病毒学 Virology 病原生物学教研室

3000BC ，埃 及孟非思壁画中 长老患小儿麻痹 症。

1 、 1892 年，俄国学者伊凡诺夫斯基发现烟草花叶病原体能 通过细菌滤器，并定名为滤过性病原。 2 、 1898 年，荷兰学者 Beijerinck 命名此种病原体为病毒。 3 、 1898 年，德国学者 Loeffler 和 Frosch 发现了口蹄疫病毒， 揭开动物病毒学新篇章 。 4 、十年后，相继发现了鸡瘟病毒（ 1900 年）、黄热病毒 （ 1901 年）、鸡痘病毒（ 1902 年）、狂犬病病毒（ 1903 年）、鸡白细胞增生病病毒（ 1908 年）、细菌病毒 -- 噬菌体 （ 1915 、 1917 年）等。 病毒的发现

第三十四章 病毒的生物学形状

什么是病毒？ 病毒是一类体积微小、结构简单、只含 有一种类型的核酸、严格细胞内寄生的、对 抗生素不敏感，而对干扰素敏感的非细胞型 微生物。

病毒与其他微生物的比较 特性病毒细菌支原体立克次体衣原体真菌 通过细菌滤器 (0.45μm) 结构非细胞原核细胞 真核细胞 有无细胞壁 核酸类型 DNA 或 RNA DNA ＋ RNA 在人工培养基 上生长 增殖方式复制二分裂 有性或无性 抗生素敏感性 干扰素敏感性

病毒性疾病的现状及特点 传播性广；占传染病的 80 ％。 病死率高； 持续感染； 肿瘤的形成关系；

第一节 病毒形态学 病毒体：具有一定形态结构和感染性的完整病毒 颗粒。 一、病毒的大小和形态 大小： 50 － 250nm 左右。 形态：球形、杆状或丝状、砖形、子弹形、 蝌蚪形等。

葡萄球菌 (1000nm ） 牛痘病毒 300×250nm A B C D E F G 立克次体 450nm 衣原体 390nm A 、大肠杆菌噬菌体 ( 65 ×95nm ) B 、腺病毒 (70nm ) C 、脊髓灰质炎病毒 (30nm ) D 、乙脑病毒 ( 40nm ) E 、蛋白分子 (10nm ) F 、流感病毒 ( 100nm ) G 、烟草花叶病毒

二、病毒的结构和化学组成 基本结构： nucleocapsid 辅助结构： viral envelope 核衣壳 核心 一种类型的核酸小量非结构蛋白 衣壳 壳粒 复合对称 20 面体立体对称 螺旋对称 包膜 蛋白质多糖脂类

病毒体结构模式图 壳粒 衣壳 核心（核样物） 核衣壳 包膜 包膜病毒 包膜子粒

化学组成－病毒核酸 分子量差别显著： 3 ＫＢ－ 400 ＫＢ ; 多种形式存在：ＲＮＡ 或ＤＮＡ； 不同形式复制； 病毒基因组可相互重叠，转录的ＲＮＡ前体可 以多种方式拼接； 与真核细胞基因结构相似，有内含子及非编码区； 具有感染性。

化学组成－病毒蛋白质 结构蛋白： capsid, envelope protein 非结构蛋白： 酶 : 与病毒复制有关的酶； 与致病有关的酶； 调控蛋白： HIV Tat,rev etc;

病毒衣壳 — 病毒 20 面体立体对称模式图 不同病毒核酸结构不同，壳粒数目和排列 也不相同。根据壳粒的排列方式称为对称，病 毒结构由以下几种对称型：

五邻体 六邻体

Icosahedral symmetry

病毒衣壳 — 螺旋对称模式图

病毒衣壳 — 复合对称模式图

衣壳的主要功能：  保护病毒核酸  参与感染过程  具有感染性

病毒衣壳 — 电镜照片

病毒包膜 — 电镜照片

包膜的主要功能：  维护病毒体结构的完整性  与病毒入侵有关  具有抗原性

三、研究病毒形态学的方法  电子显微镜检查法  超过滤法  超速离心法  X 线晶体衍射法

第二节 病毒的增殖 一、 virus replication circle: 吸附 (Adsorption) 穿入 (Penetration) 脱壳 (Uncoating) 生物合成 (Biosynthesis) 装配与释放 (Assembly and Release)

