《病毒学》复习资料【完整压缩版】

生工092班 第一章 导论—病毒学概述 第一节 病毒的发现与研究历史 病毒的发现和研究历史目前主要经历了四个时期： 一、经验时期：该时期是人们受其害而不知其恶的阶段，类似于微生物的研究时期中的史前期。在这个时期已经获得了一些关于病毒的经验： 1、天花（人类病毒病） 天花曾对人类的威肋极大，墨西哥历史上的一次大流行曾导致300多万人病死。而种痘的推广普及保护了无数人免于患天花或病死。在1870～1871年的普法战争中，法国军队由于未施行种痘，60万人的军队中天花病高达125000人，病死23470人，而普鲁士军队由于施行过2次种痘，又采取其它防疫措施，总共只有459人病死于天花。 当18世纪天花在英国流行时，曾猖獗一时。牛痘是牛的一种天然轻性传染病，发病时除体温上升、食欲减低外，在牛的乳房及奶脐间发生水疱和脓疱，挤奶时可经伤痕而传染至人的手指部位。奇怪的是凡患过牛痘的人就不会再患天花了，这是 英国伦敦西部的农民在生产实践中获得的经验。到18世纪末，英国青年医生Edward Jenner（琴纳）于1796年5月14日进行了一次具有历史意义的研究观察，他从一位患牛痘的挤奶女工手上出现的痘疮中取出痘浆，接种于一名8岁儿童的胳膊上，两个月后再接种人的天花脓疮浆，结果未见发生天花。接种牛痘苗预防天花的很快普及全世界，经过一百多年的努力，世界卫生组织于1980年5月宣告全球消灭天花了。Jenner的创造性发明，为人类预防和消灭天花做出了卓越的贡献。 实际上至少在公元前2至3个世纪印度和中国就存在天花，公元10世纪 宋真宗 （接种人痘预防天花）记载，明代隆庆年间 此法推行（俄、日、朝、土耳其、英）。所以最早制备天花疫苗的实际上是中国人。 这是有记载的第一种人类病毒病，除了文字记载外，考古学的发现也早就存在某些人类病毒病。在古埃及石刻浮雕中一个主要人像就带有患过引起跛足的脊髓灰质炎的标记。 2、狂犬病（人畜共患病毒病）： （1）国外对狂犬病的记载：在家畜的病毒病中，狂犬病可能是最早有记载的。此病毒病一般与疯狗有关。世界上关于狂犬病的最早记载见于公元前2300年以前美索不达米亚(古王国，在今伊拉克境内)的埃什努纳(Eshnunna)法典，其中有关于狂犬病的条款:“如果狗疯了，而且当局已将有关事实告诉其主人，但他却不将狗关在家里，以致狗咬伤一个人并引起死亡，则狗的主人应赔偿27个锡克尔(古银币，重约16克)。如果狗咬了一名奴隶并引起死亡，则狗的主人应赔偿15个锡克尔。”      在希腊神话中有两位司狂犬病之神，其一是阿里斯泰伊斯(Aristaeus )，他有能力抵消狂犬病的悲惨后果;其二是阿耳忒弥斯(即狩猎女神兼月亮女神)，她可治愈狂犬病。这反映当时已认识到狂犬病的存在。      古希腊哲学家德谟克利特在公元前400年的著作中曾提到狂犬病是犬和其他家养动物中的一种“不可治疗”的疾病。      古希腊哲学家亚里士多德在公元前322年的著作《动物史》中曾写道:“狂犬病能使动物发疯。除了人以外，无论什么动物，只要被患狂犬病的疯狗咬伤后，都会患这种病。对疯狗本身及对任何被它咬伤的动物，这种病都是致命的。”他关于狂犬病传播特点和预后的记述与两千多年后的今天对狂犬病的认识竟完全相同，但他认为人属例外，却是错误的。      对狂犬病特征的更详细更精确的记述是公元一世纪(罗马帝国鼎盛时期)的名医塞尔萨斯提供的。他最早用了Virus(病毒)一词，该词的拉丁文原义是粘液，与现代“病毒”的含义并不完全相同。他已认识到狂犬病的致病因子是经疯狗的唾液腺传播的。但当时还不可能将非传染性的毒液如蛇毒等与传染性因子引起的疾病加以区别。直到18世纪后才明确地将Virus一词专门用于感染性因子，不再与Venom(毒液)作同义词混用。 （2）国内对狂犬病的记载： 中国古籍中有关狂犬病的最早记载见于《左传》，其中记有“(鲁)襄公十七年(即公元前556年)十一月甲午国人逐瘈狗。”说明我国在 2500年前就已有疯狗(即狂犬病)存在，而且当时已认识到这种疯狗对人危害极大，并采取了措施，驱逐疯狗。按现代的观点，人的狂犬病95%以上由狂犬引起，驱逐狂犬可显著降低该病在人群中的发病率。另外在古书《五十二病方》、《汉书》和《五行志》里都有关于狂犬病的记载。 当前狂犬病在全世界2/3以上的国家或地区都有流行，不过全世界人狂犬病例的98%以上都集中在亚洲，每年估计共有约6万例，其中印度就占约5万例。全世界年发病率在100例以上的国家共有8个，其中6个在亚洲，1个在非洲，1个在南美。估计非洲每年共有500例，拉丁美洲每年共有300例。而西欧、北美每年仅有极个别病例。      我国在1949年前各地皆有狂犬病流行，很多地区还很严重，但文献记载很不完整。1949年后把狂犬病列为2类传染病加以管理。1951年曾开展过一次全国性灭狗活动，使狂犬病发病率大幅度下降，全国只有5个省市自治区有狂犬病，每年生产人用狂犬疫苗只3000多人份，从1949年至1970年总发病数不足1000例。到70年代病例数逐渐上升，1979年死于狂犬病的人数达4227。80年代以来每年病死人数在4000-8000之间，仅次于印度而居世界第二位。中国现在每年狂犬病毒疫苗使用量达400万人份，超过全世界用量的一半，居世界第一位。近年来中国家犬数量估计已猛增到将近2亿只，防治狂犬病的形势十分严峻。感染狂犬病后的症状包括三个时期：前驱期（沉郁期）、狂暴期（兴奋期）、麻痹期。对于狂犬病的预防需要注射疫苗，最早的疫苗是巴斯德用狂犬病固定毒预防狂犬病也获得成功。 3、家蚕核型多角体病毒（昆虫）：是一种杆状病毒，可作为基因工程的载体。 十二世纪中叶我国《农书》（1149年出版）中，已有关于家蚕“高节”、“脚肿”等病症的记载。这就是我们现在所知家蚕核型多角体病毒。而国外直到十九世纪中叶，Cornelia和Maestri才记述了家蚕的黄疸病或多角体病的症状。 