病毒的基本形状

病毒的基本形状思维导图：包含病毒的基本概念，病毒：体积微小、结构简单、仅含有DNA或RNA一种核酸、必须生长在或细胞中、需借助电子显微镜才能观察到的非细胞型微生物。等等

第二十二章-病毒的基本形状

• 病毒的基本概念
  • 病毒：体积微小、结构简单、仅含有DNA或RNA一种核酸、必须生长在或细胞中、需借助电子显微镜才能观察到的非细胞型微生物。
  • 病毒体：一个完整成熟的病毒颗粒，具有感染性。
  • 测量单位：纳米（nm）
  • 病毒的形态：多数人和动物病毒为球形或近似球形，少数为杆状、丝状、弹状和砖块状，噬菌体呈蝌蚪状。
  • 特点：无细胞结构、专性胞内寄生、无核糖体不能自己合成蛋白质、无法产生ATP、体内只有一种类型的核酸
• 病毒的结构
  • 基本结构：核衣壳
    • 核心
      • 一种类型的核酸（主要成分）
      • 小量非结构蛋白
    • 衣壳——蛋白质
      • 螺旋对称
      • 20面立体对称
      • 复合对称
  • 其他结构：包膜
    • 包绕在核衣壳外面的双层膜；表面常有不同形状的突起，称为包膜子粒或刺突
    • 核心+衣壳=裸露病毒；裸露病毒+包膜=包膜病毒
• 病毒的化学组成与功能
  • 病毒核酸（有的病毒核酸分节段）
    • DNA：大多为双链（dsDNA），细小病毒为单链（ssDNA）
    • RNA：大多为单链
      • 单正链RNA（+ssRNA）：和mRNA的极性是一样的，进入宿主细胞中，直接发挥mRNA的作用，作为蛋白质翻译的模板。
      • 单负链RNA（-ssRNA）：需要先以负链RNA为模板，产生互补的正链RNA，再以此为mRNA翻译出病毒蛋白。（机体中没有依赖RNA的RNA聚合酶）
    • 病毒核酸的主要功能：病毒复制；决定病毒的特性；部分核酸具有感染性
  • 病毒蛋白质
    • 蛋白质是病毒的主要组成部分，约占病毒总重量的70%，具有病毒的特异性。病毒蛋白可分为结构蛋白和非结构蛋白。结构蛋白主要分布于衣壳、包膜和基质中，具有良好的抗原性。非结构蛋白是指病毒蛋白多肽，如酶类等。
    • 病毒衣壳的主要功能：保护病毒核酸；参与感染过程；具有抗原性
    • 基质蛋白：存在于某些包膜病毒的核衣壳和包膜内层之间，主要功能是把内部的核衣壳蛋白与包膜联系起来。
  • 脂类和糖
    • 病毒的脂质主要存在于包膜中，有些病毒含少量糖类，以糖蛋白形式存在，也是包膜的表面成分之一。来自宿主细胞膜的病毒体包膜的脂类与细胞脂类成分同源，彼此易于亲和及融合，起到辅助病毒感染的作用。
    • 病毒包膜的主要功能：维护病毒体结构的完整性；与病毒入侵有关；具有抗原性
    • 乙醚：能破坏病毒包膜，使其灭活而失去感染性，常用来鉴定病毒有无包膜
• 国际病毒分类委员会（ICTV）
  • ICTV分类法主要用于动物病毒；噬菌体和植物病毒学家有其它分类体系和命名原则
  • ICTV分类依据：-基因组核酸：类型、序列、长度；-结构：衣壳对称性、包膜有无；-其它特征：大小和形状、复制方式、宿主特异性、组织亲噬性、传播途径等
• 病毒的增值
  • 病毒的复制周期
    • 从病毒进入宿主细胞开始，经过基因组复制，到最后释放出子代病毒的过程，称为一个病毒复制周期。
