第八章病毒总论.ppt

第八章 医学病毒,供中医、中西医结合、针灸、推拿等专业教学使用,第八章 医学病毒,学 习 内 容,第一节 病毒的形态与结构,第二节 病毒的增殖与培养,第三节 病毒的遗传变异,第四节 病毒的感染与免疫,思考题,第八章 医学病毒,医学病毒是指以人类细胞为主要宿主的非细胞型病原微生物。,病毒基本特性,体积微小（纳米（测量单位）结构简单（不具有完整的细胞结构）专性寄生（活细胞内寄生才能显示其生命活性）单一核酸（仅有一种类型核酸）,返回本章目录,第八章 医学病毒,第一节 病毒的形态与结构,一、病毒的形态,完整病毒颗粒称为病毒体 病毒体大小测量单位为纳米（nm）,最大病毒体直径可达800nm 最小病毒体直径为1822nm 多数病毒体直径为100nm左右,病毒大小示意图,返回本章目录,第八章 医学病毒,第一节 病毒的形态与结构,一、病毒的形态,球形（乙肝病毒）,子弹状（狂犬病毒）,砖状（牛痘病毒）,丝状（埃博拉病毒）,蝌蚪状（噬菌体）,球形（流感病毒）,返回本章目录,第八章 医学病毒,第一节 病毒的形态与结构,二、病毒的结构,病毒基本结构由核心、衣壳和包膜组成。核心、衣壳构成核衣壳，称裸露病毒。核衣壳的外表面有包膜和刺突的病毒，称包膜病毒,病毒体结构示意图,返回本章目录,第八章 医学病毒,第一节 病毒的形态与结构,二、病毒的结构,（一）核心（core）:位于病毒体中心，为DNA或RNA。决定病毒的感染、增殖、遗传、变异等生物学特性。,病毒体结构示意图,返回本章目录,第八章 医学病毒,第一节 病毒的形态与结构,二、病毒的结构,病毒体结构示意图,（二）衣壳（capsid）:是包绕在病毒核心外的一层蛋白质结构，可维持病毒的形态结构。衣壳是由一定数量的壳粒组成。壳粒排列方式有三种类型。螺旋对称型 20面体立体对称型 复合对称型,返回本章目录,第八章 医学病毒,第一节 病毒的形态与结构,二、病毒的结构,病毒体结构示意图,衣壳的主要生物学功能有：保护病毒核酸，避免病毒核酸受核酸酶和其他理化因素的破坏；参与感染过程，无包膜病毒的衣壳决定病毒对宿主细胞的嗜性，通过病毒蛋白与易感细胞表面受体结合，介导病毒进入敏感的宿主细胞；具有抗原性，衣壳蛋白通过其免疫原性，能刺激机体产生特异性体液免疫和细胞免疫。,返回本章目录,第八章 医学病毒,第一节 病毒的形态与结构,二、病毒的结构,（三）包膜（envelope）:是病毒在成熟过程中穿过宿主细胞以出芽方式向细胞外释放时获得的一层膜样结构。,病毒体结构示意图,包膜表面的钉状突起，称为包膜子粒（peplomeres）或刺突（spike)。,返回本章目录,第八章 医学病毒,第一节 病毒的形态与结构,二、病毒的结构,病毒体结构示意图,病毒包膜的主要功能有:保护病毒 参与感染 具有抗原性,返回本章目录,第八章 医学病毒,第二节 病毒的增殖与培养,一、病毒的增殖,（一）病毒的复制周期,1.吸附（adsorption）2.穿入（penetration）3.脱壳（uncoating）4.生物合成（biosynthesis）5.装配（assembly）6.成熟（maturation）7.释放（release）,病毒的复制周期,返回本章目录,第八章 医学病毒,第二节 病毒的增殖与培养,一、病毒的增殖,（一）病毒的复制周期,吸 附,返回本章目录,第八章 医学病毒,第二节 病毒的增殖与培养,一、病毒的增殖,（一）病毒的复制周期,装配、成熟与释放,返回本章目录,第八章 医学病毒,第二节 病毒的增殖与培养,一、病毒的增殖,（二）病毒的异常增殖与干扰现象,1.病毒的异常增殖,（1）顿挫感染（abortive infection）因宿主细胞缺乏病毒复制所需的酶或能量等必需条件，致使病毒在细胞内不能复制出完整的病毒体.。,2.干扰现象（interference）当两种病毒感染同一细胞时，常发生一种病毒抑制另一种病毒复制增殖的现象，称为病毒的干扰现象。