病毒：至少含有核酸和蛋白质两种组分非细胞型生物 亚病毒

类病毒：只含具有独立侵染性的 RNA 组分

拟病毒：只含不具有独立侵染性的 RNA 组分

朊病毒：只含单一蛋白质组分

第十章 病毒第十章 病毒

研究历史研究历史 18921892 年俄国学者年俄国学者 IvanovskyIvanovsky 首次发现烟草花叶病毒的感染因子首次发现烟草花叶病毒的感染因子

能通过细菌过滤器。 能通过细菌过滤器。 18981898 年荷兰的年荷兰的 BeijerinckBeijerinck 将病原体命名叫将病原体命名叫 virusvirus ； ； 19351935 年美国的年美国的 StanleyStanley 首次提纯并结晶了首次提纯并结晶了 TMVTMV ，随后英国的，随后英国的

Bawden and PirieBawden and Pirie 证实该结晶只含核酸和蛋白质两种成分； 证实该结晶只含核酸和蛋白质两种成分； 19521952 年年 Hershey and ChaseHershey and Chase 证实噬菌体的遗传物质是证实噬菌体的遗传物质是 DNADNA ； ； 19711971 年年 DienerDiener 发现只含发现只含 RNARNA 一种成分的类病毒；一种成分的类病毒； 19811981 年年 RandlesRandles 等又发现了拟病毒（卫星病毒）；等又发现了拟病毒（卫星病毒）； 19821982 年年 PrusinerPrusiner 发现了只含蛋白质一种成分的朊病毒。发现了只含蛋白质一种成分的朊病毒。

一、病毒基本特点 ⑴ 病毒颗粒非常微小，用电子显微镜才能观察

到； ⑵ 病毒颗粒主要由核酸和蛋白质组成，每一种

病毒只含一种核酸，或 RNA 或 DNA ； ⑶ 病毒不是以二分裂方式繁殖，只能在活的宿

主细胞内复制新的子代病毒； ⑷ 除利福平可抑制痘病毒复制外，其他抗生素

对病毒的作用都不大； ⑸ 干扰素可抑制多数病毒的复制。

补充：病毒与其他微生物的区别要点

微生物种 类

在无活细胞的培养基

中生长

二等分裂

繁殖

核酸类型 *

核糖 体

敏感性

抗生素 干扰素

细菌支原体立克次体衣原体

病毒

++---

++++

-（复制

）

D+RD+RD+RD+R

D或 R

++++-

++++-

---++

说明： *D=DNA （脱氧核糖核酸）； R=RNA （核糖核酸）

** 有些细菌与立克次氏体对干扰素也敏感。

二、病毒的分类

第一节 病毒的形态构造第一节 病毒的形态构造

电镜下的病毒

一、大小及形态20 － 300nm砖形、弹形、球形、蝌蚪形、杆形等多形性

噬菌体形态

SA

S V

irus

图例

病毒的多形性

图例

病毒的多形性

几种病毒的形态和大小几种病毒的形态和大小

The comparative sizes of several viruses and bacteria

球形 —二十面体对称（如腺病毒）球形 —二十面体对称（如腺病毒） 杆状 — 螺旋对称（如烟草花叶病毒）杆状 — 螺旋对称（如烟草花叶病毒） 蝌蚪状 — 复合对称（如大肠杆菌噬菌体）蝌蚪状 — 复合对称（如大肠杆菌噬菌体）

病毒的形态

球形 —　球形 —　二十面体对称二十面体对称（腺病毒）（腺病毒） 杆状 — 杆状 — 螺旋对称螺旋对称（烟草花叶病毒）（烟草花叶病毒） 蝌蚪状 — 蝌蚪状 — 复合对称复合对称（大肠杆菌偶数噬菌体）（大肠杆菌偶数噬菌体）

病毒的对称体制

二十面体立体对称的代表——腺病毒

刺突

顶球

五邻体

六邻体

螺旋对称的代表——烟草花叶病毒（ TMV ）

RNA

衣壳粒

复合对称的代表——复合对称的代表—— TT 偶数噬菌体偶数噬菌体 头部头部 颈部颈部

– 颈环颈环– 颈须颈须

尾部尾部– 尾鞘尾鞘– 尾管尾管– 基板基板– 刺突刺突– 尾丝尾丝

E.coli 的 T4 噬菌体模式图

二、结构及化学组成

核酸 → 决定病毒遗传、变异和复制

蛋白质→支架结构和抗原成分，保护核酸

核心

衣壳

包膜

类脂→与病毒的宿主专一性和侵入等有关

1. 核酸（ Nucleic acid ） DNA 或 RNA ，有单股和双股之分。失去衣壳的裸露核酸如具有传染性则称为感染性核酸。 核酸蕴藏着病毒遗传信息，主导病毒的生命活动，形态发生，遗传变异和感染性。

