天花病毒形成的包涵体。

天花介绍

病毒介绍

天花介绍

天花是由天花病毒引起的一种烈性传染病，也是到目前为止，在世界范围被人类消灭的第一个传染病。据报载，去年12月21日，美国总统布什为了预防生物武器的袭击，带头接种了天花疫苗。因为天花病毒和炭疽杆菌一样，如果被用做生物武器的话，具有十分强大的杀伤力，被称为“穷人的核弹”。在我国，几十年前就消灭了天花，现在不仅普通人对天花一无所知，许多医生也是仅闻其名，不见其身。下面简单介绍有关天花的知识。

天花病毒外观呈砖形，约200微米×300微米，抵抗力较强，能对抗干燥和低温，在痂皮、尘土和被服上，可生存数月至一年半之久。天花病毒有高度传染性，没有患过天花或没有接种过天花疫苗的人，不分男女老幼包括新生儿在内，均能感染天花。天花主要通过飞沫吸入或直接接触而传染，当人感染了天花病毒以后，大约有10天左右潜伏期，潜伏期过后，病人发病很急，多以头痛、背痛、发冷或寒战.高热等症状开始体温可高达41℃以上。伴有恶心、呕吐、便秘、失眠等。小儿常有呕吐和惊厥。发病3～5天后，病人的额部、面颊、腕、臂、躯干和下肢出现皮疹。开始为红色斑疹，后变为丘疹，2～3天后丘疹变为疱疹，以后疱疹转为脓疱疹。脓疱疹形成后2～3天，逐渐干缩结成厚痂，大约1个月后痂皮开始脱落，遗留下疤痕，俗称“麻斑”。重型天花病人常伴并发症，如败血症、骨髓炎、脑炎、脑膜炎、肺炎、支气管炎、中耳炎、喉炎、失明、流产等，是天花致人死亡的主要原因。

对天花病人要严格进行隔离，病人的衣、被、用具、排泄物、分泌物等要彻底消毒。对病人除了采取对症疗法和支持疗法以外，重点是预防病人发生并发症，口腔、鼻、咽、眼睛等要保持清洁。接种天花疫苗是预防天花的最有效办法。

天花，是世界上传染性最强的疾病之一，是由天花病毒引起的烈性传染病，这种病毒繁殖快，能在空气中以惊人的速度传播。假设美国俄克拉荷马州有3000人感染天花病毒，12天内病毒就会扩散到美国各地，殃及数以百万人。

天花临床表现主要为严重毒血症状（寒战、高热、乏力、头痛、四肢及腰背部酸痛，体温急剧升高时可出现惊厥、昏迷）、皮肤成批依次出现斑疹、丘疹、疱疹、脓疱，最后结痂、脱痂，遗留痘疤。天花来势凶猛，发展迅速，对未免疫人群感染后15~20天内致死率高达30％。

由于天花病毒忪在人身上传染，而且牛痘疫苗忯以有效地〿终身地防止天花的传染，因此自1977年以后世界上没有发生过天花。

病毒介绍

一、病毒的大小与形态

病毒的个体非常微小，测量单位为 nm 。大小可采用不同方法进行研究：电子显微镜法、分级过滤法、电泳法等。研究结果表明大多数病毒比细菌小得多，但比多数蛋白质分子大，而且病毒的大小相差很远。最大的病毒如痘病毒直径达 200nm 以上，最小的病毒如菜豆畸矮病毒的直径只有 9-11nm 左右。

病毒的形态有球形、卵圆形、砖形、杆状、丝状及蝌蚪状等。其中动物病毒多为：球形、卵圆形或砖形，如疱疹病毒、流感病毒。植物病毒多为杆状、丝状，如烟草花叶病毒、马铃薯丫病毒。细菌病毒多为蝌蚪状，如噬菌体。

病毒虽然是无法用光学显微镜观察的，但当它们大量集在一起并使宿主细胞发生病变时，就可用光学显微镜加以观察，例如动、植物细胞中的包涵体以及噬菌体的噬菌斑。

二、病毒的化学组成

病毒的化学组成因种而异：大多数病毒由核酸和蛋白质组成，有些结构复杂的病毒还有脂类、多糖和少量的酶。

1. 核酸 一种病毒只含有一种核酸 (DNA OR RNA) ，动物病毒有些为 DNA 、有的为 RNA 。植物病毒多为 RNA ，少数为 DNA 。噬菌体多属 DNA ，属于 RNA 。