4、郁金香碎色病（植物）：第一个记载的植物病毒病的是郁金香碎色病，因为至今荷兰阿姆斯特丹的Rijks博物馆还保存着一张1619年荷兰画师的一幅得病的郁金香静物画，病毒感染后形成具有条斑的花朵，未感染呈单色。 “郁金香热”的高潮：①一个得病郁金香球茎竟能换来牛、猪、羊甚至成吨的谷物或上千磅的奶酪。 ②嫁妆：以有一簇此花作嫁妆感幸福。 使我们知道在十七世纪就存在一种植物病毒病----郁金香花叶病。但是研究最早的植物病毒是TMV。据国外媒体报道，一直以来，人们始终认为植物病毒并不会感染动物，反之动物病毒也不可能感染植物，但是日前一些科学家却在人类的粪便中发现了大量的植物病毒，这表明首个人类可能被感染的植物病毒将被发现（2010年4月报道的），该病毒为胡椒轻斑驳病毒，那些体内带有这种病毒的人要比不带有这种病毒的人更容易发烧，腹痛以及瘙痒，但还没有被证实因为病毒必须首先与人体细胞的受体相结合，但是植物病毒却基本不能识别人体细胞表面的受体。 二、病毒的发现时期（病原研究时期） 1、Mayer(麦尔) 被烟草的一种病态吸引住了，其症状是感染叶子上出现深、浅相间的绿色区域，故麦尔在1886年称为烟草花叶病。通过对叶子和土壤的分析麦尔指出不能把此病归于无机物平衡失调，不是营养病，他把患有花叶病的烟草植株的叶片加水研碎，取其汁液注射到健康烟草的叶脉中，能引起花叶病，证明这种病是可以传染的，因此他这可能是一个细菌病。 2、伊万诺夫斯基（俄） 1892年，俄国的伊万诺夫斯基（Ivanovski）重复了麦尔的试验，证实了麦尔所看到的现象，而且进一步发现，患病烟草植株的叶片汁液，通过细菌过滤器后，还能引发健康的烟草植株发生花叶病。这种现象起码可以说明，治病的病原不是细菌，但伊万诺夫斯基将其解释为是由于细菌产生的毒素而引起。生活在巴斯德的细菌致病说的极盛时代，伊万诺夫斯基未能做进一步的思考，从而错失了一次获得重大发现的机会。 3、贝杰林克 1898年，荷兰细菌学家贝杰林克（Beijerinck）同样证实了麦尔的观察结果，并同伊万诺夫斯基一样，发现烟草花叶病病原能够通过细菌过滤器。但贝杰林克想得更深入。他把烟草花叶病株的汁液置于琼脂凝胶块的表面，发现感染烟草花叶病的物质在凝胶中以适度的速度扩散，而细菌仍滞留于琼脂的表面。从这些实验结果，贝杰林克指出，引起烟草花叶病的致病因子有三个特点：1，能通过细菌过滤器；2，仅能在感染的细胞内繁殖；3，在体外非生命物质中不能生长。根据这几个特点他提出这种致病因子不是细菌，而是一种新的物质，称为“有感染性的活的流质”，并取名为病毒，拉丁名叫“Virus”。因此，真正发现病毒科学家是贝杰林克。 伊万诺夫斯基和贝杰林克通过他们创造性工作发现了烟草花叶病毒，从而开创了病毒学独立发展的历程。 4、莱夫勒和弗罗施（Loeffler和Frosch） 在病毒发现的那一年即1898年德国细菌学家莱夫勒和弗罗施（Loeffler和Frosch）证实了口蹄疫病毒(Foot-and-mouth disease virus)的存在。 5、托特和德爱莱尔（Twort和d′Herelle） 托特：葡萄球菌培养物，受污染，不能继续培养，一段时间后，菌落变光滑而透明（1915） 德爱莱尔：纯菌，沾上噬菌斑，透明 结论：裂解细菌，可连续传递的物质，过滤性病毒，这两个人发现了噬菌体。除此之外还有许多病毒学家对病毒学的发展做出了巨大的贡献。 后来运用过滤性方法，发现40余种动植物病毒病，天花、麻疹，脊髓灰质炎、流感、口蹄疫，归于“过滤性病毒”。 在这一阶段，人们对病毒本质的认识还很肤浅，认为病毒是一种与细菌类似的病原体，所不同的仅在于病毒必须在生活的细胞内才能繁殖，再就是体积十分微小，以致在显微镜下不能见到，能够通过细菌滤器。这也正是在那一时期把病毒称之为“超显微的滤过性病毒”的原因。 三、病毒本质研究时期（即病毒的化学和结构研究时期） 1、斯坦来 1935年，美国生化学家斯坦利（Stanley）发现烟草花叶病毒的侵染性能被胃蛋白酶破坏，在这一现象的启示下，他几乎磨了上吨重的感染花叶病的烟叶，企图用提酶的方法把病毒提纯出来。他得到了一小匙在显微镜下看来是针状结晶的东西，把结晶物放在少量水中，水就出现乳光了，用手指沾一点这溶液，在健康烟叶上磨擦几下，一星期以后这棵烟草也得了同样类型的花叶病。可见提纯的东西的确是有侵染性的烟草花叶病毒。今天在美国加州大学的原来斯坦利实验室里，仍然保留着一个标注着“Tob. Mos.”字样的瓶子，其中就盛着当年第一次提纯的烟草花叶病毒（简称TMV）。　　 根据各种试验结果，证明这种结晶物质是蛋白质，初步的渗透压和扩散测定表明，这种蛋白质的分子量高达几百万。其结晶制品的侵染性依赖于蛋白质的完整性，侵染性被认为是病毒蛋白质的一种性质。Stanley 的研究论文1953年发表在Science杂志上，他在论文中写道：“烟草花叶病毒是一种具有自我催化能力的蛋白质，它的增殖需要活体细胞的存在”。在获得TMV结晶之后的将近20年时间里，许多其他病毒也相继被结晶出来，1955年，Scaffer和Schwerdt成功地结晶了脊髓灰质炎病毒，它是第一个被结晶出来的动物病毒。鉴于Stanley在TMV研究中的突出贡献，1946年他被授予诺贝尔奖，这是病毒学领域第一个获此殊荣的科学家。 2、鲍登、皮里（英） 然而，Stanley在他的结晶工作中，并未注意到病毒的含磷组分，1936年Bawden和Pirie等在纯化的TMV中发现了含磷和糖类的组分，它们以核糖核酸的形式存在， 通过热变化， 这种核酸可以从病毒粒子中释放出来，这一发现也被Stanley不久证实，Stanley及其同事证实几种不同植物病毒的核酸也能从核蛋白的形式中被分离出来。 3、一致结论 病毒由Pr和核酸两组分组成；而后又得出核酸由DNA 和RNA两类；而后区别出dsDNA,ssDNA,dsRNA,ssRNA；而后得出核酸是病毒感染、致病、复制的主体；而后知病毒除Pr、核酸外还有脂类、碳水化合物；随着电镜的发展，获得病毒颗粒内部核酸，外部Pr，部分有囊膜。 