病毒学
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病毒学的研究和应用病毒学是研究病毒的学科,病毒是一类介于生物和非生物之间的微生物,它们需要依赖宿主细胞来生存、繁殖。
病毒学的研究范围非常广泛,从基础研究到应用研究都有很多方面,涉及到医学、生物学、生态学、农业等多个领域。
在当前的时代背景下,病毒学的应用越来越受到重视。
一、病毒的基础研究在病毒学的基础研究中,科学家们尝试从分子水平上解析病毒的各种生物学特征,比如其遗传物质、病毒复制机制和致病机理等等。
当我们能够深入理解病毒和它们与宿主之间的相互作用方式后,我们就能够开发针对病毒的抗病毒药物、疫苗等。
这项工作对于防治人畜共患病、新兴传染病等领域有着非常重要的意义。
二、医学上的应用在医学上病毒学的应用和开发,常常包括了对于新型病毒和致病病毒的诊断、治疗。
其中最广泛应用的是疫苗接种,目前大多数病毒种类可以通过疫苗控制或预防,为人类健康提供了重要保障。
类似草本疗法、复合中药、中西医结合等开发也取得了重要进展。
最近,病毒学还在全球范围内的与新型冠状病毒的对抗中发挥着至关重要的作用。
比如,世界卫生组织、国家疾控中心和其他科研机构持续追踪疫情动态,收集病毒样本,借助现代技术以制定针对性强的应对策略。
此外,配合着信息技术和生物统计技术,数据建模、模拟模型产生了巨大的贡献,提升了病毒流行病学预测的准确率。
三、农业上的应用近年来,病毒学在农业领域的应用在逐步拓展。
病毒可以作为对害虫和害草的防治策略,对农作物病毒的研究和控制更是关系到整个农业的发展。
在某些农业实验上,病毒还被用来提高植物的产量、营养品质、对不利环境的适应性等。
同时也有研究声音提出,基于病毒学的管理,可以有效针对地方性疫情(类似于动物瘟疫等)来防止病毒传播的进一步感染,弥补传统治疗的局限性从而减少因为病毒的疫情引起的经济和社会损失。
结论总的说来,病毒学的研究在多个领域中都有广泛的应用,尤其是随着科技的不断发展和日益完善,对于整个人类社会和生态健康都具有至关重要的作用。
病毒学基础知识解析一、什么是病毒?病毒是一种微生物,它不同于细菌、真菌和原生动物等其他微生物。
病毒无法自主进行代谢活动,需要寄生在细胞内才能生存和复制。
病毒的结构简单,由遗传物质(DNA或RNA)包裹在蛋白质外壳中构成。
二、病毒的寄主与感染方式1. 病毒寄主不同类型的病毒可以感染不同种类的生物。
例如,有些病毒只感染人类,而另一些可以感染动物或植物。
这使得跨种传播成为可能。
2. 病毒感染方式病毒可以通过多种方式传播至寄主体内。
最常见的途径包括空气飞沫、直接接触传播(如性传播或血液传播)以及通过污染食品或饮水引入体内。
三、病毒结构解析病毒分为两个主要组成部分:核酸和蛋白质外壳。
1. 核酸核酸是构成病毒遗传物质的基础。
病毒可以包含DNA或RNA,但不会同时存在两者。
核酸中包括了病毒遗传信息,决定了其生活史和复制过程。
2. 蛋白质外壳蛋白质外壳是保护病毒核酸的重要部分。
它可以提供结构稳定性,并帮助病毒侵入宿主细胞。
蛋白质外壳的形状多样,可能呈现出球形、棒形、衣服针等各种形态。
四、病毒感染机制1. 病毒侵入当病毒接触到合适的宿主细胞时,它会通过识别特定受体结合在宿主细胞上。
这个过程类似于钥匙插入锁孔,使得病毒能够进入宿主细胞内。
2. 病毒复制一旦进入宿主细胞,病毒会利用宿主细胞的代谢机制来复制自己的核酸和蛋白质。
这个过程通常使得宿主细胞功能紊乱并最终导致死亡。
3. 病毒传播复制完毕后,病毒会离开宿主细胞,进一步感染其他健康细胞,并通过不同的途径传播到其他寄主个体。
这种持续的传播是疾病扩散的主要原因。
五、病毒与人类健康1. 病毒感染许多常见疾病,如流感、感冒和水痘等,都是由不同类型的病毒引起的。
这些感染可以导致轻微的不适或严重影响生命健康。
在某些情况下,特定类型的病毒也可能引发严重的流行性传染病,如SARS和新型冠状病毒(COVID-19)。
2. 免疫系统与抵抗力免疫系统是人体对抗病毒入侵的重要防线。
它能识别并消灭入侵的病毒,同时记忆被感染过的信息以提高对未来感染的抵抗能力。
病毒学题库(含答案)
问题1:
什么是病毒学?