核酸有单链和双链之分，在一般细胞型生物细胞中， DNA 往往是双链，而 RNA 是单链。可是病毒情况较为复杂。

动物病毒： DNA-ds* 、 DNA-ss 、 RNA-ds 、 RNA-ss

植物病毒： DNA-ds 、 DNA-ss 、 RNA-ds 、 RNA-ss*

细菌病毒： DNA-ds* 、 DNA-ss 、 RNA-ds

病毒核酸功能：是遗传变异的物质基础，控制着病毒的增殖及对宿主的感染性。

2. 蛋白质 蛋白质是病毒的主要组成部分。自然界中常见的 20 种氨基酸在病毒的结构中都可找到，但是氨基酸的组合与含量因病毒的种类而异。比较简单的植物病毒大都只含有一种蛋白质。其他病毒均由一种以上的蛋白质构成。

蛋白质的功能：①蛋白质构成病毒粒子的外壳；②保护病毒核酸免受外界理化因子的破坏；③决定病毒感染的特异性；④决定病毒的抗原性。

三、病毒的结构

由于电子显微镜技术与生物化学、Ｘ射线衍射等分析技术的综合应用，逐步揭示了病毒粒子的亚显微结构。研究病毒的结构对于了解它们的功能，认识其本质，进行病毒的分类、鉴定，分析病毒的致病作用等有重要的意义。

病毒粒子系指完整的或结构完整、有感染性的病毒个体。在电子显微镜下呈现特定的形态。现已观察到很多病毒粒子具有一定的或共同的下列结构形式。

1. 衣壳粒：是构成病毒粒子的最小形态单位。每个衣壳粒是由 1-6 个同种多肽分子折叠而成的蛋白质亚单位。病毒粒子上不同部位的衣壳粒可由不同多肽分子组成。

2. 衣壳：由衣壳粒以对称的形式，有规律地排列成特定的形状，构成病毒的外壳。

3. 核衣壳：它是病毒蛋白质和核酸的合称。

4. 囊膜：有些病毒在衣壳的外面包裹着一层构造比较复杂的包膜。它由脂类和多糖组成。这种结构具高度的稳定性，可保护病毒核酸不致在细胞外环境中受到破坏。

5. 刺突：有些病毒粒子表面，尤其是在有囊膜的病毒粒子表面具有突起物。

由于衣壳粒排列组合的方式不同，使病毒粒子往往表现出不同的构型。主要有三种情况：

螺旋状对称型：烟草花叶病毒（ TMV ）是衣壳粒螺旋对称病毒的典型代表，烟草花叶病毒呈直杆状，长 300nm ，宽 15nm ，中空内径 4nm ，由 158 个氨基酸组成一个皮鞋状的衣壳粒，相对分子量为 17500 ，总共 2130 个衣壳粒，排列成 130 圈螺旋， TMV 的核酸核心是单链的 RNA ，相对分子质量为 260 万，含有 6390 个核苷酸，每 3 个核苷酸与一个衣壳粒相结合，盘绕于蛋白质的中空内径中。

二十面体对称型：二十面体具有 12 个角、 20 个面和 30 条棱。腺病毒的衣壳是典型的二十面体对称，由 252 个衣壳组成，没有包膜。腺病毒的核心是由线状双链 DNA 构成的。其基因组的大小都约为 36500 个核苷酸对。

复合对称型：Ｔ偶数噬菌体 ---T 4 由头部（核心是双链线状 DNA ）、颈部和尾部（尾鞘、尾管、基板、刺突和尾丝）三个部分构成。

螺旋对称：

无包膜：杆状：烟草花叶（ TMV ）病毒等。

丝状：大肠杆菌的 f1 、 fd 、 M13 噬菌体等。

有包膜：卷曲状：正粘病毒（流感病毒）等

弹状：狂犬病毒，水泡性口膜炎病毒等

二十面体对称：

无包膜： 小型：脊髓灰质炎病毒， φ X174 对称体制

大型：腺病毒等

有包膜：疱疹病毒等

复合对称

无包膜：大肠杆菌的 T 偶噬菌体（蝌蚪状）等

有包膜：痘病毒（砖块状）

四、病毒的繁殖

病毒的繁殖方式与细胞型微生物不同。病毒是专性活细胞内寄生物，缺乏生活细胞所具备的细胞器，以及代谢必需的酶系统和能量。增殖所需的原料、能量和生物合成的场所均宿主细胞提供。在病毒核酸的控制下合成病毒的核酸、蛋白质等成份。然后在宿主细胞内装配成为成熟的、具有感染性的病毒粒子，再以种方式释放到细胞外，感染其他细胞。这种增殖方式称为复制。

