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病毒的基本性状、病毒感染与免疫、病毒诊断与防治原则
第七周 病毒的基本性状、病毒感染与免疫、病毒诊断与防治原则
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熟悉病毒的大小和形态；掌握病毒的结构和化学组成；了解病毒的遗传与变异；掌握理化因素对病毒的影响。
掌握病毒感染的传播方式；掌握病毒感染的致病机制；掌握病毒感染的类型；了解病毒与肿瘤。 熟悉抗病毒免疫机制，非特异性免疫和特异性免疫和抗病毒免疫持续时间。
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病毒(virus)的主要特点： 体积微小 结构简单 只含一种类型的核酸 只能在活的、敏感细胞内以复制方式增殖 对干扰素敏感 非细胞型微生物
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病毒引起疾病的特点 传播性 病死率 持续感染 肿瘤、自身免疫病的发生
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病毒的大小与形态 (Size and Shape )
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病毒体（virion） 完整的成熟的病毒颗粒，具有典型的形态结构，并有感染性
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大小 测量单位：纳米（nm, 1/1000m） 20 ~ 250 nm 形态 多数：球状或近似球状 少数：杆状、丝状等
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A、大肠杆菌噬菌体 ( 65 ×95nm ) 衣原体 390nm 立克次体 450nm B、腺病毒 (70nm ) C、脊髓灰质炎病毒 (30nm ) G A 葡萄球菌 (1000nm） D、乙脑病毒 ( 40nm ) F 牛痘病毒 300×250nm E、蛋白分子 (10nm ) B E C F、流感病毒 ( 100nm ) D G、烟草花叶病毒
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病毒的结构和化学组成
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病毒体结构模式图 包膜子粒 包膜病毒 包膜 壳粒 衣壳 核衣壳 核心（核样物）
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核衣壳的对称形式 Symmetry of Nucleocapsid
螺旋对称型（Helical Symmetry） 二十面体立体对称型（ Icosahedral Symmetry ） 复合对称 型（Complex Symmetry ）
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RNA Capsomere(壳粒)
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核心core：核酸 →基因组genome →决定病毒遗传、
变 异和复制 壳粒capsomere → 衣壳capsid →保护、介导、抗原性 包膜envelope，包膜子粒peplomere（刺突spike） →保 护、介导、抗原性
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病毒的增殖 活细胞 敏感细胞 自我复制( self replication)
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Replication of viruses (病毒的复制）
复制周期 以病毒基因组为模板，籍DNA多聚酶或RNA多聚酶等，使细胞转为复制病毒的基因组，转录、转译出相应的病毒蛋白，最终释放出子代病毒
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Adsorption and Penetration
接触→结合→特异性吸附（病毒配体位点与细胞膜特异受体结合） 穿入 融合 enveloped virus 胞饮 --- naked virus
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HIV
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Uncoating： -病毒在细胞内必须脱去衣壳，其核酸方可在宿主细胞中发挥指令作用 -多数病毒在穿入时已在细胞的溶酶体酶作用下脱壳并释放出病毒的基因组 -少数病毒的脱壳过程较复杂。这些病毒往往是在脱衣壳前，病毒的酶已在起转录mRNA的作用 病毒在细胞内必须脱去衣壳，其核酸方可在宿主细胞中发挥指令作用。多数病毒在穿入时已在细胞的溶酶体酶作用下脱壳并释放出病毒的基因组。少数病毒的脱壳过程较复杂。这些病毒往往是在脱衣壳前，病毒的酶已在起转录mRNA的作用。
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Biosynthesis：latent period(隐蔽期)
