第七章 病毒和亚病毒 主讲人：刘石泉

主要内容： 7.1 概述 7.2 真病毒 7.3 亚病毒

7.1 概述 1. 微生物学是一个年轻的学科，而病毒的发现与研究 则历 史更短。 2. 病毒研究的简史 7.1 概述 1. 微生物学是一个年轻的学科，而病毒的发现与研究 则历　 史更短。 2. 病毒研究的简史 　（1）古希腊　Aristotle　于公元前4世纪　狂犬病的症状。 　　　 中国　　印度 　 于公元前2－3世纪　记载天花。

（2）认识病毒-19世纪末 1892年 Russia D.Ivanovsky 烟草花叶病的感染因子可通过细菌滤器 1898年 Holland M.W.Beijerinch 烟草花叶病的感染因子可被乙醇沉淀，但在人工培养基上不能生长。给该病原体起名叫：病毒。 Locffler Frosch 口蹄疫病毒 1908年 鸡Rous肉瘤病毒。

（3）电镜下观察与化学分析时期 1935年，America stanlay　　提纯、结晶TMV，获诺贝尔奖金。 1940年，Germany Ksusche　电镜下看到TMV为杆形。 （4）分子生物学研究期 1952年　Hershey, chase同位素实验证实DNA是phage遗传物质。 1970年　Baltimere, Temin单链RNA病毒中发现反转录酶及其 致癌作用。 1971年　　　　　　　　　 类病毒 1982年　　　　　　　　　 朊病毒 1983年　　　　　　　　　 拟病毒

病毒的特性 (1) 病毒个体微小,电子显微镜下才能看见： 病毒的大小：20nm～300nm 最大的病毒相当于最小的细胞 (2) 没有细胞结构,其主要成分仅为核酸和蛋白质两种,又称分子生物 -病毒不是由细胞组成的; -具有化学大分子的特征.

－只能利用宿主活细胞内现成的代谢系统合成自身的核酸和蛋白质组分; (3) 仅含一种核酸： 病毒的基因组可以是DNA，也可以是RNA （细胞的基因组都是DNA，同时细胞还有mRNA、tRNA和rRNA） (4) 大部分病毒没有酶或酶系极不完全，缺乏能量代谢系统，不能进行独立的代谢作用 －只能利用宿主活细胞内现成的代谢系统合成自身的核酸和蛋白质组分;

(5) 严格的活细胞内寄生，没有自身的核糖体，没有个体生长，也不进行二均分裂，病毒通过复制、装配形成子代。

病毒的定义 迄今仍无一个科学而严谨的定义； 1990年，Fields等提出的定义，病毒为具有独立于其宿主的进化史的绝对细胞内寄生物，它的DNA或RNA基因组被其所编码的蛋白质壳体化。 非细胞生物 （真）病毒：至少含核酸和蛋白质二种组分 亚病毒 类病毒：只含具侵染性的RNA组分 卫星RNA：只含有不具侵染性RNA组分 朊病毒：只含蛋白质

病毒的宿主范围 动物病毒：原生动物病毒、无脊椎动物病毒、脊椎动物病毒； 植物病毒： 细菌病毒：噬菌体

病毒的群体特征 病毒本身无法用显微镜看见，但是当它们大量聚集并使宿主细胞发生病变时，就形成了具有一定形态构造并可用光学显微镜加以观察和识别的特殊“群体”。 动植物细胞中的病毒包涵体：被感染细胞中未装配的病毒亚基和完整病毒的聚合体，在光学显微镜下可见的异常染色颗粒；

病毒的包涵体 为光镜下可见的圆形或卵圆状的小体。 昆虫为多角体包涵体； 天花病毒形成顾氏小体的包涵体； 狂犬病毒的包涵体叫内基氏小体。

噬菌斑或称蚀斑：噬菌体在细菌平板的菌苔表面形成的透明、不生长细菌小圆斑(负菌落)； 各类细菌的 噬菌体有一定的形状、 大小、边缘和透明度，故可作为鉴定的指标。 动物病毒在宿主单层细胞培养物上形成的空斑； 植物病毒在植物叶片上形成的枯斑（病斑）；

7.2 真病毒 一、形态与化学组成； 二、真病毒研究的基本方法； 三、真病毒增殖性侵染过程； 四、病毒的非增殖性感染

病毒颗粒或毒粒的定义 病毒颗粒或毒粒是病毒的细胞外颗粒形式,也是病毒的感染性形式. 病毒颗粒或毒粒是一团能够自主复制的遗传物质,它们被蛋白质外壳所包围,有的还具有包膜,以保护遗传物质免遭环境破坏,并作为将遗传物质从一个宿主细胞传递给另一个宿主细胞的载体。

一、形态与化学组成 1. 大小：纳米度量，绝大多数可透过细菌滤器（0.22－0.45μm） 2. 形态 病毒粒子（virion）形态各异，非细胞结构。 其颗粒的形态有球形、杆状、砖形、卵圆形、弹状、丝状和蝌蚪状。

