1、第五讲 病 毒照片中的蓝色部分就是照片中的蓝色部分就是H5N1H5N1禽流感病禽流感病毒，下面的红色部分则是健康人体细毒，下面的红色部分则是健康人体细胞，照片显示胞，照片显示H5N1H5N1禽流感病毒正在攻禽流感病毒正在攻击健康的细胞。击健康的细胞。l一、病毒的发现一、病毒的发现 18861886年，年，A.MayerA.Mayer发现具有传染性的发现具有传染性的烟草花叶烟草花叶病毒病毒（TMVTMV）。）。1892 1892年，俄国的植物病理学家年，俄国的植物病理学家D.IvanovskyD.Ivanovsky研研究了烟草花叶病的病原究了烟草花叶病的病原,认为它是一种能通过认为它是一种能通过
2、细菌滤器的细菌滤器的“细菌毒素细菌毒素”或极小的或极小的“细菌细菌”。18981898年，年，M.W.BeijerinckM.W.Beijerinck研究了烟草花研究了烟草花叶病病原体，首次提出其病原是一种叶病病原体，首次提出其病原是一种“传染性的活性液体传染性的活性液体”或称或称“病毒病毒”。从此从此,许多学者陆续发现了各种植物病许多学者陆续发现了各种植物病毒、动物病毒和细菌病毒毒、动物病毒和细菌病毒噬菌体。噬菌体。IvanovskyBeijerinkl1935年，W M Stanley首次提纯并结晶了烟草花叶病毒；Bawden等证明烟草花叶病毒的本质为核蛋白。l1940年，Kausche首
3、先用电镜观察到烟草花叶病毒颗粒。l狂犬病最早记载的动物病毒病 l1884年 法国巴斯德Pasteur首次研制狂犬病疫苗Wendell Stanleyl1 1、非细胞结构，基本化学组分是蛋白质和、非细胞结构，基本化学组分是蛋白质和核酸，只含一种类型的核酸，核酸，只含一种类型的核酸，DNADNA或者或者RNARNA。l2 2、个体极其微小，在电镜下可见。其大小个体极其微小，在电镜下可见。其大小用纳米表示。用纳米表示。l3 3、专性活细胞内寄生，只能在特定的活寄、专性活细胞内寄生，只能在特定的活寄主细胞中生活。主细胞中生活。l4 4、对一般抗生素不敏感对一般抗生素不敏感。二、病毒的基本特征二、病毒的
4、基本特征l病毒的大小与形态病毒的大小与形态l病毒大小的测量单位是纳米（病毒大小的测量单位是纳米（nmnm）。）。l病毒的基本形态为球状（腺病毒）、杆状病毒的基本形态为球状（腺病毒）、杆状（TMV)TMV)、蝌蚪状（蝌蚪状（T T偶数噬菌体）。也有子偶数噬菌体）。也有子弹状、丝状、砖状等形态。弹状、丝状、砖状等形态。l此外，还有包涵体（此外，还有包涵体（inclusion bodyinclusion body）。）。烟草花叶病毒烟草花叶病毒T2噬菌体噬菌体脊髓灰质炎病毒脊髓灰质炎病毒P2噬菌体噬菌体l病毒粒子的基本形态 球状、杆状和复合状疱疹病毒疱疹病毒流感病毒流感病毒腺病毒腺病毒弹状病毒卵圆形
5、病毒蝌蚪状病毒杆状病毒砖型病毒丝状病毒球状病毒SARS病毒为冠状病毒乙肝病毒的三种颗粒乙肝病毒甲肝病毒丁肝病毒戊肝病毒l病毒粒子的大小：20nm-300nml有的线形病毒长达数微米螺旋对称形l壳粒沿病毒基因螺旋对称排列，形成杆状的核衣壳，如烟草花叶病毒、狂犬病病毒、正粘和副粘病毒。l烟草花叶病毒为杆状；l狂犬病病毒为弹状；l正粘病毒（流感病毒）和副粘病毒为多形性结构，且有包膜。烟草花叶病毒螺旋对称的代表螺旋对称的代表烟草花叶病毒烟草花叶病毒TMVTMV外形直杆状，长外形直杆状，长300 300 nmnm，宽，宽15 nm15 nm，中空（内，中空（内径为径为4 nm4 nm）由于其核酸有合适的
6、蛋由于其核酸有合适的蛋白衣壳包裹和保护，故白衣壳包裹和保护，故结构十分稳定，甚至在结构十分稳定，甚至在室温下放置室温下放置5050年后仍不年后仍不丧失其侵染力。丧失其侵染力。二十面体对称l壳粒排列形成20面体对称型，有12个顶、20个面和30条棱的立体结构，包裹核酸形成球状或近似球状的结构。20面体的每个面都是等边三角形，由许多壳粒镶嵌组成，见于多数球状病毒。l肠道病毒中的脊髓灰质炎病毒、柯萨奇病毒都是20面体对称球形。双层、多层二十面体衣壳轮状病毒 花椰菜花叶病毒的三层结构双层、多层二十面体衣壳腺病毒是一类动物病毒，腺病毒是一类动物病毒，19531953年首次从手术切年首次从手术切除的小儿扁