,（2）缺陷病毒（defective virus）指在宿主细胞内不能完成复制周期或不能形成具有感染性病毒体的病毒,需要在另一种病毒的辅助下方可增殖。故后者称为辅助病毒。,返回本章目录,第八章 医学病毒,第二节 病毒的增殖与培养,二、病毒的人工培养,（一）病毒的分离培养方法-动物接种,返回本章目录,第八章 医学病毒,第二节 病毒的增殖与培养,二、病毒的人工培养,（一）病毒的分离培养方法-鸡胚培养,返回本章目录,第八章 医学病毒,返回本章目录,二、病毒的人工培养,（一）病毒的分离培养方法-鸡胚培养,尿囊腔接种,羊膜腔接种,绒毛尿囊膜接种,卵黄囊接种,第八章 医学病毒,第二节 病毒的增殖与培养,二、病毒的人工培养,（一）病毒的分离培养方法-组织培养,返回本章目录,第八章 医学病毒,第二节 病毒的增殖与培养,二、病毒的人工培养,（一）病毒的分离培养方法-组织培养,返回本章目录,第八章 医学病毒,第二节 病毒的增殖与培养,二、病毒的人工培养,(二）病毒增殖的指标与鉴定,细胞病变（cytopathy）:溶细胞型病毒感染细胞，细胞团缩、裂解和细胞肿大、数个细胞融合成多核巨细胞或细胞聚集成葡萄串状、脱落或死亡等，称为细胞病变效应(cytopathic effect,CPE）。,空斑形成（plaque formation）:单个病毒的复制增殖使局部单层细胞脱落，一个空斑是由标本中一个病毒大量复制所致,计算空斑数即可计数病毒数量。通常以每毫升病毒悬液的空斑形成单位表示（pfu/ml）。,返回本章目录,第八章 医学病毒,返回本章目录,二、病毒的人工培养,(二）病毒增殖的指标与鉴定,红细胞吸附（hemadsorption）:有些病毒能够编码血凝素，病毒在细胞内增殖时，将血凝素释放在感染细胞膜上,出现红细胞吸附现象.,中和试验（neutralization test）：将已知的抗病毒血清预先与病毒悬液混合，经过一定时间作用后接种于敏感细胞中，观察病毒致细胞病变作用或红细胞吸附现象是否消失。,干扰作用：有些病毒感染细胞后不产生明显的CPE，但可干扰在其后感染的另一种病毒的生长繁殖，阻止后者所特有的CPE。,第八章 医学病毒,返回本章目录,一、病毒的变异现象,病毒突变株（mutant）是指因基因改变而发生某些生物特性改变的毒株，需具有容易检测与识别的生物学特性。重要的突变株如：温度敏感突变株（temperature sensitive mutant）宿主范围突变株（host-range mutant）耐药突变株（drug-resistant mutant）,第三节 病毒的遗传与变异,第八章 医学病毒,第三节 病毒的遗传变异,二、病毒的变异机制,免疫学基础与病原生物学,全国中医药行业高等教育“十二五”规划教材,1.基因突变,2.基因重组与重配,3.病毒基因组与宿主细胞基因组的整合,4.非重组变异,三、病毒变异的医学意义,对病毒遗传变异特性的研究，已被广泛地应用于病毒性疾病的诊断、治疗和预防领域。,返回本章目录,第八章 医学病毒,第四节 病毒的感染与免疫,一、病毒的致病性,免疫学基础与病原生物学,全国中医药行业高等教育“十二五”规划教材,（一）病毒对宿主细胞的直接作用,1.杀细胞效应（cytocidal effect）病毒在宿主细胞内增殖后，一次大量释放出子代病毒，引起细胞裂解死亡，被称为杀细胞性感染（cytocidal infection）.,病毒培养时出现的CPE,返回本章目录,第四节 病毒的感染与免疫,一、病毒的致病性,免疫学基础与病原生物学,全国中医药行业高等教育“十二五”规划教材,（一）病毒对宿主细胞的直接作用,1.杀细胞效应主要机制：病毒在复制过程中，干扰细胞核酸和蛋白质的合成，影响细胞的新陈代谢；细胞膜或溶酶体膜的通透性增高或被破坏后，其中的水解酶释放引起细胞自溶；病毒抗原成分表达于细胞膜上，发生自身免疫性细胞损伤；病毒的毒性蛋白对细胞的毒性作用，如腺病毒的刺突；病毒感染对细胞核、内质网、线粒体等细胞器可造成损伤，常使细胞出现浑浊、肿胀、团缩等改变。