醫(yī)學(xué)病毒學(xué)解析

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醫(yī)學(xué)病毒學(xué)MedicalVirology緒言一.病毒的基本概念病毒（Virus）是一類非細(xì)胞型微生物。主要有以下列基本特征：（1）個體微小，可通過除菌濾器，大多數(shù)病毒必須用電鏡才能看見；（2）結(jié)構(gòu)簡單，僅具有一種類型的核酸，或DNA或RNA；（3）嚴(yán)格的活細(xì)胞（真核或原核細(xì)胞）內(nèi)自我復(fù)制增殖；（4）具有受體連結(jié)蛋白（receptorbindingprotein），與敏感細(xì)胞表面的病毒受體連結(jié)，進而感染細(xì)胞。二.病毒在生命科學(xué)中的重要意義:1.病毒性傳染病仍對人類健康造成嚴(yán)重威脅.2.某些病毒與人類惡性腫瘤的發(fā)生有關(guān)3.病毒---基因工程研究的重要載體第二十三章病毒的基本形狀[目的要求]掌握病毒的結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成與生物學(xué)功能。掌握病毒復(fù)制周期各步驟的要點，缺損病毒的概念。熟悉病毒遺傳變異機理及特點。熟悉亞病毒：類病毒、擬病毒，掌握朊粒的概念。[教學(xué)學(xué)時]4學(xué)時。第一節(jié)病毒的大小與結(jié)構(gòu)一.大小與形態(tài):（一）大小病毒個體微小，測量病毒大小的單位是毫微米（nm），即1/1000微米。大型病毒（如牛痘苗病毒）約200?300nm;中型病毒（如流感病毒）約100nm;小型病毒（如脊髓灰質(zhì)炎病毒）僅20?30nm。研究病毒大小可用高分辯率電子顯微鏡，放大幾萬到幾十萬倍直接測量;也可用分級過濾法，根據(jù)它可通過的超濾膜孔徑估計其大小;或用超速離心法，根據(jù)病毒大小，形狀與沉降速度之間的關(guān)系，推算其大小。24/47

1（二）病毒體電鏡觀察有五種形態(tài)（圖21-1）;1?球形（Sphericity）大多數(shù)人類和動物病毒為球形，如脊髓灰質(zhì)炎病毒、皰疹病毒及腺病毒等。2?絲形（Filament）多見于植物病毒，如煙草花葉病病毒等。人類某些病毒（如流感病毒）有時也可形成絲形。3?彈形（Bullet-shape）形似子彈頭，如狂犬病病毒等，其他多為植物病毒。4?磚形（Brick-shape）如痘病毒（無花病毒、牛痘苗病毒等）。其實大多數(shù)呈卵圓形或菠蘿形”5.蝌蚪形（Tadpole-shape）由一卵圓形的頭及一條細(xì)長的尾組成，如噬菌體。24/4724/47

2圖21-1各種主要病毒的形態(tài)與大小比較（模式圖）24/47

3.結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成病毒體(virion):一個成熟有感染性的病毒顆粒稱“病毒體”。病毒的基本結(jié)構(gòu)：核心、衣殼、包膜。(一)核心：位于病毒體的中心，由一種類型的核酸構(gòu)成，含DNA的稱為DNA病毒。含RNA的稱為RNA病毒。1.化學(xué)組成：DNA：dsDNA,ssDNARNA：+ssRNA,-ssRNA;dsRNADNA病毒核酸多為雙股(除微小病毒外)，RNA病毒核酶酸多為單股(除呼腸孤病毒外)2.功能:(1)病毒的基因組：病毒核酸也稱基因組(Genome)，最大的痘病毒(Poxvirus)含有數(shù)百個基因，最小的微小病毒(Parvovirus)僅有3-4個基因。根據(jù)核酸構(gòu)形及極性可分為環(huán)狀、線狀、分節(jié)段以及正鏈、負(fù)鏈等不同類型，對進一步闡明病毒的復(fù)制機理和病毒分類有重要意義。(2)感染性核酸：核酸蘊藏著病毒遺傳信息，若用酚或其他蛋白酶降解劑去除病毒的蛋白質(zhì)衣殼，提取核酸并轉(zhuǎn)染或?qū)胨拗骷?xì)胞，可產(chǎn)生與親代病毒生物學(xué)性質(zhì)一致的子代病毒，從而證實核酸的功能是遺傳信息的儲藏所，主導(dǎo)病毒的生命活動，形態(tài)發(fā)生，遺傳變異和感染性。(二).衣殼(capsid):在核酸的外面緊密包繞著一層蛋白質(zhì)外衣，即病毒的“衣殼”。1.化學(xué)組成：蛋白質(zhì)(殼微粒)：衣殼是由許多殼微粒(Capsomere)”按一定幾何構(gòu)型集結(jié)而成，殼微米在電鏡下可見，是病毒衣殼的形態(tài)學(xué)亞單位，它由一至數(shù)條結(jié)構(gòu)多肽能成。2.對稱形式：二十面體對稱,螺旋對稱,復(fù)合對稱根據(jù)殼微粒的排列方式將病毒構(gòu)形區(qū)分為：①立體對稱(Cubicsymmetry)，形成20個等邊三角形的面，12個頂和30條棱，具有五、三、二重軸旋轉(zhuǎn)對稱性，如腺病毒、脊髓灰24/47