此时期特点：静态研究。 四、病毒与宿主相互关系探索时期 1、细菌病毒：（噬菌体） 发现DNA是遗传物质，核酸可以整合到宿主细胞DNA中，细胞基因可被病毒从一个细胞传递到另一个细胞，感染后可诱导新的酶等等。 2、动物病毒 RNA指导的DNA聚合酶即反转录酶，现在基因工程中常用的反转录酶是禽类成髓细胞病毒(AMV) 反转录酶和鼠白血病病毒（M-MLV）反转录酶，完整粒子和核酸相比显示出不同的寄主范围，感染引起细胞融合等。 3、 植物病毒 第二节 病毒和病毒学 一、 病毒 （一）病毒的定义： 1、Luria等（1968）指出：病毒是一种生物实体，其基因组是能利用细胞的合成系统在活细胞内复制，并合成能将病毒基因组转移到其他细胞中去的特殊颗粒的核酸分子（DNA或RNA）。 2、向近敏（1983年）：病毒是一种核蛋白分子，具有独立活动和演化的基因体系，需在活细胞内借助细胞合成代谢体系才能表达和繁殖，并装配成一定的实体形式，以便从一个细胞传至另一个细胞。 3、Fields等：病毒为具有独立于其宿主的进化史的绝对细胞内寄生物，它的DNA或RNA基因组被其所编码的蛋白质壳体化。 定义：病毒（virus）是一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的超显微“非细胞生物”，其本质是一种只含DNA和RNA的遗传因子。 （二）病毒区别于其他生物体的特点： 1、不具有细胞结构，具有一般化学大分子的特征。 2、一种病毒的毒粒内只含有一种核酸，DNA或者RNA。 3、大部分病毒没有酶或酶系极不完全，不含催化能量代谢的酶，不能进行独立的代谢作用。 4、严格的活细胞内寄生，没有自身的核糖体，没有个体生长，也不进行二均分裂，必须依赖宿主细胞进行自身的核酸复制，形成子代。 5、个体微小，在电子显微镜下才能看见。 6、对大多数抗生素不敏感，对干扰素敏感。 7、在离体条件下，能以无生命的生物大分子状态存在，并可长期保持其侵染活力。 8、有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中，并诱发潜伏性感染。完整病毒颗粒从形态学角度确定，包括有毒力和无毒力的缺损病毒。 （三）病毒的种类： 1、按照宿主范围分为： （1）微生物病毒：几乎所有的细菌都有相应的噬菌体存在，放心菌、真菌等也存在噬菌体，现在又将噬菌体分为噬细菌体和噬真菌体。 ①烈性噬菌体：噬菌体感染寄主细胞后，在胞内增殖，凡导致寄主细胞裂解者叫烈性噬菌体。寄主细胞称为敏感性细胞。 ②温和噬菌体：噬菌体感染细胞后，将其核酸整合（附着）到宿主的核DNA上，并且可以随宿主DNA的复制而进行同步复制，在一般情况下，不引起寄主细胞裂解的噬菌体。这类寄主细胞称为溶原细胞。 （2）动物病毒： ①无脊椎动物病毒：虾、蟹等的病毒，如对虾白斑绦合征病毒，种类不是很多。 ②脊椎动物病毒：包括鱼类病毒、禽类病毒、哺乳动物病毒、人类病毒等等，种类很多。 （3）植物病毒：可参见《马修斯植物病毒学》。 ①低等植物病毒： ②高等植物病毒：如TMV等，其基因组大多为ssRNA病毒。 植物病毒对宿主的专一性通常较差。如TMV可侵染十余科、百余种草本和木本植物。专一性最强的是噬菌体，其次为动物病毒，最后是植物病毒。 2、按照病毒粒子的完整性： （1）完整病毒：种类最多，符合一般病毒的特点，有核衣壳，有的有囊膜。 （2）缺损病毒：从某种意义而言，所有的病毒都是缺损的，因为它们都只能寄生于活细胞内进行复制。然而缺损病毒的复制还需要其他病毒基因组或病毒基因的辅助活性，否则即使在活细胞内也不能复制。不同的缺损病毒的来源和基因组的缺损表现都不相同，而且病毒基因组往往可能因严重缺损而丧失全部生物学功能。有生物活性的缺损病毒包括四类：干扰缺损病毒或称干扰缺损颗粒（DI颗粒）、卫星病毒、条件缺损病毒和整合的病毒基因组。 ①DI颗粒：是病毒复制时产生的一类亚基因组的缺失突变体，由于DI颗粒基因组有缺损，故不能完成复制循环，而必须依赖于其同源的完全病毒才能复制。同时，由于DI基因组较其完全病毒小、复制更为迅速，在与其完全病毒共感染时更易占据优势，从而干扰其复制。 ②卫星病毒是寄生于与之无关的辅助病毒的基因产物的病毒。 与DI颗粒类似，卫星病毒的基因组是缺损的，它必须依赖于辅助病毒才能复制。与DI颗粒不同的是，它们不是由其辅助病毒的基因缺失产生的，而是存在于自然界中的一种绝对缺损病毒 ③条件缺损病毒：是一类基因组发生了突变的病毒条件致死突变体，它们在允许条件下能够正常繁殖，在非允许条件或称限制条件下不复制。 ④整合的病毒基因组：如温和型噬菌体、肿瘤病毒等。 （3）亚病毒：凡在核酸和蛋白质两种成分中，只含有其中之一的分子病原体，称为亚病毒。包括：类病毒（viroid）、拟病毒 （Virusoid）、朊病毒（prion）。 ①类病毒：是一类只含RNA一种成分、专性寄生在活细胞内的分子病原体。1967年，由迪安纳第一个发现，目前只在植物中发现。是马铃薯纺锤块茎病、番茄簇顶病、柑桔裂皮病、菊花矮化病、黄瓜白果病等的病原体。 ②拟病毒：又称类类病毒或卫星病毒（同上） ③朊病毒：又称蛋白侵染子，是一类不含核酸的传染性蛋白质分子，因能引起宿主体内现成的同类蛋白质分子发生与其相同的构象变化，从而使宿主致病。 二、病毒学 1、病毒学 生物学科，20C，50年代建立，目前已派生出分支学科：医学病毒学、兽医病毒学、植物病毒学、昆虫病毒学、肿瘤病毒学、分子病毒学、环境病毒学等。 普通病毒学：包括人、动植物病毒和噬菌体的总称，主要讨论病毒的本质，结构和功能的相似形和特点，概括各方面的共同的理论和概念。 2、研究目的： ①防控病毒性疾病的发生和流行 ②了解生物物质的一些基本问，探讨生命的起源。 