病毒的增殖

第二十八讲病毒的增殖教学目的：掌握病毒的增殖过程各阶段特点教学重点：病毒的增殖过程教学难点：病毒的增殖过程课时分布：1学时教学过程：病毒在活细胞中的繁殖既不象细菌一样进行二分分裂，也不象霉菌样通过形成孢子繁殖。

病毒细胞结构不完整。

仅由生物大分子构成。

缺乏代谢必需的酶系统与能量。

不可能合成自力的蛋白质与核酸。

从而决定了病毒是通过感染寄主细胞后。

控制宿主细胞的整套生物合成机构，利用它的合成材料，按照病毒的遗传特性，合成病毒的核酸与蛋白质。

然后组装成新的病毒粒子，故称增殖。

一、病毒的复制周期1、一步生长曲线：是病毒接种于敏感细胞后培养时，定时取样测定培养物中的病毒效价，以病毒效价对培养时间作图而得的病毒特征性的繁殖曲线。

潜伏期：是毒粒吸附于细胞到受染细胞释放子代毒粒的时期。

裂解量：平均每个感染细胞裂解时所释放的代毒粒的数目。

2、隐蔽期：病毒在受染细胞内消失到细胞内出现新的感染性病毒的时间。

3、病毒的复制周期定义：指病毒自吸附、侵入到释放的整个复制过程。

包括五个阶段：吸附、侵入、脱壳、大分子合成、装配与释放。

二、病毒的复制过程分五个阶段：（-）吸附是病毒感染细胞的第一步。

1、病毒吸附蛋白当病毒与寄生细胞混合时，由于运动（扩散、分子运动、静电引力）而吸附在敏感细胞的特异性受体上，病毒吸附蛋白能特异性地识别它。

无包膜毒粒的病毒吸附蛋白是核壳的组成部分，有包膜的则为包膜糖蛋白。

2、细胞受体受体是具有一定化学结构的球形体，位于宿主细胞表面。

不同寄主细胞，其受体的化学结构不同。

当寄主细胞发生突变而使受体结构发生改变，不再被某一种病毒所吸附，则寄主细胞获得了对该病毒的抗性。

如果病毒一方发生变异，吸附也不能发生，或病毒一方也发生变异，重新能吸附有抗性的寄主细胞。

（二）、侵入与脱壳侵入方式由宿主细胞的性质，尤其是表面结构所决定的。

1、噬菌体①尾部未端附着在敏感细菌表面，尾丝撒开并固着于细胞上。

②尾部产生溶菌酶水解细胞的肽聚糖，使细胞壁产生孔洞。

第三章病毒的增殖病毒的增殖是病毒侵入寄主细胞后，利用宿主细胞的成分和生物合成机构，以病毒核酸为模版来合成病毒本身成份，并装配成新的子代病毒子的过程。

这一过程不同于细胞性生物的繁殖（二分裂或有丝裂等），故称为增殖成复制，而有别于繁殖。

对于病毒增殖过程和生物合成的研究，不仅关系到病毒病的防治，而且涉及生命起源和肿瘤学等重大理论和实践课题。

有关生命本质及其起源的研究，必须从非细胞形态的生命物质开始。

在这方面，病毒是最理想的模型。

例如，在有适当的前体和酶的存在条件下，提纯的病毒RNA或DNA甚至可在试管内增殖。

同样，病毒RNA可在试管内于细菌的核蛋白体上译制病毒蛋白质。

病毒核酸和病毒蛋白质也可在试管内装配成为完整的病毒子等。

又有人认为，病毒可有以“附加基因”的方式，结合入细胞遗传物质，成为生物进化的原因。

肿瘤，就其本质来讲，是细胞基因突变的结果。

病毒至少是肿瘤病因中的一个重要因素。

目前发现的脊椎动物肿瘤病毒已经超过30种，而有致肿瘤特性的病毒约有150多种。

最近证明，RNA致瘤病毒可借反录酶的作用，在细胞内复制出含有病毒信息的DNA，结合入细胞DNA，改变细胞的遗传性，干扰细胞的正常生命活动而导致细胞恶性变。