3. 病毒的构造和化学组分 核心：DNA或RNA 核衣壳 病毒粒子 （基本结构） 衣壳：由若干衣壳粒构成（蛋白质） 包膜： 包膜：　 （非基本结构） 核心：DNA或RNA 衣壳：由若干衣壳粒构成（蛋白质） 有类脂或脂蛋白和糖蛋白

（1） 核酸 一种病毒只含一种核酸，多为单倍体（逆转录病毒为二倍体）。 核酸类型：单链DNA（ssDNA）、双链DNA（dsDNA）、单链RNA（ssDNA）、双链RNA（dsRNA）

外形表现：线状或环状。 　　 核酸极性： 正链RNA　 +RNA 病毒ssRNA 可作为mRNA直接翻译; 负链RNA -RNA 病毒ssRNA 与mRNA序列互补; 正链DNA 　 +DNA 病毒单链DNA与mRNA序列相同; 负链DNA　 -DNA 　病毒单链DNA与mRNA序列互补. 双意RNA：部分为正极性，部分为负极性。见于布尼亚病毒、沙粒病毒。

感染性核酸：根据病毒核酸转染的结果，即将从病毒毒粒或病毒感染的细胞抽提分离的病毒核酸实验性地导入细胞，若能启动病毒复制循环，产生子代毒粒，则此种病毒核酸为～。否则为非感染性核酸. 分段基因组：某些病毒的基因组由数个不同核酸分子构成。（正粘病毒科的流感病毒）

（2）蛋白质 ① 壳体蛋白：构成病毒壳体结构的蛋白质,由一条或多条多肽链折叠形成的蛋白质亚基是构成壳体蛋白的最小单位. 可以是一种或少数几种蛋白，也有的衣壳蛋白可多达20多种。 作用：保护、吸附、侵入、抗原。　　 包膜蛋白 包膜糖蛋白：N－乙酰葡萄糖胺+天冬酰胺残基。 主要表面抗原，多是病毒吸附蛋白,与细胞受体相互作用。 基质蛋白：位于包膜与核衣壳之间，见于正粘、粘病毒中，介导核衣壳与包膜糖蛋白识别。

毒粒酶 参与病毒侵入、释放：T4噬菌体溶菌酶、流感病毒的神经氨酸酶等。 参与病毒大分子合成：逆转录病毒的逆转录酶。 （3） 脂类：包膜，源于宿主 （4）糖类：糖蛋白、糖脂的组成成分，来于宿主。

4. 对称机制 杆状： 烟草花叶病毒（TMV）等。 无包膜 丝状： 大肠杆菌的f1、fd、M13噬菌体。 螺旋对称 无包膜　 丝状：　大肠杆菌的f1、fd、M13噬菌体。 螺旋对称 卷曲状：正粘病毒（流感病毒）等。 有包膜　 弹状：　狂犬病毒，水泡性口膜炎病毒。 对称体制 小型：　脊髓灰质炎病毒，φX174噬菌体。　 二十面体 对称 无包膜 大型：　腺病毒等。 有包膜： 　　 　疱疹病毒等。　 无包膜： 　　　大肠杆菌的T偶数噬菌体（蝌蚪 状）等。　 复合对称 有包膜： 痘病毒（砖块状）　

螺旋对称衣壳 衣壳蛋白与核酸直接结合，排列成螺旋结构

螺旋对称结构的变化 有的螺旋对称的结构可以弯曲，甚至盘旋成团，带有包膜。 埃博拉病毒 流感病毒

二十面体对称（等轴对称） 二十面体对称的特点 十二个顶点 二十个面 三十条棱

5. 几种典型形态病毒 （1）螺旋形对称病毒的代表－烟草花叶病毒（TMV） 化学组成：95%蛋白，5%单链RNA（ssRNA）, 2130个衣壳粒逆时针方向排列，6390 个核苷酸，每3个核苷酸结合一个衣 壳粒。 侵 染：烟草、菜豆等 其他代表：丝状噬菌体科的M13、Fd，植物病毒 中烟草脆裂病毒组，大麦病毒组。

螺旋对称　　烟草花叶病毒 衣壳蛋白与核酸直接结合，排列成螺旋结构

（2）二十面体对称——腺病毒（Adenovirus） 外形与化学组成：12角、20面、30棱，252个衣壳粒＝12（五邻体）+240（六邻体）; 双链DNA（dsDNA）形成核心。 培养：只能在人的组织细胞上，如羊膜细胞、Hela 细胞株，尤其适宜生长于人胎肾组织细胞。 发现：小儿扁桃体。 可侵染呼吸道、眼结膜、淋巴组织引起急性咽炎、 咽结膜炎、流行性结膜角膜炎、病毒性肺炎。 其他代表：小RNA病毒科（脊髓灰质炎病毒Ι型、　　　　　　　　3型），口蹄疫病毒。