1 利用病毒造福人类（亚单位疫苗） 3、未来的研究方向： （1）消灭脊髓灰质炎： （2）病毒的基因组学和蛋白质组学：对所有病毒进行测序，进行序列分析研究功能基因、调控基因的作用机制，筛选保护性抗原基因，利用双向电泳筛选膜表面蛋白、分泌蛋白等。 （3）朊病毒分子生物学：明确朊病毒的致病机制，研究预防策略（目前没有疫苗，因为该蛋白没有免疫原性）。 4、DNA疫苗： 5、病毒分子病理学的研究：从分子水平上研究病毒与宿主的关系，揭示其致病机理。 第三节 病毒性质的两重性 一、 生命形式的两重性 1、存在的两重性 （1）细胞外形式又称为感染型病毒粒子形式：不显复制活性，保持感染活性，以病毒体或病毒颗粒形式存在。 （2）细胞内：具复制活性，以核酸分子形式存在 2、结晶性与非结晶性 （1）结晶性：病毒是一种生物大分子，提纯的病毒就是结晶。 （2）非结晶性：具有生命力的病毒，也就是在宿主体内存活复制的病毒为非结晶型的病毒。 3、颗粒形式与基因形式 （1）感染型病毒颗粒：存在于细胞外，具感染性 （2）繁殖性基因形式：某些病毒基因组整合于细胞的基因组，随细胞繁殖而繁殖，此时即以基因形式存在。 二、结构和功能的两重性 1、标准病毒和缺陷病毒：实际上就是上述的完整病毒和缺损病毒。 2、假病毒与真病毒    一种细胞同时感两种病毒染时即混合感染时可能会形成真病毒和假病毒。 （1）真病毒：复制后正常装配时，一种病毒可以穿上本身的外壳，这就是真病毒，是这种病毒的应有“面目”； （2）如果一种病毒的核酸被以另一病毒编码的外壳，即发生了错配，则称为假病毒，此时一种病毒的本来性质，被另一种病毒的性质所掩盖。 3、杂种病毒和纯种病毒： 两种病毒混合感染时，除了出现假病毒外，还有可能出现病毒核酸重组的情况，即一种病毒颗粒之中，可含有两种病毒的遗传物质，此可称为杂种病毒，这是病毒学中一个相当常见的现象。如TMV与HRV（霍氏车前花叶病毒）共同感染时产生的子代病毒大多为正常的TMV和HRV，但也可能有假病毒，也可能的衣壳里同时含有TMV和HRV的RNA或者HRV的衣壳里同时含有TMV和HRV的RNA，实际上是发生了基因重组。 三、病毒病理学的两重性 １、病毒的致病性和非致病性：一种病毒对一种宿主致病，但可能对其他生物体无致病作用，这取决于病毒的宿主范围。另外及时对易感宿主来说对不同的个体致病性也有所不同，主要取决于病毒与宿主免疫系统的关系。 2、病毒感染的急性和慢性    病毒感染所致的临床症状有急、慢之分，有的病毒一般只表现急性感染而很少表现慢性感染；有的则既有急性过程，也有慢性过程。细菌病等也是如此，如败血症、脓毒败血症就是急性感染。 第二章 病毒的分类与命名 第一节病毒的分类 自从1898年贝杰林克（Beijerinck）首次提出“病毒”的概念以来，已经过去100多年时间。病毒的种类由最初的几十种、几百种，发展到今天的4000多种，为了使如此多的病毒种类能够得到科学的命名和分类，国际病毒分类委员会(International Comittee on Taxonomy of Viruses, ICTV)已提出和多次修订了病毒的命名和分类原则，并且建立了由目、科（亚科）、属和种分类阶元构成的病毒分类系统。目前病毒分类学这一门重要的基础学科已开始走向完善和逐渐成熟起来。 一、病毒分类的发展历程 病毒分类学是随着病毒学尤其是分子病毒学的发展而建立起来的，并逐渐走向成熟。 病毒的分类和命名大事记 1、1937年 Levaditi和Lepine就曾根据组织胚胎学与病毒的组织亲和性进行分类。将脊椎动物病毒分为8个类群。（即根据病毒的宿主范围和细胞嗜性） 2、1948年 Holmes提出根据病毒所引起的宿主症状的分类。 3、1950年 第五届国际微生物学会提出了有关病毒分类的8项原则。 4、1963年 国际微生物命名委员会病毒分会根据安德鲁斯(Andrewes)提出的分类建 议提出了新的8项分类原则： ① 核酸的类型、结构和分子量； ② 病毒粒子的形状和大小； ③ 病毒粒子的结构：有无囊膜等 ④ 病毒粒子对乙醚、氯仿等脂溶剂的敏感性； ⑤ 血清学性质和抗原关系； ⑥ 病毒在细胞培养上的繁殖特性； ⑦ 对除脂溶剂以外的理化因子的敏感性：如干扰素等 ⑧ 流行病学的特征：病原、易感宿主、传播途径 5、1966年 在莫斯科举行的第九届国际微生物学会上成立了国际病毒命名委员会（ICNV），并通过了上述 新的8项分类原则。 6、1971年 ICNV公布了关于病毒分类和命名的第一次报告，将当时了解得比较清楚的500多种病毒分为RNA和DNA病毒两大类，并且分为43个病毒属。 7、1973年 ICNV正式更名为国际病毒分类委员会（ICTV)。 8、1976年 ICTV公布了病毒分类和命名的第二次报告，将病毒已建的属（组）按宿主分为五大类：寄生于1种以上生物体的病毒、无脊椎动物病毒（如部分鱼、螃蟹等的病毒）、脊椎动物病毒、细菌病毒（噬菌体）、植物病毒。 9、1979年 公布了病毒分类和命名第三次报告，并根据病毒核酸类型，包膜有无将病毒分为7大类，总共有53个科（组或群）。 10、1982年 公布了病毒分类和命名第四次报告，将7大类病毒分为54个科（组）和5个可能的科。同时还提出了22条病毒命名的规则和新的病毒分类方案。病毒总数为1372种。 11、1991年 ICTV公布了病毒和命名第五次报告，将2430种病毒分类73个科（组），比第四次报告增加了19个科（组），并且首次公布了比科更为高级的分类阶元，即单分子负链RNA病毒目。 12、1995年 ICTV公布了病毒分类和命名第六次报告，将现在所知约4000多种病毒分为49科，11个亚科，164个属（包括：22个未定科的属），其中植物病毒分类不再采用组、亚组，而统一使用科、属、种分类阶元。1996年 在耶路撒冷第10届国际病毒大会期间，ICTV对第六次报告作了修改和补充，确定了38条新的病毒分类和命名准则。