病毒课件

普通病毒学

曾勇

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Cell phone:15053532606

教学参考书

《基础病毒学》莽克强，化学工业出版社，2005年，第一版

《普通病毒学》谢天恩、胡志红，科学出版社、2002年，第一版

《兽医微生物学》陆承平，中国农业出版社，2007年，第四版

《病毒学实验技术》傅继华，山东科技出版社，2001年，第一版

《分子病毒学》吴柏春，华中师范大学出版社，1999年

《病毒学概览》姜莉等译，化学工业出版社，2006年

《How Pathogenic Viruses Work》

《Basic Virology》Edward K. Wagner & Martinez J. Hewlett，Blackwell Publishing,2004,Second edition

《Principles of Virology》Flint S J, et al. 2004,ASM PRESS.Second edition

《Principles of Molecular Virology》Cann A J.ELSEVIER ACADEMIC PRESS.Fourth edition.2005

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主要章节

第一章：导论-病毒学概述

第二章：病毒的形态与结构

第三章：病毒的分类与命名

第四章：病毒的侵染与复制

第五章：病毒的遗传与变异

第六章：病毒与寄主的相互作用

第七章：病毒基因工程

第八章：几种重要病毒的简介

第九章：病毒与肿瘤

第十章：病毒学技术

第十一章：病毒病的防治

国家规定强免（强制免疫）的疫苗是必须打的，即强制免疫的，也是免费的，小孩日后入托、入学甚至出国都要凭打过的接种证办理的。以下是规定强免的疫苗（2006年3月1日执行）：

出生时：乙肝疫苗（第一次）、卡介苗 1月龄：乙肝疫苗（第二次）

　 2月龄：脊髓灰质炎疫苗（第一次）

　 3月龄：脊髓灰质炎疫苗（第二次）、百白破（第一次）

4月龄：脊髓灰质炎疫苗（第三次）、百白破（第二次）

5月龄：百白破（第三次） 6月龄：乙肝疫苗（第三次）、A群流脑疫苗（第一次）

8月龄：麻疹疫苗（第一次）、乙脑疫苗（非活第一、二次）、（减活第一次）

9月龄：A群流脑疫苗（第二次）

18月龄：百白破（第四次）、麻疹疫苗（第二次）

2岁：乙脑疫苗（非活第三次）、（减活第二次） 3岁：A群流脑疫苗（第三次）

4岁：脊髓灰质炎疫苗（第四次） 6岁：乙脑疫苗（非活第四次）、（减活第三次）、A群流脑疫苗（第四次）、精白破（第一次）

16岁：精白破（第二次）

还有一些疫苗不属于强免范围，如麻腮风、风疹、腮腺炎、肺炎、水痘等，都要收费的，可自愿选择打或不打。记住一点,凡是收费的疫苗都需要家长签名认可,方可接种。

接种疫苗可以有效预防传染病，但是在疫苗的接种过程中，由于多种原因，可能会发生极少数接种疫苗人出现不良反应，在学术上叫做疫苗的相关病例。对于疫苗相关病例，国家将给予一定的补偿。

　由于中国使用的脊灰疫苗是减毒活疫苗，加上受种者个体差异等，儿童服用后有可能发生疫苗相关麻痹病例，但发生率极低，每 250万至1000万孩子接种后，可能有1人出现接种后的麻痹甚至下身瘫痪等副反应，这种副反应主要发生在首次接种的儿童中。

1994年，我国报告了最后1例本土脊髓灰质炎病例，以后再无病例发生。

2008年，卫生部等部门联合发布《关于做好脊髓灰质炎疫苗相关病例鉴定及善后处理工作的指导意见》，承诺对因接种脊灰疫苗后出现相关小儿麻痹副反应的儿童，由地方和卫生部门相助，开展医疗鉴定、赔偿。

同年，北京市卫生局等相关部门印发《北京市疫苗预防接种异常反应相关麻痹型脊髓灰质炎病例补偿办法(试行)》，其中提出，当事人应在出现症状满2年后的1年内，向北京市医学会提出伤残等级鉴定申请，补偿费用实行一次性结算，由市财政部门在预防接种工作经费中安排，最高可达24万元。