7、桃体中分离，引起急性咽炎、咽结除的小儿扁桃体中分离，引起急性咽炎、咽结膜炎、流行性角结膜炎和病毒性肝炎。膜炎、流行性角结膜炎和病毒性肝炎。“球状球状”，无包膜，直径，无包膜，直径70-80 nm70-80 nm，有，有1212个个角，角，2020个面和个面和3030条棱。条棱。二十面体对称的代表二十面体对称的代表腺病毒腺病毒复合对称l病毒体的结构较为复杂，其壳粒排列既有螺旋对称，又有立体对称的形式，如痘病毒和噬菌体。E.coli的的T偶数噬菌体共有偶数噬菌体共有3种种T2、T4和和T6。（1 1）头部：长）头部：长95 nm95 nm、宽、宽65 nm65 nm，椭圆形二，椭圆形二十面体十面体
8、（2 2）颈部：头尾相连处）颈部：头尾相连处（3 3）尾部）尾部复合对称的代表复合对称的代表T偶数噬菌体偶数噬菌体 刚性与柔性病毒粒子烟草花叶病毒：病毒粒子刚硬，不易弯曲。受外力时易折断水稻条纹叶枯病病毒：可弯曲变形水稻条叶枯病毒病毒包膜l某些病毒在衣壳蛋白外由一层包膜围绕。包膜由脂类、蛋白质和糖蛋白组成。大多数有包膜病毒呈球形或多形态，但痘病毒呈砖型，包膜来自细胞膜，但包膜蛋白几乎都由病毒基因编码。l包膜的功能与表面刺突相关。刺突为糖蛋白，能与红细胞结合的糖蛋白谓血凝素（HA）；与细胞表面神经氨酸起作用的称神经氨酸酶（NA）。包膜病毒许多动物病毒具有包膜疱疹病毒疱疹病毒包膜病毒乙型肝炎病毒（
9、HBV）包膜病毒人免疫缺陷病毒（HIV）衣壳形成时为二十面体，在病毒粒子包装成熟时“塌陷”成楔状有包膜螺旋的对称病毒有包膜螺旋的对称病毒埃博拉病毒：在柔性的螺旋对称纤维外面覆埃博拉病毒：在柔性的螺旋对称纤维外面覆以包膜以包膜埃博拉病毒的病毒粒子美国电影极度恐慌（Outbreak)有包膜螺旋的对称病毒副粘病毒(Nipahvirus)：螺旋对称的病毒核衣壳缠绕成团，外覆以包膜。有包膜螺旋的对称病毒麻疹病毒（副粘病毒）有包膜螺旋的对称病毒有包膜螺旋的对称病毒流感病毒：流感病毒：RNARNA基因组分成基因组分成8 8个片段，它们分别个片段，它们分别形成螺旋对称核衣壳，然后聚集在一起，外覆形成螺旋对称核
10、衣壳，然后聚集在一起，外覆以包膜。以包膜。流感病毒流感病毒有包膜螺旋的对称病毒狂犬病毒（弹状病毒）：螺旋对称的核衣壳为短杆状，外覆包膜，但一端内陷，呈子弹状三三 病毒的群体特点病毒的群体特点l种类繁多l多样性丰富l变异迅速l专一性强l有致病性 i.种类繁多所有细胞生物都应该有病毒感染。感染人的病毒有上百类，且不断有新病毒发现。有十多种病毒感染蜜蜂。ii.多样性丰富形态最小：细小病毒（20nm）最大：痘病毒（小细胞，300nm）最长：线状病毒（800-900nm,最长：14000nm）基因组类型：DNA/RNA；单链/双链/部分单链；线状/环状；分段、多分体 iii.变异迅速病毒复制周期短、子代
11、病毒数量多RNA基因组病毒，复制时更容易发生错误DNA复制的出错率：10-7-10-11RNA复制的出错率：10-4 iv.宿主专一性完全依赖特定的宿主细胞，甚至是特定的细胞状态专一性产生的机理：病毒受体，复制酶，传播载体等。但专一性并非绝对（人畜共患病）v.致病性病毒是许多疾病的罪魁1918年大爆发，造成2000万人死亡不到20年，已造成2000多万人死亡及数千万病毒携带者中国有1.5亿携带者，是肝癌的重要病因之一但：致病并非病毒的本意许多古老的病毒与寄主建立了平衡关系大多数病毒因为无明显致病性而不为人所知很多死亡其实是人体免疫系统造成的是否在培养是否在培养基上生长基上生长是否二是否二分分裂
12、分分裂是否同时具有是否同时具有DNA和和RNA是否具有是否具有核糖体核糖体是否具有是否具有胞壁酸胞壁酸对抗生素对抗生素的敏感性的敏感性 细菌细菌支原体支原体病毒病毒立克次氏体立克次氏体衣原体衣原体是是是是是是是是是是否否否否否否*否*否否否是是是是是是是是是是四空斑噬菌斑四 病毒的化学组成七、理化因子对病毒的作用 物理因子和化学因子物理因子和化学因子 保护作用：有益于病毒的生存保护作用：有益于病毒的生存 诱变作用：造成病毒某些生物学特性的改变诱变作用：造成病毒某些生物学特性的改变 灭活作用灭活作用：使病毒活性丧失使病毒活性丧失（1 1）温度）温度(“喜冷怕热喜冷怕热”)作用机制：使病毒蛋白质，
13、特别是病毒的表面蛋作用机制：使病毒蛋白质，特别是病毒的表面蛋白质变性。白质变性。核酸对热的抵抗力较强。核酸对热的抵抗力较强。影响因素：蛋白质、钙、镁、蛋白酶、核酸酶影响因素：蛋白质、钙、镁、蛋白酶、核酸酶 温度的剧烈变化，尤其是反复冻融常可使许多病温度的剧烈变化，尤其是反复冻融常可使许多病毒很快灭活。毒很快灭活。1 1、物理因子、物理因子（2 2）电离辐射）电离辐射机制：电离辐射中的机制：电离辐射中的X X射线和射线和射线作用于其它射线作用于其它物质后产生次级电子，次级电子再通过直接和间接物质后产生次级电子，次级电子再通过直接和间接作用，作用于病毒核酸（作用，作用于病毒核酸（DNADNA或或R