1997年 ICTV在法国斯特拉斯堡召开常务会议，正式批准病毒分类系统有2个目，55个科，189个属（有23个属的分科未定）。 1998年 ICTV在美国加州San Diego召开了第27次常务会议，会上又增设了1个目，6个科，26个属。同时批准了41条新的分类和命名规则。 1999年 根据“Virus taxanomy-1999”、病毒分类系统达到了3个目，62个科。另外亚病毒感染因子（Subviral agent）下设卫星、类病毒和朊病毒，其中类病毒分类新设立了2个科，7个属。 13、2000年 ICTV公布第七次国际病毒分类报告，植物病毒的分类有了非常大的进展，列出15个植物病毒科、73个植物病毒属，其中已归科的属有49个，未归到科的属有24个。 二、病毒分类原理、依据及分类时的原则 1、原理 　　强调其分类和命名的稳定性、实用性、认可性和灵活性。 　（1）稳定性是指病毒名称及其隶属关系一旦确定下来，就应该尽可能的保留。 　（2） 实用性是指病毒分类体制应该对病毒学研究领域是有用的。 　（3） 认可性是指病毒分类阶元和名称应该为病毒学研究者乐意接受和使用，所以，认可性也是实用性的必然结果。 　（4） 灵活性是指病毒分类阶元可以依据某些新发现而进行重新修订和再确定。 2、 依据 　主要以病毒粒子特性、抗原性质和病毒生物学特性等作为依据。 （1）病毒粒子特性包括： 　　① 病毒形态：如大小、形状等； 　　② 病毒生理生化和物理性质：如分子量等； 　　③ 病毒基因组，如基因组大小、核酸类型等； 　　④ 病毒蛋白，如结构蛋白和非结构蛋白的数量，大小以及功能和活性等； 　　⑤ 病毒脂类含量和特性； 　　⑥ 碳水化合物含量和特性； 　　⑦ 病毒基因组组成和复制。 　（2）病毒抗原性质：包括病毒血清学性质与其抗原的关系。 　（3）病毒生物学特性：包括病毒天然的宿主范围等。 3、原则： （1）核酸的类型、结构及相对分子质量； （2）病毒形状和大小； （3） 病毒体的形态结构： （4）病毒体对乙醚、氯仿等脂溶剂的敏感性； （5）血清学性质和抗原关系； （6）病毒在细胞培养上的特性； （7）除脂溶剂外对其他化学和物理因子的敏感性； （8）流行病学特点。 至于病毒的分类系统自己学习教材的第四节内容即可! 三、Baltimore病毒分类系统： 除了ICTV公布的分类系统外，还有一个对动物病毒的分类系统，即Baltimore病毒分类系统，该系统是由巴尔的摩创立的，他全名称为大卫•巴尔的摩（1938-），是一名美国微生物学家。他是脱氧核糖核酸重组技术（DNA recombinant techniques）的先驱。1975年，他与其他科学家共同获得诺贝尔生理学-医学奖，又在1999年凭借他对病毒学、分子生物学以及免疫学的研究获得国家科学奖章。他还帮助制定了人类基因组计划的联邦指导方针，并积极推动对艾滋病的研究。他对脊髓灰质炎病毒的研究尤为突出。 Baltimore病毒分类系统根据病毒的DNA或者RNA与其mRNA是互补还是不互补将动物病毒分为6类： 1、 dsDNAV：如痘病毒科、疱疹病毒科、腺病毒科（大多数动物DNA病毒都是这一类）。 2、 单股正链DNA病毒：圆环病毒（PCV）。 3、 dsRNAV：如呼肠孤病毒科、双RNA病毒科（如IBDV）。 4、 单股正链RNA病毒：如小RNA病毒科（FMDV等）、黄病毒科（猪瘟病毒HCV等）等。 5、 单股负链RNA病毒：如副粘病毒（如NDV）、弹状病毒科、正粘病毒科（AIV等）等。 6、 单股正链反转录RNA病毒：如HIV等。 但缺乏单股负链DNA病毒，如猪细小病毒（PPV） 四、病毒分类和命名的规则（见教材第二章的第二节，自学） 五、动物病毒的命名现状： 1、种的命名： （1）大多用其引起的疾病的名称，后面加上“病毒”两个字，如脊髓灰质炎病毒、猪瘟病毒、流感病毒等。 （2）在疾病名称前加上最初发现该病的地点：如日本乙型脑炎病毒、东方马脑炎病毒等。 （3）直接用地名称呼：如新城疫病毒（1926年首次发现于印尼，同年发现于英国的新城，据发现地而命名为新城疫病毒）。 （4）用人名称呼：如马立克病毒。 2、科、属的命名： （1）根据病毒粒子的形态和理化性质命名：如小RNA病毒科、反转录病毒科、轮状病毒科。 （2）根据病毒引起的病变性质命名：如疱疹病毒科、痘病毒科。 （3）以病毒最初的分离部位命名：如腺病毒科 （4）根据感染宿主的部位命名：如鼻病毒属 （5）以几个属的缩拼词作为名词：如乳多空病毒科（由乳头状瘤病毒、多型瘤病毒和空泡病毒等三个病毒名称的字头组成。英文的“Papova”，相应由PApilloma、POlyoma和VAcuolating agent） 3、流感病毒的命名： （1）国际通用的是：型别/分离地点/分离序号/分离时间（血凝素和神经氨酸酶的序号）：如A/HongKong/1/68（H3N2） （2）动物流感病毒的命名：一般在型别和分离地点之间加上动物宿主的名称，如：甲/马/布拉格/1/56（H1N1） 第三章 病毒的形态与结构 第一节病毒的形态与大小 一、病毒的形态特征： 　　病毒的形状同其壳体的基本结构有着紧密的联系。病毒的壳体有三种结构类型，与之相对应，病毒颗粒的形状大致可分为三种类型。 1．球形 (Sphericity)： 大多数人类和动物病毒为球形，如脊髓灰质炎病毒、疱疹病毒及腺病毒等。 2．杆状 (Filament)：或者成为丝状，有些类似于杆菌，有些类似于弧菌。多见于植物病毒，如烟草花叶病病毒等。人类某些病毒（如流感病毒）有时也可形成丝形。 3．砖形 (Brick-shape)：如痘病毒（无花病毒、牛痘苗病毒等）。这些病毒通常被描述为砖形和面包形，是一群最大最复杂的病毒，其实大多数呈现卵圆形或者“菠萝型”。 4．有包膜的球状病毒：在细胞膜上完成其结构的病毒通常具有包膜结构，大多为动物病毒。 