第一章导论——病毒学概述

第一节病毒学知识的起源及发展

第二节病毒和病毒学

第三节病毒的起源

本章重点

1、了解病毒学发展历程中的主要事件。

2、病毒的基本特点。

3、几种亚病毒的定义。

4、病毒性病原确定的标准。

5、病毒的起源。

第一节病毒学知识的起源及发展

一、病毒学发展的动力

1、防治病毒性疾病

2、分子生物学和分子遗传学的重要模式生物

二、病毒学发展的历史

1、经验时期

公元前1400年，古埃及象形文字就描述了一位司祭人员的病状是典型的脊髓灰质炎。

公元前1000年，中国已有天花发生，到公元1000年，宋真宗时代已有吸入病痂接种人痘预防天花的办法，1796年英国人Edward Jenner提出接种牛痘预防天花。

1966年世界卫生组织提出对对接触天花患者的人进行计划免疫；1977年10月索马里最后一位患者治愈，宣布全世界消灭了天花病。

天花的种痘预防

1979年10月26日联合国世界卫生组织在肯尼亚首都内罗毕宣布，全世界已经消灭了天花病，并且为此举行了庆祝仪式。现在美国和俄罗斯的两个实验室（美国亚特兰大的疾病控制中心、俄罗斯新西伯利亚的维克托实验室）还暂时保存有天花病毒。

家蚕“高节”、“脚肿”

郁金香碎色花病

2、病毒的发现时期

烟草花叶病

1886年麦尔(Mayer)证明其有传染性，但认为是细菌。

1892年伊万诺夫斯基(Ivanovski)证明通过细菌滤器的汁液仍有致病性，但认为是细菌毒素。

1898年贝杰林克(Beijerinck)

荷兰著名科学家（麦尔的助手）

a.能通过细菌滤器

b.仅能在感染的细胞内繁殖，在体外非生命的物质中不能生长

c.“有感染性的、活的物质”，并将其命名为virus

第一个动物病毒的病例——牛口蹄疫（1898）

德国细菌学家勒夫勒（Loeffler）和费罗施（Frosh）发现引起牛口蹄疫的病原也可以通过细菌滤器，从而再次证明伊万诺夫斯基和贝杰林克的重大发现。证明高度稀释的滤液可以再现疾病，否定了毒素说。

第一个有关噬菌体的报道——葡萄球菌噬菌体

phage 来自希腊文，意指”吃”。

认为病毒是一种与细菌类似的病原体，不同仅在于病毒必须在活细胞内才能繁殖，体积很小，能通过细菌滤器，被称为“超显微的滤过性病毒”。

3、病毒本质的研究时期

早期的工作证实病毒的活性与蛋白有关。

1935年美国生物化学家斯坦利得到了TMV的蛋白晶体，晶体溶解后保持致病性。

病毒是由蛋白质和核酸组成，核酸可分为RNA和DNA两种，核酸是感染、致病、复制的主体。

20世纪30年代的后期，电子显微镜的发展，进一步促进了病毒学的发展，证明病毒颗粒的内部是核酸，外面包裹着蛋白质。

Electron micrographs of highly purified preparations of some viruses. (a) Adenovirus. (b) Rotavirus. (c) Influenza virus (courtesy of George Leser). (d) Vesicular stomatitis virus. (e) Tobacco mosaic virus. (f) Alfalfa mosaic virus. (g) T4 bacteriophage. (h) M13 bacteriophage.

4、病毒学发展中的主要成就

法国科学家雅各布(Jacob F)、利沃夫(Lwoff A M)、莫诺(Monod J L)因提出“操纵子”概念，预言了mRNA的存在，导致mRNA的证实，从而使遗传密码的实验研究得以开始，因而使分子遗传学的整个体系得以建立，其意义十分深远。发现酶和病毒合成的遗传控制机制获1965年诺贝尔生理学和医学奖。

德尔布吕克（Delbruck M）(德国)、赫尔希（Hershey A）(美国)、卢里亚（Luria S）（意大利）因提出病毒的“一步生长曲线”，发现病毒的复制机理与噬菌体的基因重组现象，证明遗传物质是DNA而不是蛋白质，获1969年诺贝尔生理学医学奖。

巴尔的摩（Baltimore D）（美国）、杜尔贝科（Dulbecco R）（意大利）、特明（Temin H M）（美国）巴尔的摩和特明发现了逆转录酶，证明遗传信息不仅由DNA到RNA，也可由RNA到DNA；杜尔贝科发现了肿瘤病毒和细胞遗传之间的相互作用，他倡导了向细胞内注入已知功能的单个病毒基因而不注入完整病毒的技术。获1975年诺贝尔生理学和医学奖。