14、NARNA）而使病毒失活而使病毒失活。单链病毒对电离辐射的灭活作用比双链病毒敏感单链病毒对电离辐射的灭活作用比双链病毒敏感约约1010倍。倍。（3 3）紫外线（主要作用于核酸）紫外线（主要作用于核酸）机制：机制：使嘧啶碱基之间形成二聚体使嘧啶碱基之间形成二聚体 DNADNA：TTTT、CTCT、CCCC RNA RNA：UUUU核酸链断裂核酸链断裂分子内或分子间交联分子内或分子间交联核酸和蛋白质之间的交联核酸和蛋白质之间的交联 核酸不能复制和转录，从而导致病毒的灭活，核酸不能复制和转录，从而导致病毒的灭活，但病毒蛋白质的免疫原性仍保持。但病毒蛋白质的免疫原性仍保持。（4 4）超声波）超声波(2
15、0kHz(20kHz的声波的声波)主要以强烈振荡作用对病毒、其它微生物以及主要以强烈振荡作用对病毒、其它微生物以及细胞呈现杀灭或破坏作用。细胞呈现杀灭或破坏作用。病毒学中的应用：破碎细胞，释放病毒粒子病毒学中的应用：破碎细胞，释放病毒粒子2 2、化学因子、化学因子化学灭活剂化学灭活剂化学保护剂化学保护剂 （1 1）化学灭活剂）化学灭活剂酶类酶类蛋白变性剂蛋白变性剂氧化剂氧化剂酸、碱酸、碱其它化学试剂：福尔马林和亚硝酸等其它化学试剂：福尔马林和亚硝酸等酶类酶类 核酸酶核酸酶 破坏核酸破坏核酸 磷脂酶磷脂酶 破坏囊膜磷脂破坏囊膜磷脂 蛋白酶：胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、胃蛋白蛋白酶：胰蛋白酶、胰凝乳蛋
16、白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶等酶、木瓜蛋白酶等p pH H 大多数病毒大多数病毒 pH 6-8 pH 6-8 稳定稳定 pH9.0 pH9.0 迅速灭活迅速灭活脂溶剂脂溶剂乙醚、氯仿、丙酮：灭活有囊膜病毒乙醚、氯仿、丙酮：灭活有囊膜病毒氟里昂、正丁烷：抽提脂质和蛋白质，常用于氟里昂、正丁烷：抽提脂质和蛋白质，常用于病毒提纯病毒提纯机制：与腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶或蛋白质的机制：与腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶或蛋白质的胺基作用。胺基作用。病毒的核酸和蛋白质都有破坏作用，但首先是病毒的核酸和蛋白质都有破坏作用，但首先是作用于病毒的核酸作用于病毒的核酸用于灭活病毒生产疫苗的甲醛浓度：用于灭活病毒生产疫苗的甲醛
17、浓度：0.05-0.05-0.2%0.2%甲醛和戊二醛甲醛和戊二醛 戊二醛戊二醛 对病毒的作用与甲醛相似，但灭活作用更对病毒的作用与甲醛相似，但灭活作用更强，常用于实验室污染器材消毒强，常用于实验室污染器材消毒。机制：机制：烷化剂上的活性烷基使蛋白质分子上游烷化剂上的活性烷基使蛋白质分子上游离的离的-COOH-COOH、-NH-NH2 2、-SH-SH、-OH-OH和核酸分子中的和核酸分子中的N N发生烷基化作用，使病毒的蛋白质和核酸结构发生烷基化作用，使病毒的蛋白质和核酸结构改变，功能丧失，从而被灭活。改变，功能丧失，从而被灭活。种类：种类：环氧乙烷、环氧丙烷、溴化甲烷、环氧乙烷、环氧丙烷、
18、溴化甲烷、丙内酯、乙酰乙烯亚胺等丙内酯、乙酰乙烯亚胺等 病毒学中的应用：病毒学中的应用：气体消毒剂气体消毒剂 灭活病毒，制备疫苗灭活病毒，制备疫苗烷化剂烷化剂 石炭酸石炭酸阳离子去污剂：阳离子去污剂：SDSSDS、去氧胆酸钠去氧胆酸钠非离子去污剂：吐温非离子去污剂：吐温-20-20、吐温、吐温-80-80、NP-40NP-40蛋白质变性剂蛋白质变性剂石炭酸石炭酸 剥离病毒粒子的蛋白质衣壳剥离病毒粒子的蛋白质衣壳吐温和去氧胆酸钠吐温和去氧胆酸钠 破坏病毒的囊膜，但破坏病毒的囊膜，但可保存病毒粒子原来的蛋白结构和抗原性可保存病毒粒子原来的蛋白结构和抗原性。SDS SDS 剥离病毒粒子的蛋白质衣壳剥