早期病毒基因组在细胞内进行转录、转译需先合成非结构蛋白质，即必须的复制酶和转录、转译一些抑制细胞核酸与蛋白质合成的酶以阻断宿主细胞的正常代谢。然后根据病毒基因组指令，复制病毒的核酸，合成结构蛋白质与一系列的非结构蛋白质。这一阶段并无完整病毒可见，也不能用血清学检测出病毒的抗原，因此曾被称为隐蔽期。这一生物合成阶段的详细过程是通过用生物化学、分子生物学及标记核酸等技术研究的实验结果，综合分析所获得。 病毒基因组有不同类型。在生物合成阶段，主要根据基因组转录mRNA及转译蛋白质的不同分成6大类型：即双链DNA病毒、单链DNA病毒、单正链RNA病毒、单负链RNA病毒、双链RNA病毒及逆转录病毒。 早期病毒基因组在细胞内进行转录、转译需先合成非结构蛋白质，即必须的复制酶和转录、转译一些抑制细胞核酸与蛋白质合成的酶以阻断宿主细胞的正常代谢。然后根据病毒基因组指令，复制病毒的核酸，合成结构蛋白质与一系列的非结构蛋白质。这一阶段并无完整病毒可见，也不能用血清学检测出病毒的抗原，因此曾被称为隐蔽期。这一生物合成阶段的详细过程是通过用生物化学、分子生物学及标记核酸等技术研究的实验结果，综合分析所获得。 病毒基因组有不同类型。在生物合成阶段，主要根据基因组转录mRNA及转译蛋白质的不同分成6大类型：即双链DNA病毒、单链DNA病毒、单正链RNA病毒、单负链RNA病毒、双链RNA病毒及逆转录病毒。
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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 部分副粘病毒）
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生物合成（以dsDNA为例） 亲代DNA mRNA 早期蛋白（酶） （功能蛋白） 子代DNA 子代mRNA 晚期蛋白 （结构蛋白） 子代病毒
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RNA病毒的生物合成 单正链RNA =mRNA 结构和非结构蛋白 中间复制体 子代核酸 单负链RNA 正链 RNA 蛋白质
中间复制体 子代核酸 单负链RNA 正链 RNA 蛋白质 中间复制体 子代核酸 （依赖RNA的RNA多聚酶）
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逆转录病毒 病毒RNA 逆转录酶 RNA:DNA中间体 双链DNA 整合入细胞染色体 子代病毒mRNA和子代核酸
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装配（assembly） 区域： DNA病毒 核内（除痘病毒） RNA病毒与痘病毒 胞质
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释放（release） 裂解 出芽
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病毒的复制过程
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病毒的异常增殖 顿挫感染（abortive infection）： 细胞条件不合适，病毒进入细胞但不能复制
缺陷病毒（ defective virus ） 基因组不完整的病毒体 缺陷干扰颗粒（defective interfering particles, DIP) 缺陷病毒不能复制，但却能干扰同种成熟病毒体进入 细胞。 顿挫感染（abortive infection）： 细胞条件不合适，病毒进入细胞但不能复制 容许性细胞 非容许性细胞
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当两种病毒感染同一细胞时，可发生一种病毒的增殖抑制了 另一种病毒增殖的现象。 产生原因 ——干扰素interferon，IFN等
干扰现象interference 当两种病毒感染同一细胞时，可发生一种病毒的增殖抑制了 另一种病毒增殖的现象。 产生原因 ——干扰素interferon，IFN等 ——病毒改变了细胞表面受体结构或细胞代谢途径
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病毒的分类 （Classification of Viruses）
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分类原则 Basis of Classification
核酸类型和结构（RNA/DNA, ds/ss, linear/circular, fragment /no-fragment) 病毒体形状和大小 病毒体形态结构 对脂溶剂敏感性
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DNA病毒 RNA病毒 DNA 和RNA 逆转录病毒 嗜肝DNA病毒科（Hepadnasviridae）
逆转录病毒科（ Retroviridae ）
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病毒的感染 （一）病毒感染的途径 1.水平传播：病毒通过粘膜表面或皮肤在人群个体之间的传播为水平传播。
2.垂直传播：病毒通过卵细胞、胎盘或分娩时，由母体传给胎儿称垂直传播。 （二）病毒感染的类型 1.隐性感染 2.显性感染
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（1）急性感染：病毒在宿主细胞内大量增 殖，引起明显的临床症状者称为显性感染。 （2）持续性感染：病毒在宿主体内持续存在 较长时间，甚至持续终生者称为持续感染。 慢性感染： 潜伏感染： 慢发感染：
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持 续 性 感 染 病程长，病毒可检出 如HBV 慢性感染： 持 续 性 经感染后，病毒基因存在于组织细胞中， 可反复激活，急性发作 病
病毒只有在急性发作时才被检出 如 HSV、VZV 潜伏感染： 潜伏期长， 发病后为进行性加重，直至死亡 如 HIV、 prion 慢发病毒感染： 如麻疹病毒 SSPE 急性病毒感染的迟发并发症
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病毒感染的致病机理 -- 病毒感染对宿主细胞的直接作用 -- 病毒感染的免疫病理作用