4.結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成病毒體(virion):一個成熟有感染性的病毒顆粒稱“病毒體”。病毒的基本結(jié)構(gòu)：核心、衣殼、包膜。(一)核心：位于病毒體的中心，由一種類型的核酸構(gòu)成，含DNA的稱為DNA病毒。含RNA的稱為RNA病毒。1.化學(xué)組成：DNA：dsDNA,ssDNARNA：+ssRNA,-ssRNA;dsRNADNA病毒核酸多為雙股(除微小病毒外)，RNA病毒核酶酸多為單股(除呼腸孤病毒外)2.功能:(1)病毒的基因組：病毒核酸也稱基因組(Genome)，最大的痘病毒(Poxvirus)含有數(shù)百個基因，最小的微小病毒(Parvovirus)僅有3-4個基因。根據(jù)核酸構(gòu)形及極性可分為環(huán)狀、線狀、分節(jié)段以及正鏈、負(fù)鏈等不同類型，對進一步闡明病毒的復(fù)制機理和病毒分類有重要意義。(2)感染性核酸：核酸蘊藏著病毒遺傳信息，若用酚或其他蛋白酶降解劑去除病毒的蛋白質(zhì)衣殼，提取核酸并轉(zhuǎn)染或?qū)胨拗骷?xì)胞，可產(chǎn)生與親代病毒生物學(xué)性質(zhì)一致的子代病毒，從而證實核酸的功能是遺傳信息的儲藏所，主導(dǎo)病毒的生命活動，形態(tài)發(fā)生，遺傳變異和感染性。(二).衣殼(capsid):在核酸的外面緊密包繞著一層蛋白質(zhì)外衣，即病毒的“衣殼”。1.化學(xué)組成：蛋白質(zhì)(殼微粒)：衣殼是由許多殼微粒(Capsomere)”按一定幾何構(gòu)型集結(jié)而成，殼微米在電鏡下可見，是病毒衣殼的形態(tài)學(xué)亞單位，它由一至數(shù)條結(jié)構(gòu)多肽能成。2.對稱形式：二十面體對稱,螺旋對稱,復(fù)合對稱根據(jù)殼微粒的排列方式將病毒構(gòu)形區(qū)分為：①立體對稱(Cubicsymmetry)，形成20個等邊三角形的面，12個頂和30條棱，具有五、三、二重軸旋轉(zhuǎn)對稱性，如腺病毒、脊髓灰24/47

5質(zhì)炎病毒等；②螺旋對稱（Helicalsymmetry），殼微粒沿螺旋形盤紅色的核酸呈規(guī)則地重復(fù)排列，通過中心軸旋轉(zhuǎn)對稱，圖21-2，如正粘病毒，副粘病毒及彈狀病毒等；③復(fù)合對稱（Complexsymmetry），同時具有或不具有兩種對稱性的病毒，如痘病毒與噬菌體。1L0fl□{1□詁詢單位(]CI101圖21-2螺旋對稱病毒顆粒的核衣殼1.功能：（1）致密穩(wěn)定的衣殼結(jié)構(gòu)除賦予病毒固有的形狀外，還可保護內(nèi)部核酸免遭外環(huán)境（如血流）中核酸酶的破壞；（2）衣殼蛋白質(zhì)是病毒基因產(chǎn)物，具有病毒特異的抗原性，可刺激機體產(chǎn)生抗原病毒免疫應(yīng)答；（3）與病毒吸附作用有關(guān)：具有輔助感染作用，病毒表面特異性受體邊連結(jié)蛋白與細(xì)胞表面相應(yīng)受體有特殊的親和力，是病毒選擇性吸附宿主細(xì)胞并建立感染灶的首要步驟。病毒的核酸與衣殼組成核衣殼（Nucleocapsid），最簡單的病毒就是裸露的核衣殼，如脊髓灰質(zhì)炎病毒等。有包膜的病毒核衣殼又稱為核心（core）。（三）.包膜（envelope）:24/47