19、离病毒粒子的蛋白质衣壳 使蛋白质降解为多肽使蛋白质降解为多肽 溶解病毒囊膜溶解病毒囊膜NP-40 NP-40 裂解病毒蛋白质裂解病毒蛋白质 能够减轻病毒保存过程中其他理化学因子对病毒能够减轻病毒保存过程中其他理化学因子对病毒的损伤，从而保持病毒的感染性、抗原性等生物活性的损伤，从而保持病毒的感染性、抗原性等生物活性的物质。的物质。甘油：甘油：在在50%50%的甘油盐水，病毒可存活达几十天、几个的甘油盐水，病毒可存活达几十天、几个月至几年（牛瘟病毒例外）。月至几年（牛瘟病毒例外）。二甲基亚砜二甲基亚砜DMSODMSO：减少冷冻过程中微小冰晶的形成减少冷冻过程中微小冰晶的形成（2 2）保护剂）保护
20、剂 （一）原核生物的病毒（一）原核生物的病毒噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体即原核生物的病毒，包括噬细菌体、噬放线菌体和嗜蓝细菌体。即原核生物的病毒，包括噬细菌体、噬放线菌体和嗜蓝细菌体。五、病毒及其繁殖方式五、病毒及其繁殖方式1、噬菌体的繁殖、噬菌体的繁殖特点特点：与其他细胞型的微生物不同，噬菌体和一切病毒粒并不存在个体的生：与其他细胞型的微生物不同，噬菌体和一切病毒粒并不存在个体的生长过程，而只有其两种基本成分的合成和进一步的装配过程，所以长过程，而只有其两种基本成分的合成和进一步的装配过程，所以同种病毒同种病毒粒间并没有年龄和大小之别粒间并没有年龄和大小之别。烈性噬菌体，温和噬菌体烈性噬菌体，温
21、和噬菌体：噬菌体的繁殖一般分为：噬菌体的繁殖一般分为5个阶段，即吸附、侵入、个阶段，即吸附、侵入、增殖（复制与生物合成）、成熟（装配）和裂解（释放）。（图增殖（复制与生物合成）、成熟（装配）和裂解（释放）。（图3-6）凡在）凡在短时间内能连续完成以上短时间内能连续完成以上5个阶段而实现其繁殖的噬菌体，称为烈性噬菌体，个阶段而实现其繁殖的噬菌体，称为烈性噬菌体，反之则称为温和噬菌体。反之则称为温和噬菌体。烈性噬菌体所经历的繁殖过程，称烈性噬菌体所经历的繁殖过程，称为为裂解性周期或增殖性周期裂解性周期或增殖性周期。以以E.coli的的T偶数噬菌体为代表：偶数噬菌体为代表：吸附吸附 侵入侵入 增殖增
22、殖 成熟成熟 裂解裂解（1 1）吸附：）吸附：当噬菌体与其相应的特异宿主在水环境中当噬菌体与其相应的特异宿主在水环境中发生偶然碰撞后，如果尾丝尖端与宿主细发生偶然碰撞后，如果尾丝尖端与宿主细胞表面的胞表面的特异性受体接触特异性受体接触，就可触发颈须，就可触发颈须把卷紧的尾丝散开，随即就附着在受体上，把卷紧的尾丝散开，随即就附着在受体上，从而把刺突、基板固着于细胞表面。从而把刺突、基板固着于细胞表面。1 吸附吸附的机理：尾丝尖端与受体发生共价结合。影响因素：噬菌体数量；阳离子；辅助因子；温度。2 2 侵入侵入从吸附到侵入的时间极短，只有几秒到几分从吸附到侵入的时间极短，只有几秒到几分钟。例如钟。
23、例如T4T4只需只需1515秒。秒。（3 3）增殖：）增殖：包括核酸的复制和蛋白质的包括核酸的复制和蛋白质的生物合成。生物合成。核酸进入寄主细胞后，操纵寄主细胞代谢核酸进入寄主细胞后，操纵寄主细胞代谢机能，大量复制噬菌体核酸，以及噬菌体机能，大量复制噬菌体核酸，以及噬菌体各部分各部分“组件组件”。l 首先，噬菌体以其核酸中的遗传信息向宿主细首先，噬菌体以其核酸中的遗传信息向宿主细胞发出指令并提供胞发出指令并提供“蓝图蓝图”，使宿主细胞的代谢，使宿主细胞的代谢系统按严密程序、有条不紊的逐一转向或适度改系统按严密程序、有条不紊的逐一转向或适度改造（酶），从而转变成能有效合成噬菌体所特有造（酶），从
24、而转变成能有效合成噬菌体所特有的组分和的组分和“部件部件”，其中所需的，其中所需的“原料原料”可通过可通过宿主细胞原有核酸等的降解、代谢库内的贮存物宿主细胞原有核酸等的降解、代谢库内的贮存物或从外界环境中取得。或从外界环境中取得。l 一旦大批成套的一旦大批成套的“部件部件”已合成，就在细胞已合成，就在细胞“工厂工厂”里进行突击装配，于是就产生了一大群形里进行突击装配，于是就产生了一大群形态、大小完全相同的子代噬菌体。态、大小完全相同的子代噬菌体。4 4 成熟成熟(装配装配)把把合成的各种合成的各种“部件部件”进行自行装配的过程进行自行装配的过程5 5 裂解裂解(释放释放)最后:大肠杆菌死亡并破
25、裂，释放出里面的病毒，新一代病毒开始新的生命旅程植物病毒植物病毒1 1 植物病毒大多为植物病毒大多为ssRNAssRNA病毒，基本形态为杆状、丝状和球状病毒，基本形态为杆状、丝状和球状（二十面体），一般无包膜。植物病毒对宿主的专一性通常较（二十面体），一般无包膜。植物病毒对宿主的专一性通常较差。差。2 2 植物病毒的增殖过程与噬菌体相似，但在具体细节中有许多植物病毒的增殖过程与噬菌体相似，但在具体细节中有许多差别。差别。（1 1）因它们一般无特殊吸附结构，故只能以被动方式侵入，例）因它们一般无特殊吸附结构，故只能以被动方式侵入，例如可借昆虫（蚜虫、叶蝉、飞虱等）刺吸式口器刺破织物表面如可借昆虫