,返回本章目录,第八章 医学病毒,第四节 病毒的感染与免疫,一、病毒的致病性,免疫学基础与病原生物学,全国中医药行业高等教育“十二五”规划教材,（一）病毒对宿主细胞的直接作用,2.稳定状态感染（steady-state infection）某些包膜病毒，在细胞内增殖，对细胞影响不大，病变较轻，短时间内不溶解死亡，这种感染称为稳定状态感染。,麻疹病毒引起的肺炎，在肺部出现多核巨细胞,返回本章目录,第八章 医学病毒,返回本章目录,一、病毒的致病性,免疫学基础与病原生物学,全国中医药行业高等教育“十二五”规划教材,（一）病毒对宿主细胞的直接作用,3.包涵体的形成 有些病毒感染细胞，在胞浆或胞核内出现嗜酸或嗜碱性、大小和数量不等的圆形、椭圆形或不规则斑块结构，称为包涵体（inclusion body）。,狂犬病病毒的内基小体,一、病毒的致病性,（一）病毒对宿主细胞的直接作用,3.包涵体的形成 病毒包涵体由病毒颗粒或未装配的病毒成分组成，也可能是病毒增殖的场所或细胞对病毒作用的反应物。如狂犬病病毒感染后在脑细胞的胞浆内出现嗜酸性包涵体，称内基小体（Negri body），可作为病毒感染的辅助诊断。包涵体破坏细胞的正常结构和功能，有时引起宿主细胞死亡。,第八章 医学病毒,第四节 病毒的感染与免疫,一、病毒的致病性,（一）病毒对宿主细胞的直接作用,4细胞凋亡 细胞凋亡指由细胞基因控制的程序性细胞死亡。有效的细胞凋亡对控制病毒在细胞内增殖、防止病毒在体内扩散具有积极意义。,正常细胞 凋亡细胞,返回本章目录,细胞膜出现鼓泡、细胞核浓缩、染色体DNA被降解等,第八章 医学病毒,第四节 病毒的感染与免疫,一、病毒的致病性,（一）病毒对宿主细胞的直接作用,5基因整合与细胞转化 DNA病毒或逆转录病毒的核酸与细胞染色质基因组结合在一起，称为整合（integration）。,整合方式：全基因组整合 失常式整合,与人类肿瘤密切相关的病毒有：人乳头瘤病毒（宫颈癌）乙型肝炎病毒（肝细胞癌）,人类T细胞白血病病毒（白血病）EB病毒（鼻咽癌）,人类免疫缺陷病毒（Kaposi肉瘤）等,返回本章目录,第八章 医学病毒,第四节 病毒的感染与免疫,一、病毒的致病性,（二）病毒感染的免疫病理作用,1.抗体介导的免疫病理作用 许多病毒抗原可出现于宿主细胞表面，与抗体结合后，激活补体，导致宿主细胞破坏，属II型超敏反应。抗原与抗体形成的免疫复合物沉积于血管壁，可引起型超敏反应。,返回本章目录,第八章 医学病毒,第四节 病毒的感染与免疫,一、病毒的致病性,（二）病毒感染的免疫病理作用,2.细胞介导的免疫病理作用 细胞免疫可损伤宿主细胞，引起IV型超敏反应。,返回本章目录,第八章 医学病毒,第四节 病毒的感染与免疫,一、病毒的致病性,（二）病毒感染的免疫病理作用,3.致炎性细胞因子的病理作用 病毒攻击宿主细胞后，机体可分泌产生大量的细胞因子如INF-、TNF-a、IL-1等，这些致炎性细胞因子将导致代谢紊乱，并活化血管活化因子，引起休克，DIC，恶病质等严重病理过程，甚至危及生命。,返回本章目录,第八章 医学病毒,第四节 病毒的感染与免疫,一、病毒的致病性,（二）病毒感染的免疫病理作用,4.免疫抑制作用 某些病毒感染可抑制免疫功能，如艾滋病病毒、麻疹病毒、风疹病毒、巨细胞病毒、EB病毒等。这些病毒导致体内潜伏病毒激活或促进某些肿瘤的生长，使疾病复杂化，亦可能成为病毒持续性感染的原因之一。,返回本章目录,第八章 医学病毒,第四节 病毒的感染与免疫,二、抗病毒免疫,（一）固有免疫-干扰素（IFN）,1.定义:病毒感染细胞可产生一种具有干扰活病毒增殖的可溶性物质，故称干扰素。,2.种类与性质 种类:由人类细胞诱生的IFN分为IFN-、IFN-、IFN-,IFN-和IFN-I型IFN;IFN-II型IFN。