6某些病毒，如蟲媒病毒、人類免疫缺陷病毒、皰疹病毒等，在核衣殼外包繞著一層含脂蛋白的外膜，稱為“包膜”。1.化學(xué)組成:含有雙層脂質(zhì)、多糖和蛋白質(zhì)其中：蛋白質(zhì)具有病毒特異性(病毒基因編碼)，常與多糖構(gòu)成糖蛋白糖蛋白亞單位，嵌合在脂質(zhì)層，表面呈棘狀突起，稱“剌突(Spike)或囊微粒(Peplomer)”。它們位于病毒體的表面，有高度的抗原性，并能選擇性地與宿主細(xì)胞受體結(jié)合，促使病毒包膜與宿主細(xì)胞膜融合，感染性核衣殼進入胞內(nèi)而導(dǎo)致感染。包膜中的脂質(zhì)與宿主細(xì)胞膜或核膜成分相似(來自宿主細(xì)胞)，證明病毒是以“出芽”方式，從宿主細(xì)胞內(nèi)釋放過程中獲得了細(xì)胞膜或核膜成分。有包膜病毒對脂溶劑和其他有機溶劑敏感，失去囊膜后便喪失了感染性。2.功能:(1)與病毒吸附作用有關(guān):(2)有抗原性:(四)其他的結(jié)構(gòu)1．觸須樣纖維(Fiber)腺病毒是唯一具有觸須樣纖維的病毒，腺病毒的觸須樣纖維是由線狀聚合多肽和一球形末端蛋白所組成，位于衣殼的各個頂角(圖21-2)。該纖維吸附到敏感細(xì)胞上，抑制宿主細(xì)胞蛋白質(zhì)代謝，與致病作用有關(guān)。此外，還可凝集某些動物紅細(xì)胞。2．非結(jié)構(gòu)蛋白:病毒攜帶的酶某些病毒核心中帶有催化病毒核酸合成的酶，如流感病毒帶有RNA的RNA聚合酶，這些病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)要靠它們攜帶的酶合成感染性核酸。第二節(jié)病毒的復(fù)制病毒增殖的方式---自我復(fù)制(selfreplication)當(dāng)病毒進入活細(xì)胞后便發(fā)揮其生物活性。由于病毒缺少完整的酶系統(tǒng)，不具有合成自身成份的原料和能量，也沒有核糖體，因此決定了它的專性寄生性，必須侵入易感的宿主細(xì)胞，依靠宿主細(xì)胞的酶系統(tǒng)、原料和能量復(fù)制病毒的核酸，借助宿主細(xì)胞的核糖體翻譯病毒的蛋白質(zhì)。病毒這種增殖的方式叫做“復(fù)制(24/47

7Replication)”。又稱復(fù)制周期病毒復(fù)制的過程分為吸附、穿入、脫殼、生物合成及裝配釋放五個步驟,(Replicationcycle)。圖21-3病毒的復(fù)制周期示意圖、復(fù)制周期（一）吸附（adsorption）:病毒表面接觸蛋白----細(xì)胞表面受體吸附（Adsorption）是指病毒附著于敏感細(xì)胞的表面，它是感染的起始期。細(xì)胞與病毒相互作用最初是偶然碰撞和靜電作用，這是可逆的聯(lián)結(jié)。隨后的特異性吸附是非常重要的，根據(jù)這一點可確定許多病毒的宿主范圍，不吸附就不能引起感染。脊髓灰質(zhì)炎病毒的細(xì)胞表面受體是免疫球蛋白超家族，在非靈長類細(xì)胞上沒有發(fā)現(xiàn)此受體，而猴腎細(xì)胞、Hela細(xì)胞和人二倍體纖維母細(xì)胞上有它的受體，故脊髓來質(zhì)炎病毒能感染人體鼻、咽、腸和脊髓前角細(xì)胞，引起脊髓灰質(zhì)炎（小兒麻痹）。水磨石病毒的細(xì)胞表面受體是含唾液酸（N-乙酰神經(jīng)氨酸）的糖蛋白，它與流感病毒表面的血凝素剌突（受體連結(jié)蛋白）有特殊的親和力，如用神經(jīng)氨酸酶破壞該受體，則流感病毒不再吸附這種細(xì)胞。此外，HIV受體為CD4;鼻病毒的受體為細(xì)胞粘附分子-1（1CAM-1）；EB病毒的受體為補體受體-2（CR-2）。病毒吸附也受離子強度、pH、溫度等環(huán)境條件的影響。研究病毒的24/47