2. 衣壳（ Capsid ） 包围在核酸外的一层蛋白质，衣壳是由许多“壳微粒 ”按一定几何构型集结而成，壳微粒在电镜下可见，是病毒衣壳的形态学亚单位，它由一至数条结构多肽构成。

病毒的辅助结构1．囊膜（ Envelope ） 某些病毒，在核衣壳外包绕着一层含脂蛋白的外膜，称为“囊膜”。如虫媒病毒、人类免疫缺陷病毒、疱疹病毒等。 囊膜中含有双层脂质、多糖和蛋白质，其中蛋白质具有病毒特异性，常与多糖构成糖蛋白亚单位，嵌合在脂质层，表面呈棘状突起，称“剌突”。 有囊膜病毒对脂溶剂和其他有机溶剂敏感，失去囊膜后便丧失了感染性。

2．触须样纤维 (Fiber) 腺病毒是唯一具有触须样纤维的病毒，腺病毒的触须样纤维是由线状聚合多肽和一球形末端蛋白所组成，位于衣壳的各个顶角。该纤维吸附到敏感细胞上，抑制宿主细胞蛋白质代谢，与致病作用有关。此外，还可凝集某些动物红细胞。

3．病毒携带的酶 某些病毒核心中带有催化病毒核酸合成的酶，如流感病毒带有 RNA 的 RNA聚合酶，这些病毒在宿主细胞内要靠它们携带的酶合成感染性核酸。

第二节 病毒的增殖第二节 病毒的增殖特点：　　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。病毒这种增殖的方式叫做“复制（ Replication ）”。

从病毒感染细胞，进入细胞，到复制子从病毒感染细胞，进入细胞，到复制子代病毒后释放出来的全过程，称为复制代病毒后释放出来的全过程，称为复制周期（周期（ replication cyclereplication cycle ）或增殖周）或增殖周期，也叫感染周期。期，也叫感染周期。

过程：1. 吸附2. 穿入3. 脱壳4. 生物

合成5. 装配释放

图例：各种病毒的复制过

程

灰质炎 v 、粘 v 、腺 v 、疱疹 v 、多瘤 v

吸附

病毒的增殖过程

穿入

脱壳

早期蛋白

晚期蛋白

装配

DNA 复制

核酸游离

成熟

释放

图例：1.

吸附

吸附吸附

图例：2.

穿入

侵入侵入

图例：3.

脱壳

图例：4.5.

合成、装配、释放

1.

2.

3.4. 5.

6.

不同核酸型的病毒在感染宿主后的 mRNA 合成方式

装配装配

释放释放

噬菌体的繁殖过程噬菌体的繁殖过程

第三节 病毒的干扰现象第三节 病毒的干扰现象

一、干扰现象　　当二种病毒感染同一细胞时，一种病毒可以增当二种病毒感染同一细胞时，一种病毒可以增殖，而另一种病毒则被抑制，这种现象称为干扰现殖，而另一种病毒则被抑制，这种现象称为干扰现象（象（ InterferenceInterference ） ） 产生干扰现象的可能原因：产生干扰现象的可能原因：11 、占据或破坏细胞的病毒受体、占据或破坏细胞的病毒受体22 、争夺酶和原料、争夺酶和原料33 、诱导产生了干扰素、诱导产生了干扰素

二、干扰素　　机体细胞受到病毒（或其他微生物）感染后所产生的一种低分子蛋白质，被其他的细胞吸收后能抑制多种病毒的感染，这种物质称为干扰素。按产生细胞及性质不同，干扰素分为 3 型： IFN-α、 IFN-β、 IFN-γ。 干扰素制剂已用于治疗一些病毒感染（如慢性乙型肝炎、单纯疱疹病毒毒性角膜炎、带状疱疹及呼吸道病毒感染）和恶性肿瘤（如成骨肉瘤等）。。

第四节 病毒的抵抗力与变异第四节 病毒的抵抗力与变异一、病毒对理化因素的抵抗力（一）物理因素1．温度： 大多数病毒（除肝炎病毒外）耐冷而不耐热，通常在 -20～ -196℃仍不失去活性，但对反复冻融则敏感。 2．盐类 ： 对病毒有稳定作用，克分子浓度的盐可提高病毒对热的抵抗力。 3． pH ： 病毒一般在 pH5.0～ 9.0 的环境是稳定的4 ．射线： 紫外线、 X线和高能量粒子可杀活病毒

