第6章1-病毒学概论.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,基本概念,病毒,是一类,体积小,、,结构简单,、仅有,一种,核酸,（,RNA,或,DNA,）、必须用,电子显微镜,才,能观察到、只能在,活的易感细胞,内以复制,方式进行增殖的非细胞型微生物。,病毒分类,目前已将现有的病毒归类于,59,个科或组，分别,隶属于六大类：,脊椎动物病毒,无脊椎动物病毒,植物病毒,真菌病毒,细菌病毒,（噬菌体）,亚病毒,（仅具有病毒核酸或仅有蛋白质的感染性因子）,朊粒,曾一度归属于,亚病毒,，是医学、生物学领域,至今尚未彻底弄清楚的一种,无核酸蛋白质传染因,子,，在人和动物中引起以,海绵状脑病,（,TSE,）为特,征的,致死性中枢神经系统,的慢性退化性疾病。,病毒的主要特点,1,、结构,简单,，含有一种核酸,（,RNA,或,DNA,）的基,因组和蛋白质外壳,2,、以,核酸复制,的方式增殖，而不是以二分裂方,式增殖,3,、严格的,细胞内寄生性,病毒生物学性状,1,、病毒体极微小，测量单位为,纳米,，各种病毒,体大小差别悬殊，最大的约为,300nm,，如,痘病毒,；,最小的约为,30nm,，如,脊髓灰质炎病毒,、,鼻病毒,等；,大多数病毒体小于,150nm,。,2,、病毒的形态与结构,螺旋对称型,复合对称型,20,面体对称型,病毒生物学性状,病毒与其他微生物的主要区别,微生物种类,在无活细胞的培养基中生长,二等分裂繁殖,核酸类型*,核糖体,敏感性,抗生素,干扰素,细菌,+,+,D+R,+,+,-,*,支原体,+,+,D+R,+,+,-,立克次体,-,+,D+R,+,+,-,*,衣原体,-,+,D+R,+,+,+,病毒,-,-,（复制）,D,或,R,-,-,+,注：,D=DNA;R=RNA,*,有些细菌与立克次体对干扰素也敏感,病毒的增殖,1,、病毒的增殖方式,病毒属于非细胞型微生物，缺乏完整的,酶系统,和,细胞器,，不能独立地进行代谢，必须在易感的活,细胞内以复制的方式增殖。,以其,基因组,为模板，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,互补的核酸,或,mRNA,再经多聚酶以互补核酸为模板合成原来的基因。,从病毒进入宿主细胞开始，经过基因组复制，最后释放出来，称为一个,复制周期,。,人和动物病毒的复制周期主要包括,吸附和,穿入,、,脱壳,、,生物合成,、,装配,和,释放,四个连续步骤。,1,）吸附和穿入，吸附分两个阶段：,A,、病毒体与细胞接触，进行静电结合；,B,、真正的吸附，即病毒体表面位点与宿主细胞膜上相应的受体结合，是决定病毒感染的真正开始。,有包膜病毒吸附到易感细胞表面相应受体结合,无包膜病毒吸附到易感细胞表面相应受体结合,穿入,病毒体吸附在宿主细胞膜上后，可通过数种,穿入方式进入细胞。,无包膜病毒经细胞膜运动吞入，即细胞内吞，称为,胞饮,如腺病毒、小,RNA,病毒等,有包膜的病毒通过包膜与易感细胞膜融合后进入细胞，然后将,核衣壳释放入细胞质,内，如正粘病毒、副粘病毒、疱疹病毒等。,有的病毒表面位点与细胞受体结合后，由细胞表面的酶类协助,病毒脱壳,，使,病毒核酸直接进入宿主细胞内,，如噬菌体,脱壳,不同病毒脱壳方式不一，多数在穿入时已在宿主细胞,溶酶体酶,作用下,脱壳,，释放出,基因组核酸,。,有囊膜病毒通过胞吞脱壳,病毒囊膜与吞饮泡融合，释放核衣壳,核衣壳降解释放病毒核酸,生物合成,病毒基因组一旦从衣壳中释放后，就利用宿主细胞提供的低分子物质合成大量的,病毒核酸,和,结构蛋白,。