8吸附過程對了解受體組成、功能、致病機理以及探討抗病毒治療有重要意義。（二）穿入（penetration）:膜融合；病毒胞飲等穿入（Penetration）是指病毒核酸或感染性核衣殼穿過細(xì)胞進入胞漿，開始病毒感染的細(xì)胞內(nèi)期。主要有三種方式：（1）融合（Fusion），在細(xì)胞膜表面病毒囊膜與細(xì)胞膜融合，病毒的核衣殼進入胞漿。副粘病毒以融合方式進入，如麻疹病毒、腮腺炎病毒囊膜上有融合蛋白，帶有一段疏水氨基酸，介導(dǎo)細(xì)胞膜與病毒囊膜的融合。（2）胞飲（Viropexis），由于細(xì)胞膜內(nèi)陷整個病毒被吞飲入胞內(nèi)形成囊泡。胞飲是病毒穿入的常見方式，也是哺乳動物細(xì)胞本身具有一種攝取各種營養(yǎng)物質(zhì)和激素的方式。當(dāng)病毒與受體結(jié)合后，在細(xì)胞膜的特殊區(qū)域與病毒病毒一起內(nèi)陷形成膜性囊泡，此時病毒在胞漿中仍被胞膜覆蓋。某些囊膜病毒，如流感病毒借助病毒的血凝素（HA）完成脂膜間的融合，囊泡內(nèi)低Ph環(huán)境使HA蛋白的三維結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而介導(dǎo)病毒囊膜與囊泡膜的融合，病毒核衣殼進入胞漿。（3）直接進入，某些無囊膜病毒，如脊髓灰質(zhì)炎病毒與受體接角后，衣殼蛋白的多肽構(gòu)形發(fā)生變化并對蛋白水解酶敏感，病毒核酸可直接穿越細(xì)胞膜到細(xì)胞漿中，而大部分蛋白衣殼仍留在胞膜外，這種進入的方式較為少見。24/47

9圖21-4病毒穿入過程的示意圖三)脫殼(uncoating):細(xì)胞溶酶體酶；病毒脫殼酶穿入和脫殼是邊續(xù)的過程，失去病毒體的完整性被稱為脫殼(Uncoating)。人脫殼到出現(xiàn)新的感染病毒之間叫隱蔽期”。經(jīng)胞飲進入細(xì)胞的病毒，衣殼可被吞噬體中的溶酶體酶降解而去除。有的病毒，如脊髓灰質(zhì)炎病毒，在吸附穿入細(xì)胞的過程中病毒的RNA釋放到胞漿中。而痘苗病毒當(dāng)其復(fù)雜的核心結(jié)構(gòu)進入胞漿中后，隨之病毒體多聚酶活化，合成病毒24/47

10圖21-5病毒穿入和脫殼過程的示意圖(四)生物合成(biosynthesis):病毒核酸復(fù)制；病毒蛋白質(zhì)合成DNA病毒和RNA病毒在復(fù)制機理有區(qū)別，但復(fù)制的結(jié)果都是合成核酸分子和蛋白質(zhì)衣24/47

11殼，然后裝配成新的有感染性的病毒。一個復(fù)制周期大約需6?8小時。1.雙股DNA病毒的復(fù)制----多數(shù)DNA病毒為雙股DNA雙股DNA病毒，如單純疹病毒和腺病毒在宿主細(xì)胞核內(nèi)的RNA聚合酶作用下，從病毒DNA上轉(zhuǎn)錄病毒mRNA，然后轉(zhuǎn)移到胞漿核糖體上，指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)。1）病毒基因的mRNA專錄（早期轉(zhuǎn)錄）：病毒本身含有RNA聚合酶，可在胞漿中轉(zhuǎn)錄mRNA。mRNA有二種：早期mRNA，主要合成復(fù)制病毒DNA所需的酶及調(diào)控蛋白等，如依賴DNA的DNA聚合酶，脫氧胸腺嘧啶激酶等，稱為早期蛋白；2）病毒核酸復(fù)制：子代病毒DNA的合成是以親代DNA為模板，按核酸半保留形式復(fù)制子代雙股DNA。DNA復(fù)制出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)蛋白合成之前。3）晚期轉(zhuǎn)錄：晚期mRNA和晚期翻譯：晚期蛋白---衣殼蛋白，包膜蛋白晚期mRNA，在病毒DNA復(fù)制之后出現(xiàn)，主要指導(dǎo)合成病毒的結(jié)構(gòu)蛋白，稱為晚期蛋白。24/4724/47圖21-4DNA病毒復(fù)制的主要步驟RNA中。2.單股RNA病毒的復(fù)制----RNA病毒核酸多為單股，病毒全部遺傳信息均含在24/47

12又可分為:病毒RNA的鹼基序列與mRNA完全相同者，稱為正鏈RNA病毒。病毒RNA鹼基序列與mRNA互補者，稱為負(fù)鏈RNA病毒。逆轉(zhuǎn)錄病毒又稱RNA腫瘤病毒(Oncornavirus)，病毒體含有單股正鏈RNA、依賴RNA的DNA多聚酶(逆轉(zhuǎn)錄酶)和tRNA。(1)正鏈RNA病毒的復(fù)制以脊髓灰質(zhì)炎病毒為例，侵入的RNA直接附著于宿主細(xì)胞核糖體上，翻譯出大分子蛋白,并迅速被蛋白水解酶降解為結(jié)構(gòu)蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白,如依賴24/4724/47RNA的RNA聚合酶。在這種酶的作用下，以親代RNA為模板形成一雙鏈結(jié)構(gòu)，稱復(fù)制型(Replicativeform)”。再從互補的負(fù)鏈復(fù)制出多股子代正鏈RNA，這種由一條完整的負(fù)鏈和正在生長中的多股正鏈組成的結(jié)構(gòu)，秒復(fù)制中間體(Replicativeintermediate)。新的子代RNA分子在復(fù)制環(huán)中有三種功能：(1)為進一步合成復(fù)制型起模板作用；(2)繼續(xù)起mRNA作用；(3)構(gòu)成感染性病毒RNA。24/47