答案:
病毒学是一门研究病毒的学科,主要关注病毒的结构、功能、复制以及它们对生物体的影响和传播方式。
问题2:
病毒是如何进入宿主细胞的?
答案:
病毒通过与宿主细胞表面的受体结合,使得病毒能够进入宿主细胞并感染之。
问题3:
病毒的复制过程中的关键步骤是什么?
答案:
病毒的复制过程中的关键步骤包括病毒感染细胞、病毒基因组
复制和病毒颗粒组装释放。
问题4:
请列举几种常见的病毒传播途径。
答案:
- 空气传播:病毒通过空气中的飞沫传播,例如流感病毒。
- 食物或水源传播:病毒通过受污染的食物或水源传播,例如
诺如病毒。
- 直接接触传播:病毒通过直接接触感染者的体液或皮肤传播,例如乙肝病毒。
- 虫媒介传播:病毒通过昆虫等生物媒介传播,例如登革热病毒。
问题5:
病毒学的研究对于人类健康有何重要性?
答案:
病毒学的研究对于人类健康非常重要。
研究病毒可以帮助我们了解病毒的传播方式和机制,从而制定预防控制措施。
病毒学研究也对病毒疾病的诊断、治疗和疫苗研发具有重要意义。
病毒学(一到六章)第一章病毒的结构(1学时)病毒:是一类个体极小,结构容易,只含单一核酸(DNA或RNA),必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖的非细胞型微生物。
这种病原能通过滤器,命名为病毒。
病毒的基本特性1. 以颗粒形式存在,颗粒很小、以纳米为测量单位,普通都能通过细菌滤器,因此病毒原叫“过滤性病毒”,必须在电子显微镜下才干看见。
2. 没有细胞构造,其主要成分仅为核酸和蛋白质两种,故又称“分子生物”。
3. 病毒只含一种核酸,DNA或RNA。
4. 既无产能酶系,也无蛋白质和核酸合成酶系,只能利用宿主活细胞内现成代谢系统合成自身的核酸和蛋白质成分,是郑重的细胞内寄生微生物,不能自立生长和繁殖。
5. 在离体条件下,能以无生命的生物大分子状态存在,并持久保持其侵染活力。
6. 病毒无核糖体(rRNA)和转移RNA (tRNA)。
7. 病毒不能长大,不经分裂繁殖。
8. 病毒对普通抗生素和作用于微生物代谢途径的药物均不敏感,但对干扰素敏感。
9.有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中,并诱发埋伏性感染。
第一节病毒的结构特征一、形态1. 病毒的大小是指病毒体的大小。
测量单位是纳米(nanometer,nm),即毫微米(1/1000μm)。
各种病毒的大小相差很大,普通病毒介于50nm~250nm之间,其中绝大多数病毒都在100nm左右;最大的病毒如痘病毒(poxvirus)为300nm,在普通光学显微镜下勉强可看到;最小的病毒如小RNA病毒和极小DNA病毒直径约在20nm~30nm 之间。
2. 病毒的形态病毒的形态多种多样。
绝大多数动物病毒呈球形或近似球形;植物病毒多呈杆第1 页/共18 页状或丝状(某些动物病毒也呈丝状);此外,还有呈砖形(痘病毒)、子弹形(狂犬病病毒);而噬菌体(bacteriophage)多呈蝌蚪形。
有些病毒的形态比较固定,如小RNA病毒呈球形;但某些病毒的形态则是多形性的,如粘病毒(orthomyxoviridae),有球形、丝状和杆状。
大学病毒学专业排名病毒学是一门专注于研究病毒及其影响的学科,随着人类对疾病的不断探索,病毒学专业在大学中的地位也逐渐受到重视。