二十面体对称　　腺病毒

（3）复合对称-------T偶噬菌体（T4） 头部：椭圆形二十面体，212个衣壳粒，线状双链 DNA 颈部：颈环、须（裹住吸附前的尾丝） 尾鞘：144衣壳粒（蛋白亚基）缠绕而成24环螺旋，T偶噬菌体有可伸缩的尾鞘。 尾管：头部核酸注入突主细胞的必经之路。 基板：有中央孔的六角形盘状物。 刺突：有吸附功能。 尾丝：专一性吸附在宿主细胞表面受体上。 尾部

复合对称　　T偶数噬菌体 T4通过尾丝吸附于宿主大肠杆菌表面。吸附后，基板受到构象上的刺激，中央孔开口，释放溶菌酶并水解部分细胞壁，接着尾鞘蛋白收缩成原来的一半，把尾管插入宿主细胞中。

二、真病毒研究的基本方法 ㈠ 分离与纯化 1. 分离：处理疑似标本－接种敏感宿主－孵育－检测。 （1）标本的采集与处理： ㈠ 分离与纯化 1. 分离：处理疑似标本－接种敏感宿主－孵育－检测。 （1）标本的采集与处理： 　　 标本（发酵倒罐液，可疑病毒感染者的体液、血液、粪便）应含有足够量的活病毒，为了避 免细菌污染，一般加入抗菌素除菌，为了使细 胞内的病毒充分释放，还须破碎细胞，大多数病毒对热不稳定，经处理后应立即接种。 保存：1:1甘油保存。

（2）标本接种与感染表现 标本接种于何种实验宿主主要取决于病毒的宿主范围和　　 组织嗜性，同时应考虑操作简单、易于培养。 噬菌体：培养基平板上形成噬菌斑; 细菌培养液变清。 动物病毒: 标本可接种于实验动物、鸡胚和多种细胞　　　 　培养。多数动物病毒采用细胞培养进行分离；细胞病变效应包括细胞聚集成团、肿大、圆缩、脱落细胞融合，出现包涵体，乃至细胞裂解。出现蚀斑 植物病毒与动物病毒类似，在敏感植物叶片上出现坏死斑，或称枯斑。

2. 纯化 纯化：利用一切方法将病毒培养混合物中杂质除去，得到纯净病毒材料的过程。 (1) 标准：① 保持感染性；② 均一的理化性质。 (1) 标准：① 保持感染性；② 均一的理化性质。 (2) 方法 ① 化学法：蛋白质提纯方法（盐析、等电点 沉淀、凝胶层析、离子交换） ② 物理法：病毒包含许多大分子（蛋白质、核酸），可用超速离心法（较细胞蛋白沉降快）。

㈡ 病毒的测定----定量分析 1. 物理颗粒计数 （1）电镜下直接计数 （2）血细胞凝集试验（包膜糖蛋白、脊椎动物红细胞 　 1. 物理颗粒计数 　　 （1）电镜下直接计数 　　 （2）血细胞凝集试验（包膜糖蛋白、脊椎动物红细胞 　　 （3）酶联免疫吸附（ELISA） 　　　以上三种方法测定的是病毒物理颗粒的数目，即有活　　　力的病毒与无活力的病毒数量的总和；后两种方法测　　　定的是样品中病毒颗粒的相对数量。

2. 病毒感染性测定 病毒感染性测定：有感染性的病毒粒子的数量 　 该方法测得的并非有感染性病毒粒子的绝对数量，而是 能够引起宿主或宿主细胞一定特异性反应的最小剂量，即病毒的感染单位（infectious units，IU） 效价：单位体积（ml）病毒悬液的感染单位数目（IU/ml） (1) 噬菌斑测定 噬菌斑：将含少量噬菌体的悬液与高浓度的宿主 细胞及半固体营养混合，铺 布于高浓度固体培养基上，经数小时到 10余小时后，在布满宿主细胞的菌苔上看到一个个透亮不长菌的小圆斑。统计噬菌斑数目后即可计算出悬液效价。

（2）蚀斑法：与噬菌体的噬斑计数类似；由于动物病毒在单层细胞培养上产生的蚀斑表现不同，故方法分为：空斑测定、合胞体计数、转化测定和吸蚀斑测定。 （3）坏死斑测定：植物病毒，金刚砂辅助病毒侵入。 （4）终点法：不能用蚀斑法或坏死斑法测定的动植物病毒可用终点法测定。以单元群体中（细胞、鸡胚、动物、植　　　　　物）半数个体出现某一感染反应所需的病毒剂量来确定病毒样品的效价，称做半数效应剂量。