139裝配比的RNA淇壷1?雄白24/47

14圖21-5正鏈RNA病毒復(fù)制的主要步驟(2)負(fù)鏈RNA病毒的復(fù)制流感病毒、副流感病毒、狂犬病毒和腮腺炎病毒等有囊膜病毒屬于這一范疇。病毒體中含有RNA的RNA聚合酶，從侵入鏈轉(zhuǎn)錄出mRNA，翻譯出病毒結(jié)構(gòu)蛋白和酶，同時又可做為模板，在依賴RNA的RNA聚合酶作用下合成子代負(fù)鏈RNA。IIIillnnnnnn圖21-6負(fù)鏈RNA病毒復(fù)制的主要步驟(2)逆轉(zhuǎn)錄病毒(Retrovirus)復(fù)制過程分二個階段：第一階段，病毒核時進入胞漿后，以RNA為模板，在依賴RNA的DNA多聚酶和tRNA引物的作用下，合成負(fù)鏈DNA(即RNA:DNA)，正鏈RNA被降解，進而以負(fù)鏈DNA為模板形成雙股DNA(即DNA:DNA)，轉(zhuǎn)入細(xì)胞核內(nèi)，整合成宿主DNA中，成為前病毒。第二階段，前病毒DNA轉(zhuǎn)錄出病毒mRNA，翻譯出病毒蛋白質(zhì)。同樣從前病毒DNA轉(zhuǎn)錄出病毒RNA，在胞漿內(nèi)裝配，以出芽方式釋放。被感染的細(xì)胞仍持續(xù)分裂將前病毒傳遞至子代細(xì)胞。24/47

15(四)裝配與釋放DNA病毒（多數(shù)核內(nèi)裝配）;RNA病毒（多數(shù)胞漿內(nèi)裝配）包膜病毒（出芽釋放）；無包膜病毒（破胞釋放）新合成的病毒核酸和病毒結(jié)構(gòu)蛋白在感染細(xì)胞內(nèi)組合成病毒顆粒的過程稱為裝配（Assembly），而從細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞外的過程為釋放（Release）。大多數(shù)DNA病毒，在核內(nèi)復(fù)制DNA，在胞漿內(nèi)合成蛋白質(zhì)，轉(zhuǎn)入核內(nèi)裝配成熟。而痘苗病毒其全部成份及裝配均在胞漿內(nèi)完成。RNA病毒多在胞漿內(nèi)復(fù)制核酸及合成蛋白。感染后6個小時，一個細(xì)胞可產(chǎn)生多達10，000個病毒顆粒。病毒裝配成熟后釋放的方式有：（1）宿主細(xì)胞裂解，病毒釋放到周圍環(huán)境中，見于無囊膜病毒，如腺病毒、脊髓灰質(zhì)炎病毒等；（2）以出芽的方式釋放，見于有囊膜病毒，如皰疹病毒在核膜上獲得囊膜，流感病毒在細(xì)胞膜上獲得囊膜而成熟，然后以出芽方式釋放出成熟病毒。也可通過細(xì)胞間橋或細(xì)胞融合鄰近的細(xì)胞。二、異常增殖:（一）缺陷病毒（defectivevirus）:病毒本身基因有缺陷病毒的增殖不只是產(chǎn)生有感染性的子代，絕大多數(shù)動物病毒在大量感染的情況下，經(jīng)多次增殖會產(chǎn)生缺損干擾顆粒（Defectiveinterferingparticles），它是能干擾親代病毒復(fù)制的缺損病毒，其核酸有部分缺損或被宿主DNA片段替換。缺損干擾顆粒的基本特性是：（1）本身不能繁殖；（2）有輔助病毒存在時方能增殖；（3）干擾同種病毒而不干擾異種病毒的增殖；（4）在感染細(xì)胞內(nèi)與親代病毒競爭性增殖。由于缺損干擾顆粒的產(chǎn)生，使同種感染性病毒數(shù)量減少，在導(dǎo)致病毒的持續(xù)性感染中具有一定的作用，但疫苗中含有大量缺損干擾顆粒會影響活疫苗的免疫效果。（二）頓挫感染（abortiveinfection）:非容納細(xì)胞三)干擾現(xiàn)象(interference)24/47

