5.病毒学基础I(药学5)

病毒(Virus)是最小的、只含一种类型遗传物质、专性细胞内寄生的非细胞型微生物主要特征与其他微生物主要区别当病毒处于细胞外时并不表现出生命活性，只有其核酸进入易感细胞，才显示出其生命活性，包括病毒物质的合成及对宿主细胞的损伤与人类的关系微生物中发现最晚自然界分布广泛病原性病毒感染的特点发病率高传染性强，感染率高危害严重，病死率高与肿瘤、先天感染、免疫缺陷、老年痴呆有关本次课重点与难点1.病毒的结构及化学组成2.朊粒的本质、基本特点及所致疾病3.病毒的复制周期4.病毒的异常增殖现象第一节病毒的形态结构与分类存在于细胞外的成熟病毒颗粒--病毒体(Virion)形态结构完整有感染性有抗原性一、病毒大小相差悬殊nm为测量单位，EM下可见大小介于50-250nm之间，多数在100nm左右最可靠测量方法是电子显微镜法微生物大小比较示意图葡萄球菌(1000nm）牛痘病毒300×250nmABCDEFG立克次体450nm衣原体390nmA、大肠杆菌噬菌体B、腺病毒C、脊髓灰质炎病毒D、乙脑病毒E、蛋白分子F、流感病毒G、烟草花叶病毒二、病毒形态多样多呈球形或近似球形少数为杆状、丝状、砖状、或子弹状三、病毒的结构1.核心(core)核酸→基因组genome为病毒生命活动提供遗传信息病毒复制的模板2.衣壳（capsid）壳粒（capsomere）非共价连接形成的对称结构保护病毒核酸介导病毒的吸附具有抗原性核心+衣壳---核衣壳（nucleocapsid)裸露病毒核衣壳的对称形式二十面立体对称型：大多数球形病毒螺旋对称型：多数杆状、丝状或弹状病毒复合对称型：痘病毒、噬菌体3.包膜（envelope）病毒成熟后期以出芽方式释放时获得的宿主细胞膜或核膜，表面有病毒基因编码的包膜子粒（刺突spike）保护病毒核酸介导病毒的吸附具有抗原性核衣壳+包膜——包膜病毒病毒体结构模式图壳粒衣壳核心核衣壳包膜包膜病毒包膜子粒四、病毒化学组成1.病毒核酸存在形式多样复制方式多样大小悬殊有内含子，ORF间有重叠较大的遗传不稳定性功能病毒复制的模板决定病毒的生物学活性部分核酸具有感染性2、病毒蛋白质结构蛋白分布于衣壳、包膜和基质中对核酸具有保护作用，稳定病毒形态决定病毒对细胞的亲嗜性具有良好的抗原性，可用于分类及诊断非结构蛋白包括酶及某些具有特殊作用的蛋白质可存在于病毒体内或感染细胞内与病毒的复制有关是具有潜力的药物作用靶点3、脂质和糖主要存在于包膜上，多来源于宿主细胞维持病毒体结构的完整性介导病毒对宿主细胞的吸附侵入与抗原特异性有关与病毒感染引起的发热和中毒症状有关五、亚病毒比病毒更小的传染因子，包括类病毒、拟病毒及朊粒（Prion)朊粒又称蛋白侵染子，1982年由美国Prusiner首先报道1.朊粒的本质传染性蛋白因子，不含核酸蛋白酶抗性蛋白PrP是其基本的结构单位PrPc转变为PrPsc即具有致病性和传染性PrPC与PrPSC的三维结构3.朊粒的抵抗力土壤中可存活20年标准高压蒸汽灭菌不能破坏灭活方法是室温下5%次氯酸钠或1mol/L氢氧化钠处理1hr，再134℃高压蒸汽2hr以上4.朊粒的致病性引起人和动物Prion病。潜伏期长，表现为致死性中枢神经系统的慢性退化性疾患动物Prion病羊瘙痒病水貂传染性脑病鹿慢性消瘦症（CWD）牛海绵状脑病（BSE）猫海绵状脑病（FSE）人类Prion病库鲁病（Kurudisease）克-雅病（CJD）格斯特曼综合症（GSS）致死性家族失眠症（FFI）克-雅病变种（v-CJD）5.Prion病的病理学特征大脑皮质神经元退化，空泡变性，形成淀粉样斑块，星状细胞增生，成为海绵样脑病或白质脑病6.Prion病的防治原则无疫苗及药物主要针对可能传播途径采取预防措施污染物彻底消毒灭菌彻底销毁含病原因子