㈢ 病毒的鉴定 1. 宿主范围和感染表现鉴定：病毒的宿主谱和感染的表现形态是初步鉴定的指标。 2. 理化性质鉴定：大小形态、核酸类型； ㈢ 病毒的鉴定 1. 宿主范围和感染表现鉴定：病毒的宿主谱和感染的表现形态是初步鉴定的指标。 2. 理化性质鉴定：大小形态、核酸类型；　 3. 分子生物学方法：SDS-PAGE、蛋白质的肽图和N末端氨基酸分析、核酸的酶切图谱、分子杂交、序列测定、多聚酶链反应等方法鉴定病毒核酸、蛋白质等组分的性质； 4. 血细胞凝集性质鉴定：病毒吸附于一定种类哺乳动物或禽类的红血球细胞表面产生凝集现象。不同的病毒凝集的血细胞种类以及发生凝集 所要求的温度、pH条件可能不同。

5. 血清学鉴定：利用病毒性质，检测抗原－抗体反应。 （1）血凝抑制试验：根据特异性病毒抗体，结合病毒表　　　　　　　　　　 面有血凝活性的蛋白，可抑制血球细胞凝集。 （2）中和试验：特异性病毒抗体与粒作用，使其失去感　　　　　　　　 染性，抑制病毒繁殖。 特点与用途： 　　　　① 区分同型病毒的不同毒株。 　　　　② 了解病毒亲缘关系。 　　　　③ 诊断病毒性疾病。

三、真病毒增殖性侵染过程 1. 一步生长曲线：研究病毒复制的一个经典实验 实验步骤 感染：用稀释的噬菌体液感染高浓度宿主细胞。 中和：向混合液中加入一定量的噬菌体的抗血清，中和尚未吸附的噬菌体，然后中止抗血清作用。 测效价：培养液样品，每隔一定时间取样测效价、绘效价曲线图。 以效价为纵坐标，感染时间为横坐标，绘制特征性繁殖曲线。

病毒繁殖的一步生长曲线

（1）潜伏期（latent phase） 　 噬菌体的核酸侵入宿主细胞到第一个噬菌体粒子装 配前的一段时间，又可分为两段： ① 隐蔽期（eclipse phase）：在潜伏期前期，人为 地（用氯仿等）裂解宿主细胞，裂解液无侵染 性的一段时间。 ② 胞内累积期（intracellular accumulation phase)： 噬菌体开始装配的时间（人为地裂解细胞，裂 解液呈现侵染性）

（2）裂解期（vise phase ）：宿主细胞迅速裂解、溶液中噬菌体粒子急剧增多的 一段时间。 裂解量（burst size）：每个受染细胞所产生的子代病毒颗粒的平均数目。 （3）平稳期（plateau）：宿主细胞全部裂解，裂解液中噬菌体效价达最高点的时期。

2. 病毒的复制周期 自病毒吸附于细胞开始，到子代病毒 从感染细胞释放到细胞外的病毒复制 过程称为～。 依其所发生的事件顺序分为五个阶段： 　 依其所发生的事件顺序分为五个阶段： ① 吸附；② 侵入；③ 脱壳；病毒感染的起始 病毒大分子的合成； ⑤ 装配和释放。

（1）吸附 参与者： －细胞表面的受体； －病毒表面的配体； 受体与配体结合，引起病毒和细胞表面结构变化，开始入侵过程； 细胞是否具有相应的受体，是决定病毒是否能感染某种细胞的重要一环。

① 吸附蛋白：是能够特异性地识别细胞受体并与之结合的毒粒表面的结构蛋白分子。 无包膜毒粒：它的吸附蛋白往往是核壳的组成部 分（人类腺病毒－纤丝蛋白）。 有包膜毒粒：它的吸附蛋白为包膜糖蛋白。（T－ 偶数噬菌体的尾丝蛋白、H2V、gp120、流感病毒包膜表面的血凝素糖蛋白。）

② 细胞受体：能被病毒吸附蛋白特异性地识别并与之结合， 介导病毒进入细胞，启动感染发生的细胞表面 组分。 性质：宿主细胞的功能性物质，并非专一受体。 如：1）狂犬病毒－乙酰胆碱受体。 2）除CD4受体外，HIV需要辅助受体（稍后与病毒结合介导进入的受体），植物病毒未见受体。 ③ 吸附过程：病毒吸附蛋白与细胞受体间的结合力包括静电相互作用、氢键、疏水性相互作用及范德华力。

吸附状态电镜组图

（2）侵入 侵入:又称病毒内化，是一个需要能量的感染步骤。 ① 对于T4等噬菌体 吸附+侵入时间很短，合适温度下，T4 15秒。 ② 动物病毒 　　不同的机制：移位（较少）、内吞（无包膜）、膜融　　　　　　　　　　合（蛋白组分相互作用）（有包膜）。 ③ 植物病毒 　　通过伤口进入细胞；或者靠携带有病毒的媒介，主要　　　　是靠有吮吸式口器的昆虫取食将病毒带入细胞。