最近发现“缺损病毒”，没有完整的病毒子构造，可能只有核酸的片段残留在细胞中，与细胞染色体结合而逐代传递，成为细胞恶性变的原因。

病毒性疾病的化学预防和化学治疗，已被证明是完全可能的，实践中也已取得初步成果。

目前发现的一些不见于正常细胞而为病毒增殖所必需的核酸合成酶和其他蛋白质，为病毒病的的化学防治提供了进一步的可能性。

而对病毒生物合成各环节的深入了解，则为选择适当药物，切断病毒增殖周期，阻碍病毒增殖而达到防治目的，创建现实的基础。

第一节病毒的增殖场——细胞病毒由于缺乏自身增殖所需的完整酶系统，增殖时必须依靠宿主细胞合成核酸和蛋白质，甚至直接利用宿主细胞的某些成分，这就决定了病毒在细胞内专性寄生的特性。

名词解释病毒的增殖病毒的增殖，是指病毒在寄主细胞内繁殖和增加数量的过程。

病毒是一类非细胞生物，无法自主生长和繁殖，需要寄生在寄主细胞内完成其生命周期。

病毒的增殖过程是一个复杂而精密的机制，涉及到多个环节和调控因子。

病毒入侵寄主细胞后，首先要进入细胞内部。

病毒通常通过与细胞膜相互结合或利用细胞内的胞吞作用等方式进入细胞内。

一旦病毒成功进入细胞内，它会释放出自己的核酸（DNA或RNA）和一些必要的蛋白质，以便进行复制和转录。

这些病毒蛋白质和核酸将开始调控细胞内的机制，以促使自身的表达和复制。

在病毒增殖的过程中，病毒核酸的复制起着关键作用。

通过病毒自身编码的酶或利用细胞内的酶，病毒核酸得以实现复制。

病毒的DNA或RNA在细胞内得到复制后，将形成更多的病毒基因组，为进一步的繁殖提供基础。

随着病毒复制过程的进行，病毒基因组和蛋白质逐渐积累。

病毒蛋白质具有特定的功能，如帮助病毒组装、促进病毒颗粒的形成以及干扰宿主细胞的正常功能。

这些蛋白质在病毒增殖过程中扮演着重要的角色，它们能够与细胞内的分子相互作用，从而实现病毒的繁殖和扩散。

一旦病毒完成了其内部的复制、转录和翻译等过程，它将开始组装成完整的病毒颗粒。

这个过程涉及到病毒蛋白质的自组装以及与病毒基因组的结合。

细胞内的胞吞或胞吐过程可以帮助病毒颗粒离开寄主细胞，并以不同的方式传播到其他细胞或宿主体内。

病毒的增殖是一个快速而高度有序的过程，它必须严密地控制每个环节的时机和数量，以保证病毒能够高效地繁殖。

在病毒增殖过程中，许多调控机制参与其中，包括细胞因子、信号转导通路以及病毒自身编码的蛋白质等。

这些因子相互作用，形成一个复杂的网络，以保证病毒的复制和繁殖在适当的时间和条件下进行。

病毒增殖不仅对于病毒本身具有重要意义，也对宿主细胞和宿主体具有重要影响。

病毒增殖过程中，病毒会耗尽宿主细胞的资源，并破坏宿主细胞内部的正常机制。

一些病毒还能够抑制宿主的免疫系统，使得宿主更容易受到感染和疾病的侵袭。

）
医学微生物学（Medical Microbiology
病毒的基本性状
Basic Characters of Viruses
补充学习和理解
第二节病毒的增殖
1. 病毒的异常增殖
●顿挫感染或流产感染(abortive infection)：病毒进入非容
纳细胞，不能产生子代病毒体，称为顿挫感染。

