《病毒学综述》课件

病毒学综述病毒学是研究病毒的科学，它涵盖了病毒的结构、分类、复制、传播、致病机理、诊断和防治等各个方面病毒是地球上最古老的生命形式之一，它们存在于各种环境中，包括人类、动物、植物和细菌病毒对人类健康和社会发展具有重大影响，了解病毒学知识对于防治病毒性疾病至关重要病毒简介定义历史病毒是比细菌还小的微生物，它们没有细胞结构，仅由蛋白质外早在19世纪末，科学家就发现一些疾病是由看不见的微生物引壳包裹着遗传物质构成病毒必须寄生在活细胞内才能复制，它起的，但直到20世纪初，电子显微镜的出现才让人类得以观察们不能独立生存到病毒的真实面貌随着科学技术的进步，人类对病毒的认识越来越深入，病毒学研究也取得了巨大进步病毒的特点1无细胞结构病毒没有细胞结构，它们只包含遗传物质和蛋白质外壳，没有细胞器，也不能独立进行新陈代谢2寄生性病毒必须寄生在活细胞内才能复制，它们不能独立生存，必须依赖宿主细胞的物质和能量才能完成自身的复制过程3专一性病毒的感染具有专一性，每种病毒通常只感染特定的宿主或细胞类型例如，流感病毒主要感染人类呼吸道细胞4抗原性病毒的蛋白质外壳具有抗原性，可以刺激机体产生抗体，从而引起免疫反应病毒的遗传物质DNA病毒RNA病毒DNA病毒的遗传物质是脱氧核糖核酸（DNA），DNA病毒的基因RNA病毒的遗传物质是核糖核酸（RNA），RNA病毒的基因组可组可以是单链的或双链的，线性的或环状的以是单链的或双链的，线性的或片段化的病毒粒子的结构衣壳基因组包膜衣壳是病毒的蛋白质外基因组是病毒的遗传物包膜是某些病毒的一种壳，它保护病毒的遗传质，它编码病毒的蛋白外膜，它是由宿主细胞物质，并帮助病毒吸附质，并决定病毒的复制的细胞膜衍生而来，包宿主细胞方式膜上有病毒特异性的糖蛋白，可以帮助病毒吸附宿主细胞病毒的复制方式吸附1病毒通过其表面蛋白吸附到宿主细胞的表面进入2病毒进入宿主细胞，方法包括直接穿透细胞膜、胞吞作用或融合脱壳3病毒的衣壳被脱掉，释放出遗传物质复制4病毒的遗传物质被复制，并合成病毒的蛋白质组装5新合成的病毒蛋白质和遗传物质组装成新的病毒粒子释放6新生成的病毒粒子从宿主细胞中释放出来，可以感染新的宿主细胞病毒的分类DNA病毒RNA病毒反转录病毒DNA病毒的遗传物质是脱氧核糖核酸RNA病毒的遗传物质是核糖核酸反转录病毒的遗传物质是RNA，但它（DNA），DNA病毒的基因组可以是（RNA），RNA病毒的基因组可以是们可以将RNA逆转录为DNA，并将其单链的或双链的，线性的或环状的单链的或双链的，线性的或片段化整合到宿主细胞的基因组中，例如HIV的病毒DNA病毒疱疹病毒科1包括单纯疱疹病毒、水痘-带状疱疹病毒、巨细胞病毒等，引起皮肤、粘膜、神经系统等疾病腺病毒科2包括腺病毒，引起呼吸道、眼结膜、消化道等疾病乳头瘤病毒科3包括乳头瘤病毒，引起皮肤疣、生殖器疣等，部分类型与宫颈癌有关肝炎病毒科4包括乙型肝炎病毒、丁型肝炎病毒，引起肝炎、肝硬化、肝癌等疾病RNA病毒正链RNA病毒1正链RNA病毒的基因组可以直接作为mRNA被宿主细胞的核糖体翻译，例如甲型肝炎病毒、风疹病毒