（3）脱壳 脱壳：是病毒侵入后，病毒的包膜和/或壳体除去而释 放出病毒核酸的过程。 ① T－偶数噬菌体脱壳与侵入同时发生。 ② 动物病毒：机制尚不清楚。

（4）大分子合成 子代病毒基因组 病毒基因组 转录 病毒mRNA 转译 蛋白质 具体过程因病毒基因组的性质而变化

双链DNA病毒：与细胞相同 双链DNA基因组 mRNA 蛋白质

单链DNA病毒：先合成双链DNA 负链单链 DNA基因组 蛋白质 mRNA 双链DNA 正链单链 DNA基因组

负链RNA 蛋白质 聚蛋白 mRNA 正链单链RNA基因组 问题： 细胞中没有以RNA为模板合成RNA的酶。

蛋白质 mRNA 负链单链RNA基因组 问题： 细胞中没有以RNA为模板合成RNA的酶，基因组也不能作为mRNA 解决方式：病毒粒子携带该酶，共同进入细胞，启动复制

双链RNA病毒 蛋白质 mRNA 双链RNA基因组 问题： 细胞中没有以双链RNA为模板合成mRNA，基因组也不能作为mRNA

病毒复制的时序性 病毒复制的时序性主要表现为基因组转录的时间组织； 早期转录：发生在病毒核酸复制以前的转录为～，所转录的基因称作早期基因； 晚期转录：在病毒核酸复制开始或复制后所进行的转录为～，所转录的基因称作晚期基因。 早期转录的作用：早期蛋白主要参与病毒核酸复制、调节病毒基因组表达，以及改变或抑制宿主细胞大分子合成； 晚期转录的作用：主要表达构成子代毒粒所需的结构蛋白。

A 早期转录：dsDNA 早期mRNA 早期蛋白 T4为例 A 早期转录：dsDNA　　　　早期mRNA　　　　早期蛋白　　　　　 宿主RNA聚合酶 早期转译 更改蛋白：本身并无RNA聚合酶的功能，但可改变细菌原有的RNA聚合酶的性质，使之只识别次早期基因，转录病毒的次早期基因。

次早蛋白:DNA酶－分裂宿主DNA、DNA聚合酶－复制病毒DNA、5－羟甲基胞嘧啶合成酶、晚期的mRNA聚合酶。 B 次早期转录： 次早期基因　　　　　　次早期mRNA 新合成的或更改后的RNA聚合酶 次早转译 次早蛋白:DNA酶－分裂宿主DNA、DNA聚合酶－复制病毒DNA、5－羟甲基胞嘧啶合成酶、晚期的mRNA聚合酶。 C 晚期转录：晚期基因　　　晚期mRNA　　　晚期蛋白　　　　　　 （结构蛋白、装配蛋白、溶菌酶） T4噬菌体合成过程

(2)逆转录病毒（脊椎动物病毒）本质为+RNA的二倍体 　（Rous肉瘤病毒、HIV）　　　　　　　　　　　 1）逆转录病毒：含包膜的ssRNA的球状病毒，二十面体对称，可含有逆转酶，RNaseH，转化蛋白，DNA连接酶， 两条RNA是模样完全相同的互相连接的正链RNA。 正链RNA可通过逆转录酶产生－DNA，DNA要 整合到宿主染色体上，且在逆转录过程中提供引 物tRNA（所有逆转病毒都有）。 逆转录酶：1970年，Howard.Temin和David. Baltimore发现。　

逆转录病毒的复制、增殖与致癌

逆转录病毒分子生物水平分析： HIV为真正的二倍体病毒。关于HIV的结构与感染途径： 　 Ⅰ 结构 　 a 外膜（脂类、外膜蛋白gp120、通膜蛋白gp41）。 　 b 内膜蛋白。 　 c 核心蛋白。 　 d +RNA×2（二倍体）。 　 e 逆转录酶。　

- Ⅲ 感染途径：攻击目标T4淋巴细胞 gp120（吸附）（位置：游离于外膜蛋白之外） gp41（侵入宿主细胞膜）（位置：位于外膜上） 复制，以tRNA作引物，形成　　　　　　　　中间体 （逆转录） +RNA -DNA +DNA - gp120（吸附）（位置：游离于外膜蛋白之外） gp41（侵入宿主细胞膜）（位置：位于外膜上） 膜融合之后 RNA注入宿主 整合到T4DNA中，在T4细胞中潜伏，可达10－12年（最长） 运送到核内 再次感染 中间体（前病毒）被激活，装配之后，从T4中释放出来。 HIV侵入粘膜或皮膜破损处。

由于逆转录酶无校正功能。所以一次次复制过程中，基因产生大量突变，并快速遗传分化（依DNA的DNA聚合酶有校正功能），又因二倍体RNA都可用做RT模板，所以二者之间极易发生重组，产生不同于任一亲代的病毒。