（二）化学因素 11．脂溶剂 ．脂溶剂 有囊膜病毒可迅速被脂溶剂破坏，如乙醚、氯彷、去氧有囊膜病毒可迅速被脂溶剂破坏，如乙醚、氯彷、去氧胆酸钠。病毒对脂溶剂的敏感性可作为病毒分类依据。胆酸钠。病毒对脂溶剂的敏感性可作为病毒分类依据。22．甘油 ．甘油 大多数病毒在大多数病毒在 50%50% 甘油盐水中能活存较久。因病毒体甘油盐水中能活存较久。因病毒体中含游离水，不受甘油脱水作用的影响，故可用于保存病中含游离水，不受甘油脱水作用的影响，故可用于保存病毒感染的组织。毒感染的组织。33．化学消毒剂 ．化学消毒剂 一般都很敏感。一般都很敏感。44 ．抗生素 ．抗生素 抗生素及磺胺对病毒无效。 抗生素及磺胺对病毒无效。

病毒的抵抗力

一、耐冷怕热

二、紫外线敏感

三、氧化剂敏感

四、囊膜病毒对脂溶剂敏感

五、耐甘油

二、病毒的变异 （一）突变1．毒力改变： 有强毒株及弱毒株。

2．条件致死突变株： 其中最主要是的是温度敏感条件致死突变株，简称温度敏感突变株 ，在特定温（ 28～ 35℃）下孵育则能增殖，在非特定温度（ 37～ 40℃）下孵育则不能繁殖。可用于制备减毒活疫苗。

3．宿主适应性突变株： 例如狂犬病毒突变株适应在兔脑内增殖，由“街毒”变为“固定毒”，可制成狂犬病疫苗。

（二）基因重组1．活病毒间的重组　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与某些动物（鸡、马、猪）的流感病毒间发生基因重组所致。 2．灭活病毒间的重组3．致弱病毒间的重组

（三）基因产物的相互作用 1．表型混合 (Phenotype mixing) 2．基因型混合 (Genotype mixing) 3．互补 (Complementation) 4．增强 (Enhancement)

（四）病毒变异的实际意义1．研制减毒活疫苗 如 ts株、宿主适应性突变株的研制。2．应用于基因工程 (Genetic engineering) 目前病毒基因工程正沿着二个方向发展：一是将编码病毒表面抗原的基因移植到质粒中去，在大肠杆菌中产生大量表面抗原物质，以制备疫苗或诊断用抗原。如乙型肺炎病毒编码表面抗原的 DNA片段已在酵母菌中表达，该疫苗正进行人体观察；二是探索病毒作为基因工程载体的可能性，以便将所需要的外源基因带入人体或植物体内，以治疗人类遗传疾病或创造动物新品种的目的。

第五节 病毒的培养第五节 病毒的培养

一　实验动物培养法 要求被接种动物健康无病且无相应抗体。作用：1 、病原体检查。2 、传染病的诊断。3 、抗血清的生产及高免蛋白液的制备。

二　鸡胚培养 可分别接种在鸡胚绒毛尿囊膜、尿囊腔、羊膜腔、卵黄囊、脑内或静脉内。

注意：1.接种时最好使用 SPF 鸡蛋；2.很多病毒在鸡胚中不生长 。 。

可能的病变：1 、胚胎死亡　胚胎不动、血管网消退、不再生长2 、胚胎出血或畸形3 、绒毛尿囊膜出现斑点斑块作用：1 、生产疫苗2 、传染病的诊断

图例：鸡胚接种示意图

三　细胞培养 将病毒在离体活组织内培养。优点：不受机体免疫力的影响；便于接种、观察病变，便于收集病毒。常见变化：1 、细胞退化　细胞圆缩、泡沫样融合2 、蚀斑形成3 、代谢抑制　可使指示剂呈色4、红细胞吸附　可引起凝血5 、荧光抗体染色变化　6、产生干扰现象

第六节 亚病毒（第六节 亚病毒（ subvirussubvirus ）） 　　亚病毒（ subviruses ）是一类比病毒更为简单，仅具有某种核酸不具有蛋白质，或仅具有蛋白质而不具有核酸，能够侵染动植物的微小病原体。它包括卫星因子、类病毒、朊病毒。

名 称名 称 组成成分组成成分 分子量分子量 独立感染独立感染性性

类病毒类病毒 RNARNA 约约 10105 5 DaDa ++卫星因子卫星因子 RNARNA 约约 10105 5 DaDa -- 朊病毒朊病毒 蛋白质蛋白质 约约 10104 4 Da Da ++

33 种亚病毒的比较种亚病毒的比较

一、类病毒 一、类病毒 ((ViroidsViroids)) 类病毒是一类能感染某些植物致病的单链闭合环状的 RN

A 分子。类病毒基因组小，分子量为 1 × 105 。 – 19711971 年年 DienerDiener 首次报道首次报道 ,, 引起马铃薯纺锤形块茎病引起马铃薯纺锤形块茎病 (PS(PS