16第三節(jié)抵抗力與變異病毒對理化因素的抵抗力（一）物理因素1溫度大多數(shù)病毒（除肝炎病毒外）耐冷而不耐熱。病毒一旦離開機體，經(jīng)加熱56?60C30分鐘，由于表面蛋白變性，而喪失其感染性，即被滅活。病毒對低溫的抵抗力較強，通常在-20?196C仍不失去活性，但對反復(fù)凍融則敏感。一般可用低溫真空干燥法（Lyophilization）保存病毒，但在室溫條件下干燥易使病毒滅活。2．鹽類對病毒的穩(wěn)定作用克分子濃度的鹽可提高病毒對熱的抵抗力。MgCl2對脊液灰質(zhì)炎病毒、MgSO4對正粘和副粘病毒、Na2SO4對皰疹病毒具有穩(wěn)定作用。因此在減毒活疫苗中須加這類穩(wěn)定劑。有囊膜病毒即使在-90C也不能長期保存，但加入保護劑如二甲基亞砜（DMSO）可使之穩(wěn)定。3．PH病毒一般在pH5.0?9.0的環(huán)境是穩(wěn)定的，但在某些病毒的血凝反應(yīng)中，pH改變可影響改變試驗的結(jié)果。4?射線紫外線、X線和高能量粒子可殺活病毒，這是因為光量子可擊毀病毒核酸的分子結(jié)構(gòu)，不同病毒其敏感度不一。某些活性染料（如甲苯胺蘭、中性紅、丫啶橙）對病毒具有不同程度的滲透作用，這些染料與病毒核酸結(jié)合后，易被可見光滅活。（二）化學(xué)因素1．脂溶劑有包膜病毒可迅速被脂溶劑破壞，如乙醚、氯彷、去氧膽酸鈉。這類病毒通常不能在含有膽汁的腸道中引起感染。病毒對脂溶劑的敏感性可作為病毒分類的依據(jù)之一。2．甘油大多數(shù)病毒在50%甘油鹽水中能活存較久。因病毒體中含游離水，不受甘油脫水作用的影響，故可用于保存病毒感染的組織。3．化學(xué)消毒劑一般病毒對高錳酸鉀、次氯酸鹽等氧化劑都很敏感，升汞、酒精、強酸及強堿均能迅速殺滅病毒，但0.5%?1%石炭酸僅對少數(shù)病毒有效。飲水中漂白粉濃度對乙型24/47

17肺炎，腸道病毒無效。3-丙內(nèi)脂(3-Propiolactone)及環(huán)氧乙烷(Ethyleneoxide)可殺滅各種病毒。4．抗生素抗生素及磺胺對病毒無效。利福平(Rifampin)能抑制痘病毒復(fù)制，干擾病毒DNA或RNA合成，但也干擾宿主細(xì)胞的代謝，有較強的細(xì)胞毒性作用。第四節(jié)病毒的遺傳與變異[目的要求]熟悉病毒變異的機制。[教學(xué)學(xué)時]1學(xué)時。一、突變病毒的突變(Mutation)是指基因組中核酸鹼基順序上的化學(xué)變化，可以是一個核苷酸的改變，也可為上百上千個核苷酸的缺失或易位。病毒復(fù)制中的自然突變率10-5?10-8，而各種物理、化學(xué)誘變劑(Mutagens)可提高突變率，如溫度、射線、5-溴尿嘧啶、亞硝酸鹽等的作用均可誘發(fā)突變。突變株與原先的野生型病毒(Wild-typevirus)特性不同，表現(xiàn)為病毒毒力、抗原組成、溫度和宿主范圍等方面的改變。1．毒力改變有強毒株及弱毒株，后者可制成弱毒活病毒疫苗，如脊液灰質(zhì)炎疫苗、麻疹疫苗等。2．條件致死突變株指病毒突變后在特定條件下能生長，而在原來條件下不能繁殖而被致死。其中最主要是的是溫度敏感條件致死突變株(Temperature-sensitiveconditionallethalmutant)，簡稱溫度敏感突變株(ts株)，在特定溫(28?35C)下孵育則能增殖，在非特定溫度(37?40C)下孵育則不能繁殖，而野生型在兩種溫度均能增殖。顯然是由于在非特定溫度下，ts株同時又是減毒株?，F(xiàn)已從許多動突變基因所編碼的蛋白缺乏其應(yīng)有功能。因此大多數(shù)物病毒中分離出ts株，選擇遺傳穩(wěn)定性良好的品系用于制備堿毒活疫苗，如流感病毒及脊髓灰制裁炎病毒ts株疫苗。3．宿主適應(yīng)性突株例如狂犬病毒突變株適應(yīng)在兔腦內(nèi)增殖，由“街毒”變?yōu)椤肮潭ǘ尽?，可制成狂犬病疫苗。二、基因重組24/47