、脊髓灰质炎病毒负链RNA病毒2负链RNA病毒的基因组必须先转录成正链RNA才能被翻译，例如流感病毒、麻疹病毒、狂犬病病毒双链RNA病毒双链RNA病毒的基因组是双链的，其中一条链作为模板合成正3链RNA，另一条链作为模板合成负链RNA，例如轮状病毒、呼肠孤病毒正链RNA病毒特征例子正链RNA病毒的基因组可以直接作为mRNA被宿主细胞的核糖体常见的正链RNA病毒包括甲型肝炎病毒、风疹病毒、脊髓灰质炎翻译，这意味着病毒不需要先将RNA转录成DNA就可以进行蛋白病毒、轮状病毒、丙型肝炎病毒等，它们分别引起肝炎、风疹、合成脊髓灰质炎、腹泻和肝炎等疾病负链RNA病毒1特征负链RNA病毒的基因组必须先转录成正链RNA才能被翻译，因为负链RNA不能直接作为mRNA被核糖体识别2例子常见的负链RNA病毒包括流感病毒、麻疹病毒、狂犬病病毒、埃博拉病毒等，它们分别引起流感、麻疹、狂犬病、埃博拉出血热等疾病双链RNA病毒正链RNA病毒负链RNA病毒双链RNA病毒DNA病毒反转录病毒双链RNA病毒的基因组是双链的，其中一条链作为模板合成正链RNA，另一条链作为模板合成负链RNA，这与DNA病毒的复制方式相似双链RNA病毒的种类比较少，但它们对人类健康的威胁也不容忽视利用宿主翻译系统的病毒宿主核糖体病毒利用宿主细胞的核糖体翻译自身的蛋白质，并将其组装成新的病毒粒子病毒mRNA病毒的基因组或转录产物（正链RNA）可以直接作为mRNA被宿主细胞的核糖体翻译病毒蛋白质翻译出来的蛋白质包括病毒衣壳蛋白、酶和复制所需的其他蛋白质不利用宿主翻译系统的病毒病毒自身携带的酶某些病毒自身携带特殊的酶，可以帮助它们完成复制过程，例如反转录酶独立的翻译机制这些病毒可以独立于宿主细胞的翻译系统进行蛋白质合成，例如反转录病毒独特的复制方式这些病毒的复制方式非常复杂，但它们最终都能产生新的病毒粒子，感染新的宿主细胞病毒的传播方式病毒可以通过多种方式传播，包括呼吸道传播、消化道传播、血液传播、性传播和垂直传播呼吸道传播传播途径例子病毒可以通过空气中的飞沫传播，例如咳嗽、打喷嚏、说话等行常见的呼吸道传播病毒包括流感病毒、麻疹病毒、风疹病毒、腮为都会产生飞沫，携带病毒的飞沫可以被其他人吸入腺炎病毒等，它们分别引起流感、麻疹、风疹、腮腺炎等疾病消化道传播传播途径例子病毒可以通过污染的食物、水源或粪口传播，例如食用未煮常见的消化道传播病毒包括轮状病毒、诺如病毒、肝炎病毒熟的食物或饮用被污染的水等，它们分别引起腹泻、呕吐、肝炎等疾病血液传播血液制品性接触昆虫叮咬病毒可以通过血液制品病毒可以通过性接触传病毒可以通过昆虫叮咬传播，例如输血、使用播，例如与感染者进行传播，例如蚊子、蜱虫未经消毒的针头等无保护的性行为等昆虫可以传播病毒性传播人类免疫缺陷病毒（HIV）1HIV病毒主要通过性接触传播，也可通过血液、母婴传播乙型肝炎病毒（HBV）2HBV病毒主要通过血液传播，也可通过性接触、母婴传播生殖器疱疹病毒3生殖器疱疹病毒主要通过性接触传播，也可通过密切接触传播垂直传播12宫内感染分娩时感染病毒在妊娠期间从母亲传染给胎儿，病毒在分娩过程