毕晓普（美国）J. Michael Bishop

普鲁西纳（美国）（S.B.Prusiner)

1997年诺贝尔医学或生理学奖、发现感染性蛋白子（prion）

美国：12/21

法国：5/21

德国：2/21

意大利：2/21

女科学家：1/21

第二节病毒和病毒学

二、病毒的特点

①结构简单，不具细胞结构，仅含一种核酸，DNA或RNA。

②严格的细胞内寄生，没有新陈代谢机能，利用宿主细胞的酶、能量合成系统、核糖体、细胞因子、大分子以及病毒自身组分进行自身繁殖。

③在宿主细胞内，子代病毒粒子由新合成的结构组分进行装配而增殖。

④纯化的病毒可被结晶。

⑤感染周期中组装的子代病毒粒子在它们感染另外的宿主细胞时将病毒基因转染给新的宿主细胞。

⑥对一般抗生素和作用于微生物代谢途径的药物均不敏感。

⑦绝大多数病毒在不同程度上对干扰素敏感。

⑧有些病毒的核酸能整合到宿主细胞的DNA中，从而诱发潜伏性感染。

病毒的定义：

是一类比较原始的、有生命特征的、能够自我复制和严格细胞内寄生的非细胞生物。

三、病毒学

病毒学作为一独立的学科出现在20世纪50年代。

它是一门在充分了解病毒的一般形态和结构特征基础上，研究病毒基因组的结构与功能，探寻病毒基因组复制、基因表达及其调控机制，从而揭示病毒感染、致病的分子本质，为病毒基因工程疫苗和抗病毒药物的研制以及病毒病的诊断、预防和治疗提供理论基础及其依据的科学。

研究病毒学的主要目的

a.预防疾病

b.利用病毒

c.作为模式生物，研究分子间的相互作用以及基因的复制、突变等

d.认识生命的起源

四、病毒类型

根据寄主的不同

植物病毒

动物病毒

噬菌体

根据核酸的不同

单链DNA病毒

双链DNA病毒

DNA与RNA反转录病毒

双链RNA病毒

负链单链RNA病毒

正链单链RNA病毒

根据病毒组成成分与复制方式的不同

（真）病毒euvirus:至少含有蛋白质和核酸两类物质

标准病毒与缺损病毒

病毒在增殖过程中，由于病毒基因组因某种环境因素的影响或转录过程的错误而发生的突变，以致有装配不全的病毒颗粒产生，成为缺损病毒（defective virus particle），又称干扰缺损颗粒（ defective interfering particles DI）（DI颗粒），必须依赖于其同源的完全病毒才能复制。许多病毒都有标准病毒与缺损病毒的两重性，如脊髓灰质炎病毒。

假病毒与真病毒

假型病毒（pseudotype virus）:一种病毒的核酸被以另一种病毒编码的外壳。

假病毒或假病毒颗粒（pesudovirion）:由细胞的DNA片段被病毒的外壳包被形成。

杂种病毒与纯种病毒

杂种病毒：一种病毒颗粒中含有两种病毒的遗传物质。

卫星病毒(satellite virus)和卫星核酸：它们缺少独立复制的能力，需要辅助病毒(helper virus)才能复制，或由辅助病毒提供外壳蛋白来包被核酸。其核酸序列大部分与辅助病毒不同，仅末端小段为同源。其中核酸编码自己外壳蛋白的称为卫星病毒，否则称为卫星核酸(ssDNA,ssRNA,dsRNA)。

类病毒 Viroid ：它是最小的（240-375bp）单链、环状RNA；有独力侵染、自主复制能力，无需辅助病毒；没有外壳蛋白；其核酸不编码任何蛋白。目前仅知类病毒侵染植物。

