擴散（麻疹病毒、脊髓灰質(zhì)炎病毒）水平傳播垂直傳播：通過胎盤、產(chǎn)道及哺乳，病毒直接 由親代傳給子代的感染方式。現(xiàn)在，已知10余種可經(jīng)垂直傳播的病毒，其中以風疹病毒、乙型肝炎病毒、巨細胞病毒及HIV為多見，可引起早產(chǎn)、死胎或

12、先天畸形等。病毒感染的類型隱性感染顯性感染急性感染（流感病毒、甲型肝炎病毒）持續(xù)性感染慢性感染（慢性肝炎、傳染性軟疣）潛伏感染（水痘-帶狀皰疹病毒）慢發(fā)病毒感染（AIDS）病毒的致病機制1.病毒對宿主細胞的直接作用 （1）殺細胞效應(yīng)：多見于無包膜病毒（脊髓灰質(zhì)炎病毒等）（2）細胞膜改變：多見于有包膜病毒（流感病毒，皰疹病毒等）（3）包涵體形成 ：某些病毒感染后，在細胞內(nèi)可形成光境下可見的包涵體，包涵體的存在與病毒的增殖、存在有關(guān)；不同病毒的包涵體其特征可有不同；故可作為病毒感染的輔助診斷依據(jù)。（4）細胞凋亡 ：病毒的感染可導(dǎo)致宿主細胞發(fā)生凋亡。（5）細胞轉(zhuǎn)化 ：多見于腫瘤病毒。（6）免疫抑制。

13、2.病毒感染的免疫病理作用 （1）抗體介導(dǎo)的免疫病理作用 許多病毒誘發(fā)細胞表面出現(xiàn)新抗原，與相應(yīng)抗體結(jié)合后，激活補體，破壞宿主細胞。屬型超敏反應(yīng)。抗體介導(dǎo)損傷的另一機制是抗原抗體復(fù)合物所引起的，即型超敏反應(yīng)（腎小球腎炎、關(guān)節(jié)炎、蕁麻疹等）（2）細胞介導(dǎo)的免疫病理作用 細胞毒性T細胞能特異性殺傷帶有病毒抗原的靶細胞，造成組織細胞損傷。屬型超敏反應(yīng)。 （3）免疫抑制作用 某些病毒感染可抑制宿主免疫功能，易合并感染而死亡，如艾滋病。3. 抗病毒免疫（1）非特異性免疫巨噬細胞NK細胞 干擾素，干擾素是由病毒或干擾素誘導(dǎo)劑刺激細胞產(chǎn)生的一組具有高度活性及多種功能的糖蛋白。干擾素的特征無特異性作用有種屬特

14、異性誘導(dǎo)細胞產(chǎn)生抗病毒蛋白對宿主細胞無影響NK細胞-存在于人外周血和淋巴組織中的一類淋巴細胞-殺傷病毒感染的靶細胞和腫瘤細胞 殺傷作用不受MHC限制，亦不依賴于特異性抗體（2）特異性免疫1）體液免疫：中和抗體（Ig G、 Ig M）：針對病毒表面蛋白質(zhì)抗原的抗體，能阻止病毒吸附和穿入血凝抑制抗體（Ig G、 Ig M）：有血凝素的病毒刺激產(chǎn)生，一些病毒的血抑抗體，有中和病毒作用補體結(jié)合抗體：無中和作用，產(chǎn)生早，可用于診斷2）細胞免疫CD4+T細胞：產(chǎn)生淋巴因子（IFN）增強NK和MQ功能，誘導(dǎo)遲發(fā)型超敏反應(yīng)。CD8+T細胞：識別病毒感染細胞，使其裂解，阻斷病毒復(fù)制?？共《久庖叱掷m(xù)時間有病毒血癥