,早期，病毒复制合成所必需的,复制酶,和一些,抑制蛋白,。,根据病毒基因组生物合成阶段转录,mRNA,及转译蛋白质的不同，将病毒分为：,DNA,病毒，双股为主,RNA,病毒，多为单股,RNA,，分为单股正链与单股负链,逆转录病毒,1.DNA,病毒,（,1,）双股,DNA,病毒在,细胞核内,合成,DNA,，在,胞浆内,合成病毒蛋白。痘病毒例外，,DNA,和蛋白成分都在胞浆内合成。（,2,）单股,DNA,病毒,2.RNA,病毒,绝大多数,RNA,病毒在,宿主胞浆内,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,核内,合成的。根据转录方式，分为以下几种类型：,（,1,）单股,RNA,病毒（一）单股正链,RNA,病毒：这类病毒的特点是,不含,RNA,多聚酶,，但其本身就具有,mRNA,的功能。,（二）单股负链,RNA,病毒,大多数有包膜的病毒属此类。单股,RNA,本身,不起,mRNA,作用,，但病毒含有依赖,RNA,的,RNA,多聚酶。病毒首先依赖多聚酶转录出互补的,正股,RNA,（三）双股,RNA,病毒,呼肠孤病毒,分,10-12,个独特的、非重叠的双股,RNA,节段。每个节段均可转录出,mRNA,，因此,mRNA,也是,分节段,的。,与双股,DNA,病毒不同，双股,RNA,病毒仅由负股复制出正股，正股再复制出新负股，因而子代全部为新合成的,RNA,，为,全保留复制,。,（四）逆转录病毒,装配与释放,病毒从宿主细胞膜上获得包膜,噬菌体与细菌细胞壁上相应受体结合，并将其基因组注入细菌细胞浆,核酸早期复制,合成噬菌体成分和酶系统,组装,溶解菌体并释放出子代噬菌体,3,、病毒的异常增殖,缺陷病毒,：病毒本身,基因组,不完整，不能复制出完整,的成熟病毒,顿挫感染,：病毒进入的细胞,条件不适合,或,条件改变,，使,病毒虽可进入细胞但不能完成复制的感染过程,干扰现象,：两种病毒,同时或先后,感染,同一种细胞或机体,时，,发生一种病毒抑制而另一种病毒复制的现象,外界环境对病毒的影响,温度,：病毒大多数耐冷不耐热，除肝炎病毒外，多,数病毒加热,56,30min,或,100,几秒钟即可灭活,辐射,：病毒对射线敏感,物理因素,化学因素,脂溶剂,：包膜病毒对脂溶剂敏感，无包膜病毒对脂,溶剂有抗性,酚类,：可使病毒蛋白质变性,醛类,：甲醛对病毒蛋白质和核酸都有破坏作用,氧化剂、卤素及其化合物,：病毒对过氧化氢、漂白,粉、高锰酸钾、碘和碘化物等很敏感,抗生素和中草药,：抗生素对病毒无效，但利于病毒,的分离,病毒的变异,（,1,）抗原性变异,如,甲型流感病毒,包膜表面的神经氨酸酶和血凝素,的抗原性易发生变异；而有些病毒至今尚未发现其抗原,性有明显变异，如,麻疹病毒,等。,（,2,）毒力变异,即病毒由强毒变为弱毒或无毒，如从自然感染动物,新分离出的,狂犬病病毒,（野毒株），对人和犬致病力强，,若将此毒株连续在家兔脑内传代后，其致病力减弱，不再,引人和犬发病。