T4噬菌体的装配是一个极为复杂的自我装配的过程 5）成熟（装配） ⑴ 噬菌体的装配和释放 T4噬菌体的装配是一个极为复杂的自我装配的过程

⑵ 动物病毒的装配 　 无包膜病毒： 　　　A 腺病毒：核酸与衣壳在细胞核内装配。 　　　B 脊髓灰质炎病毒：核酸与衣壳在细胞质内装配。 有包膜病毒：在细胞质或细胞核中装配后，在出核或　　　　　　　 出膜（芽出）时获得宿主膜之后改装成自身包膜。　　 ⑶ 植物病毒装配－TMV　 　 RNA 3′端特异性装配起始序列结合　　向5′端生长（以螺旋形圆盘形式装入）　　之后3′端以单个亚基形式安装。

（6）释放 ① T4噬菌体： 大多裂性噬菌体要破坏宿主细胞后，放出。丝状噬菌体可以分泌方式放出，过程如下： 1）细胞内+DNA+基因5蛋白 　　　 大多裂性噬菌体要破坏宿主细胞后，放出。丝状噬菌体可以分泌方式放出，过程如下： 　　　 1）细胞内+DNA+基因5蛋白 　　　 2）膜上沉积外壳蛋白（基因8蛋白） 　　　 3）（DNA+基因5蛋白）复合物跨膜脱去5、包上基因8蛋白。 　　　 特点：不裂解宿主细胞，也不影响其分裂，只降低生长速度。 　 ② 动物病毒：宿主细胞裂解或出芽方式跨膜。 　　 ③ 植物病毒：通过胞间连丝在细胞间传递经伤口释放。

3. 非增殖性感染 病毒对敏感细胞的感染可分为两类： 1）增殖性感染：这类感染发生在病毒能在其内完成复制循环的允许细胞内，并以产生有感染性病毒子代为特征； 2）非增殖性感染：病毒感染寄主后，不产生有感染力的子代病毒的感染方式。

非增殖性感染的类型 1）流产感染： ① 细胞引起，感染非允许细胞，将导致流产感染。原因：可能与这些细胞缺失某些参与病毒复制的酶、tRNA或细胞因子有关； ②病毒引起，由基因组不完整的缺损病毒引起。 2）限制性感染：因细胞的瞬时允许性产生，其结果或是病毒持续存在于受染细胞内不能复制，直到细胞成为允许性细胞，病毒才能繁殖，或是一个细胞群体中仅有少数细胞产生病毒子代。

（3）潜伏感染　（整合病毒） 在受染细胞内有病毒基因组持续存在，但并无感染性病毒颗粒产生，而且受染细胞也不会被破坏。 潜伏感染的另一个极端情况是由于病毒基因的功能表达导致宿主基因表达的改变，以致正常细胞转化为恶性细胞； 转化细胞：由于病毒基因功能性表达，导致宿主基因表达改变，转化成恶性细胞。

缺损病毒 有些病毒由于缺乏某些基因，单独感染细胞时不能复制出完整的、具 有感染性的病毒颗粒，需要其他病毒基因组或病毒基因的辅助活性，否则即使在活细胞内也不能复制。 有生物活性的缺损病毒包括4类： ⑴干扰缺损病毒（defective interfering particles, DI颗粒） ⑵卫星病毒 ⑶条件缺损病毒 ⑷整合的病毒基因组

⑴干扰缺损病毒: 又称干扰缺损颗粒（defective interfering particles, DI颗粒），是病毒复制时产生的一类亚基因组的缺失突变体，必须依赖于其同源的完全病毒才能复制。

⑵卫星病毒 寄生于与之无关的辅助病毒的基因产物的病毒。基因组缺损，必须依赖于辅助病毒才能复制，它不是由其辅助病毒的基因缺失产生的，是存在于自然界中一种绝对缺损病毒，形态结构和抗原性都与辅助病毒不同，基因组很少有同源性。 如丁型肝炎病毒是一种缺损病毒，它必须利用乙型肝炎病毒的包膜蛋白才能完成自身的复制循环。 卫星病毒现划归在亚病毒因子之中。

⑶条件缺损病毒: 是一类基因组发生了突变的病毒条件致死突变体，在允许条件下能够正常繁殖，在限制条件下导致流产感染，也能干扰野生型病毒复制。

⑷整合的病毒基因组 某些温和噬菌体和肿瘤病毒感染宿主细胞后，病毒基因组整合于宿主染色体，并随细胞分裂传递给子代细胞。 除非缺损的外源性RNA肿瘤病毒外，病毒整合感染的细胞没有感染性的病毒产生，只有在一定条件下，整合在宿主染色体的病毒基因组才能转入复制循环，产生有感染性的病毒颗粒。 包括：温和噬菌体、肿瘤病毒。