18當(dāng)二種有親緣關(guān)系的不同病毒感染同一宿主細(xì)胞時，它們的遺傳物質(zhì)發(fā)生交換，結(jié)果產(chǎn)生不同于親代的可遺傳的子代，稱為基因重組(Geneticrecombination)。1．活病毒間的重組例如流感病毒兩個亞型之間可基因重組，產(chǎn)生新的雜交株，即具有一個親代的血凝素和另一親代的神經(jīng)氨酸酶。這在探索自然病毒變異原理中具有重要意義。流感每隔十年左右引起一次世界性大流行，可能是由于人的流感病毒與某些動物(雞、馬、豬)的流感病毒間發(fā)生基因重組所致。2．滅活病毒間的重組例如用紫外線滅活的兩株同種病毒，若一同培養(yǎng)后，?？墒箿缁畹牟《緩?fù)活，產(chǎn)生出感染性病毒體，此稱為多重復(fù)活(Multiplicityreactivation)，這是因為兩種病毒核酸上受損害的基因部位不同，由于重組合相互彌補而得到復(fù)活。因此現(xiàn)今不用紫外線滅活病毒制造疫苗，以防病毒復(fù)活的危險。3．死活病毒間的重組例如將能在雞胚中生長良好的甲型流感病毒(A0或A1亞型)疫苗株經(jīng)紫外線滅活后，再加亞洲甲型(A2亞型)活流感病毒一同培養(yǎng)，產(chǎn)生出具有前者特點的A2亞型流感病毒，可供制作疫苗，此稱為交叉復(fù)活(Crossreactivation)。三、基因產(chǎn)物的相互作用1．表型混合(Phenotypemixing)兩種病毒混合感染后，一個病毒的基因組偶而裝入另一病毒的衣殼內(nèi)，或裝入兩個病毒成分構(gòu)成的衣殼內(nèi)，發(fā)生表型混合。這種混合是不穩(wěn)定的，傳代后可恢復(fù)其原來的特性。2．基因型混合(Genotypemixing)指兩種病毒的核酸偶而混合裝在同一病毒衣殼內(nèi)，或兩種病毒的核衣殼偶爾包在一個囊膜內(nèi)，但它們的核酸都未重組合，所以沒有遺傳性。3．互補（Complementation）指兩種病毒通過其產(chǎn)生的蛋白質(zhì)產(chǎn)物（如酶、衣殼或囊膜）相互間補助不足，例如輔助病毒與缺損病毒間、兩個缺損病毒間、活病毒與死病毒間都可以互補，互補后仍產(chǎn)生原來病毒的子代。4．增強（Enhancement）指兩種病毒混合培養(yǎng)時，一種病毒能促進增強另一種病毒的產(chǎn)量，可能是因為前者壓制了產(chǎn)生干擾素所致。24/47

19四、病毒變異的實際意義1．研制減毒活疫苗如ts株、宿主適應(yīng)性突變株的研制。2.應(yīng)用于基因工程（Geneticengineering）基因工程是將一個生物體的基因（Gene），也就是攜帶遺傳信息的DNA片段，轉(zhuǎn)移到另一個生物內(nèi)，與原有生物體的DNA結(jié)合，實現(xiàn)遺傳性狀的轉(zhuǎn)移和重新組合，從而使人們能夠定向地控制、干予和改變生物體的變異和遺傳。目前病毒基因工程正沿著二個方向發(fā)展：一是將編碼病毒表面抗原的基因移植到質(zhì)粒中去，在大腸桿菌中產(chǎn)生大量表面抗原物質(zhì)，以制備疫苗或診斷用抗原。如乙型肺炎病毒編碼表面抗原的DNA片段已在酵母菌中表達，該疫苗正進行人體觀察；二是探索病毒作為基因工程載體的可能性，以便將所需要的外源基因帶入人體或支物體內(nèi)，以治療人類遺傳疾病或創(chuàng)造動物新品種的目的。第五節(jié)病毒的分類與命名按生物分類學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，分類應(yīng)能反映生物體的進化與種系發(fā)生的關(guān)系。但病毒不可能按這個原則分類，一般仍按病毒鑒定等的實際需要而分類。各種生物體均可有病毒寄生。已知有動物病毒、植物病毒、放線菌病毒及細(xì)菌病毒（即噬菌體）。醫(yī)學(xué)上重要的病毒有500種左右，其中有不少對人類有致病力。有些病毒也能在節(jié)肢動物中增殖（如蟲媒病毒）。目前通過的分類法是將支物病毒分為脫氧核糖病毒（Deoxyriboviruses簡稱DNA病毒）與核糖核酸病毒（Riboviruses簡稱RNA病毒）兩大類。再按病毒的理化性狀分為若干科（族屬）（表21-2）。表21-2按病毒理化及生物性狀的分類（供參考）24/47