    • 复制周期依次包括：吸附、穿入、脱壳、生物合成、装配与释放
    • 病毒的释放方式
      • ①裂解释放：无包膜的病毒通过裂解细胞而释放，如脊髓灰质炎病毒。
      • ②出芽释放：有包膜的病毒一般以出芽方式释放，包膜是由核衣壳通过细胞膜或核膜出芽时获得的，如流感病毒。
      • ③有些病毒通过细胞间桥或细胞融合在细胞间传播，如巨细胞病毒。
      • ④有些肿瘤病毒的基因组与宿主细胞基因组整合，随宿主细胞分裂而传入子代细胞。
  • 病毒的异常增殖和干扰现象
    • 顿挫感染：病毒进入非容纳细胞后，不能组装和释放出有感染性的病毒颗粒，称为顿挫感染。
    • 缺陷病毒：因病毒基因组不完整或者因某一基因位点改变、不能进行正常增值，复制不出完整的有感染性病毒颗粒，此病毒称为缺陷病毒。
    • 辅助病毒：可以辅助缺陷病毒完成正常增值的病毒称为辅助病毒。如丁型肝炎病毒是一种缺陷病毒，乙型肝炎病毒是它的辅助病毒，即丁型肝炎病毒需与乙型肝炎病毒重叠感染才能增值。
    • 干扰现象：两种病毒感染同一细胞时，可发生一种病毒抑制另一种病毒增殖的现象称为干扰现象。 发挥干扰作用的缺陷病毒称为缺陷干扰颗粒。
• 病毒的遗传与变异
  • 一、基因突变：病毒在增殖过程中常发生基因组中碱基序列的置换、缺失或插入，引起基因突变，其自发突变率为10-6~10-8.
    • 条件致死性突变株
    • 缺陷型干扰突变株
    • 宿主范围突变株
    • 耐药突变株
  • 二、基因重组与重配
    • 基因重组：两种病毒感染同一宿主细胞发生基因的交换，产生具有两个亲代特征的子代病毒，并能继续增殖，改变化称为基因重组，其子代病毒称为重组株。
    • 重配：对于基因分节段的RNA病毒，如流感病毒、轮状病毒等，通过交换RNA节段而进行基因重组的被称为重配。
  • 三、基因整合：在病毒感染宿主细胞的过程中，有时病毒基因组中DNA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基因整合。
  • 四、病毒基因产物的相互作用
    • 当两种病毒感染同一细胞时，除可发生基因重组外，也可发生病毒基因产物的相互作用。
    • 互补作用和加强作用：两种病毒感染同一细胞时，其中一种病毒的基因产物促使另一种病毒增殖。
    • 表型混合与核壳转移：两株病毒共同感染同一细胞时，一种病毒复制的核酸被另一病毒所编码的蛋白质衣壳或包膜包裹，称为表型混合，无包膜的病毒发生的表型混合称为核壳转移。
• 理化因素对病毒的影响
  • 灭活：病毒受一定理化因素作用后失去感染性。灭活的病毒仍能保留其它活性，如红细胞吸附、血凝、细胞融合等特性。
  • 物理因素
    • 温度：耐冷不耐热【干冰温度（-70℃）和液态氮温度（-196℃），可长期保存病毒，多数病毒于50~60℃、30分钟即被灭活】
    • 酸碱度：多数病毒在PH5~9的范围内比较稳定
    • 射线和紫外线：γ线、X线和紫外线都能使病毒灭活
  • 化学因素
    • 脂溶剂：有包膜的病毒对脂溶剂敏感
    • 酚类：酚及衍生物为蛋白变性剂，可作为病毒的消毒剂
    • 盐类：有稳定病毒抵抗热灭活的作用
    • 氧化剂、卤素及其化合物：病毒对其敏感
    • 抗生素与中草药：抗生素对病毒无抑制作用。有些中草药对病毒有抑制作用。