,性质:小分子量糖蛋白;对蛋白酶敏感;56被灭活.,抗病毒特点：广谱性 间接性,高活性 种属特异性,第八章 医学病毒,第四节 病毒的感染与免疫,二、抗病毒免疫,（一）固有免疫-干扰素（IFN）,3.抗病毒作用机制,返回本章目录,第八章 医学病毒,第四节 病毒的感染与免疫,二、抗病毒免疫,（一）固有免疫-干扰素（IFN）,3.抗病毒作用机制 IFN不能直接灭活病毒，但能诱导细胞合成抗病毒蛋白（antiviral protein，AVP）,从而达到抗病毒作用。,抗病毒蛋白:2-5 A合成酶 蛋白激酶、核糖核酸酶 磷酸二脂酶,作用机制有：2-5A合成酶途径 蛋白激酶PRK途径,4.免疫调节和抗肿瘤活性 在IFN免疫调节作用和抗肿瘤作用中,IFN-最为重要。,返回本章目录,第八章 医学病毒,第四节 病毒的感染与免疫,二、抗病毒免疫,（一）固有免疫-自然杀伤细胞（NK）,NK细胞作用不受MHC限制，不依赖抗体，对靶细胞的杀伤无特异性。特异性抗体出现后，NK细胞发挥ADCC作用。,返回目录,返回本章目录,第八章 医学病毒,第四节 病毒的感染与免疫,二、抗病毒免疫,（二）适应性免疫-细胞免疫,1.CD8+Tc细胞的作用,机制：释放穿孔素 释放颗粒酶 激活Fas,返回目录,返回本章目录,第八章 医学病毒,第四节 病毒的感染与免疫,二、抗病毒免疫,2.CD4+Th细胞的作用,机制：Th1细胞分泌IL-2和IFN-，激发细胞免疫应答。Th2细胞产生IL-4和IL-5，诱导体液免疫应答。,（二）适应性免疫-细胞免疫,返回本章目录,第八章 医学病毒,第四节 病毒的感染与免疫,二、抗病毒免疫,（二）适应性免疫-体液免疫,1.抗体对游离病毒的作用,中和抗体与病毒表面蛋白质抗原结合可以导致：阻止病毒与宿主细胞受体结合。终止病毒的复制过程。使病毒易于被巨噬细胞吞噬和清除。通过激活补体使包膜病毒裂解。,返回本章目录,第八章 医学病毒,第四节 病毒的感染与免疫,二、抗病毒免疫,（二）适应性免疫-体液免疫,2.抗体对病毒感染细胞的作用 抗体与病毒感染细胞表面抗原的结合可以引发ADCC作用。,返回本章目录,第八章 医学病毒,第四节 病毒的感染与免疫,三、病毒感染的类型与传播方式,（一）病毒感染的类型,返回本章目录,1.隐性感染 病毒在宿主细胞内增殖但不出现临床症状者称为隐性感染或亚临床感染（subclinical infection）。,2.显性感染 病毒在宿主细胞内大量增殖，导致机体出现症状者称为显性感染。,(2)持续性病毒感染（persistent viral infection）病毒可在机体内持续较长时间,达数月至数年甚至终身携带病毒.,(1)急性病毒感染（acute viral infection）潜伏期短、发病急、数日或数周即恢复，机体内往往不再有病毒.,第八章 医学病毒,第四节 病毒的感染与免疫,三、病毒感染的类型与传播方式,（一）病毒感染的类型,1.形成持续性病毒感染的原因有：机体免疫功能低下 病毒的抗原性变异或无免疫原性 产生缺损干扰颗粒（DIP)病毒基因组与宿主细胞基因组整合,长期共存。,2.持续性病毒感染分类:慢性感染 潜伏性感染 慢发感染 急性感染的迟发并发症,返回本章目录,第八章 医学病毒,第四节 病毒的感染与免疫,三、病毒感染的类型与传播方式,（二）病毒的传播方式,1.垂直传播 指病毒由亲代传播给子代的方式，称为垂直 传播或围产期传播。,2.水平传播 指病毒在人群中不同个体之间的传播，也包括从动物到动物再到人的传播。,主要通过皮肤和粘膜如呼吸道、消化道或泌尿生殖道等途径传播。,返回本章目录,第八章 医学病毒,思 考 题,1.病毒是什么？在完成本章内容学习后，请试着回答这个问题。,3.从病毒的致病机制中，体会人类免疫系统作出的反应可能产生什么后果，并作出你的评价。,2.病毒的复制过程是病毒与宿主共同进化的结果，你同意这个观点吗？能否举例证实或否定这一观点？,返回本章目录,