医学病毒总论

病毒的形态与特征

病毒的概念 自然界中最小、结构最简单的非细胞型寄生生物。

病毒的生物学特征 非细胞型生物 纳米（测量单位） 专性细胞内寄生 复制方式:繁殖

病毒的大小与形态 一、病毒的大小 二、病毒的形态

病毒的大小 立克次体 金黄色葡萄球菌 衣原体 流感病毒 嗜菌体 乙脑病毒 腺病毒 痘苗病毒 脊髓灰质炎病毒

病毒的大小 电镜 病毒名称 大小或直径（纳米） 最大的病毒 虫痘病毒 450 牛痘苗病毒 300X250X100 最长的病毒 柑橘衰退病毒 2000 甜菜黄花病毒 1250X10 铜绿假单胞菌噬菌体 1300X10 最小的病毒 口蹄疫病毒 21 乙型肝炎病毒 42 苜蓿花叶病毒 16.5 玉米条纹病毒 12-8 烟草坏死病毒 16 菜豆畸矮病毒 9-11 最细的病毒 大肠杆菌的f1噬菌体 5X800 电镜

病毒的形态与结构 病毒体（virion) ：完整的有传染性的病毒颗粒 有典型的形态和传染性

球型（乙肝病毒） 多角型（家蚕多角病毒） 杆型（烟草花叶病毒） 砖型（牛痘病毒） 子弹型（狂犬病毒） 蝌蚪型（噬菌体） 病毒的形态

病毒的结构 一、病毒的结构 二、病毒的衣壳类型

病毒的结构 核心：核酸、酶类 衣壳：由壳粒（多肽）组成 包膜：由宿主细胞膜或核膜组成 镶嵌有包膜子粒（刺突）

刺突 包膜 壳粒 核心 核衣壳 衣壳 病毒体结构模式

核心 （core） 核酸：构成病毒的基因组（genome） 由DNA或RNA组成 核酸种类：DNA、RNA 核酸存在形式：单链与双链 正链与负链 分节与不分节 核酸作用：携带全部遗传信息 核酸 病毒基因组的大小差别悬殊，最小的细小病毒5kb（仅2个基因），最大的脒脒病毒则有800kb（近1千个基因）。病毒基因组采取高度简并原则，其开放阅读框存在重叠。这可充分利用有限的核酸，扩大遗传信息量。

病毒核酸的特点 大小：5kb — 800kb 数量：2 — 1000 高度简并——开放阅读框重叠

核心 （core） 酶类：病毒的非结构蛋白 聚合酶 转录酶 内切酶 外切酶 酶 酶的作用：帮助病毒复制、转录、翻译

衣壳 （capsid） 壳粒 (capsomere) 由许多蛋白质壳粒组成，保护核酸，介导病毒感染细胞且有抗原性。 由重复的多肽亚单位组成 病毒吸附蛋白 衣壳

衣壳 （capsid） 构成原理：以弱作用力相互连接 按热力学定律形成稳定结构 装配方式：自发装配——螺旋对称结构 指导装配——20面体对称结构

衣壳蛋白的功能 赋予病毒外形 保护病毒核酸 形成病毒吸附蛋白（VAP）

衣壳类型 螺旋对称型 20面体对称型 复合对称型

螺旋对称 螺旋对称型 复合对称型 20面体对称型 病毒的衣壳类型

病毒包膜 （envelope） （spike） 刺突 包膜 包绕在核衣壳外的一层膜样结构，来源与宿主细胞的核膜、细胞器膜、细胞膜。 刺突 是病毒包膜上的特异蛋白，能与宿主细胞表面病毒受体形成特异性结合，也称病毒吸附蛋白。具有抗原性。 刺突

病毒包膜的生物学意义 单位膜：增强保护、参与感染 刺突：形成病毒VAP及其他感染作用 基质蛋白：赋予包膜病毒外形、增强保护

病毒的增殖 一、病毒的增殖过程 二、病毒的异常增殖 病毒体在细胞外是处于静止状态，基本上与无生命的物质相似，当病毒进入活细胞后便发挥其生物活性。由于病毒缺少完整的酶系统，不具有合成自身成份的原料和能量，也没有核糖体，因此决定了它的专性寄生性，必须侵入易感的宿主细胞，依靠宿主细胞的酶系统、原料和能量复制病毒的核酸，借助宿主细胞的核糖体翻译病毒的蛋白质。