（一）植物病毒的繁殖

植物病毒没有专门的吸附结构，通过昆虫口器、摩擦伤口和人为伤口进入寄主细胞。植物病毒在入住宿主细胞后脱去蛋白质外壳。如 TMV 的衣壳粒以双层盘的形式组装成衣壳， PH 的改变、 RNA 的嵌入对衣壳的装配起关键作用。

（二）动物病毒的繁殖方式

概括起来可分为：吸附、侵入、脱壳、生物合成、装配、释放六个连续步骤。

（三）细菌病毒的繁殖方式

1．吸附 吸附是病毒感染宿主细胞的前提，具有高度的专一性。在通常情况下，敏感细胞表面具有特异性表面接受部位，可与相应的病毒结合。

2．侵入 病毒侵入的方式 取决于宿主细胞的性质，尤其是它的表面结构。一般来说有三种情况：①整个病毒粒子进入宿主细胞；②核衣壳进入宿主细胞；③只有核酸进入宿主细胞。

3．生物生物合成 包括核酸的复制和蛋白质的合成。首先，噬菌体以其核酸中的遗传信息向宿主细胞发出指令并提供“蓝图”，使宿主细胞的代谢系统按次序地逐一转向合成噬菌体的组分和“部件”，合成所需“原料”可通过宿主细胞原有核酸等的降解、代谢库内的贮存物或从环境中取得。

烈性噬菌体体的增殖方式按核酸类型的不同主要分成三类：即①按早期、次早期和晚期基因的顺序来进行转录、转译和复制的双链 DNA 噬菌体的增殖方式；②按“滚环”模型复制单链 DNA 的增殖方式；③按“花朵”模式复制 A 蛋白（成熟蛋白）、衣壳蛋白和复制酶蛋白的增殖方式。下面以其中的第二类 -- 双链 DNA 噬菌体的增殖方式为典型代表来加以介绍。

当噬菌体 dsDNA 侵入宿主细胞后，首先设法利用宿主细胞原有的 RNA 聚合酶来转录噬菌体的 mRNA 。然后由这些 mRNA 进行转译，以合成噬菌体特有的蛋白质。这种利用细菌原有的 RNA 聚合酶转录噬菌体的早期基因而合成 mRNA 的过程常称早期转录，由此产生的 mRNA 称早期 mRNA ，其后的转译称早期转译，而产生的蛋白质则称早期蛋白。

利用早期蛋白中新合成的或更改后的 RNA 聚合酶来转录噬菌体的次早期基因，借以产生次早期 mRNA 的过程，称为次早期转录。由此合成的 mRNA 称次早期 mRNA ，进一小的转译称次早期转译，其结果产生了多种次早期蛋白。例如分解宿主细胞 DNA 的 DNA 酶，复制噬菌体 DNA 的 DNA 聚合酶，以及供晚期基因转录用的晚期 mRNA 聚合酶。

晚期转录是指在新的噬菌体 DNA 复制完成后对晚期基因所进行的转录作用。其结果产生了晚期 mRNA ，现经晚期转译后，就产生一大批可用于子代噬菌体装配用的“部件” -- 晚期蛋白，它们是头部蛋白，尾部蛋白，各种装配蛋白和溶菌酶等。

4．装配 病毒核酸的复制与病毒蛋白质的合成是分开进行的，由分别合成好的核酸与蛋白质组成完整的新的病毒粒子的过程。

5．释放 成熟的病毒粒子从被感染细胞内转移到外界的过程称为病毒释放。病毒的释放是多样的，有的通过破裂，出芽作用或通过细胞之间的接触而扩散。

上述增殖生活周期是较短的，例如： E. ColiT 系噬菌体在合适的温度下为 15--25min 。第一个宿主细胞裂解后所产生的子代噬菌体量称裂解量。不同的噬菌体有不同的裂解量，例如： T2 为 150 左右， T4 约 100 ， f2 则可高达 10000 左右。