26、（蚜虫、叶蝉、飞虱等）刺吸式口器刺破织物表面侵入，借植物的天然创口或人工嫁接时的创口而侵入等。侵入，借植物的天然创口或人工嫁接时的创口而侵入等。（2 2）在植物组织中，则可借细胞间连丝而实现病毒粒的扩散和）在植物组织中，则可借细胞间连丝而实现病毒粒的扩散和传播。传播。（3 3）与噬菌体不同的是，植物病毒必须在侵入宿主细胞后，才）与噬菌体不同的是，植物病毒必须在侵入宿主细胞后，才脱去衣壳即脱壳。脱去衣壳即脱壳。人类和脊椎动物病毒人类和脊椎动物病毒1 1 人类的传染病约有人类的传染病约有70%-80%70%-80%是由病毒引起的。在人类是由病毒引起的。在人类恶性肿瘤中，约有恶性肿瘤中，约有15%1
27、5%是由于病毒的感染而诱发的。是由于病毒的感染而诱发的。畜禽病毒病，许多是人畜共患病畜禽病毒病，许多是人畜共患病2 2 种类很多：种类很多：dsDNAdsDNA、ssDNAssDNA、dsRNAdsRNA、ssRNAssRNA，有包膜、，有包膜、无包膜无包膜3 3 增殖过程：增殖过程：（1 1）吸附：大多数动物病毒无吸附结构的分化。少数）吸附：大多数动物病毒无吸附结构的分化。少数病毒如流感病毒在其包膜表面长有柱状或蘑菇状的刺突，病毒如流感病毒在其包膜表面长有柱状或蘑菇状的刺突，可吸附在宿主细胞表面的粘蛋白受体上，腺病毒则可通可吸附在宿主细胞表面的粘蛋白受体上，腺病毒则可通过五邻体上的刺突行使吸
28、附功能。过五邻体上的刺突行使吸附功能。（2 2）侵入：吸附之后，病毒粒可通过）侵入：吸附之后，病毒粒可通过胞饮胞饮：吸附的病毒被细胞膜包围，在细胞质内形成吞：吸附的病毒被细胞膜包围，在细胞质内形成吞噬泡，将整个病毒粒子包入寄主细胞内，如痘类病毒；噬泡，将整个病毒粒子包入寄主细胞内，如痘类病毒；包膜融入细胞膜包膜融入细胞膜：包膜病毒上的刺突与寄主细胞上受：包膜病毒上的刺突与寄主细胞上受体结合，促进了病毒包膜与细胞膜的融合，核衣壳释放体结合，促进了病毒包膜与细胞膜的融合，核衣壳释放到细胞质内，如流感病毒；到细胞质内，如流感病毒；特异受体的转移等作用。特异受体的转移等作用。侵入细胞中，接着就发生脱壳
29、侵入细胞中，接着就发生脱壳、核酸复制和衣壳蛋白的、核酸复制和衣壳蛋白的生物合成，再通过装配、成熟和释放，就形成大量有侵生物合成，再通过装配、成熟和释放，就形成大量有侵染力的子代病毒。染力的子代病毒。4 AIDS4 AIDS：获得性免疫缺陷综合症，：获得性免疫缺陷综合症，8080年代初开始在全球年代初开始在全球流行，流行，“世纪瘟疫世纪瘟疫”、“黄色妖魔黄色妖魔”HIVHIV：人类免疫缺陷病毒。：人类免疫缺陷病毒。（四）昆虫病毒（四）昆虫病毒农林业上常见的鳞翅目害虫的病原体。农林业上常见的鳞翅目害虫的病原体。多角体多角体：多数昆虫病毒可在宿主细胞内形成光镜下成：多数昆虫病毒可在宿主细胞内形成光镜
30、下成多角形的包涵体，称为多角体。多角形的包涵体，称为多角体。其直径一般为其直径一般为3 3m m（0.5-100.5-10m m），成分为碱溶性结晶），成分为碱溶性结晶蛋白，其内包裹着数目不等的病毒粒。蛋白，其内包裹着数目不等的病毒粒。多角体可在细胞核或细胞质内形成，功能是保护病毒多角体可在细胞核或细胞质内形成，功能是保护病毒粒免受外界不良环境的破坏。粒免受外界不良环境的破坏。核型多角体病毒核型多角体病毒质型多角体病毒质型多角体病毒亚病毒亚病毒：凡在核酸和蛋白质两种成分中，只含其中之一的分子病原体，称为亚：凡在核酸和蛋白质两种成分中，只含其中之一的分子病原体，称为亚病毒，包括类病毒、拟病毒和朊
31、病毒病毒，包括类病毒、拟病毒和朊病毒3 3类。类。一一 类病毒类病毒类病毒类病毒是一类只含是一类只含RNARNA一种成分、专性寄生在活细胞内的分子病原体。一种成分、专性寄生在活细胞内的分子病原体。目前只在植物体中发现。其所含的核酸为裸露的环状目前只在植物体中发现。其所含的核酸为裸露的环状ssRNAssRNA,但形成的二级结构但形成的二级结构却像一段末端封闭的短却像一段末端封闭的短dsRNAdsRNA分子，通常由分子，通常由246-375246-375个核苷酸分子组成，相对分个核苷酸分子组成，相对分子质量很小，还不足以编码一个蛋白质分子。子质量很小，还不足以编码一个蛋白质分子。典型的类病毒是典型