病毒的增殖过程 1、吸附——依赖病毒受体 2、穿入——膜融合、胞饮、直接进入 3、脱壳——溶酶体作用、结构变化 4、生物合成——随核酸类型而异 5、装配——核内装配、核外装配 6、成熟——结构变化、形成感染性 7、释放——出芽、挤破、细胞融合、细胞分裂

复制周期

吸附——依赖病毒受体 CD4（HIV受体） CD46（麻疹病毒受体） CD54（鼻病毒受体） 亲嗜性 病毒吸附蛋白与宿主细胞病毒受体的选择性结合称为吸附。 CD21（EBV受体） CD4（HIV受体） CD46（麻疹病毒受体） CD54（鼻病毒受体）

穿入 病毒进入宿主胞浆的过程称为穿入 穿入的方式： 融合：在细胞膜表面病毒包膜与细胞膜融合，病毒的核衣壳进入胞浆。 胞饮：当病毒与受体结合后，在细胞膜的特殊区域与病毒病毒一起内陷形成膜性囊泡， 直接进入：某些无包膜病毒与受体接触后，衣壳蛋白的多肽构形发生变化并对蛋白水解酶敏感，病毒核酸可直接穿越细胞膜到细胞浆中，而大部分蛋白衣壳仍留在胞膜外。

脱壳 病毒入胞后失去病毒体的完整性称为脱壳 溶酶体酶的作用

生物合成 子代病毒核酸的复制与病毒蛋白质的合成称为生物合成 生物合成的过程： 早期合成：产生非结构蛋白（早期蛋白），如转录酶、聚合酶、内切酶、连接酶等 晚期合成：产生子代病毒核酸与结构蛋白（晚期蛋白） 生物合成的位置： 多数DNA病毒合成在核内进行 多数RNA病毒合成在胞浆内进行 逆转录病毒合成在细胞核内进行 重叠基因有以下几种情况： 　　（1）一个基因完全在另一个基因里面。如基因Ａ和Ｂ是两个不同基因，而Ｂ包含在基因Ａ内。同样，基因Ｅ在基因Ｄ内。 　　（2）部分重叠。如基因Ｋ和基因Ａ及Ｃ的一部分基因重叠。 　　（3）两个基因只有一个碱基重叠。如基因Ｄ的终止密码子的最后一个碱基是Ｊ基因起始密码子的第一个碱基(如TAATG)。这些重叠基因尽管它们的DNA大部分相同，但是由于将mRNA翻译成蛋白质时的读框不一样，产生的蛋白质分子往往并不相同。有些重叠基因读框相同，只是起始部位不同，如SV40DNA基因组中，编码三个外壳蛋白VP1、VP2、VP3基因之间有122个碱基的重叠，但密码子的读框不一样。而小t抗原完全在大T抗原基因里面，它们有共同的起始密码子。

病毒核酸类型 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 嗜肝DNA病毒 多数RNA病毒的基因组是由连续的核糖核酸链组成，但也有些病毒的基因组RNA由不连续的几条核酸链组成如流感病毒的基因组RNA分子是节段性的，由八条RNA分子构成，每条RNA分子都含有编码蛋白质分子的信息；而呼肠孤病毒的基因组由双链的节段性的RNA分子构成，共有10个双链RNA片段，同样每段RNA分子都编码一种蛋白质。目前，还没有发现有节段性的DNA分子构成的病毒基因组。

双链 DNA 病毒 生物 合成 过程 图4-3 dsDNA病毒复制示意图 吸附 穿入 脱壳 组装 成熟 释放 早期 转录 翻译 晚期 转录                                                                                                                          图4-3 dsDNA病毒复制示意图 吸附 双链 DNA 病毒 生物 合成 过程 穿入 脱壳 早期 转录 翻译 晚期 转录 翻译 组装 成熟 释放

                                                                                                                         图4-4 +ssRNA病毒复制示意图 单正链 RNA 病毒 生物 合成 过程 病毒RNA的碱基序列与mRNA完全相同者，称为正链RNA病毒。

装配 自发装配:多见于衣壳呈螺旋对称的病毒 装配 指导装配: 20面体立体对称衣壳的病毒 方式 细胞核内（DNA病毒） 位置 细胞核内（DNA病毒） 细胞质内（RNA病毒） 核膜上 细胞膜上 一是自发装配，即核酸与衣壳蛋白相互识别，由壳粒完全服从热力学定律自动围绕核酸聚集而成，无须借助酶，也不耗费能量。这种装配方式多见于衣壳呈螺旋对称的病毒。一是指导装配，需要宿主细胞中细胞骨架和分子伴侣（一些辅助蛋白的称呼）的“赞助”。那些具有20面体立体对称衣壳的病毒就采用这样的装配方式，