15、的病毒感染，病后有牢固性免疫，持續(xù)時間長；只有單一血清型的病毒，病后有牢固性免疫，持續(xù)時間長；易發(fā)生抗原變異的病毒，病后只產(chǎn)生短暫免疫力病毒感染的檢查方法與防治原則1、標本采集與送檢用于分離培養(yǎng)的標本：采取急性期、防止病毒滅活血清學診斷的標本：雙份血清2病毒的形態(tài)學檢查：取含有病毒的組織細胞，經(jīng)染色后用光學顯微鏡觀察病毒包涵體及細胞病變。電鏡和免疫電鏡普通光學顯微鏡：包涵體3、常規(guī)分離培養(yǎng)與鑒定動物接種雞胚接種組織培養(yǎng)器官培養(yǎng)移植培養(yǎng) 細胞培養(yǎng) 原代細胞培養(yǎng)二倍體細胞培養(yǎng)傳代細胞培養(yǎng)三大培養(yǎng)方法病毒在細胞內(nèi)增殖的指標正常細胞病變細胞ELISA for HIV antibodyMicroplat

16、e ELISA for HIV antibody: coloured wells indicate reactivity5.病毒核酸的檢測：(1)病毒核酸雜交技術(shù) 是一種特異、快速、能定量分型、應(yīng)用面廣的診斷新技術(shù) 利用核苷酸可在體外一定條件下解離、重組的特性，將一條已知的單鏈DNA或RNA用同位素或非放射性核素標記后作為探針，根據(jù)堿基配對原則，與待測標本中相應(yīng)的單鏈DNA或RNA配對，形成核酸雜交體，然后通過標記物來檢測待定的核酸。(2)聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）： 它是一種快速體外擴增特異性DNA片段的新技術(shù)。 該法是先將待檢標本中核酸提取，加熱變性為單鏈作為模板,然后加入與模板基因有互補關(guān)系

17、的引物、合成寡核苷酸所需的原料及DNA多聚酶等，在一定溫度條件下使其按模板序列合成新的互補鏈。經(jīng)過2530個循環(huán)后，就可使DNA片段擴增109倍，大大提高了檢測率此法敏感性極高，但需注意因操作時污染而出現(xiàn)的假陽性。(3)基因芯片技術(shù)（microarray chip）病毒的快速診斷光鏡-包涵體電鏡免疫熒光ELISA分子生物學技術(shù)雜交PCR1、免疫預(yù)防（1）人工主動免疫滅活疫苗：乙腦疫苗、狂犬疫苗、流感滅活疫苗、HAV，HBV疫苗等減毒活疫苗：脊髓灰質(zhì)炎疫苗、麻疹疫苗、HAV疫苗、腮腺炎疫苗亞單位疫苗：風疹疫苗、基因工程疫苗、合成肽疫苗病毒感染的防治（2）人工被動免疫常用制劑有：抗病毒免疫血清，現(xiàn)

18、有抗麻疹、抗狂犬病、抗乙型腦炎免疫血清等，這些免疫血清具有顯著的預(yù)防作用；人免疫球蛋白制劑，包括人血清丙種球蛋白、胎盤球蛋白 特異性免疫球蛋白 2、病毒感染的治療1抗病毒的化學制劑：目前抗病毒化學藥物主要有核苷類藥物。（1）核苷類藥物：通過阻抑子代病毒基因的合成與表達，抑制病毒復(fù)制 。常用藥物有:用于DNA病毒感染：阿糖腺苷、碘尿苷、無環(huán)鳥苷、丙氧鳥苷用于HIV感染：疊氮胸苷（AZT）廣譜抗病毒：3-氮唑核苷，對多種RNA或DNA病毒有抑制作用。（2）病毒蛋白酶抑制劑：通過抑制病毒蛋白酶的活性，阻止病毒的復(fù)制.常用藥物有印地那韋、利多那韋等，對HIV有一定抑制作用。（3）其它抗病毒藥物：金剛烷胺或甲基金剛烷胺用于甲型流感的治療，甲酸磷霉素