●缺陷病毒：指病毒基因组不完整或某一基因位点突变，不能
进行正常增殖产生子代病毒体。

当与另外一种病毒共同感染细胞时，后者可提供前者所缺乏的物质而导致前者正常增殖，起这种辅助作用的病毒，称为辅助病毒。

2. 病毒的干扰现象
●定义: 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。

●常发生于:
异种病毒间
同种同型病毒间
缺陷病毒(缺陷干扰颗粒:发挥干扰作用的缺陷病毒)与野生型病毒之间
活病毒间
死病毒与活病毒间
●临床意义:阻止发病、终止感染
●可能机制: 诱导细胞产生干扰素、阻止病毒吸附和穿入、改变宿主细胞代谢。

第二章病毒的增殖我们知道，病毒颗粒体现的是病毒静止和不活动的形式。

病毒的真实情况只能在它们与细胞间的反应时期才能够清楚地认识到。

病毒体在细胞外是处于静止状态，基本上与无生命的物质相似，当病毒进入活细胞后便发挥其生物活性。

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）”。

病毒在活细胞内，以其基因为模板，在酶的作用下，分别合成病毒基因及蛋白质，再组装成完整的病毒颗粒，这种方式称为复制（replication)。

从病毒进入宿主细胞开始，经过基因组复制和病毒蛋白合成，至释放出子代病毒的全过程，称为一个复制周期。

病毒的复制周期主要包括吸附、穿入、脱壳、生物合成、装配和释放六个连续步骤。

早在20世纪40～50年代，不少学者以噬菌体为研究模型，获得了病毒增殖的初步认识。

随着哺乳动物细胞培养技术的发展，对动物病毒的转录、翻译和核酸复制基本机理以及基因表达和调控的研究已取得了很大的进展。

动物病毒的增殖过程，可分为三个时期：隐蔽期，早期和后期。

所有病毒的增殖都可以分为六个连续阶段，即吸附、穿入、脱壳、生物合成、装配和释放。

【吸附和穿入、脱壳、生物合成、装配和释放四个连续步骤】病毒增殖各阶段中的差异，特别是在生物合成、装配和释放中的差异，在疾病的病理发生上和对病毒感染的预防、诊断及治疗方面的影响是最有意义的值得研究的问题。

在研究病毒增殖或增殖时还要注意，病毒的增殖是一个连续不断的进行性的过程，直至把细胞的内容物全部耗尽。

不同科属的病毒各有其独特的方式。

第一节病毒的一步生长曲线所谓病毒的一步生长曲线即以感染时间为横坐标，病毒效价为纵坐标，绘制出的病毒特征曲线。

病毒效价：待测样品中病毒数量通常以单位体积病毒悬液的感染单位数目来表示（IU/mL），称为病毒效价。

病毒的增殖病毒以复制方式进行增殖，从病毒进入细胞开始，经基因组复制到子代病毒释放的全过程，称为一个复制周期(replication cycle)，包括吸附、穿入、脱壳、生物合成、组装、成熟和释放等连续的过程。

1.吸附即病毒体与易感细胞的特异性结合，是病毒增殖的第一步。

吸附是特异的、不可逆的，这种特异性决定了病毒的嗜组织特征。

2.穿入吸附在易感细胞的病毒穿过细胞膜进入细胞内的过程称为穿入。

穿入的方式有三种：①胞饮(pinoclytosis)或内吞(endocytosis)：胞质膜内陷将病毒包裹其中，形成类似吞噬泡的结构使病毒进入胞质内，无包膜病毒一般以此方式穿入；②融合(fusion)：有包膜的病毒依靠吸附部位的酶作用及包膜与细胞胞质膜的同源性等，发生病毒包膜与胞质膜的融台，使病毒核衣壳进入胞质内：③转位作用(transposition)：少数无包膜病毒吸附于宿主细胞膜时，其衣壳蛋白的某些多肽成分发生改变，使病毒可直接穿过细胞膜，称为转位。