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病毒的致病机制 （一）病毒对宿主的直接作用 1.杀细胞效应 （1）病毒增殖、释放时引起细胞裂解 （2）病毒增殖，阻断主细胞蛋白质及核酸的合成
（3）病毒感染后，细胞膜溶酶体膜通透性增强，酶释放 （4）大量的衣壳蛋白，直接损伤宿主细胞 2.包涵体形成 3.细胞膜改变 （1）细胞膜融合,形成多核巨细胞
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（2）细胞膜出现新抗原 4.细胞转化：DNA病毒将其DNA整合入突主细胞DNA中，使突主细胞遗传性状改变，成为肿瘤细胞。 5.免疫抑制 （二）抗病毒免疫 1.体液免疫损伤作用：补体依赖性细胞毒作用 CDC）；Ⅲ型超敏反应 2.细胞免疫损伤作用：TC直接破坏受病毒感染的细 胞；Ⅳ型超敏反应 3.免疫耐受性
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正常细胞 CPE 细胞病变效应：病毒在细胞内增殖，可引起不同的结果，有的细胞完全被破坏，有的只有轻微的病变，或无可见的变化，由病毒引起的细胞病变，称CPE。往往随病毒种类和细胞类型不同而异。这些变化在一定条件下比较恒定。常见的为细胞变圆，坏死，溶解或脱落等。腺病毒 细胞变圆，并堆积成葡萄状，麻疹可形成多核巨细胞或融合细胞。 包涵体：某些病毒感染的细胞中，在光镜下，可见胞浆或核内出现嗜酸或嗜碱性染色，大小和数量不同的圆形或不规则的团块结构，称为 inclusive body。狂犬，baozhi，嗜酸；麻疹，核或胞浆，嗜碱。
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巨细胞病毒包涵体
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狂犬病毒包涵体（Negri body）
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病毒感染的免疫病理作用 2、细胞介导的免疫病理作用（Ⅳ型超敏反应） 3、免疫抑制作用：如HIV感染 1、抗体介导的免疫病理作用
病毒感染的免疫病理作用 1、抗体介导的免疫病理作用 -- 宿主细胞表面的病毒抗原与抗体结合，激活补体（Ⅱ型超敏反应） -- 抗原抗体复合物引起的Ⅲ型超敏反应 2、细胞介导的免疫病理作用（Ⅳ型超敏反应） -- 病毒蛋白中与宿主组织蛋白存在共同的抗原决定簇达4% 3、免疫抑制作用：如HIV感染
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病毒感染的防治原则 （一）病毒感染的预防 1.人工自动免疫 2.人工被动免疫 （二）病毒感染的治疗 1.干扰素 （1）种类：α、β、γ
（2）作用机理：干扰素作用于邻近的正常细胞，使之合成抗病毒蛋白，抑制病毒蛋白的合成，影响病毒的组装和释放。 （3）生物学活性：广谱抗病毒作用、免疫调节作用、抗肿瘤作用 2.化学药物 3.中草药
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干扰素（interferon，IFN）： 宿主淋巴细胞在病毒等多种诱生剂刺激下产生的一类低分子量糖蛋白，分a、b、g三组。
干扰素作用于宿主细胞，使之合成抗病毒蛋白、控制病毒蛋白质合成，影响病毒的组装释放，具有广谱抗病毒功能；同时，还有多方面的免疫调节作用。
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IFN的作用
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病毒感染的检查 （一）标本的采集与送检 1.标本采集 2.标本处理 3.标本送检与保存 （二）病毒的形态学检查 1.光学显微镜检查
2.电子显微镜检查 （三）病毒的分离培养 1.动物接种 2.鸡胚接种
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鸡胚接种
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3.组织细胞培养
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常用的细胞培养
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细胞病变(Cytopathic effect, CPE)
包涵体（Inclusion Bodies）
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正常细胞 细胞病变效应：病毒在细胞内增殖，可引起不同的结果，有的细胞完全被破坏，有的只有轻微的病变，或无可见的变化，由病毒引起的细胞病变，称CPE。往往随病毒种类和细胞类型不同而异。这些变化在一定条件下比较恒定。常见的为细胞变圆，坏死，溶解或脱落等。腺病毒 细胞变圆，并堆积成葡萄状，麻疹可形成多核巨细胞或融合细胞。 包涵体：某些病毒感染的细胞中，在光镜下，可见胞浆或核内出现嗜酸或嗜碱性染色，大小和数量不同的圆形或不规则的团块结构，称为 inclusive body。狂犬，baozhi，嗜酸；麻疹，核或胞浆，嗜碱。
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CPE
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狂犬病毒包涵体（Negri body）
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巨细胞病毒包涵体
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（四）其他检查方法 1.病毒感染的血清学检查 2.病毒核酸杂交技术 3.聚合酶链反应
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