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病例分析. 1 . 21 岁,男青年。因尿痛和尿道分泌物而就诊。追问病史得知有不洁性生活史。检查:尿道口有脓性分泌物,革兰染色发现分泌物中有革兰阴性双球菌,形态类似奈瑟菌。用青霉素治疗 3 d 后,病人再次就诊,诉说症状未见好转。取分泌物再作革兰染色,除有大量白细胞外,未见有细菌;同时作细菌和衣原体培养,结果淋球菌阴性,衣原体阳性。 ( 1 )为何考虑作衣原体培养 ? 除性病外,衣原体还可引起哪些疾病 ? ( 2 )试述衣原体的生长周期及其主要特性。 ( 3 )除衣原体外,还有哪些微生物引起性传播性疾病 (STD)?. ( 2 )衣原体的生长周期及其主要特性?.
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病例分析 • 1.21岁,男青年。因尿痛和尿道分泌物而就诊。追问病史得知有不洁性生活史。检查:尿道口有脓性分泌物,革兰染色发现分泌物中有革兰阴性双球菌,形态类似奈瑟菌。用青霉素治疗3 d后,病人再次就诊,诉说症状未见好转。取分泌物再作革兰染色,除有大量白细胞外,未见有细菌;同时作细菌和衣原体培养,结果淋球菌阴性,衣原体阳性。 • (1)为何考虑作衣原体培养?除性病外,衣原体还可引起哪些疾病? • (2)试述衣原体的生长周期及其主要特性。 • (3)除衣原体外,还有哪些微生物引起性传播性疾病(STD)?
(2)衣原体的生长周期及其主要特性? 独特的生长周期:原体->吸附->吞噬体(空泡)-> 原体在空泡中增大->始体->二分裂增殖->形成包涵体->在包涵体内成熟为原体->释放 原体 1.形状:球形,较始体小 (0.2~0.4μm) 细胞壁坚韧,核质致密 2.染色:姬姆萨染色紫色 3.特性: (1)细胞外稳定 (2)高度感染性 (3)无繁殖能力 始体(网状体) 1.形状:球形,较原体大(0.5~1μm), 无细胞壁,无致密核质 2.染色:姬姆萨染色蓝色 3.特性: (1)细胞外很快死亡 (2)无感染性 (3)二分裂繁殖形成子代原体。
(3)除衣原体外,还有哪些微生物引起性传播性疾病(STD)?(3)除衣原体外,还有哪些微生物引起性传播性疾病(STD)? • 所谓性传播疾病(STD)指主要是通过人类自身的性行为方式传播引起的疾病。除衣原体外,可引起性传播疾病的微生物还有: • ①细菌,如淋病奈瑟菌引起淋病; • ②病毒,如HIV引起AIDS,HPV引起尖锐湿疣; • ③支原体,如解脲脲原体引起非淋菌性尿道炎; • ④螺旋体,如梅毒螺旋体引起梅毒。
第22章 病毒的基本性状 • 病毒的概念及病毒的危害 • 病毒的形态与结构 • 病毒的复制 • 理化因素对病毒的影响 • 病毒遗传学 • 病毒的分类
学习要求 • 1)掌握病毒的形态与结构、病毒的复制周期。 • 2)熟悉病毒的概念、病毒的异常增殖。 • 3)了解病毒的遗传学、理化因素对病毒的影响,病毒的分类。
问 题 • 什么是病毒?它对人类有哪些危害? • 病毒的结构与化学组成如何? • 病毒是如何增殖的?在增殖过程中会出现哪些异常? • 理化因素对病毒产生哪些影响?