32、的类病毒是PSTDPSTD类病毒（类病毒（PSTVPSTV）,是由是由T.O.DienerT.O.Diener于于19711971年发现的。年发现的。PSTDPSTD：马铃薯纺锤块茎病：马铃薯纺锤块茎病亚病毒亚病毒拟病毒拟病毒拟病毒拟病毒：又称类类病毒，壳内病毒或病毒卫星，是指一类包裹在真病毒粒中：又称类类病毒，壳内病毒或病毒卫星，是指一类包裹在真病毒粒中的有缺陷的类病毒。的有缺陷的类病毒。拟病毒极其微小，一般仅有裸露的拟病毒极其微小，一般仅有裸露的RNA或或DNA所组成，被拟病毒所组成，被拟病毒“寄生寄生”的的真病毒又称真病毒又称辅助病毒辅助病毒，拟病毒则成了它的，拟病毒则成了它的卫星（卫星
33、病毒）卫星（卫星病毒）。拟病毒的复制。拟病毒的复制必需依赖辅助病毒的协助。同时，拟病毒也可干扰辅助病毒的复制和减轻其必需依赖辅助病毒的协助。同时，拟病毒也可干扰辅助病毒的复制和减轻其对宿主的危害。（生物防治）对宿主的危害。（生物防治）拟病毒由澳大利亚人拟病毒由澳大利亚人Randles首次在绒毛烟的斑驳病毒（首次在绒毛烟的斑驳病毒（VTMoV）中分离到）中分离到（1981）。）。VTMoV是一种直径为是一种直径为30nm的二十面体病毒，在其核心中除含有的二十面体病毒，在其核心中除含有大分子线状大分子线状ssRNA（RNA-1）外，还含有环状）外，还含有环状ssRNA（RNA-2）及其线状形）及其
34、线状形式（式（RNA-3），后两者即为拟病毒。实验证明，只有当），后两者即为拟病毒。实验证明，只有当RNA-1（辅助病毒）（辅助病毒）与与RNA-2或或RNA-3（拟病毒）合在一起时才能感染宿主。（拟病毒）合在一起时才能感染宿主。目前已在许多植物病毒中发现了拟病毒。近年来，在动物病毒中也发现了拟目前已在许多植物病毒中发现了拟病毒。近年来，在动物病毒中也发现了拟病毒。丁型肝炎病毒，其实就是一种拟病毒（含病毒。丁型肝炎病毒，其实就是一种拟病毒（含ssRNA），它的），它的“宿主宿主”即即辅助病毒是乙型肝炎病毒（辅助病毒是乙型肝炎病毒（HBV）。）。七、病毒与实践七、病毒与实践1 1、噬菌体与发酵工
35、业、噬菌体与发酵工业大罐液体发酵受噬菌体严重污染时，轻则引起发大罐液体发酵受噬菌体严重污染时，轻则引起发酵周期延长、发酵液变清和发酵产物难以形成等酵周期延长、发酵液变清和发酵产物难以形成等事故，重则造成倒罐、停产甚至危及工厂命运。事故，重则造成倒罐、停产甚至危及工厂命运。措施：措施：不用可疑菌种；注意环境卫生；勿乱弃活不用可疑菌种；注意环境卫生；勿乱弃活菌液；灭菌要彻底；通气质量要保证；经常筛选、菌液；灭菌要彻底；通气质量要保证；经常筛选、轮换菌种；严格会客制度等。轮换菌种；严格会客制度等。2 2、昆虫病毒用于生物防治、昆虫病毒用于生物防治优点：资源丰富、致病力强、专一性优点：资源丰富、致病力
36、强、专一性强强现阶段由于其杀虫速度慢、不易大规现阶段由于其杀虫速度慢、不易大规模生产、在野外易失活和杀虫范围在模生产、在野外易失活和杀虫范围在等缺点，还难以普遍推广。等缺点，还难以普遍推广。l 昆虫病毒类型：昆虫病毒类型：l 核型多角体病毒核型多角体病毒NPVNPV（nuclear nuclear polyhedronsispolyhedronsis virusvirus）：）：l 在昆虫细胞核内增殖，具有蛋白质包涵体的双链在昆虫细胞核内增殖，具有蛋白质包涵体的双链DNADNA杆状病毒。经口感染后侵入细胞核，在核内增杆状病毒。经口感染后侵入细胞核，在核内增殖并形成多角体，每个多角体含许多病毒束
37、，每个殖并形成多角体，每个多角体含许多病毒束，每个病毒束含一个或多个病毒粒子。病毒束含一个或多个病毒粒子。l 发病症状：感染后食欲减退，动作迟钝身体变软、发病症状：感染后食欲减退，动作迟钝身体变软、皮肤易破裂，体内组织液流出，有虫体倒挂现象。皮肤易破裂，体内组织液流出，有虫体倒挂现象。质型多角体病毒质型多角体病毒CPVCPV（cytoplasmiccytoplasmic polyhedronsispolyhedronsis virus virus）：）：是一类在昆虫细胞质内增殖的具有蛋白质包涵体是一类在昆虫细胞质内增殖的具有蛋白质包涵体的双链的双链DNADNA球状病毒。经口感染后进入消化道。球