A 温和噬菌体的溶源性反应 溶源性：以溶源状态存在的噬菌体不能完成复制循环，噬菌体基因组长期存在于宿主细胞内，没有成熟噬菌体产生，这一现象称做溶源性。 原噬菌体：整合于细菌染色体或以质粒形成存在的温和噬菌体基因组称做原噬菌体。 溶源性细菌：细胞中含有以原噬菌体状态存在的温和噬菌体基因组的细菌称做溶源性细菌。

侵入过程详述： 　　a DNA整合到宿主染色体上形成前噬菌体。 　　b 前噬菌体与宿主DNA同步复制。 　　c 随宿主细胞分裂进入两个子细胞。 　　d 一定条件下，病毒基因组复制产生有感染性子代粒　　　子进入裂解周期。

温和噬菌体溶源周期特点： a 自发裂解：自然状态下溶源菌可自裂解释放噬菌体，机率10-2 －10-5 ； b 诱发裂解：外界理化因素作用（紫外线、氮芥子气或环氧化物）可导致溶源菌高频裂解。 c 免疫性：溶源菌不会再被自己整合噬菌体同源的噬菌体感染的性质。 　　如：E.coli K12（λ）不会再被λ侵入。　　　

原因：λ可编码CI阻遏蛋白，覆盖λ基因组的操纵基因，不能进入转录、翻译。所以同源噬菌体进入后也被阻遏，不可复制新个体，随宿主菌分裂被稀释，同时由于CI对自身操纵基因和ori位点的覆盖，自身才可以原噬菌体形式存在。

B 动物整合病毒 　a DNA肿瘤病毒：SV40、乙肝病毒HBV、EB病毒。 　b RNA肿瘤病毒：各种如HIV的逆转录病毒。

7.3 亚病毒 卫星病毒 拟病毒和卫星RNA 类病毒 朊病毒 亚病毒是比真病毒更小更简单的一类单分子病毒的总称。

亚病毒研究简表 1971年阐明马铃薯纺锤形块茎病类病毒（Potato spindle tuber viroid，PSTV）的病原物为一种具有感染性的低分子量RNA； 1983年发现绒毛烟斑驳病毒（VTM0V）的病原物中含有两种RNA，其中大的线状RNA-1和小的环状RNA-2，共 有时才具有感染性； 1982年从羊搔痒病中分离出一种具感染性的蛋白质分子，即朊病毒。

仅含一种成分 ——RNA ； （病毒为106Da 类病毒为105Da） 至今所知的最小、最简单的病毒； 仅含一种成分 ——RNA ； （病毒为106Da 类病毒为105Da） 能在敏感细胞内自我复制，不需要辅助病毒。

PSTV类病毒的结构 马铃薯纺锤形块茎病类病毒为裸露的闭合环状RNA分子 整环由2个互补的半体 所组成 整个棒状结构中含27个内环

为探索生命起源提供了一个新的低层次上的好对象 类病毒在生命科学中的意义 为探索生命起源提供了一个新的低层次上的好对象 为研究生物大分子的结构与功能的好材料 为寻找动、植物的各类疑难杂症的病因提供了新思路

拟病毒（卫星RNA） 卫星RNA是指一些必须依赖辅助病毒进行复制的小分子单链RNA片段，被包装在辅助病毒的壳体中，本身对辅助病毒的复制不是必须的。又称之为类类病毒； 与辅助病毒的基因组无明显同源性。

拟病毒与类病毒的异同 同：均为单链环状RNA，分子量105Da 异： 类病毒 拟病毒 生存状态 细胞内寄生 病毒粒子内伴生 形状 环状 环状有时呈线状 感染性 具有感染性 斑有病毒RNA时有感染性

探索RNA结构与功能及两种RNA间的依存和感染关系； 拟病毒的生物学意义 探索RNA结构与功能及两种RNA间的依存和感染关系； 构建拟病毒类弱毒疫苗； 探讨生命本质及起源等问题。

朊病毒(PRION “普列昂”) 能侵染动物宿主细胞 在宿主细胞内复制 小分子量、无免疫性、疏水蛋白质

羊搔痒病：神经系统退化，行动失控，脑组织海绵化 朊——只有蛋白的感染因子 朊（Prion）：蛋白质性感染物 羊搔痒病：神经系统退化，行动失控，脑组织海绵化

羊搔痒病 找不到基因组的传染病 紫外线对核酸有修饰作用 紫外线照射造成基因突变，使病毒失活，细胞生长停滞，或形成肿瘤 但羊搔痒病病原不受紫外线的影响 搔痒病 细胞基因 细菌 噬菌体

羊搔痒病 一种蛋白质：PrP，245个氨基酸组成，是正常细胞基因的产物 正常细胞生产PrPc，分布于细胞表面，参与细胞吸收铜离子 在特定情况下，PrPc经修饰后变成PrPSc PrPSc能将PrPc转化为PrPSc PrPSc能凝聚成纤维状沉淀 纤维状沉淀造成神经细胞凋亡