,病毒的感染与免疫,1,、病毒的感染,指病毒侵入宿主易感细胞内复制繁殖，与宿主防御功能,相互作用，造成机体不同程度的病理过程,人类病毒的常见感染途径,感染途径,传播方法及媒介,常见病毒种类,呼吸道感染,空气飞沫、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（粪便污染）,脊髓灰质炎病毒、甲肝病毒及其他肠道病毒、轮状病毒,经皮肤（虫媒）,感染,昆虫叮咬、动物咬伤、注射输血、刺激皮肤,脑炎等虫媒病毒、狂犬病毒、疱疹病毒、人类免疫缺陷病毒、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,单纯疱疹病毒、腺病毒等,胎内及产道感染,经胎盘或出生时经产道感染,风疹、巨细胞、单纯胞疹（,II,型）,病毒侵入宿主体内的方式与途径,皮肤传播,通过注射、输血（,乙型肝炎病毒、,HIV,）,通过昆虫叮咬、动物咬伤（,流行性乙型脑炎病毒、狂犬病毒,）,黏膜表面传播,经呼吸道、消化道黏膜传播（,流感病毒,）,经接触传播（,角膜结膜炎,）,通过淋巴或血流扩散（,麻疹病毒、脊髓灰质炎病毒,）,水平传播,垂直传播：,通过胎盘、产道及哺乳，病毒直接,由亲代传给子代的感染方式。,现在，已知,10,余种可经垂直传播的病毒，其中以,风疹病毒,、,乙,型肝炎病毒,、,巨细胞病毒,及,HIV,为多见，可引起,早产,、,死胎,或,先天畸形,等。,病毒感染的类型,隐性感染,显性感染,急性感染（,流感病毒,、,甲型肝炎病毒,）,持续性感染,慢性感染（,慢性肝炎,、,传染性软疣,）,潜伏感染（,水痘,-,带状疱疹病毒,）,慢发病毒感染（,AIDS,）,病毒的致病机制,1.,病毒对宿主细胞的直接作用,（,1,）杀细胞效应：多见于无包膜病毒（,脊髓灰质炎病毒,等）,（,2,）细胞膜改变：多见于有包膜病毒（流感病,毒,，疱疹,病毒,等）,（,3,）包涵体形成：某些病毒感染后，在细胞内可形成光境下可见,的包涵体，包涵体的存在与病毒的增殖、存在有关；不同病毒的包,涵体其特征可有不同；故可作为,病毒感染的辅助诊断依据,。,（,4,）细胞凋亡：病毒的感染可导致宿主细胞发生凋亡。,（,5,）细胞转化：多见于,肿瘤病毒,。,（,6,）免疫抑制。,2.,病毒感染的免疫病理作用,（,1,）抗体介导的免疫病理作用,许多病毒诱发细胞表面出现新抗原，与相应抗体结合后，激,活补体，破坏宿主细胞。属,型超敏反应,。抗体介导损伤的另一,机制是抗原抗体复合物所引起的，即,型超敏反应,（肾小球肾,炎、关节炎、荨麻疹等）,（,2,）细胞介导的免疫病理作用,细胞毒性,T,细胞能特异性杀伤带有病毒抗原的靶细胞，造成组,织细胞损伤。,属,型超敏反应,。,（,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,）非特异性免疫,巨噬细胞,NK,细胞,干扰素，干扰素是由病毒或干扰素诱导剂刺激细胞产生的一组具有高度活性及多种功能的,糖蛋白,。,干扰素的特征,无特异性,作用有种属特异性,诱导细胞产生抗病毒蛋白,对宿主细胞无影响,NK,细胞,-,存在于人外周血和淋巴组织中的一类淋巴细胞,-,杀伤病毒感染的靶细胞和肿瘤细胞,杀伤作用不受,MHC,限制，亦不依赖于特异性抗体,（,2,）特异性免疫,1,）体液免疫,：,中和抗体,（,Ig G,、,Ig M,）：针对病毒表面蛋白质抗原的抗体，能阻止病毒吸附和穿入,血凝抑制抗体,（,Ig G,、,Ig M,）：有血凝素的病毒刺激产生，一些病毒的血抑抗体，有中和病毒作用,补体结合抗体,：无中和作用，产生早，可用于诊断,2,）细胞免疫,CD,4,+,T,细胞,：产生淋巴因子（,IFN,）增强,NK,和,MQ,功能，诱导迟发型超敏反应。,CD,8,+,T,细胞,：识别病毒感染细胞，使其裂解，阻断病毒复制。