何谓病毒(virus)? • 概念:是一类体积微小,结构简单,只含一种类型核酸(DNA/RNA),严格活细胞内寄生,以复制方式增殖的非细胞型微生物。 • 宿主范围:各种生物体包括细菌、藻类、真菌、动物、植物均可有病毒寄生。
人类约80%左右的传染病是由病毒引起的。 • 其中,有的病毒性疾病反复流行,如流感病毒已多次引发世界性大流行。 • 有的引起先天性感染导致胎儿畸形与流产,如风疹病毒、疱疹病毒。 • 有的引起慢性持续性感染,病毒可在体内持续存在数年至数十年。如乙肝病毒。 • 有的引起致死性感染,如HIV、狂犬病毒。 • 还有许多人类恶性肿瘤也与病毒的感染有关。 • 还有一类比病毒更小的传染性蛋白粒子,如朊粒可引起海绵状脑病,如疯牛病。 病毒对人类的危害
第一节 病毒的形态与结构 一、病毒的大小与形态 • 测量单位为纳米(nm,为1/1000m) <50 nm 小型病毒(最小30 nm) 50 nm -150 nm 中等大小病毒(大多数) > 150nm 大型病毒(最大300 nm) 完整的成熟病毒颗粒,称为病毒体,具有典型的形态结构,并有感染性。 (一)病毒的大小
微生物的大小比较 A、大肠杆菌噬菌体 ( 65 ×95nm ) 衣原体 390nm 立克次体 450nm B、腺病毒 (70nm ) C、脊髓灰质炎病毒 (30nm ) G A 葡萄球菌 (1000nm) D、乙脑病毒 ( 40nm ) F 牛痘病毒 300×250nm E、蛋白分子 (10nm ) B E C F、流感病毒 ( 100nm ) D G、烟草花叶病毒
(二)病毒的形态 • 球形 • 砖形 • 杆状 • 子弹状 • 蝌蚪形
流感病毒的电镜照片 乙肝病毒 HIV病毒
包膜子粒 包膜 包膜病毒 衣壳 核衣壳 核心(核样物) 二、 病毒的结构 (裸露病毒)
病毒颗粒Virion 核心 衣 壳 包 膜 Envelope 核 衣 壳 Nucleocapsid 刺 突
(一)病毒核心(core) • 成分 • 核酸(DNA或RNA) • 功能蛋白 • 功能 • 决定病毒的特性 • 病毒复制 • 具有感染性 • 分类 • DNA病毒:dsDNA , ssDNA • RNA病毒: • dsRNA , • ssRNA:(+)ssRNA, (-)ssRNA • 分节段RNA
(二)病毒衣壳 (capsid) • 成分 • 蛋白质 • 壳粒 • 功能 • 保护病毒核酸 • 参与感染过程 • 具有抗原性
衣壳壳粒的排列方式 • 螺旋对称型 • 20面体立体对称型 • 复合对称型
(三)包膜(envelope) • 成分 • 蛋白质、多糖、脂类 • 刺突 • 功能 • 维护病毒体结构完整性 • 具有与宿主细胞膜亲和及融合的性能 • 具有抗原性 糖蛋白 基质蛋白 包膜 核酸
病毒蛋白质---由病毒核酸编码 • 结构蛋白:组成病毒结构的重要成分 (1)衣壳蛋白:多个多肽亚单位组成,具抗原性 (2)包膜蛋白:突出在病毒体外,糖蛋白。 (3)基质蛋白:连接衣壳蛋白与包膜蛋白的部分, 有跨膜及锚定功能区 • 非结构蛋白 (1)病毒内——酶 (2)感染细胞内——特殊作用蛋白
病毒结构蛋白的作用 • 保护病毒核酸: • 衣壳蛋白包裹核酸,保护核酸免受核酸酶、其他理化因素的破坏。 • 参与感染过程: • 衣壳蛋白或包膜蛋白特异性吸附易感细胞。 • 具有抗原性: • 衣壳蛋白上良好抗原,可诱导机体产生特异性的体液免疫和细胞免疫。
第二节 病毒的复制(增殖) • 增殖的条件:活的易感细胞。 • 易感细胞为其提供生物合成的原料、能量和场所等。 • 易感细胞膜表面有能与病毒表面的配体位点结合的受体。 • 增殖方式:复制。
一、复制周期 replication cycle • 吸附 • 穿入 C B • 脱壳 • 生物合成 D E • 装配成熟与释放 A
非特异性吸附:随机碰撞、与细胞的静电结合,可逆的; (一)吸附 (adsorption) • 特异性吸附:病毒配体位点与细胞膜特异受体结合,不可逆的; • 决定了组织亲嗜性和宿主细胞的范围。
胞饮 融合 直接穿入 • 有包膜病毒:融合,如麻疹病毒 • 无包膜病毒:主要是胞饮,少数可直接穿入,如脊髓灰质炎病毒。 (二)穿入 penetration
(三)脱壳 uncoating • 病毒体必须脱去蛋白衣壳,核酸才能发挥作用。 • 一般依靠细胞溶酶体酶的作用,水解衣壳蛋白,释放基因组核酸。