朊病毒或朊粒prion：是一种不含有核酸的传染性蛋白质颗粒，能通过分子自身的构想变化，并传到其他分子引起同样的变化而致病。

五、病毒性病害的确立

科赫法则（病毒不能用人工培养基培养增殖）

1937年Rivers法则：

a.必须发现某种特异病毒以一定程度的规律与某种疾病有联系，并从患病寄主中分离病毒。

b.在实验寄主或寄主细胞中培养。

c.证明培养物的滤过性。

d.在原始寄主或有关的种内产生类似病害。

e.能重新分离出同一种病毒。

1973年Evans提出免疫学证据

a.病毒必须存在于病人的组织、血液，并在该处反复出现。

b.能在实验室中很好地经动物或组织传代。

c.在患病前期有规律地缺乏病毒特异抗体。

d.在疾病期间抗体有规律地出现。

1.暂时的病毒特异IgM抗体

2.持续的IgG抗体

3.局部抗体IgA——在原发增殖部位

e.抗体的产生伴随在相应组织中存在病毒。

f.无类似有关的其他病毒或抗体。

g.能用特异性疫苗预防。

六、病毒生命形式的两重性

病毒存在的两重性

细胞内（核酸分子形式）

细胞外（不显示复制活性，保持感染活性，病毒体或病毒颗粒形式）

病毒的结晶性与非结晶性

结晶是很多无机化合物存在的一种形式

七、病毒研究的发展趋势

1988年，世界卫生组织（WHO）提出2000年底全球消灭脊髓灰质炎，计划修订到2008年。

病毒功能基因组学和功能蛋白质组学的研究

朊病毒的研究

DNA疫苗的研究

病毒与宿主的相互作用及致病机制

第三节病毒的起源

病毒的起源有三类学说：　　　　1）退化性起源学说

退化性起源学说认为病毒是细胞内寄生物的退化形式。这种细胞内寄生的产生原因可能是由于微生物对某种不能穿过细胞膜的代谢发生了严重依赖。　　　退化性起源学说可以把病毒的起源解释为两个阶段：首先，寄生物在细胞内产生独立复制的DNA质粒，然后，编码寄生物亚细胞结构单位的基因发生突变，形成病毒的衣壳蛋白。随着进化的发生，新获得的可在细胞间转移的特性被进一步选择下来。　　　

　2）病毒起源于宿主细胞中的RNA和（或）DNA成分的学说

这种学说认为，病毒是正常的细胞组分在进化过程中获得了自主复制的能力独立进化而来的。该学说能解释所有病毒的起源：

DNA病毒起源于质粒或转移因子；

反转录病毒起源于反转座子；

RNA病毒起源于自主复制的mRNA。

3）病毒起源于具有自主复制功能的原始大分子的学说

病毒起源于自主复制的RNA分子。核糖核酸多聚体具有自主复制的信息和能力。由于发现RNA分子具有催化化学反应的能力使得RNA为生命和病毒的起源的学说变得更具有吸引力。小而简单的RNA分子具有至少下列三种化学功能：

① 核糖核酸酶的活性；

② 能自我拼接去掉内部的核酸序列；

③ 有实验表明，以RNA作引物可以合成依赖于模板的多聚胞嘧啶核酸。

RNA分子可以进行复制和进化相关的三个基本反应。　　

这些观察都有利于RNA是现今生物的进化起源的学说。首先是RNA的形成和复制，然后演变出RNA-蛋白介导的一系列反应，第三步产生了DNA。DNA由于比RNA稳定而最终成为遗传信息。RNA的反应性有利于它作为催化物而不利于它成为遗传物质。

有些分子被包装在细胞和组织中，形成宿主细胞，另一些分子则自我复制或寄生在宿主细胞中，进化成为病毒。这一理论认为病毒与宿主是***进化的。现今的类病毒和卫星RNA，仍保留有部分的RNA催化性能，因而被一些学者认为是生命形式出现以前的RNA世界的化石。

　研究病毒的进化有多种方法，可以通过序列同源性、基因组排列顺序、基因组的基因组成等方面构建病毒的进化树。研究基因组成的演化对揭示基因的起源及病毒与宿主之间的关系具有重要意义。　　　　DNA病毒和RNA病毒相比相对稳定。一方面，DNA复制时，其酶具有校正功能；另一方面，DNA病毒容易在宿主体内形成持续性或慢性感染，它们可以在宿主体内存在多年而后爆发，其间可能几乎不发生变异，因此，这类病毒的变异速率可能表现得比裂解型病毒慢一些。一般来讲，DNA病毒不会像RNA病毒那样引起人类世界范围的流行性疾病。　　

RNA病毒引起的疾病流行和变异成为研究RNA病毒进化，特别是进化时间的良好素材。