,抗病毒免疫持续时间,有病毒血症的病毒感染，病后有,牢固性免疫,，持续时间长；只有单一血清型的病毒，病后有,牢固性免疫,，持续时间长；易发生抗原变异的病毒，病后只产生,短暂免疫力,病毒感染的检查方法与防治原则,1,、标本采集与送检,用于分离培养的标本：,采取急性期、防止病毒灭活,血清学诊断的标本：,双份血清,2,病毒的形态学检查：取含有病毒的组织细胞，经染色后用光学显微镜观察病毒包涵体及细胞病变。,电镜和免疫电镜,普通光学显微镜：包涵体,3,、常规分离培养与鉴定,动物接种,鸡胚接种,组织培养,器官培养,移植培养,细胞培养,原代细胞培养,二倍体细胞培养,传代细胞培养,三大培养方法,病毒在细胞内增殖的指标,正常细胞,病变细胞,ELISA for HIV antibody,Microplate ELISA for HIV antibody:coloured wells indicate reactivity,5.,病毒核酸的检测：,(1),病毒核酸杂交技术,是一种,特异,、,快速,、,能定量分型,、,应用面广,的诊断新技术,利用,核苷酸,可在,体外,一定条件下,解离,、,重组,的特性，将一条已知的单链,DNA,或,RNA,用同位素或非放射性核素标记后作为探针，根据,碱基配对原则,，与待测标本中相应的单链,DNA,或,RNA,配对，形成,核酸杂交体,，然后通过,标记物,来检测待定的核酸。,(2),聚合酶链反应（,PCR,）,：,它是一种快速体外扩增特异性,DNA,片段的新技术,。,该法是先将待检标本中,核酸提取,，加热变性为,单链作为模板,然后加入与模板基因有互补关系的引物、合成寡核苷酸所需的,原料及,DNA,多聚酶,等，在一定温度条件下使其,按模板序列合成新的互补链,。经过,25,30,个循环后，就可使,DNA,片段扩增,109,倍，大大提高了检测率此法,敏感性极高,，但需注意因操作时,污染而出现的假阳性,。,(3),基因芯片技术（,microarray chip,）,病毒的快速诊断,光镜,-,包涵体,电镜,免疫荧光,ELISA,分子生物学技术,杂交,PCR,1,、免疫预防,（,1,）人工主动免疫,灭活疫苗,：乙脑疫苗、狂犬疫苗、流感灭活疫苗、,HAV,，,HBV,疫苗等,减毒活疫苗,：脊髓灰质炎疫苗、麻疹疫苗、,HAV,疫苗、,腮腺炎疫苗,亚单位疫苗,：风疹疫苗、基因工程疫苗、合成肽疫苗,病毒感染的防治,（,2,）人工被动免疫,常用制剂有：,抗病毒免疫血清,，现有抗麻疹、抗狂犬病、抗乙型脑炎免疫血清等，这些免疫血清具有显著的预防作用；,人免疫球蛋白制剂,，包括人血清丙种球蛋白、胎盘球蛋白,特异性免疫球蛋白,2,、病毒感染的治疗,1,抗病毒的化学制剂：目前抗病毒化学药物主要有,核苷类药物,。,（,1,）,核苷类药物,：通过,阻抑子代病毒基因的合成与表达,，抑制病毒复制。,常用药物有,:,用于,DNA,病毒感染,：阿糖腺苷、碘尿苷、无环鸟苷、丙氧鸟苷,用于,HIV,感染,：叠氮胸苷（,AZT,）,广谱抗病毒,：,3-,氮唑核苷，对多种,RNA,或,DNA,病毒有抑制作用。,（,2,）,病毒蛋白酶抑制剂,：通过,抑制病毒蛋白酶的活性,，阻止病毒的复制,.,常用药物,有印地那韦、利多那韦等，对,HIV,有一定抑制作用。,（,3,）,其它抗病毒药物,：金刚烷胺或甲基金刚烷胺用于甲型流感的治疗，甲酸磷霉素用于疱疹病毒感染的治疗。,2,干扰素及干扰素诱生剂,:,干扰素具有,广谱抗病毒作用,，主要用,IFN-,，,副作用小,，对某些病毒性疾病的防治有较好的效果,3,中草药,:,黄芪、大青叶、板兰根、贯众,.,4,其他,:,单克隆抗体、治疗性疫苗、细胞因子等免疫制剂,