正常与异常PrP的结构 43％α螺旋 3％β折叠 34％α螺旋 43％β折叠 正常 异常

PrPSc的感染 PrPSc分布到细胞表面，将其它细胞的PrPC转化为PrPSc PrPSc进入细胞，将PrPC转化为PrPSc 淋巴细胞或神经细胞 细胞死亡释放PrPSc，传播感染；部分PrPSc聚集成纤维状结构

Prusiner与他的诺贝尔奖(1997)

朊：新的遗传机制？

（2）朊与疯牛病

疯牛病的来源 从非洲非法进口的羚羊？

疯牛病的传播 用动物残渣，包括动物尸体经加工后制成“肉骨粉”作为饲料 朊具有很强的抗热性能，难以完全灭活

发生于太平洋岛国巴布亚新几内亚的Kuru地区 当地有食用死人的陋习 陋习被制止后，疾病也随之终止 （3）朊引起的人的疾病 Kuru病：人海绵状脑病 发生于太平洋岛国巴布亚新几内亚的Kuru地区 当地有食用死人的陋习 陋习被制止后，疾病也随之终止 巴布亚新几内亚

朊病毒的化学特性 对蛋白酶 (蛋白酶 K 胰蛋白酶) 、氨基酸化学修饰剂(碳酸二乙酯)、变性剂 (尿素、十二烷其硫酞钠等)敏感 蛋白质越纯 其侵染性越强； 分子量：27~30 kDa ; 电镜下呈杆状直径为25nm长为100~200nm丛状排列(达100个)

电镜下呈杆状颗粒，直径25nm，长125~150nm 杆状颗粒呈丛状排列，每丛从几十至上百 蛋白质分子量为2.7万~3万，无免疫原性 朊病毒的结构 电镜下呈杆状颗粒，直径25nm，长125~150nm 杆状颗粒呈丛状排列，每丛从几十至上百 蛋白质分子量为2.7万~3万，无免疫原性

使动物出现 脱毛、皮肤骚痒、失去平衡和后肢麻痹等症状 朊病毒的致病性 导致动物中枢神经系统退化、紊乱等疾病 使动物出现 脱毛、皮肤骚痒、失去平衡和后肢麻痹等症状 可以传染给人类

使生物学遗传信息传递的 “中心法则”受到冲击 朊病毒的生物学意义 使生物学遗传信息传递的 “中心法则”受到冲击 为蛋白质的结构与功能 研究提出新思路

小 结 ssRNA四种基本类型，病毒DNA基因组有线状形式和环状形式，单链RNA基因组有正意和负意之分。 构成毒粒的病毒结构蛋白分为壳体蛋白、包膜蛋白和毒粒酶，它病毒是一类结构极其简单，具有特殊繁殖方式的绝对细胞内寄生物。具有细胞外相和细胞内相两种生命形态，前者以感染性毒粒形态存在，后者以繁殖性基因形式存在； 毒粒具有确定的形态结构、生物学特性和理化性质。毒粒的基本结构是核壳，壳体的基本对称形式是螺旋对称和二十面体对称，有的病毒核壳外还有包膜。 毒粒的基本化学组成是核酸和蛋白质。 核酸是病毒的遗传物质，病毒基因组核酸有dsDNA、ssDNA、dsRNA和们各具不同的功能。

病毒的繁殖是以复制方式进行。病毒的复制循环包括吸附、侵入、脱壳、病毒大分子的合成和装配与释放等阶段。不同病毒的毒粒形态结构、基因组核酸类型和结构特征各不相同，因此它们各具不同的复制策略。 病毒感染非允许细胞或者缺损病毒感染允许细胞和非允许细胞都可能导致非增殖性感染发生。处于非增殖性感染的病毒能以协同感染或共同培养的方法进行拯救。 亚病毒因子包括卫星因子(卫星病毒和卫星RNA)、类病毒和朊病毒，是一些比经典意义病毒更为简单的病原因子。亚病毒具有许多不同于病毒的特征，亚病毒研究不仅扩展了病毒学研究范围，而且可能更新病毒的定义，深化人们对病毒的起源与进化，乃至生命本质的认识。

本章思考题 1. 病毒学研究的基本方法有哪些，这些方法的基本原理分别是什么? 2. 病毒壳体结构有哪几种对称形式? 毒粒的主要结构类型有哪些? 3. 病毒复制循环可分为哪几个阶段? 各个阶段的主要过程如何? 4. 某发酵工厂生产菌株经常因噬菌体"感染"而不能正常生产，在排除了外部感染的可能性 后有人认为是由于溶源性菌裂解所致，你的看法如何? 并请设计一实验证明之。 5. 亚病毒有哪几类? 各自有何特点?

流行性感冒病毒（弧形）

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