中从母亲传染给新生例如风疹病毒、巨细胞病毒、弓形虫儿，例如乙型肝炎病毒、单纯疱疹病等毒等3母乳喂养病毒可以通过母乳喂养传染给婴儿，例如HIV病毒、乙型肝炎病毒等常见病毒引起的疾病病毒可以引起多种疾病，包括呼吸道感染、消化道感染、肝炎、脑炎、皮肤病、癌症等流感病毒流感症状流感的主要症状包括发烧、咳嗽、鼻塞、咽痛、头痛、肌肉酸痛等流感预防流感的预防措施包括接种流感疫苗、保持良好的个人卫生习惯、避免与病人密切接触等流感治疗流感治疗主要以对症治疗为主，包括服用退烧药、止咳药、抗病毒药物等，严重病例可能需要住院治疗艾滋病病毒艾滋病2艾滋病是HIV病毒感染的晚期阶段，患者的免疫系统严重受损，易患各种机会性感染和肿瘤HIV感染1HIV病毒感染人体后，会破坏人体免疫系统，导致免疫力下降预防艾滋病预防艾滋病的措施包括安全性行为、避3免共用针头、及时进行检测和治疗等肝炎病毒乙型肝炎病毒HBV病毒主要通过血液传播，也可通过性接触、母婴传播，引起乙型肝炎，可发展为1肝硬化和肝癌丙型肝炎病毒2HCV病毒主要通过血液传播，引起丙型肝炎，可发展为肝硬化和肝癌丁型肝炎病毒3HDV病毒是一种缺陷病毒，需要依赖HBV病毒才能复制，引起丁型肝炎，可加重HBV感染脊髓灰质炎病毒脊髓灰质炎1脊髓灰质炎是由脊髓灰质炎病毒引起的急性传染病，主要通过消化道传播，可导致瘫痪，甚至死亡疫苗预防2脊髓灰质炎可以通过接种脊髓灰质炎疫苗进行预防，疫苗接种是预防脊髓灰质炎最有效的措施全球消灭目标3全球范围内正在努力消灭脊髓灰质炎，目前已有许多国家和地区已经基本消灭了脊髓灰质炎狂犬病病毒狂犬病预防措施狂犬病是由狂犬病病毒引起的急性传染病，主要通过动物咬伤传预防狂犬病的措施包括避免接触野生动物，被动物咬伤后及时进播，可导致脑炎、瘫痪，最终死亡行伤口处理和注射狂犬病疫苗病毒诊断方法病毒分离培养核酸检测将病毒从患者样本中分离出来，使用分子生物学技术，检测患者并培养在细胞培养系统中，通过样本中的病毒核酸，例如聚合酶观察细胞病变来判断是否感染病链式反应（PCR）技术毒血清学检测检测患者血清中针对病毒的抗体，可以判断是否感染病毒，或者判断感染的程度病毒分离培养12方法应用将患者样本接种到敏感的细胞培养系用于病毒鉴定、病毒敏感性试验、疫统中，观察细胞病变情况苗研制等方面3局限性需要较长的时间，有些病毒难以培养，对实验室设备要求较高核酸检测原理PCR技术利用引物和聚合酶，对特定病毒核酸进行扩增，从而检测患者样本中是否含有病毒核酸优点灵敏度高、特异性强、速度快、操作简便，近年来已成为病毒检测的金标准应用用于病毒诊断、流行病学调查、病毒性疾病的防控等方面血清学检测抗体检测抗原检测检测患者血清中针对病毒的抗体，可以判断是否感染病毒，或者检测患者样本中的病毒抗原，可以判断是否感染病毒，或者判断判断感染的程度病毒的复制情况病毒感染的诊断标准临床表现1患者出现与病毒感染相关的临床症状，例如发烧、咳嗽、腹泻、皮疹等流行病学史2患者有接触病毒感染者的历史，或者有暴露在病毒传播环境中的历史实验室检查3病毒分离培养、核酸检测或血清学检测结果阳性病毒预防和治疗