38、状病毒。经口感染后进入消化道。碱性胃液将多角体蛋白质溶解并释放出病毒粒子，碱性胃液将多角体蛋白质溶解并释放出病毒粒子，侵入中肠上皮细胞人，在细胞质内增殖，每个包侵入中肠上皮细胞人，在细胞质内增殖，每个包涵体含多个病毒粒子。涵体含多个病毒粒子。发病症状：感染后食欲不振、上吐下泄、大量失发病症状：感染后食欲不振、上吐下泄、大量失水而死，无虫体倒挂现象。水而死，无虫体倒挂现象。3 3、病毒在基因工程中的应用、病毒在基因工程中的应用载体载体：在基因工程操作中，把外源目的基因导：在基因工程操作中，把外源目的基因导入受体细胞并使之表达的中介体，称为载体。入受体细胞并使之表达的中介体，称为载体。除原核生物中
39、的质粒外，病毒是最好的载体。除原核生物中的质粒外，病毒是最好的载体。游离于原核生物染色体外具有独立复制能力的游离于原核生物染色体外具有独立复制能力的小型共价闭合环状小型共价闭合环状DNADNA分子，又称分子，又称cccDNAcccDNA。在大在大肠杆菌细胞中，染色体肠杆菌细胞中，染色体DNADNA和质粒和质粒DNADNA分别独自分别独自复制。质粒中，有些称为附加体的复制。质粒中，有些称为附加体的DNADNA能整合进能整合进染色体染色体DNADNA，这时它的复制就和后者同步进行。，这时它的复制就和后者同步进行。l 四、朊病毒四、朊病毒（Prion）l 朊病毒（朊病毒（prionprion）是一类
40、具有侵染性、不含核酸，是一类具有侵染性、不含核酸，并能在宿主细胞内复制的小分子无免疫性疏水蛋白并能在宿主细胞内复制的小分子无免疫性疏水蛋白质。如人的库鲁病（质。如人的库鲁病（KuruKuru）、）、羊搔痒病（羊搔痒病（scrapiescrapie in sheepin sheep）、）、疯牛病（疯牛病（mad cow diseasemad cow disease）等的病原等的病原体为朊病毒，这些疾病潜伏期长，对中枢神经系统体为朊病毒，这些疾病潜伏期长，对中枢神经系统的功能有严重的影响。的功能有严重的影响。l 19821982年，美国科学家年，美国科学家S.B.PrusinerS.B.Prusi
41、ner在研究羊搔痒在研究羊搔痒病病原体时发现朊病毒，并因此获得病病原体时发现朊病毒，并因此获得19971997年诺贝尔年诺贝尔生理学和医学奖。生理学和医学奖。l 朊病毒通常借食物进入消化道，再经淋巴系统侵朊病毒通常借食物进入消化道，再经淋巴系统侵入大脑。入大脑。朊病毒朊病毒：是一类不含核酸的传染性蛋白质分子，：是一类不含核酸的传染性蛋白质分子，因能引起宿主体内现成同类蛋白质分子发生与其因能引起宿主体内现成同类蛋白质分子发生与其相似的构象变化，从而可使宿主致病。相似的构象变化，从而可使宿主致病。朊病毒由美国学者朊病毒由美国学者S.B.PrusinerS.B.Prusiner于于19821982年
42、研究羊年研究羊瘙痒病时发现。（于瘙痒病时发现。（于19971997年获得了诺贝尔奖）年获得了诺贝尔奖）羊瘙痒病羊瘙痒病羊瘙痒病朊病毒蛋白羊瘙痒病朊病毒蛋白“PrPPrPScSc”牛海绵状脑病（疯牛病）牛海绵状脑病（疯牛病）-“-“PrPPrPBSEBSE”，来自于，来自于羊瘙痒病，羊的肉骨粉饲牛。羊瘙痒病，羊的肉骨粉饲牛。人的克人的克雅氏病（一种早老性痴呆病，病原同疯雅氏病（一种早老性痴呆病，病原同疯牛病）；库鲁病（一种震颤病）；牛病）；库鲁病（一种震颤病）；G-SG-S综合症等。综合症等。朊病毒是一类小型蛋白质颗粒，约由朊病毒是一类小型蛋白质颗粒，约由250250个氨基个氨基酸组成，大小仅为
43、最小病毒的酸组成，大小仅为最小病毒的1%1%。据报道，其。据报道，其毒性很强，毒性很强，1g1g含朊病毒的鼠脑可感染含朊病毒的鼠脑可感染1 1亿只小鼠。亿只小鼠。与真病毒的主要区别是：呈淀粉样颗粒状；无与真病毒的主要区别是：呈淀粉样颗粒状；无免疫原性；无核酸成分；由宿主细胞内的基因免疫原性；无核酸成分；由宿主细胞内的基因编码；抗逆性强，能耐杀菌剂（甲醛）和高温编码；抗逆性强，能耐杀菌剂（甲醛）和高温（约（约120-130120-130处理处理4 4小时后仍具感染性）小时后仍具感染性）朊病毒的发病机制都是因存在于宿主细胞内的朊病毒的发病机制都是因存在于宿主细胞内的一些正常形式的细胞朊蛋白（一些正
44、常形式的细胞朊蛋白（PrPPrPc c）发生折叠错）发生折叠错误后变成了致病朊蛋白（误后变成了致病朊蛋白（PrPPrPScSc）而引起的。）而引起的。疯牛病l 19851985年年4 4月月2525号这个日子对英国兽医惠特克（号这个日子对英国兽医惠特克（Colin Colin WhitakerWhitaker）来说是难以忘记的，可以追溯的英国第）来说是难以忘记的，可以追溯的英国第一例疯牛病案例就来自于他的记录。这天位于肯特一例疯牛病案例就来自于他的记录。这天位于肯特郡中部的普仑顿庄园农场的奶农给惠特克来电说一郡中部的普仑顿庄园农场的奶农给惠特克来电说一头奶牛行为怪异，请他过去看看。惠特克检查后