成熟 主要是对潜在的病毒吸附蛋白进行修饰与改造 糖基化:高尔基体上完成 蛋白水解:发生于病毒的出膜过程 由原病毒转变为具有感染性病毒颗粒的过程称为“成熟”。

释放 释放 裂解细胞释放 （无包膜病毒） 出芽释放 （有包膜病毒）

裂解细胞后病毒释放出来

出芽释放

病毒的异常增殖与干扰现象 1、顿挫感染 2、缺陷病毒 3、干扰现象

顿挫感染 有些宿主细胞不能全部提供病毒复制所需的必要因子，致使所复制的病毒为不完整的、无感染性的病毒颗粒或亚颗粒。

缺陷病毒 缺陷病毒：丁型肝炎病毒 辅助病毒：乙型肝炎病毒 缺陷病毒在某些状态下却可干扰其他病毒体复制，故又称其为缺陷干扰颗粒。 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。 缺陷病毒：丁型肝炎病毒 辅助病毒：乙型肝炎病毒 缺损干扰颗粒 缺陷病毒在某些状态下却可干扰其他病毒体复制，故又称其为缺陷干扰颗粒。

干扰现象 干扰现象产生的机制 两种病毒同时或先后感染同一宿主细胞时，一种病毒抑制另一种病毒增殖的现象。 干扰素的产生 竞争干扰 　　 干扰现象 　　　两种病毒同时或先后感染同一宿主细胞时，一种病毒抑制另一种病毒增殖的现象。 干扰现象产生的机制 干扰素的产生 竞争干扰 改变宿主代谢途径 产生缺陷干扰颗粒

病毒的人工培养 动物接种 鸡胚接种 组织培养

1、不同的病毒，易感动物不同，常用动物有：小鼠、大鼠、豚鼠、兔、猴等； 　　　　动物接种 1、不同的病毒，易感动物不同，常用动物有：小鼠、大鼠、豚鼠、兔、猴等； 2、接种的途径也有多种，可：皮下、皮内、脑内、腹腔、静脉等接种； 3、病毒→动物→动物出现感染症状，据症状鉴定病毒或取病变组织进一步检查。

鸡胚接种 1、接种途径有：尿囊腔、羊膜腔、卵黄囊、绒毛尿囊膜 2、培养数天后，观察鸡胚情况或取培养物进一步鉴定 尿囊腔接种 羊膜腔接种 尿

绒毛尿囊膜 卵黄囊 卵黄囊接种 绒毛尿囊膜接种

　　组织细胞培养 细胞种类 　原代细胞 　传代细胞 　双倍体细胞

病毒的遗传变异

病毒的变异现象 一、变异现象 二、变异描述

常见的病毒突变株 条件致死性突变株（conditional-lethal mutant） 宿主范围突变株（host-range mutant） 耐药突变株（drug-resistant mutant）

病毒的变异机制 一、基因突变 二、基因重组 三、非重组变异

基因突变 自发突变 诱发突变 碱基序列置换 碱基序列缺失 碱基序列插入

基因重组 基因重组是同种病毒基因组或不同种病毒基因组，甚至病毒基因组与宿主基因间核酸序列的互换。 形式： 分子内重组 基因重配（reassortment） 拷贝选择（copy choice） 整合（integration）

分子内重组 病毒基因组在核酸内切酶作用下发生断裂，并经连接酶形成交叉连接，使核酸分子内部序列重新排列。

基因重配 分节段病毒基因组中的不同节段发生易位使子代病毒基因组发生改变 +

拷贝选择 常发生在单链RNA病毒

整合 在病毒感染细胞的过程中，有时病毒基因组中某一片段可插入到宿主染色体DNA中，这种病毒基因组与细胞基因组的重组过程称为整合 。

非重组变异 互补作用（complementation） 表型混合

互补作用 指两株病毒混合感染同一细胞时，通过基因产物之间的相互作用，能产生一种或两种感染性子代病毒。 例如： 丁型肝炎病毒是缺陷病毒，必须依赖于乙型肝炎病毒（HBV）或丙型肝炎病毒（HCV）提供衣壳才能完成复制 。