(四)生物合成 • 生物合成 • 病毒核酸复制 • 病毒蛋白合成 类型 ds DNA ss DNA ds RNA (+)ss RNA (-)ss RNA 逆转录病毒
生物合成(以dsDNA为例) • 亲代DNA mRNA 早期蛋白(酶) (功能蛋白) • 子代DNA 子代mRNA 晚期蛋白 (结构蛋白) 子代病毒
双链DNA病毒的生物合成 病毒DNA 转录 早期 mRNA 半保留复制 翻译 早期 蛋白 (酶) 释放 转录 晚期 mRNA 装配 晚期蛋白 (结构蛋白) 翻译
RNA病毒的生物合成 • 单正链RNA = mRNA 结构和非结构蛋白 中间复制体 子代核酸 • 单负链RNA正链 RNA 结构和非结构蛋白质 中间复制体 子代核酸 (依赖RNA的RNA多聚酶)
(+) ssRNA genome Translation (-) ssRNA Replication Release Cleavage RNA polymerase Assembly Viral protein Structural protein HAV (+) ssRNA病毒的复制周期
(-) ssRNA病毒的复制周期 (-) ssRNA (+) ssRNA Transcription Translation RNA Polymerase Structure protein Parainfluenza virus
逆转录病毒 • 病毒RNA 逆转录酶RNA:DNA中间体 双链DNA 整合入细胞染色体 子代病毒mRNA和子代核酸
组装形式:除痘病毒外,DNA病毒均在细胞核内装配。RNA病毒和痘病毒在细胞质中装配。组装形式:除痘病毒外,DNA病毒均在细胞核内装配。RNA病毒和痘病毒在细胞质中装配。 • 组装过程:核酸浓聚、壳粒集聚、装灌核酸等。 • 释放:裂解——裸露病毒 出芽——有包膜病毒 有些病毒不释放,通过细胞间桥或细胞融合,在细胞间传播。 • (五)装配与释放(assembly and release)
(二)病毒的异常增殖 1. 概念:病毒在宿主细胞内复制完成后,通常可产生许多具有感染性的子代病毒,但在某些情况下,病毒的复制发生障碍,致使最终不能复制出具有感染性的子代病毒。 2. 类型: • 顿挫感染:病毒进入非容纳细胞,无感染性病毒颗粒释放(环境不育) • 缺陷病毒:病毒基因组不完整或突变,不能产生感染性病毒颗粒(先天不育)
第三节 理化因素对病毒的影响 • 物理因素 • 温度:耐冷不耐热,56℃30分钟灭活。 • pH:大多数病毒在pH5-9的范围内稳定。 • 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 • 化学消毒剂:脂溶剂、酚类、氧化剂、卤素 • 鉴别病毒有无包膜:乙醚 • 抗生素与中草药 -196℃
第四节 病毒遗传学(了解) • 基因重组与重配 • 基因不分节段病毒重组(上) • 基因分节段病毒重配(下) • 基因突变 • 条件致死性突变株 • 如温度敏感株 • 宿主范围突变株 • 耐药突变株
基因与表型混合 • 互补作用 • 病毒基因组与细胞 基因组的整合 • 表型混合
分子遗传学 • 病毒基因组分析 • 病毒保护性表位的确定 • 病毒抗原高变区分析 • 毒力相关基因编码区分析 • 耐药性变异分析 • 作用于病毒蛋白质的某些细胞蛋白的研究
第五节 病毒的分类 分类原则(Basis of Classification) • 核酸类型和结构(RNA/DNA, ds/ss, linear/circular, fragment /no-fragment)) • 病毒体形状和大小 • 病毒体形态结构 • 对脂溶剂敏感性
1.病毒:完整的病毒颗粒,有核酸和蛋白衣壳。1.病毒:完整的病毒颗粒,有核酸和蛋白衣壳。 • 2.亚病毒:比病毒更小的致病因子。 • (1)卫星病毒:属缺损病毒,需辅助病毒。分二类,一类有核酸可编码自身的蛋白衣壳;另一类只含有不具侵染性的RNA 组分,利用辅助病毒编码蛋白衣壳。 • (2)类病毒:无蛋白衣壳,无 mRNA,只有具侵染性的 RNA,复制不需辅助病毒,目前仅见于植物病毒。 • (3)朊病毒(prion):可能仅含蛋白质,无核酸 依次结构越简单
问 题 • 什么是病毒?它对人类有哪些危害? • 病毒的结构与化学组成如何? • 病毒是如何增殖的?在增殖过程中会出现哪些异常? • 理化因素对病毒产生哪些影响?