各大学纷纷开设病毒学相关专业,培养学生成为具备病毒学知识和病毒防控技能的专业人才。
然而,不同大学的病毒学专业表现各异,由此产生了大学病毒学专业排名的需求。
1. 顶尖大学的病毒学专业在国际上,一些顶尖大学拥有一流的病毒学专业,包括斯坦福大学、哈佛大学、牛津大学等。
这些大学在病毒学领域拥有丰富的研究资源和优秀的教学团队,为学生提供了高水平的学术氛围和实践机会。
2. 国内病毒学专业的排名在国内,北京大学、清华大学、复旦大学等知名高校也拥有不错的病毒学专业。
这些学校在病毒学教育和研究方面取得了重要成就,培养了一大批优秀的病毒学专业人才,为国内病毒防控事业的发展贡献力量。
3. 各大学病毒学专业的特色不同大学的病毒学专业都有自己的特色和优势。
有的大学注重理论研究,有的大学侧重实践操作,有的大学则注重跨学科融合。
学生在选择病毒学专业时,可以根据自己的兴趣和职业规划,结合各大学的特色做出选择。
4. 学生就业情况与发展前景随着病毒防控工作的不断加大力度,病毒学专业的就业前景也日益广阔。
毕业生可在疾控中心、医院、科研院所等单位从事病毒学相关工作,为社会公共卫生事业做出贡献。
随着社会对病毒学专业人才的需求不断增加,学生选择该专业也将迎来更多就业机会。
总的来说,病毒学专业在大学排名中的地位逐渐上升,学生选择该专业需全面了解各大学的特色和优势,结合个人兴趣和规划做出明智选择。
未来,随着病毒学领域的不断发展,病毒学专业的重要性将愈发凸显,为社会健康事业做出更大贡献。
病毒学原理
病毒学是一门研究病毒的学科,病毒是一种微生物,由核酸和蛋白质组成,无
法独立生存,必须寄生于宿主细胞内才能繁殖。
病毒学的研究对象包括病毒的结构、生命周期、致病机制等,对于预防和治疗病毒性疾病具有重要意义。
病毒学的研究对象主要是病毒的结构和生命周期。
病毒的结构包括核酸和蛋白质,不同种类的病毒具有不同的结构特征,如病毒的外壳蛋白、内核蛋白等。
病毒的生命周期包括吸附、穿透、解壳、合成、组装和释放等阶段,不同种类的病毒在生命周期中的表现形式各异。
病毒的致病机制是病毒学研究的重要内容之一。
病毒通过寄生于宿主细胞内,
利用宿主细胞的生物合成系统合成自身所需的核酸和蛋白质,破坏宿主细胞的正常功能,导致宿主细胞发生变化甚至死亡,从而引起疾病的发生。
病毒的致病机制是复杂而多样的,不同种类的病毒对宿主细胞的影响也各不相同。
病毒学的研究对于预防和治疗病毒性疾病具有重要意义。
通过对病毒的结构和
生命周期的深入研究,可以为疫苗和抗病毒药物的研发提供理论基础。
此外,对病毒的致病机制的深入了解,有助于预防和治疗病毒性疾病,提高人们对病毒性疾病的防范意识和治疗水平。
总之,病毒学是一门重要的生物学学科,研究病毒的结构、生命周期和致病机制,对于预防和治疗病毒性疾病具有重要意义。
随着科学技术的不断进步,病毒学的研究将会为人类健康事业做出更大的贡献。
病毒学1.明确病毒体的概念和测量单位。
病毒体(Virion):完整的有感染性的病毒颗粒测量单位:nm(纳米)2.掌握病毒的结构,病毒的化学组成与功能。
明确病毒衣壳的对称性。
病毒体的基本结构:核心+衣壳——核衣壳(裸露病毒)核心+衣壳+包膜——包膜病毒核心(core)---由核酸组成核酸功能:决定病毒的感染性、复制、遗传性衣壳(capsid)——蛋白质,由许多壳粒组成,壳粒由多肽亚单位组成功能:保护核酸、介导病毒进入细胞、有抗原性螺旋对称型(helical symmetry)20面体立体对称型(icosahedral symmtry)复合对称型(complex symmtry)包膜(Envelope)---脂质和糖类和蛋白复合物包膜功能:维护病毒的结构完整性、与病毒吸附有关,辅助病毒感染、具有抗原性3.掌握病毒的增殖的过程。