病毒感染的预防和治疗是病毒学研究的重要目标，常用的措施包括疫苗接种、抗病毒药物治疗、干扰素治疗等疫苗接种原理效果疫苗接种是将弱毒或灭活的病毒或病毒蛋白接种到人体，刺激机疫苗接种是预防病毒感染最有效的手段之一，可以有效地降低病体产生针对病毒的免疫力，从而预防病毒感染毒感染率、减少疾病的发生抗病毒药物作用机制种类抗病毒药物的作用机制主要是抑抗病毒药物的种类繁多，针对不制病毒的复制过程，例如阻断病同的病毒，使用不同的抗病毒药毒的吸附、进入、脱壳、复制或物释放应用抗病毒药物主要用于治疗病毒感染，并可作为预防性药物，例如在高风险人群中使用抗病毒药物预防病毒感染干扰素治疗123原理应用效果干扰素是一种具有抗病毒活性的细胞因干扰素治疗可用于治疗病毒感染，特别是干扰素治疗的效果因病毒类型和患者情况子，可以抑制病毒的复制，增强机体的免对一些抗病毒药物治疗效果不佳的病毒感而异，有些患者对干扰素治疗效果良好，疫力染，例如慢性乙型肝炎但有些患者则效果不明显病毒学研究的意义疾病防治病毒学研究对于防治病毒性疾病具有重要意义，例如疫苗的研发、抗病毒药物的开发、病毒感染的诊断和治疗生物技术病毒学研究在生物技术领域也具有重要应用，例如基因工程、细胞工程、疫苗生产等生态平衡病毒在生态平衡中扮演着重要的角色，例如控制细菌数量、影响生物多样性等病毒的起源和演化起源病毒的起源至今尚无定论，但科学家普遍认为病毒可能起源于细胞，或者起源于细胞片段演化病毒通过基因突变、重组和基因重排等方式不断演化，新的病毒株不断出现，导致人类面临新的病毒性疾病的威胁研究方向了解病毒的起源和演化对于预测新的病毒性疾病的出现，研发新的防治措施具有重要意义病毒的致病机理免疫反应机体对病毒感染的免疫反应，例如炎症2反应、细胞免疫反应等，也可能导致组织损伤和疾病细胞损伤1病毒感染可以导致宿主细胞的损伤或死亡，从而引起疾病基因改变一些病毒可以将自身的遗传物质整合到宿主细胞的基因组中，导致基因改变，3进而引起肿瘤或其他疾病病毒与肿瘤的关系病毒致癌1一些病毒可以诱发肿瘤，例如人乳头瘤病毒（HPV）可以诱发宫颈癌病毒与肿瘤的关系2病毒与肿瘤的关系错综复杂，有些病毒可以促进肿瘤的发生，有些病毒则可以抑制肿瘤的生长研究方向3了解病毒与肿瘤的关系，可以开发针对病毒的抗肿瘤药物，预防和治疗病毒相关的肿瘤病毒与免疫系统的关系免疫防御1免疫系统可以识别和清除病毒，阻止病毒感染和疾病的发生免疫逃逸2病毒可以通过各种机制逃逸免疫系统的攻击，例如变异、隐藏等免疫病理3机体对病毒感染的免疫反应有时会过度或失控，导致免疫病理损伤，例如自身免疫病病毒学研究的前沿方向新病毒发现抗病毒药物研发疫苗研发不断发现新的病毒，例如近年来发现的研发针对不同病毒的抗病毒药物，提高研发安全有效的疫苗，预防病毒感染，冠状病毒、埃博拉病毒等病毒感染的治疗效果例如新冠疫苗、流感疫苗等结语病毒学是一门充满挑战和机遇的学科，病毒学研究对于人类健康和社会发展具有重大意义随着科学技术的不断进步，人类对病毒的认识越来越深入，相信未来病毒学研究会取得更多突破，为人类战胜病毒感染，维护健康做出更大的贡献。