5、蝌蚪状：（即书上的具有球状头部的病毒）：由一卵圆形的头及一条细长的尾组成，如如大肠杆菌的偶数噬菌体噬菌体。（噬菌体又有多种，包轮有头有尾的，有头无尾的和有尾无头的，最多的是第一种，有头有尾的又包括可收缩的尾巴和不可收缩的尾巴，不可收缩的尾巴又包括长尾和短尾的，有头无尾的又根据衣壳粒的大小分为大顶衣壳粒和小顶衣壳粒） 6、封于包含体内的昆虫病毒：大多数昆虫病毒的成熟颗粒封于特征性包涵体内。 包含体：结晶状的稳定状态，含一个或多个病毒颗粒，即病毒的结晶，与基因工程上的包含体不同，那是指存在于宿主细胞质中的一种不溶性蛋白质聚集折叠而成的晶体结构物，是由于多肽链折叠过程中的错误而形成的。 封于包含体内的昆虫病毒都为杆状病毒科的成员，又包括颗粒体病毒和多角体病毒两种类型，前者为椭圆形，包含体颗粒中只有一个棒状的病毒颗粒，后者为杆状或者多角形，包含体颗粒中含有多个病毒颗粒。 7、弹状病毒：形似子弹头，如狂犬病病毒等，其他多为植物病毒。 二、病毒的大小： 1、表示单位：纳米（nm） 2、差异：装配成熟的病毒颗粒大小恒定不再改变，不同病毒间差异很大，从十几纳米到十几微米不等。 （1）小型的病毒：如植物的联体病毒直径仅18-20nm，动物中的脊髓灰质炎病毒大约30nm，口蹄疫病毒只有10nm左右，是最小的RNA病毒（除了亚病毒之外），最小的动物DNA病毒是小DNA病毒科的成员，如小鹅瘟病毒。 （2）中型的病毒：约100nm，如流感病毒，还有比如大肠杆菌的噬菌体约95nm。 （3）大型的病毒：痘病毒（Poxviruses），是目前发现的最大的DNA病毒，大约300多nm，最大的RNA病毒是冠状病毒，大小约160nm。 3、测定： （1）电子显微镜下直接测定（主要方法） （2）过滤法：根据它可通过的超滤膜孔径估计其大小 （3）超速离心法：根据病毒大小、形状与沉降速度之间的关系，推算其大小，沉降速度越快则越大。 第二节 病毒的结构与化学组成  意义：学习病毒的形态结构、化学组成及功能，不仅对病毒的分类和鉴定有重要意义，同时也有助于理解病毒的宿主范围，致病作用及疫苗的研制。 一、病毒的结构 （一）衣壳：在核酸的外面紧密包绕着一层蛋白质外衣，即病毒的“衣壳”。衣壳是由许多“壳微粒(Capsomere)”或称为“衣壳粒”按一定几何构型集结而成，壳微粒在电镜下可见，是病毒衣壳的形态学亚单位，它由一至数条结构多肽能成。 由于核酸的形态结构不同，壳微粒多肽排列也不同，因而构成了几种对称形式。 1、螺旋对称：蛋白质亚基有规律地沿着中心轴（核酸）呈螺旋排列，进而形成高度有序、对称的稳定结构。如烟草花叶病毒、狂犬病毒、流感病毒、新城疫病毒、腮腺炎病毒等。特点：壳粒螺旋排列，中空。 注意：所有螺旋对称的动物病毒都有囊膜 2、二十面体对称：蛋白质亚基围绕具立方对称的正多面体的角或边排列，进而形成一个封闭的蛋白质的鞘。 特点：一个二十面体对称型衣壳蛋白有12个顶角，每个顶角上有一个五位体壳粒，每个五位体壳粒并不是一个独立的球形分子，而是与5个相邻壳粒构成一个五邻体壳粒组合。 另外这12个顶角共用20条三角形的边，三角形的面被称为小平面，小平面上的壳粒为六邻体壳粒（了解）。 二十面体对称病毒包括大多数DNA病毒、反转录病毒及微RNA病毒属于此类型，如腺病毒。 二十面体对称的作用：（1）结构稳定：蛋白质亚基以拓扑等价多面体排列，可产生高度有序的稳定结构，一定数目的蛋白质亚基排列为一定表面积的对称体，二十面体容积最大，可容纳更多核酸。（2）节约遗传信息：多面体如正方体、正八面体、十二面体、二十面体，若令其容积相同，则构成多面体的每个单位面的以二十面最小，所需蛋白质亚基少，节约遗传信息。 3、复合对称：具有双对称结构的典型例子是有尾噬菌体（tailed phage）,其壳体由头部和尾部组成。包装有病毒核酸的头部通常呈二十面体对称，尾部呈螺旋对称。如大肠杆菌T4噬菌体。特点：壳粒排列既有螺旋对称又有立体对称。 （二）囊膜： 较复杂的病毒，如HIV、疱疹病毒、狂犬病病毒等，在核衣壳外包绕着一层含脂蛋白的外膜，称为囊膜。有囊膜的病毒大多为动物病毒，少数为植物病毒，如小麦丛矮病毒。囊膜主要含有双层脂质、多糖和蛋白质。囊膜中的脂质与宿主细胞膜或核膜成分相似，证明病毒是以“出芽”方式，从宿主细胞内释放过程中获得了细胞膜或核膜成分。这一点可以通过病毒包膜蛋白成分与宿主细胞膜的抗血清发生反应得到进一步证实。 （三）刺突：即病毒包膜的糖蛋白 有些病毒除了具有包膜外，还有包膜突起。病毒包膜突起的化学本质大多为糖蛋白，其功能各不相同。有的是病毒粒子的吸附蛋白，与病毒的吸附有关；有的是病毒的融合蛋白，它可以促进病毒包膜与细胞膜融合，与病毒的侵入有关。 二、病毒的化学组成： （一）核酸： 核酸是病毒遗传信息和感染的物质基础，迄今为止所发现的各种病毒均只含有一种核酸，或者是DNA；或者是RNA。与其它生物的核酸构型基本相似，DNA为双链；RNA为单链，但也有不少例外。如逆转录病毒的RNA在复制过程中逆转录合成DNA，因此在此时细胞中出现DNA和RNA两种核酸形式；呼肠孤病毒等具有双链RNA；细小病毒等具有单链DNA。 　　通过病毒基因组的核酸组成和基因组结构的研究，有助于揭示病毒基因组转录、复制和表达的调控机制；阐明病毒感染和致病的分子基础，为病毒性疾病的预防和治疗提供科学依据。 1、病毒的核酸类型： 　　原核和真核细胞的DNA一般为双链，RNA为单链。 病毒有4种存在类型：双链DNA、单链DNA、双链RNA、单链RNA。在单链DNA和RNA中，还有极性之分(正单链和负单链)，见第二章。 2、病毒核酸的大小及其碱基组成 　　病毒基因组核酸的分子量因不同病毒而有很大的差别，其范围在106~108之间。其中DNA病毒的核酸分子量在1.5×106~200×106之间；RNA病毒的核酸分子量在0.4×106~20×106之间。 