45、认头奶牛行为怪异，请他过去看看。惠特克检查后认为是卵巢囊肿导致它出现攻击性并且丧失身体平衡为是卵巢囊肿导致它出现攻击性并且丧失身体平衡，初步治疗似乎很成功，但数周后病情开始呈进行，初步治疗似乎很成功，但数周后病情开始呈进行 性加重，最终它还是死了，被宰杀后送去做了饲料性加重，最终它还是死了，被宰杀后送去做了饲料。接下来。接下来1818个月中，庄园里又有个月中，庄园里又有7 7头奶牛生病死亡头奶牛生病死亡。到。到19861986年，英格兰西南部的三个郡中都发现了相年，英格兰西南部的三个郡中都发现了相似病例均无法救治。似病例均无法救治。l19961996年年3 3月月2020日，英国政府宣布，英国
46、日，英国政府宣布，英国2020余余名克名克-雅氏病患者与疯牛病传染有关，引起雅氏病患者与疯牛病传染有关，引起世界的震惊。为此，英国将疯牛病疫区的世界的震惊。为此，英国将疯牛病疫区的11001100多万头同群牛屠宰处理，造成了约多万头同群牛屠宰处理，造成了约300300亿美元的损失，并引起了全球对英国牛肉亿美元的损失，并引起了全球对英国牛肉的恐慌。的恐慌。疫病名疫病名传播动物传播动物时间时间死亡率死亡率鼠疫鼠疫鼠，跳蚤鼠，跳蚤6 6世纪世纪30%-100%30%-100%霍乱霍乱鸡鸡1818世纪世纪30%-100%30%-100%埃博拉埃博拉啮齿类动物啮齿类动物 19761976年年50%50%
47、90%90%艾滋病毒艾滋病毒疑是非洲绿疑是非洲绿猴猴19801980年年61%61%疯牛病疯牛病牛牛19851985年年100%100%禽流感禽流感鸡鸭、鸽子鸡鸭、鸽子 19971997年年33.3%33.3%尼巴病毒尼巴病毒狐蝠狐蝠19981998年年50%50%左右左右猴痘猴痘岗比亚土拨岗比亚土拨鼠鼠20032003年年10%10%曾经袭击人类的疫情回顾曾经袭击人类的疫情回顾 我国怎样杜绝疯牛病我国怎样杜绝疯牛病l 目前，我国没有发现疯牛病，但一定要提高警惕。目前，我国没有发现疯牛病，但一定要提高警惕。要做到：要做到：l 一、堵漏洞，海关进出口要堵住。一、堵漏洞，海关进出口要堵住。l 二、
48、查内源，要查我们本土自己的牛羊有没有朊病二、查内源，要查我们本土自己的牛羊有没有朊病毒引起的疾病。朊病毒可打破种群界限，现发现毒引起的疾病。朊病毒可打破种群界限，现发现1818种动物都会得到传染，其中种动物都会得到传染，其中1616种通过消化道传染。种通过消化道传染。l 三、强基础，加强基础研究。目前，朊病毒研究被三、强基础，加强基础研究。目前，朊病毒研究被列入国家列入国家“863”863”项目，也获得国家自然科学基金项目，也获得国家自然科学基金的资助，已建立多项具有知识产权的诊断方法。的资助，已建立多项具有知识产权的诊断方法。8.7.3 8.7.3 疯牛病朊病毒疯牛病朊病毒p疯牛病疯牛病(“
49、mad cow”disease)学名为学名为“牛海绵牛海绵状脑病状脑病”(Bovine Spongiform Encephalopath-BSE)，是一种发生在牛身，是一种发生在牛身上的进行性中枢神经系统病变，症状与羊瘙痒上的进行性中枢神经系统病变，症状与羊瘙痒症类似，俗称症类似，俗称“疯牛病疯牛病”。病牛脑组织呈海绵。病牛脑组织呈海绵状病变，并出现步态不稳、平衡失调、搔痒、状病变，并出现步态不稳、平衡失调、搔痒、烦燥不安等症状，通常在烦燥不安等症状，通常在14至至90天内死亡。由天内死亡。由于种类的不同，疯牛病的潜伏期长短不同，一于种类的不同，疯牛病的潜伏期长短不同，一般在般在2到到 30年
50、之间。年之间。n 20世纪世纪80年代中期至年代中期至90年代中期是疯牛病暴发流行期，年代中期是疯牛病暴发流行期，主要的发病国家如英国及其他欧洲国家有大量的牛患病主要的发病国家如英国及其他欧洲国家有大量的牛患病并被宰杀，发生疯牛病国家的牛肉及牛肉制品的出口受并被宰杀，发生疯牛病国家的牛肉及牛肉制品的出口受到了严格的限制。到了严格的限制。n 尽管欧洲各国纷纷采取预防措施，但是到了尽管欧洲各国纷纷采取预防措施，但是到了1989年，疯年，疯牛病还是攻破了英国的近邻爱尔兰的大门。瑞士和法国牛病还是攻破了英国的近邻爱尔兰的大门。瑞士和法国1990年也各自发现了第一例疯牛病。到年也各自发现了第一例疯牛病。