吸附与穿入(Adsorption and Penetration)无包膜病毒(胞饮方式,吞入)有包膜病毒(融合,与细胞膜融合)噬菌体(注入)脱壳(uncoating)多数病毒在穿入时已在细胞的溶酶体酶作用下脱壳,少数需自身编码脱壳酶基因(痘病毒)噬菌体由细胞表面酶协助脱壳生物合成(biosynthese)从病毒核酸转录mRNA、由mRNA翻译出早期蛋白(功能蛋白)、复制核酸、合成晚期蛋白(结构蛋白)双链DNA病毒——DNA mRNA 蛋白质(半保留复制)单链RNA病毒——负单链RNA 正链RNA 蛋白质正单链RNA 蛋白质先合成互补链(复制中间型),再解链进行复制逆转录病毒——RNA RNA:DNA DNA mRNA 蛋白质(RNA:DNA中间体)装配与释放(assembly and release )DNA病毒(多数核内组装)RNA病毒(多数胞浆内组装)有包膜病毒:出芽方式,同时得到包膜无包膜病毒:细胞裂解释出4.熟悉理化因素对病毒的影响。
物理因素温度:大多病毒耐冷不耐热,但有例外,如HBV。
pH:病毒在pH5.0以下或pH9.0以上迅速灭活。
射线:γ射线,χ射线,紫外线多能使病毒灭活。
化学因素脂溶剂、醛类、氧化剂、卤素、抗生素和中草药5.了解病毒的分类。
核酸类型和结构(RNA、DNA、双链、单链、线状、环状、分节)病毒体形状和大小病毒体形态结构(衣壳的对称型、有无包膜)对脂溶剂敏感性6.掌握病毒的水平传播和垂直传播的概念。
水平传播(horizontal transmission)病毒在人群中不同个体之间的传播(也包括由媒介、动物参与的传播)垂直传播(vertical transmission)存在母体的病毒经胎盘或产道由亲代传播给子代的方式7.明确病毒的隐性感染、显性感染、急性感染、持续性感染、慢性感染、潜伏感染、慢发病毒感染和急性病毒感染的迟发并发症的概念。
隐性感染Inapparent infection(Subclinical infection 亚临床感染)不引起临床症状,向外播散病毒,机体获得特异性免疫显性感染Apparent infection (infectious disease 感染性疾病)因组织细胞受损严重而表现出明显的临床症状。
分为急性感染和持续性感染。
急性感染:病毒在感染机体后,短时间内即被清除或导致机体死亡的过程持续性感染:病毒感染后,不能被机体免疫系统清除,可在机体内持续数月至数年,可出现症状,也可不出现症状。
分为慢性感染、潜伏感染、慢发病毒感染。
流行性感冒。
慢性感染(chronic infection)病毒在感染机体后可出现或不出现急性症状,大部分病毒被免疫系统清除,但仍有少量病毒,持续排出体外。
HBV、HIV、EBV潜伏感染(latent infection)病毒急性或隐性感染后,病毒或病毒的基因组存在某些组织的细胞内,不产生感染性病毒颗粒,感染者无症状,在某个条件下病毒被激活复制而急性发作。
水痘-带状疱疹病毒,潜伏在脊髓后根神经节或颅神经的感觉神经节中。
慢发病毒感染(slow virus infection)病毒感染后,长期潜伏,一旦发病呈现亚急性、进行性,最终导致死亡。