此外噬菌体吸附于宿主菌后，噬菌体尾部插入宿主菌细胞内，将其头部内的核酸通过尾髓直接注入宿主茵内，称为转染。

3.脱壳穿入胞质中的核衣壳脱去蛋白质壳，使基因组核酸裸露的过程称为脱壳。

脱壳必须有酶的参与，多数病毒在穿入时已在细胞溶酶体酶作用下脱壳，有些病毒具有特异性水解病毒衣壳蛋白的酶称为脱壳酶。

4.生物合成病毒体经脱壳后，病毒基因组释放进入细胞中，开始病毒的生物合成：包括基因组的复制(genome replication)和基因表达(gene expression)两部分。

DNA病毒的合成按遗传中心法则进行，即“DNA-RNA-protein”，除痘类病毒在胞质内复制以外，DNA病毒都是在细胞核内复制DNA，在胞质内合成蛋白质(+)ssRNA病毒按照“(+)ssRNA→protein”的方式进行合成，(-)ssRNA病毒的合成按照“(-)ssRNA→(+)ssRNA→protein”的方式进行；反转录病毒合成中先以病毒RNA为模板转录出互补DNA链，构成RNA：DNA杂交中间体，由病毒RNA 酶H水解去除RNA链，使单链DNA进入细胞核内互补另一条DNA，形成双链DNA 并以前病毒的形式整合于宿主细胞DNA中，当病毒复制时前病毒先从细胞DNA上脱离F来，在宿主细胞提供的依赖，DNA的RNA聚合酶作用下转录出病毒RNA，再按RNA病毒的方式进行复制。

病毒的增殖病毒的增殖一般包括吸附、侵入、生物合成、子代病毒的装配和释放这五个阶段。

但不同种类的病毒，在某一细节上会有所不同。

吸附它是指病毒以其特殊结构与宿主细胞表面的特异性受体发生特异性结合的过程。

如大肠杆菌T系列噬菌体靠尾丝尖端附着在大肠杆菌的细胞壁上(图5-3)。

一些有囊膜的动物病毒则靠刺突吸附在宿主细胞表面的特异性受体上。

侵入它是指病毒或病毒的一部分进入宿主细胞的过程。

不同种类的病毒，侵入方式有所不同。

如T4噬菌体先用溶菌酶在宿主细胞壁上“钻”出一个小孔，然后将核酸注入到细胞内部，蛋白质外壳则留在外面。

多数病毒通过类似胞饮或吞噬的方式，使整个病毒进入细胞内部。

植物病毒往往通过昆虫的口器或从植物体上的伤口进入植物体内。

连同衣壳或囊膜一起进入细胞内部的病毒，还要在水解酶等的作用下，脱去衣壳或囊膜。

生物合成病毒释放出核酸以后，原有的形态消失，称为隐蔽期。

在隐蔽期内，病毒在宿主细胞内活跃地进行生物合成，包括病毒核酸的复制和蛋白质的合成。

由于病毒所含的核酸类型不同，其生物合成的过程也不完全相同。

下面以含DNA的痘病毒为例说明。

痘病毒带有依赖DNA的RNA多聚酶。

当病毒进入隐蔽期后，在自身的RNA多聚酶的催化下，首先合成早期的mRNA，由它翻译成早期的蛋白质。

早期蛋白质主要是病毒复制所需要的酶以及抑制宿主细胞正常代谢的调节蛋白质。

在这些酶的催化下，以亲代DNA为模板，复制出子代病毒的DNA。

在DNA开始转录以后合成的mRNA，称晚期的mRNA，再由晚期的mRNA翻译成晚期的蛋白质。

晚期的蛋白质主要是构成病毒衣壳的结构蛋白质。

装配病毒核酸和蛋白质的生物合成是分别进行的，因而必须将它们装配在一起才能成为成熟的病毒。

结构简单的病毒，其各个组分是自发地装配在一起的。

结构复杂的病毒往往需要在非结构蛋白质的指导下进行装配。

释放无囊膜的病毒靠裂解宿主细胞的方式，一起释放出来。

有囊膜的病毒，以类似出芽的方式，逐个从宿主细胞中释放出来。