表型混合 指两株具有某些共同特征的病毒感染同一细胞时，可出现一种病毒所产生的衣壳或包膜包裹在另一病毒基因组外面的现象（表型交换），甚至有时可产生来自两亲代的相嵌衣壳或包膜。

病毒的感染与免疫

病毒的感染 一、病毒致病性 二、病毒感染的临床类型 三、病毒的传播方式

病毒致病性 1、病毒对宿主的侵袭作用 2、病毒对宿主细胞的直接损伤作用 3、由病毒感染引起的免疫损伤作用

病毒对宿主的侵袭作用 病毒的免疫逃逸机制 逃避体液免疫系统的识别 抑制细胞免疫应答 干扰免疫效应功能 病毒吸附蛋白对细胞病毒受体的结合

病毒对宿主细胞的直接损伤作用 溶细胞感染 稳定状态感染 包涵体形成 细胞凋亡 细胞增生与转化 病毒基因整合

溶细胞感染 多见于无包膜、杀伤性强的病毒，常引起急性感染。

稳定状态感染 常见于有包膜的病毒，病毒以出芽的方式释放子代病毒，只改变细胞的细胞膜，但细胞仍可继续生长。

包涵体形成 　1、病毒合成的场所 ２、病毒颗粒的堆积　 ３、 细胞对病毒感染 的反应产物

细胞凋亡 多种病毒可以启动细胞发生程序性的死亡，如HIV、庖疹病毒

细胞增生与转化 细胞转化 细胞内DNA合成加快 细胞增生 细胞形态变化 繁殖加快 成堆生长 可能与肿瘤的 发生有关 细胞核 细胞转化 细胞内DNA合成加快 可能与肿瘤的 发生有关 细胞增生 NA病毒多见，病毒DNA的一部分片段偶然整合入细胞的染色体DNA中。

病毒感染引起的免疫损伤作用 造成感染细胞的清除与损伤 引起病毒抗原介导的超敏反应 诱导自身免疫反应的发生 形成继发性免疫缺陷的状态

病毒感染的类型 按其病程分为 急性病毒感染（acute viral infection） 持续性病毒感染（persistent viral infection） 潜伏性感染 慢性感染 慢发病毒感染 迟发并发症

持续性感染的类型 慢性感染：病毒长期不能清除，并能在宿主细胞内持续复制而引起相应临床症状 潜伏感染：长期存在但不复制，一旦激活，可再发感染 慢发病毒感染：已极长的潜伏期形式在宿主细胞内小量复制，复制达到一定量方表现出症状，并呈进行性加重。 迟发并发症：病毒在急性感染后数年所再发的致死性感染形式

病毒感染的传播方式 水平传播：呼吸道 消化道（粪—口） 血液（伤口） 接触 虫媒 垂直传播：胎盘 产道 哺乳

抗病毒免疫 机制 固有免疫 干扰素 自然杀伤细胞 适应性免疫 体液免疫 细胞免疫

固有免疫 干扰素（interferon,IFN） 是个体出生后，机体受到病毒或其他干扰素诱生剂刺激巨噬细胞、淋巴细胞以及体细胞等多种细胞产生的一种糖蛋白。

干扰素的类型 IFN- IFN-  IFN-  来源 B淋巴细胞 成纤维细胞 T-淋巴细胞 基因位置 第9号染色体 第9号染色体 第12号染色体 亚型 20 2 无 性质 蛋白 糖蛋白 糖蛋白 氨基酸数 165-166 165-166 146 分子量 15-25KD 15-25KD 15-25KD

　　　　　干扰素的功能 广谱抗病毒活性，但只抑制病毒蛋白在宿主细胞内合成 调节免疫功能 抑制肿瘤细胞的作用

干扰素抗病毒作用机制 活化巨噬细胞和NK细胞 促进多种细胞MHC-I类抗原表达 α/β干扰素 降解mRNA 抑制多肽链延伸 细胞合成 抑制翻译 细胞合成 抗病毒蛋白

磷酸二脂酶 抗病毒蛋白 2，5，寡腺苷酸合成酶 干扰素 宿主细胞核酸 蛋白激酶 病毒核酸 晚期蛋白 早期蛋白 干扰素的抗病毒作用机制

IFN的诱生及抗病毒机制

适应性免疫 体液免疫:次要作用 细胞免疫:主要作用