Adsorption （几分至几十分钟）

Penetration 、 Uncoating 融合 --- 有包膜病毒 胞饮 --- 无包膜病毒 直接穿入 在溶酶体酶作用 下，脱壳。

Biosynthesis （隐蔽期） 6 大类型：双链 DNA 病毒 单链 DNA 病毒 单正链 RNA 病毒 单负链 RNA 病毒 双链 RNA 病毒 逆转录病毒 区域： DNA 病毒 核内（除痘病毒） RNA 病毒 胞质（除流感病毒及逆转录病毒）

亲代 DNA mRNA 早期蛋白（功能蛋白） 子代 DNA 子代 mRNA 晚期蛋白（结构蛋白） 子代病毒

单正链 RNA=mRNA 结构和非结构蛋白 中间复制体 正链翻译晚期蛋白 负链复制子代核酸 单负链 RNA 正链 RNA 中间复制体 （依赖 RNA 的 RNA 多聚酶） 复制子代核酸 蛋白 RNA 病毒复制示意图

逆转录病毒复制动画

Assembly and Release

裂解（ Disintegration ） : naked virus cause the host cell lysis 出芽（ Budding ） : enveloped viruses

 缺陷病毒 因病毒基因组不完整或基因发生改变，而不能进行正常增殖所 产生的子代病毒。  辅助病毒 可以辅助缺陷病毒完成正常增殖的病毒。  顿挫感染 病毒进入宿主细胞后，如细胞不能为病毒增殖提供所需要的酶、 能量及必要的成分，则病毒在细胞中不能合成本身的成分，称 为顿挫感染。非容纳细胞、容纳细胞。  干扰现象 两种病毒感染同一种细胞，常发生一种病毒抑制另一种病毒复 制的现象，称干扰现象。机制： IFN 、受体、 DIP 。 二、与病毒增殖有关的异常现象

第三节 病毒遗传学 （一） 基因突变 条件致死性突变株： 温度敏感突变株： 28 － 35 ℃可增殖， 37 － 40 ℃不能增殖，具有减低毒力而保持免疫 原性的特点。 宿主范围突变株：病毒基因组改变影响了对宿 主细胞的感染范围，可感染野生型病毒不能感 染的细胞。 耐药突变株

( 二）基因重组与重配 基因重组：两病毒 的基因组发生互换， 产生具有两个亲代 病毒特性的子代病 毒，并能继续增殖。

 互补作用 当两株病毒感染同一细胞时，有其中一个病毒 株提供另一个病毒增殖所必须而不能生成的基因 产物，使后者能增殖。  表型混合 一种病毒的衣壳或包膜可以包在另一种病毒体 的核酸外面，称为表型混合。  多倍体 有些病毒的不同株同时感染同一细胞，许多基 因组的子代病毒常是多倍体。 ( 三）基因产物的相互作用

表型混合和核壳转移

第四节 理化因素对病毒的影响 一、物理因素的影响  温度 大多数病毒耐冷不耐热。在－ 70 ℃（数月）或－ 196 ℃（数年） 条件下，病毒感染性可保持数月至数年。一般加热 60 ℃经 30min 或 100 ℃数秒钟可使大多数病毒灭活。  pH 值 多数病毒在 pH6 ～ 8 范围内稳定。  射线和 UV 射线使核苷酸链发生致死性断裂； UV 则是在病毒的多核苷酸上形 成双聚体 ( 如胸腺核苷与尿核苷 ) ，抑制病毒 DNA 或 RNA 的复制。

二、化学因素的影响  脂溶剂 乙醚、氯仿、去氧胆酸盐等脂溶剂可使有包膜病毒的包膜脂 质溶解而灭活病毒，失去吸附能力。  消毒剂 过氧乙酸、甲醛等均能使大多数病毒灭活。与细菌相比，病 毒对消毒剂抵抗力强，特别是无包膜的小型病毒。  中草药 板蓝根、大青叶、大黄、贯仲和七叶一枝花等对某些病毒有 一定的抑制作用。

第五节 病毒分类 — 动物病毒

亚病毒：一类比病毒还小的、结构更简 单的微生物。包括类病毒和 Prion 。

缺陷病毒 — HDV