的动物尸体、组织块等患者的组织器官严禁用于移植遵守操作安全规范，加强防范意识预防BSE及vCJD第二节病毒的增殖病毒以复制(replication)方式增殖，这种以病毒核酸为模板的复制方式称为自我复制一、复制周期(replicationcycle)三个阶段七个步骤病毒感染进入宿主细胞病毒生物大分子的合成与核衣壳的装配病毒的成熟及释放吸附、穿入、脱壳生物合成、组装成熟、释放1、吸附接触→非特异性结合→特异性吸附吸附多在60min内完成，最佳温度37℃阻断吸附的代表药物：硫酸多糖类、肝素等2、穿入无包膜病毒以胞饮方式穿入包膜病毒以膜融合方式穿入特别小的病毒直接穿入噬菌体将核酸直接注入细胞内HIV的吸附与穿入示意图3、脱壳多数在穿入时就脱去衣壳有的需溶酶体酶和特异性脱壳酶双重作用流感病毒无需脱壳，可直接转录阻断穿入脱壳的代表药：金刚烷胺、金刚乙胺4、生物合成生物合成阶段也称为隐蔽期包括基因的复制：子代核酸的合成基因的表达：子代病毒蛋白的转录与翻译阻止病毒生物合成的药物：核苷类药、非核苷类似药、蛋白酶抑制剂等病毒核酸类型不同，生物合成规律也不同双链DNA病毒单链DNA病毒单正RNA病毒单负RNA病毒双链RNA病毒逆转录病毒亲代双股DNA核内依赖DNA的RNA多聚酶转录早期mRNA转译复制大量子代DNA（半保留复制）转录晚期mRNA转译晚期蛋白双链DNA病毒生物合成图解早期蛋白质5、装配新合成的核酸和结构蛋白装配成子代核衣壳装配部位可在核内、核膜、胞质或胞质膜6、成熟子代核衣壳发育成有感染性的病毒体成熟的标准形态结构完整具有成熟颗粒的抗原性具有感染性7、释放细胞溶解：多见裸露病毒出芽释放：多见包膜病毒细胞间桥或细胞融合病毒核酸整和阻止装配与释放的代表药物D-葡萄糖胺、二脱氧-D-葡萄糖病毒复制图解二、病毒的异常增殖1.缺陷病毒(defectivevirus)病毒基因组不完整或发生改变需辅助病毒提供所缺物质才能完成正常增殖。例：HDV与HBV2.顿挫感染（abortiveinfection)病毒进入宿主细胞却不能复制的感染过程缺乏病毒复制所需的酶、能量或其它必要组分的非容纳性细胞，是构成顿挫感染的细胞三、干扰现象（interference）两种病毒感染同一细胞或机体，一种抑制另一种增殖的现象1.干扰的可能机制干扰素的产生被干扰病毒的吸附或穿入受到阻止宿主细胞的代谢途径发生改变DIP的出现2.干扰的意义机体非特异性免疫组成干扰病毒疫苗的效果第三节理化因素对病毒的影响病毒受理化因素作用失去感染性，称为灭活。灭活病毒增殖能力受到抑制，但仍保留了许多特性耐冷不耐热盐类可提高其热稳定性在pH5-9的范围内较稳定射线和紫外线灭活的病毒具有光复活作用一、物理因素二、化学因素脂溶剂破坏包膜病毒（乙醚）在50%甘油盐水中存活较久某些染料可使其易被可见光灭活多种化学消毒剂中草药、抗生素、抗病毒化学治疗剂脂质体包裹的重组质粒小结细菌的大小形态；病毒的结构、化学组成及功能；朊粒的概念、特点及所致疾病；病毒的复制周期；缺陷病毒及顿挫感染；病毒的干扰现象；理化因素对病毒的影响中英文关键词病毒virus病毒体virion衣壳capsid核衣壳nucleocapsid包膜envelope刺突spike自我复制selfreplication朊粒prion顿挫感染abortiveinfection缺陷病毒defectivevirus干扰现象interference脂质体包裹的重组质粒思考题1.什么是病毒体？病毒具有哪些特点？2.简述病毒的基本结构。3.简述病毒蛋白在结构及功能上的意义。4.朊粒的化学本质是什么？简述其特点及所致疾病5.以双链DNA病毒为例，简述病毒的复制周期6.何为顿挫感染及缺陷病毒？脂质体包裹的重组质粒预习病毒的感染与免疫；病毒感染的检查与防治原则