麻疹病毒——亚急性硬化性全脑炎(SSPE)。
8.描述病毒对宿主细胞的直接作用及病毒感染的免疫病理作用。
病毒对宿主细胞的直接作用:病毒杀伤细胞或致细胞病变感染的机制(包涵体(inclusion body)在光学显微镜下,在某些病毒感染的细胞内可以见到细胞质或细胞核内嗜酸性或嗜碱性大小数量不等的斑块结构。
是病毒复制的部位。
)病毒基因组在宿主细胞内的维持病毒引起细胞转化或永生化病毒感染的免疫病理作用:T细胞介导的免疫病理损伤CD8+T细胞:细胞毒作用,例HBV,柯萨奇病毒。
CD4+T细胞:迟发性超敏反应,例麻疹、HSV抗体介导的病理损伤:抗原-抗体复合物自身免疫疾病:暴露隐藏抗原、分子模拟、免疫功能紊乱。
病毒感染导致的免疫抑制:免疫应答降低或暂时性免疫抑制。
病毒超抗原:结合MHC-II,激活T细胞,释放大量细胞因子,引起疾病。
9.描述病毒感染后的宿主免疫应答,重点掌握干扰素的概念及其抗病毒机制和应用,明确中和抗体的概念及作用机制。
非特异性免疫:物理屏障(皮肤、黏膜)、细胞(NK细胞、吞噬细胞)、免疫分子(干扰素、趋化因子)特异性免疫:体液免疫、细胞免疫干扰素(interferon, IFN)机体受病毒或其他干扰素诱生剂作用后,由感染细胞等多种细胞所产生的能抑制病毒复制的小分子蛋白。
主要功能是抗病毒,还有免疫调节、抑制肿瘤细胞生长和控制细胞凋亡等。
产生较特异性免疫产物早,中断病毒复制,阻止病毒扩散。
α/β干扰素→细胞的干扰素受体→激活细胞抗病毒蛋白基因→细胞合成数种抗病毒蛋白:2’-5’腺嘌呤核苷合成酶(2’-5’A合成酶)、磷酸二酯酶及蛋白激酶→降解mRNA、抑制多肽链的延伸及转录等→抑制病毒蛋白合成→抗病毒感染中和抗体:由病毒最外层的包膜或衣壳抗原刺激机体后产生的一类能与病毒结合并使之丧失感染力的抗体。
作用机制:改变病毒表面构型;阻止病毒吸附宿主细胞;形成免疫复合物,而易被吞噬细胞吞噬;激活补体,导致病毒溶解。
10.描述病毒感染标本的采集和送检原则及一般检测程序。
供分离病毒、检出核酸及抗原的标本采集原则采集时间:发病初期(急性期)采集标本标本类型:在感染部位采取,不同感染取不同部位的标本标本运输:尽快冷藏送检,标本在处理、接种前切忌反复冻融标本的处理与储存:采集标本时注意无菌操作。
使用抗生素以抑制标本中的细菌或真菌等生长繁殖。
尽量及时接种,如不能当时接种,标本应保存在-70℃低温冰柜或液氮中。
供血清学检测的标本采集原则取急性期(发病初期)和恢复期(病后1个月)双份血清,动态观察双份血清抗体效价11.熟悉病毒的分离培养方法。
动物接种-动物模型细胞培养-病毒的鉴定(原代细胞培养、二倍体细胞培养、传代细胞培养)鸡胚接种12.掌握病毒感染的血清学诊断方法。
中和实验:病毒在活体内或细胞培养中被特异性中和抗体作用而失去感染性的一种试验血凝抑制实验:常用病毒内部可溶性抗原检测血清中IgM类抗体,病毒早期感染的诊断补体结合实验:检测血凝抑制抗体的试验,常用于有血凝素病毒感染的诊断及流行病学调查,也可用于鉴定病毒的型及亚型。
13.了解病毒感染常用的分子生物学诊断方法。
病毒核酸的检测:PCR、分子杂交14.掌握病毒感染的防治原则,明确常用的病毒疫苗及/被动免疫制剂,主要的抗病毒药物的种类和作用机理。
预防更重要,主要是使用疫苗。