第23章-病毒的感染与免疫

• 病毒的致病作用
  • 病毒感染的传播方式
    • 水平传播：在人群不同个体间的传播，包括人-人和动物-人之间（包括通过媒介）的传播，为大多数病毒的传播方式。
    • 垂直传播：病毒由亲代宿主传给子代的传播方式，人类主要通过胎盘或产道传播，也可见其他方式，例如围产期哺乳和密切接触感染等方式。
    • 人类病毒的感染途径 主要感染途径 传播方式及途径 病毒种类 呼吸道 空气、飞沫或皮屑 流感病毒、鼻病毒、麻疹病毒、腮腺炎病毒等 消化道 污染水或食物 脊髓灰质炎病毒等肠道病毒、轮状病毒、甲肝病毒、戊肝病毒、部分腺病毒 血液 注射、输血或血液制品、器官移植等 HIV、HBV、HCV等 眼或泌尿生殖道 接触、游泳池、性交 HIV、单纯疱疹病毒1、2型、肠道病毒70型、腺病毒、乳头瘤病毒等 经胎盘、围产期 宫内、分娩产道、哺乳等 HBV、HIV、风疹病毒等 破损皮肤 昆虫叮咬、狂犬咬伤、鼠类咬伤 乙型脑炎病毒、狂犬病病毒、汉坦病毒等
  • 病毒感染的致病机制
    • 对宿主细胞的致病作用
      • 杀细胞效应；稳定状态感染；细胞凋亡；基因整合与细胞转化
      • 包涵体形成：某些受病毒感染的细胞内，用普通光镜可看到与正常细胞结构和着色不同的圆形或椭圆形斑块，称为包涵体。
    • 病毒感染的免疫病理作用
      • 抗体介导的免疫病理作用
      • 细胞介导的免疫病理作用
      • 致炎性细胞因子的病理作用
      • 免疫抑制作用
    • 病毒免疫逃逸机制
      • 病毒的免疫逃逸是病毒通过逃避免疫监视、防止免疫激活或阻止免疫反应发生等方式来逃脱免疫应答。
      • 病毒逃逸免疫应答举例 免疫逃逸机制 病毒举例及作用方式 细胞内寄生 通过逃避抗体、补体及药物作用而发挥逃避免疫机制的作用。 抗原变异 HIV、甲型流感病毒高频率的抗原变异使得免疫应答滞后。 抗原结构复杂 鼻病毒、柯萨奇病毒、ECHO病毒等型别多致使免疫应答不力。 损伤免疫细胞 HIV、EB病毒、麻疹病毒等可在T或B细胞内寄生并导致宿主细胞死亡。 降低抗原表达 腺病毒、巨细胞病毒等可抑制MHC-Ⅰ转录、表达。 病毒的免疫增强作用 登革病毒等再次感染，中和抗体能促使病毒进入单核细胞，导致病毒血症及病毒-抗体复合物形成，导致登革热休克综合征等。
  • 病毒感染的类型
    • 根据有无临床症状
      • 隐形感染
      • 显性感染
    • 根据病毒在体内感染的过程、滞留的时间
      • 急性病毒感染（病毒消灭型感染）
      • 持续性病毒感染
        • 潜伏感染
        • 慢性感染
        • 慢发病毒感染
  • 病毒与肿瘤
    • 大量的研究表明，病毒是人类肿瘤的致病因素之一，全世界至少有15%-20%的人类肿瘤与病毒感染有关，尤其是宫颈癌和肝癌。
    • 1.肿瘤病毒的类型：DNA肿瘤病毒，RNA肿瘤病毒
    • 2.癌症发生的步骤：癌症发生是一个多步骤过程，涉及多种细胞癌基因的激活和抑癌基因的失活，肿瘤病毒通常充当诱生者或辅因子。
    • 人类癌症相关病毒 病毒科名 病毒 人类癌症 乳头瘤病毒科 人乳头瘤病毒 生殖器肿瘤、鳞状细胞癌、口咽癌 疱疹病毒科 EB病毒--鼻咽癌、Burkitt淋巴瘤、霍奇金病、B细胞淋巴瘤；人疱疹病毒-8---卡波洛肉瘤 嗜肝病毒科 乙型肝炎病毒 肝细胞癌 多瘤病毒科 Merkel细胞多瘤病毒 Merkel细胞癌 逆转录病毒科 人嗜T细胞病毒---成人T细胞白血病；人免疫缺陷病毒---艾滋病相关恶性肿瘤 黄病毒科 丙型肝炎病毒 肝细胞癌
• 抗病毒免疫
  • 固有免疫
    • 干扰素
      • 干扰素是由病毒或其他干扰素诱生剂诱使人或动物细胞产生的一类糖蛋白，作用于机体细胞，可表现出抗病毒、抗肿瘤及免疫调节等多方面的生物活性。RNA病毒较DNA病毒具有更强的干扰素诱生作用。
      • 干扰素根据其抗原性不同分为IFN-a、IFN-β、IFN-γ三种。
      • IFN-a主要由人白细胞产生，IFN-β主要由人成纤维细胞产生，二者统称为Ⅰ型IFN，抗病毒作用强。
      • IFN-γ主要由淋巴细胞产生，称为Ⅱ型IFN，也称为免疫干扰素，免疫调节作用强。
      • IFN抗病毒活性特点
        • ①广谱性：几乎可以使所有病毒的增殖受到抑制。
        • ②间接性：INF不能直接使病毒灭活，其抗病毒作用是通过诱导细胞合成抗病毒蛋白发挥作用。
        • ③高活性：50个左右IFN分子即可诱导一个细胞产生抗病毒状态。
        • ④种属特异性：一般同一种属细胞产生的干扰素在同种体内应用活性最佳，而对不同种属细胞则无活性。
    • 先天不感受性：取决于细胞膜上有无病毒受体。机体的遗传因素决定了种属和个体对病毒感染的差异。
    • 屏障作用：血脑屏障能阻挡病毒经血流进入中枢神经系统；胎盘屏障保护胎儿免受母体所感染病毒的侵害。
    • 细胞作用：巨噬细胞和NK细胞
  • 适应性免疫
    • 体液免疫
      • 病毒中和抗体：针对病毒某些表面抗原的抗体。此类抗体能与细胞外游离的病毒结合从而消除病毒的感染能力。中和抗体不能直接灭活病毒，形成的免疫复合物可被吞噬清除。
      • lgG：唯一能通过胎盘的抗体。生成6个月的婴儿保留母体的lgG。
      • lgM：不能通过胎盘。新生儿lgM提示有宫内感染。可作为早期诊断。
      • slgA：存在于黏膜分泌液中，可阻止病毒的局部入侵。
    • 细胞免疫
      • CTL：可识别病毒感染的靶细胞，裂解和凋亡靶细胞，清除或释放在细胞内复制的病毒体，在抗体的配合下清除病毒，是终止病毒感染的主要机制。
      • 活化的Th1：可通过分泌INF-γ、TNF多种细胞因子发挥抗病毒作用。
  • 抗病毒免疫持续时间
    • 型别单一、可产生病毒血症的病毒，产生的免疫力较为牢固，且持续时间较长，如水痘病毒等。
    • 无病毒血症的局部或黏膜感染，免疫力短暂，可多次感染。如流感病毒等。
    • 易发生抗原变异的病毒，免疫力短暂，如甲、乙型流感病毒等。