20衣殼包病毒體核酸分子大小量核酸形式(nm③)(x106)基因數(shù)(約數(shù))病毒科名小DNA病毒科3218?261.5?1.8單股3?4-7245?553?5雙股環(huán)狀5?820面25270?9020?30雙股30體對稱162100④90?130雙股160+?422.1環(huán)狀雙股7DNA病毒(Parvoviridee)乳頭多瘤空泡病毒科(Papovaviridae)腺病毒(Adenoviridae)皰疹病毒(Herpetoviridae)嗜肝病毒(Hepadnaviridae)復(fù)合對稱復(fù)合外殼230300130?240雙股300痘病毒科(Poxviridae)3220?302?2.8-2②60?8012?1920面體對稱40?703?4+3240?503?4RNA90?1006?15病80?120毒螺旋5+150對稱5?83003?470?175不明50?3003?5或復(fù)+80?1309合對?1007?10稱小核糖核酸病毒科單股4?6(Picornaviridae)雙股分段10?12吸腸弧病毒科(Reoviridae)披膜病毒科單股10(Togaviridae)單股10黃病毒科(Flaviviridae)布尼安病毒科(Bunyaviridae)單股分段23正粘病毒科單股分段10(Orthomyxoviridae)單股>10副粘病毒科單股5(Paramyxoviridae)彈狀病毒科(Rhabdoviridae)沙粒狀病毒科單股分段10(Arenaviridae)冠狀病毒科單股30單股雙倍20?30(Coronaviridae)逆轉(zhuǎn)錄病毒科(Retroviridae)說明:①正痘病毒(Orthopoxvirus)包括天花、類天花、牛痘、牛痘苗、兔痘、猴痘及鼠脫腳病等病毒皆對乙醚有抵抗性，而其他的痘病毒則對乙醚敏感。②呼腸病毒(Reovirus)有一個外衣殼和一個內(nèi)衣殼。內(nèi)殼有32個殼微粒，外衣殼的殼微粒數(shù)目則未確定，認(rèn)為總共有92個殼微粒。24/47

21③病毒體大小是指直徑或直徑X長度。④脫去囊膜的裸露病毒體，其核衣殼的直徑為100nm但有囊膜的病毒體則可大至200nm亞病毒擬病毒：一類只含有RNA的植物病毒。類病毒：一類只含有RNA的植物病毒。朊粒：第二十四章病毒的感染與免疫[目的要求]掌握病毒感染的方式，常見的垂直傳播的病毒。掌握病毒的致病機理，病毒與人類腫瘤的關(guān)系。熟悉持續(xù)性感染的種類與特點。掌握抗病毒感染免疫的特點。掌握干擾素定義、誘生、抗病毒機理。[教學(xué)學(xué)時]4學(xué)時。第一節(jié)病毒感染的傳播方式.傳播途徑1.水平傳播(horizantaltransmission):在出生后,個體之間的病毒傳播,稱為：水平傳播(Horizontaltransmission)。個體—個體例如通過呼吸道、消化道、血液、經(jīng)皮膚、蟲媒等途經(jīng)傳播。表22-1體內(nèi)病毒的擴散方式(舉例)血漿中游離病毒吸附乙腦、登革熱、灰質(zhì)炎、柯薩奇及乙肝病毒麻疹、病毒血癥于白細(xì)胞中的病毒單純皰疹、巨細(xì)胞、EB及痘類病毒通過神經(jīng)擴單純皰疹、帶狀皰疹及狂犬病病毒散24/47

22粘膜直接擴流感、副流感、鼻病毒及腺病毒散表22-2人類病毒的感染途徑感染途徑傳播方法及媒介所見病毒種類空氣飛沫、痰、唾液、流感、副流感、腺病毒、鼻病毒、麻疹、水呼吸道感染皮屑痘及腮炎等病毒脊髓灰質(zhì)炎病毒、甲肝病毒及其他腸道病消化道感染飲食物（糞便污染）毒、輪狀病毒經(jīng)皮膚（蟲媒）昆蟲叮咬、動物咬傷、腦炎等蟲媒病毒、狂犬病病毒、皰疹病毒、感染注射輸血、刺破皮膚人類免疫缺陷病毒、乙型及丙型肝炎病毒眼及泌尿生殖面盆、澡盆、毛巾、分單純皰疹病毒（1與2型）、腺病毒、巨細(xì)胞道感染娩、尿病毒、人類免疫缺陷病毒、乙型肝炎病毒。胎內(nèi)（垂直）經(jīng)胎盤或出生時經(jīng)產(chǎn)風(fēng)疹、巨細(xì)胞、單純皰疹（2型）等病毒與產(chǎn)道感染道感染1.垂直傳播（verticaltransmission）：通過胎盤，或于分娩時由母體傳至胎兒的傳播方式，稱為垂直傳播（Verticaltransmission）。母體—胎兒（新生兒）途徑:經(jīng)胎盤傳播（先天性感染）；經(jīng)產(chǎn)道傳播（圍產(chǎn)期感染）；哺乳。常見的與胎兒先天性感染有關(guān)的病毒：風(fēng)疹病毒;巨細(xì)胞病毒;單純皰疹病毒;人類免疫缺陷病毒;乙肝病毒;24/47

23第二節(jié)病毒感染的致病機理、病毒對宿主細(xì)胞的直接作用：24/47