病毒基因组核酸的组成与原核和真核细胞一样，也是由4种碱基组成，但在不同的病毒核酸中，各碱基含量却差异较大。 　　除此之外，某些病毒的基因组中也含有一些稀有碱基，如T偶数噬菌体的双链DNA中有一种稀有碱基，即5-羟甲基尿嘧啶(5-HMC)取代了胞嘧啶。 3、病毒核酸的结构特征 （1）粘性末端：包括5’和3’粘性末端。 （2）末端冗余：即末端同向重复序列，是指双链DNA两端所存在的相同核苷酸序列，经过外切酶处理，就能形成多联体分子，进一步切割退火处理，能产生双连环状DNA分子。 （3）循环排列：它是一些病毒基因组的线状双链DNA具有相同的基因序列，但若以不同的核苷酸为起点进行排列，可以产生末端序列不相同的线状分子。如果将这种核酸先变性，后退火，从而形成具有粘性末端的线状双链DNA，再由两个粘性末端连接，产生环状分子。   （4）回文序列：又称为反向重复序列：是指在一个假想轴的两侧面所存在的对称重复序列，它在单链DNA或RNA中能形成发夹结构，在线状双链DNA中还能成十字形结构。 （5）倒转末端重复序列：是指存在于病毒基因组两端的反向互补重复序列，这样的基因组经过变性、退火处理，可以形成有部分双链区的线状环；或者产生锅柄样的结构。 与循环排列和回文序列有所不同： （6）重叠基因：某些病毒基因组的某一特定序列能够以两个或两个以上的阅读方式进行阅读，因而可以产生两种或两种以上的不同多肽。重叠基因符合遗传节约的原则，它增加了病毒基因组遗传信息的容量，使病毒能够利用有限的基因序列编码更多的蛋白质，以满足病毒繁殖和执行不同功能的需要。 （7）分段基因组：病毒基因组不是由一个核酸分子构成，而是由数个不同的核酸分子组成，这些彼此互不相同的核酸分子被称为核酸片段，这些核酸片段具有不同的遗传功能，能够表达产生不同的功能蛋白质，这些片段有的是单顺反子，编码一个蛋白，或为多顺反子，编码多个蛋白。在病毒的分段基因组中只有在基因组的所有片段同时存在，并且都有功能活性时，病毒才能成功复制，产生有感染性病毒粒子。如流感病毒由8个节段组成。 （8）帽子和ploy(A)结构：真核病毒的正链RNA基因组、双链RNA基因组的正链RNA和病毒的mRNA通常有类似于真核生物mRNA 5´端的帽子结构和3´的poly(A)结构尾。 （9）其它特征：病毒基因组除了以上这些不同的结构特点外，一些真核DNA病毒基因组还含有复制原点序列以及转录调控序列如启动子和增强子序列，这些序列与病毒复制和基因表达调控有关。 某些真核病毒的基因组也含有内含子，因此这些病毒的基因转录生成成熟的mRNA亦需要类似于真核生物mRNA的拼接过程（去除内含子，连接外显子）。 （二）蛋白： 1、衣壳蛋白： （1）衣壳蛋白的组成： 病毒的衣壳蛋白和生物的其它蛋白一样，也是由自然界的20种氨基酸组成，尚未发现病毒存在特有的氨基酸。但是不同病毒的衣壳蛋白中，每种氨基酸组成的百分比和氨基酸排列顺序是不相同的。衣壳蛋白属于结构蛋白。 （2）衣壳蛋白的功能：　　 ①、保护病毒的基因组：通过形成壳体使病毒基因组免遭各种理化因子等不利因素的破坏。　　 ②、决定病毒的抗原性：衣壳蛋白是病毒粒子的主要抗原蛋白，能刺激机体免疫系统产生免疫反应。　　 ③、吸附作用：在无包膜病毒的感染过程中，其衣壳蛋白能作为病毒吸附蛋白而与宿主细胞表面的受体蛋白相互识别、结合，从而使病毒粒子吸附于宿主细胞表面。 ④、血凝作用：有些裸露病毒的衣壳蛋白具有凝集红细胞的能力。 2、囊膜蛋白：主要指的是糖蛋白，即刺突上的蛋白，主要作用是吸附作用，从而启动感染。另外在囊膜脂质双层结构中也有蛋白质分子，主要与脂类分子结合形成脂蛋白。囊膜蛋白也属于结构蛋白。 3、其他蛋白成分：包括位于衣壳和囊膜之间空隙中的蛋白，称为基质蛋白（是结构蛋白），结合于病毒核酸上的酶类（也是结构蛋白），以及一些非结构蛋白（主要与病毒的复制及基因的表达调控有关）。 （三）其他成分 1、脂类：主要是存在于囊膜上的脂类，包膜中除了镶嵌或突出于包膜外的蛋白质外，包膜主要是由脂质构成，其中以磷脂和胆固醇为主，如磷脂酰胆碱(PC)。磷脂酰乙醇胺(PE)、神经鞘磷脂(SM)、磷脂酰丝氨酸(PS)，磷脂酰肌醇等，另外还有少量甘油三酰酯、糖脂、脂肪酸、脂肪醛。但对于大部分有包膜的病毒粒子而言，脂质只占其结构成分的20~35%左右，其余大部分都是蛋白质。只有披膜病毒科的成员是所有已知病毒中脂质含量最高的一类病毒，其脂质含量约占病毒粒子结构成分总量的50%以上，这种病毒对脂溶剂非常敏感。 2、糖类：除了刺突上的糖蛋白含有糖类成分外，主要指核酸中的戊糖。 3、金属离子、胺类等等。 总结： 三、理化因子对病毒的作用 　　（1）保护作用：有益于病毒的生存，如温度等，实际上就是构成了病毒生存的环境；（2）诱变作用：造成病毒某些生物学特性的改变；（3）灭活作用：使病毒活性丧失，病毒的灭活实际上就是丧失病毒的感染性，一方面通过改变和破坏病毒的核酸，使其不能完成复制、转录和翻译等功能；另一方面通过破坏病毒粒子的蛋白质结构，妨碍病毒粒子对敏感细胞的吸附和侵入，阻止病毒核酸进入宿主细胞。 　　通过了解病毒对各种理化因子作用的表现，对于我们从事病毒学的研究和实际，诸如病毒的消毒、提纯、病毒材料或毒种的保存、突变体的获得、疫苗的筛选等都具有重要的实际意义。 　　1、温度： 病毒通常在低温下稳定存在，在高温容易失活。大多数病毒于55~60℃在几分钟或十几分钟被灭活。而在0 ℃以下则能良好保存0.，特别是在干冰温度(-70 ℃ )和液氮温度(-196 ℃ )下能长期保存其感染性。根据经验推算，病毒在不同温度下的感染半衰期分别为：60 ℃以秒计；37 ℃以分计；20 ℃以小时计算；4 ℃以天计算；，-70 ℃以月计算；-196 ℃以年计算。 　　热对病毒的灭活作用主要是通过使蛋白质变性来实现的。在水分子存在时，热的作用使蛋白质分子运动加速，相互撞击，肽键或侧链的化学键断裂，蛋白质分子由有规律的紧密结构变为无序、散漫结构。