灭活疫苗、减毒活疫苗基因工程疫苗:通过DNA重组技术,将病毒特异性保护抗原通过酵母或大肠杆菌表达,纯化后注射入机体,使其产生免疫应答。
核酸疫苗:通过真核细胞中的表达载体将编码病原体有效免疫基因导入机体细胞内,使其产生相应的免疫因子。
人工被动免疫普通免疫球蛋白:来源于健康人静脉血或胎盘血的免疫球蛋白复合物。
抗病毒血清:微生物接种于实验动物,使其获得免疫力、将含有抗体的血清精制、纯化。
免疫调节剂:一类增强、促进和调节免疫功能的生物制品。
抑制病毒穿入、黏附、脱壳、释放:金刚烷胺类药物抑制病毒生物合成:核苷类和非核苷类药物(阿昔洛韦(ACV)、叠氮脱氧胸苷(AZT)、拉米呋定、利巴韦林、碘苷)抑制病毒蛋白的修饰鸡尾酒疗法15.掌握人流感病毒及禽流感病毒的生物学性状和变异以及致病性、微生物检查方法、免疫性和防治原则。
生物学性状:流感病毒呈球形或丝状,新分离株多丝状,核衣壳螺旋对称,有包膜,单负链分节段的RNA病毒。
致病性:血凝素(hemagglutinin, HA)柱状三聚体,分为HA1和HA2两个亚单位。
HA1与细胞表面唾液酸受体结合,达到病毒吸附的目的。
HA2促进包膜与细胞膜的融合。
引起红细胞凝集。
诱导机体产生血凝抑制抗体,可抑制血凝,中和病毒感染性。
为保护性抗体。
神经氨酸酶(neuraminidase, NA)蘑菇状,由四个亚单位组成的四聚体。
破坏病毒特异性受体,使成熟病毒释放和扩散。
诱导机体产生抗体,可抑制酶的水解作用,但无保护性。
传染源--病人或隐性感染者传播途径--病毒飞沫、气溶胶,呼吸道传播致病机理--呼吸道上皮细胞内增殖,细胞受损, 坏死脱落,导致呼吸道粘膜屏障功能丧失。
引起局部症状。
病毒的NA水解作用,使得病毒容易扩散。
病毒局部增殖,不入血,干扰素及细胞因子释放,引起全身症状。
变异:抗原漂移(antigenic drift)因HA或NA的点突变造成,变异幅度小,属量变,引起局部中、小型流行。
抗原转换(antigenic shift)因HA或NA的大幅度变异造成,属质变,导致新亚型的出现,引起世界性的暴发流行。
H1N1→H2N2, H2N2→H3N2微生物学检查:病人急性期漱口液+抗生素活鸡胚培养(羊膜腔接种)72小时收集羊水进行血凝试验(+)(-)血凝抑制试验盲传鸡胚三次(-)排除病毒分离:取患者咽漱液或鼻咽拭,接种鸡胚或培养细胞血清学诊断:血凝抑制试验,中和试验快速诊断:用免疫荧光法、ELISA直接从病人呼吸道分泌物、脱落细胞中检测抗原核酸杂交、RT-PCR、序列分析等进行分型测定免疫性:体液免疫:B细胞分泌抗-HA中和抗体,包括IgG、IgM、sIgA,对同型病毒有牢固免疫力(几十年),但不提供亚型交叉免疫。
细胞免疫:细胞毒T细胞裂解感染细胞,辅助T细胞分泌细胞因子,T细胞的免疫记忆主要针对亚型间的交叉免疫。
防治原则:流行期间避免人群聚集、公共场所进行空气消毒接种疫苗(流感病毒灭活疫苗、病毒表面抗原疫苗、减毒活疫苗)药物治疗(盐酸金刚烷氨、达菲、干扰素滴鼻、板兰根、大青叶)预防继发性细菌感染16.熟悉麻疹病毒致病性、免疫性和防治原则。
致病性传染源-急性期患者传播途径-通过飞沫或鼻腔分泌物传播所致疾病-麻疹致病机理-入侵(CD46为病毒受体)、呼吸道上皮细胞内增殖、入血(第一次病毒血症)、侵入淋巴组织和单核吞噬细胞系统、增殖后再次入血(第二次病毒血症)、多种组织、器官受累,表现为细胞融合成多核巨细胞,胞质和核内形成嗜酸性包涵体等。