TD)TD) 的病原体只含的病原体只含 RNARNA 一种成分；一种成分； PSTVPSTV 的结构模型：的结构模型：

杆状构型； 是一裸露的闭合环状 ssRNA （含 359个核苷酸） ； 由高度碱基配对的双链区和单链环状区相间排列。

二、卫星因子二、卫星因子

卫星因子（卫星因子（ SatellitesSatellites ）是必须依赖宿主）是必须依赖宿主细胞内共同感染的辅助性病毒才能复制的核细胞内共同感染的辅助性病毒才能复制的核酸分子，有的卫星因子也有外壳蛋白包裹，酸分子，有的卫星因子也有外壳蛋白包裹，这些又称卫星病毒 这些又称卫星病毒 (Satellite viruses(Satellite viruses ）。）。

1981 年 Randles 等首次在绒毛烟的班驳病毒中分离得到，是二十面体病毒，在病毒的蛋白质衣壳内含有 3 种 RNA 分子 (RNA-1, RNA-2, RNA-3) ；

RNA-2 和 RNA-3 单独存在时不具有侵染性，只有当 RNA-1 与其合在一起时才能感染宿主。具有此特性的称其为拟病毒；

拟病毒寄生的真病毒又称辅助病毒；

拟病毒在核苷酸组成、大小和二级结构上均与类病毒相似，而在生物学性质上却与卫星 RNA相同。

拟病毒（ Virusoid ）

1982 年，美国的 Prusiner 发现引起羊搔痒病的病原是一种蛋白质 (PrP)，称该病原为 prion ，由此荣获 1997年诺贝尔生理和医学奖；

可引起与哺乳动物脑部相关的疾病，如：人的克 -雅氏病（ CJD ） ；羊搔痒病；疯牛病（ BSE）库鲁病（一种震颤病）

三、朊病毒（ prion ）

朊病毒与常规病毒一样，有可滤过性、传染朊病毒与常规病毒一样，有可滤过性、传染性、致病性、对宿主范围的特异性，但它比性、致病性、对宿主范围的特异性，但它比已知的最小的常规病毒还小得多（约已知的最小的常规病毒还小得多（约 3030～～ 550nm0nm ）。电镜下观察不到病毒粒子的结构，）。电镜下观察不到病毒粒子的结构，且不呈现免疫效应，不诱发干扰素产生，也且不呈现免疫效应，不诱发干扰素产生，也不受干扰作用。朊病毒对人类最大的威胁是不受干扰作用。朊病毒对人类最大的威胁是可以导致人类和家畜患中枢神经系统退化性可以导致人类和家畜患中枢神经系统退化性病变，最终不治而亡。因此世界卫生组织将病变，最终不治而亡。因此世界卫生组织将朊病毒病和爱滋病并立为世纪之交危害人体朊病毒病和爱滋病并立为世纪之交危害人体健康的顽疾。 健康的顽疾。

构成朊病毒的蛋白质有两种形式。一种是正常的细胞型蛋白PrPc ，属蛋白酶敏感型；另一种是异常的致病型蛋白 PrPsc ，具有一定的抗蛋白酶消化特性；

这两种蛋白质具有相同的氨基酸顺序，由同一基因编码，但三维结构却差异很大，因此这种病原引起的疾病称为构象病；

发病特点潜伏期长，引起致死性中枢神经系统的慢性退化性疾患；

表现为进行性共济运动失调，震颤，姿势不稳，痴呆或知觉过敏， 行为反常等中枢神经系统症状；

朊病毒的发病机理

目前广为接受的朊病毒假说认为正常朊蛋白 PrPc 在未知因素的作用下转化成致病朊病毒 PrPsc ，一旦 PrPsc 形成，可催化更多的PrPc向 PrPsc转变，最终导致神经组织的退化和病变。

动物感染病毒后的动物感染病毒后的 44 种结果种结果

第七节 病毒与实践第七节 病毒与实践

噬菌体与发酵工业；噬菌体与发酵工业；昆虫病毒用于生物防治；昆虫病毒用于生物防治； 病毒在基因工程中的应用 — 载体病毒在基因工程中的应用 — 载体

– 原核生物基因工程的载体 —原核生物基因工程的载体 — λ λ 噬菌体噬菌体– 动物基因工程的载体 — 动物基因工程的载体 — SV40SV40 、人的腺病毒、人的腺病毒– 植物基因工程的载体 — 植物基因工程的载体 — CaMVCaMV– 真核生物基因工程的载体 — 杆状病毒真核生物基因工程的载体 — 杆状病毒