在干燥的情况下，加热则使蛋白质氧化。 在受到破坏的蛋白质中，若为酶蛋白，则有可能造成病毒的复制、转录、翻译受阻；若为结构蛋白，则可能使病毒粒子的完整性丧失，或者使病毒粒子不能与细胞受体结合、病毒不能脱壳或者不能装配和释放。 2、辐射： 包括电离辐射（如射线和γ射线）和非电离辐射（如紫外线）。电离辐射的直接作用是物质吸收射线产生的次级电子直接作用于核酸分子，造成核酸分子电离，共价键断裂；而间接作用是射线首先作用于核酸分子周围的水分子，形成自由基(OH. 、H、)和自由电子，通过它们间接地作用于核酸分子，使其损伤。 紫外线的破坏作用主要是通过形成嘧啶二聚体或链断裂、分子内或分子间交联以及核酸与蛋白质之间的交联。 3、pH、酶类、脂溶剂 （1）pH：一般来说，大多数病毒在pH6~8的环境中保持稳定，在pH5以下或者pH9.0以上的环境中，则迅速失活。不同病毒对pH的敏感性差异较大，在实践工作中，必须具体情况具体分析。 （2）酶类：不同的酶作用于病毒的方式有所不同，因此不同的病毒对酶的敏感性差异较大。大多数情况因壳体或包膜提供保护，使病毒的核酸不被核酸酶降解。而象胰蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶等因降解包膜糖蛋白突起或者壳体蛋白，使病毒不能吸附宿主细胞而失去感染性。 （3）脂溶剂：有包膜病毒均对脂溶剂敏感，但对不同脂溶剂的敏感程度有所差别。一般说来，乙醚具有最大的破坏作用，氯仿次之，丙酮的溶解力最弱。无包膜的病毒一般都对脂溶剂有抗性。 4、醛类 甲醛是病毒学中普遍使用的一种病毒灭活剂。甲醛通过与含胺基的碱基结合，使病毒的核酸变性；若以高浓度的甲醛处理，通过与病毒蛋白质的胺基结合，再与酰胺交联，导致病毒蛋白质的变性。甲醛对单链核酸的病毒最为有效，双链核酸对甲醛具有较强的抵抗力。甲醛的灭活浓度一般为0.05%左右。戊二醛的灭活作用明显强于甲醛。 5、保护剂： 　　一些化学物质如甘油、蔗糖、谷氨酸钠等,能够减轻病毒在保存过程中其它理化因子对病毒的损伤，达到保持病毒的感染性、抗原性等生物活性： 　　（1）甘油：它是一种广泛使用的病毒保护剂，一般采用50%甘油盐水中，大多数细菌内杀灭但病毒却存活几十天、几个月、几年 　　（2）二甲基亚砜：可以减少冷冻过程中微小冰晶的形成，因此对冻存的病毒有保护作用 　　（3）病毒冻干保护剂：常用的有明胶、血清、胨、白蛋白、谷氨酸钠、葡萄糖、蔗糖等。它们对病毒的保护作用是多方面。如5~10%的糖类等低分子物质是通过使干燥样品的最终水分不致过低，防止蛋白质变性；而高分子物质如明胶等则能促进病毒制品在冻干过程中的升华干燥，当冻干的病毒加水复原时，还能提高溶解性。 第四章 病毒的复制 第一节 用于病毒复制研究的实验系统 病毒复制的概念：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) 病毒的复制周期包括吸附、侵入、脱壳、生物合成、装配和释放，对于噬菌体病毒来说期周期包括：吸附、侵入、生物合成、装配、释放。 用于病毒复制研究的实验系统包括： 一、噬菌体——细胞培养系统： （一）基本原理：用噬菌体同步感染敏感的细菌培养物，建立了测定一步生长曲线的实验方法，弄清了噬菌体复制循环。 （二）一步生长曲线：以适量的病毒接种于标准培养的高浓度的敏感细胞，待病毒吸附后，再高度稀释病毒－细胞培养物（避免二次吸附），或以抗病毒抗血清处理病毒－细胞培养物（去除过量的噬菌体，也是为了避免二次吸附）以建立同步感染，然后继续培养，定时取样测定培养物中的病毒效价，并以感染时间为横坐标，病毒的感染效价为纵坐标，绘制出病毒特征性的繁殖曲线，即一步生长曲线。 1、实验设计依据： （1）1个菌体被1个噬菌体感染，避免二次吸附（二次吸附可引起自外裂解），自外裂解：敏感细胞因超感染复数的病毒吸附引起的不产生子代病毒的裂解。 （2）细菌群体被噬菌体同步感染。 2、实验过程： 3、一步生长曲线的绘制：以培养时间为横坐标，以噬菌斑数为纵坐标，绘制成的曲线。经过一步生长实验后，得到的有潜伏期、裂解期和稳定期的特征性曲线。 （1）潜伏期，这一时期几乎没有形成噬菌斑，进入裂解期后就形成了噬菌斑，也就是有新的病毒粒子释放出来了，因此潜伏期是指病毒吸附于细胞到受染细胞释放出子代病毒所需的最短时间。不同病毒潜伏期长短不一，噬菌体一般有几分钟，动物病毒和植物病毒以小时或天计。 （2）裂解期：在潜伏期后，病毒效价急剧增加，这是新合成的病毒核酸和蛋白质装配成大量病毒粒子，并释放的结果。潜伏期后宿主细胞裂解释放出大量子代病毒的时期称为裂解期或成熟期。 这一点跟细菌的生长曲线不同，细菌的生长曲线中的延滞期是为分裂做准备，对数期是大量繁殖的时期，而病毒一步生长曲线中的裂解期则是病毒大量释放的时期，而不是繁殖（即复制）的时期（复制过程实际上是在潜伏期完成的）。 （3）稳定期：裂解期末，受染细胞将子代病毒粒子全部释放出来，病毒效价稳定在最高处的时期，称为稳定期，即病毒粒子已经全部释放，没有新的病毒粒子释放了，所以形成的噬菌斑数量保持不变，不会下降，因此不会像细菌的生长曲线那样有衰亡期。 4、一步生长曲线的意义： （1）可获知潜伏期和裂解期。 （2）可获知裂解量：每一受感染细胞所产生的子代病毒粒子的平均数。 稳定期的病毒粒子数目 裂解量= ———————————— 潜伏期受感染细胞的数目 5、用一步生长曲线法研究噬菌体复制的优点： （1）敏感的宿主细菌易于在琼脂平板上培养，其数目易于控制； （2）噬菌体在细菌内增殖，往往导致细菌培养物变清亮，在合适的接种密度下，很容易在琼脂平板上形成噬斑，其结果容易观察； （3）噬菌体和细菌的增殖速度快、增值周期短，在一定时间内，可以多次反复实验。 噬菌体复制的研究方法为植物病毒和动物病毒的复制打下了良好的基础。 二、动物