培 养

细胞培养(特别是传代细胞)被支原体污染是个世界性问题。国内外研究表明,95%以上是以下四种支原体:口腔支原体、精氨酸支原体、猪鼻支原体和莱氏无胆甾原体,为牛源性。以上是最常见的污染细胞培养的支原体菌群,但能够污染细胞的支原体种类是很多的,国外调查证明,大约有二十多种支原体能污染细胞,有的细胞株可以同时污染两种以上的支原体。

支原体污染的来源包括工作环境的污染、操作者本身的污染(一些支原体在人体是正常菌群)、培养基的污染、污染支原体的细胞造成的交叉污染、实验器材带来的污染和用来制备细胞的原始组织或器官的污染。

组织细胞培养工作中,主要从以下几个方面来预防支原体的污染:控制环境污染;严格实验操作;细胞培养基和器材要保证无菌;在细胞培养基中加入适量的抗生素。支原体污染细胞后,特别是重要的细胞株,有必要清除支原体,常用方法有抗生素处理、抗血清处理、抗生素加抗血清和补体联合处理。支原体最突出的结构特征是没有细胞壁,一般来讲,对作用于细胞壁生物合成的抗生素,如内酰胺类、万古霉素等完全不敏感;对多粘菌素、利福平、磺胺药物普遍耐药。对支原体最有抑制活性及常用于支原体感染治疗的抗生素是四环素类、大环内酯类及一些氟喹诺酮;其他类抗生素如氨基糖苷类、氯霉素对支原体有较小抑制作用,所以常不用来作为支原体感染的化学治疗剂。

支原体有时被称为类菌质体。无细胞壁,多呈不规则球状、长丝状,可分支,营寄生共生或腐生。一般侵害对象为动植物,可造成多种疾病。

支原体是目前所能发现的能在无生命培基中生长繁殖的最小的微生物。支原体体形多样,基本为球形,亦可呈球杆状或丝状,其菌落呈针尖大小,故又称之为微小支原体。支原体特点是无细胞壁及前体,细胞器极少。DNA的C+C含量低,菌体内具有非常小的染色体组,其分子量约为45×108,菌体细胞大小约为O.2—0.3um,很少超过1.Oum。由三层蛋白质和脂质组成的膜样结构以及一层类似毛发结构组成。支原体由二分裂繁殖,形态多样。支原体用普通染色法不易着色,用姬姆萨.染色很浅,革兰氏染色为阴性。支原体可在鸡胚绒毛尿囊膜上或细胞培养中生长。用培养基培养,营养要求比细菌高。由于它没有细胞壁,因此对影响细胞壁合成的抗生素,如青霉素等不敏感,但红霉素、四环素、卡那霉素、链霉素、氯霉素等作用于核蛋白体的抗生素,可抑制或影响支原体的蛋白质合成,有杀伤支原体作用,支原体对热抵抗力差,通常55℃经15分钟处理可使之灭活。石炭酸,来苏儿易将其杀死。在培养基中置人脲素并以硫酸锰作指示剂极易与其他支原体作出鉴别。

它广泛分布于自然界,有80余种。与人类有关的支原体有肺炎支原体、人型

机 理

支原体只能粘附在呼吸道或泌尿生殖道的上皮细胞表面的受体上,而不进入组织和血液。支原体引起细胞损害的原因为:粘附于宿主细胞表面的支原体从细胞吸收营养,从细胞膜获得脂质和胆固醇,引起细胞损伤;支原体代谢产生的有毒物质,如溶神经支原体能产生神经毒素,引起细胞膜损伤;脲原体含有尿素酶,可以水解尿素产生大量氨,对细胞有毒害作用。支原体除可以粘附于细胞、巨噬细胞表面外,还可以粘附于**表面,从而阻止**运动,其产生神经氨酸酶样物质可干扰**与卵子的结合。这就是支原体感染引起不育不孕的原因之一。

在动物实验发现,小鼠腹腔巨噬细胞可以杀灭支原体,而中性粒细胞的作用不大。在体外,IgCl和Igc2抗体有调理作用,可加强巨噬细胞对支原体的杀伤作用。

对 比

L型细菌是在抗生素、溶菌酶等作用下变成的一种细胞壁缺陷型细菌,其许多特性与支原体相似,在鉴定时很有必要将二者区别开来。

支原体L型细菌

自然界中广泛存在绝大多数生长需胆固醇,在遗传上与细菌无关,且无论在什么条件下也不能变成细菌。菌落较小,0.1—0.3mm自然界很少存在生长不一定需要胆固醇。在遗传上与原菌相关,并可在诱导因素去除后回复为原菌。菌落稍大,0.5—1.0mm

肺炎支原体

肺炎支原体是人类支原体肺炎的病原体。支原体肺炎的病理改变以间质性肺炎为主,有时并发支气管肺炎,称为原发性非典型性肺炎。主要经飞沫传染,潜伏期2-3周,发病率以青少年最高。临床症状较轻,甚至根本无症状,若有也只是头痛、咽痛、发热、咳嗽等一般的呼吸道症状,但也有个别死亡报道。一年四季均可发生,但多在秋冬时节。

肺炎支原体的致病首先通过其顶端结构粘附在宿主细胞表面,并伸出微管插入胞内吸取营养、损伤细胞膜,继而释放出核酸酶、过氧化氢等代谢产生引起细胞的溶解、上皮细胞的肿胀与坏死。诱发机体产生的抗体也可能参与了上述病理损伤。呼吸道分泌的SlgA对再感染有一定防御作用,但不够牢固。

肺炎支原体的诊断方法主要依靠分离培养和血清学试验。标本可采可疑病人的痰或咽试子,接种于含血清或酵母浸膏的琼脂培养基。5—10天后观察有无直径30—100um的圆形房顶样菌落。多次传代后可变为典型的“荷包蛋”样菌落,并能吸附多种动物红细胞和气管上皮细胞、HeLa细胞等,且此类吸附可被特异性抗体所抑制。分离的支原体经形态、溶血与生化反应作初步鉴定后需进一步用特异性抗血清作生长抑制试验和代谢抑制试验。用患者血清与支原体脂质抗原作补体结合试验,恢复期较急性期效价高4倍以上具有诊断价值。亦可用间接免疫荧光试验、间接血凝EuSA检测标本。另外,有1/3—3/4患者的血清可与人O型红细胞在4℃时有非特异性凝集(称为“冷凝集试验”),37T时消失,患病一周时达到高峰。此方法简便,有助于诊断。

特 点

支原体是目前所能发现的能在无生命培基中生长繁殖的最小的微生物。支原体体形多样,基本为球形,亦可呈球杆状或丝状,其菌落呈针尖大小,故又称之为微小支原体。能引起人类泌尿系感染的是解脲支原体和人型支原体。主要通过性接触传染,少数也可间接传染。泌尿系统是它的易感细胞。由于它没有细胞壁,因此对影响细胞壁合成的抗生素,如青霉素等不敏感,红霉素、四环素、卡那霉素、链霉素、氯霉素等作用于核蛋白体的抗生素,可抑制或影响支原体的蛋白质合成,有抑制支原体作用,但不能根治,不能使机体对其产生免疫抗体,容易反复,目前采用中药治疗可弥补这方面的缺陷。支原体是最小最简单的独立生活的原核生物。它没有固定形态,形态随环境而变化,在**中可呈球形、环形和丝状;它没有细胞壁,只有三层结构的细胞膜。解脲支原体(唯一确认的一种)具有尿素酶活性,能分解尿素。感染人体后,通过黏附于宿主细胞的受体上,引起细胞膜损伤,其代谢产物产生毒性作用。衣原体除可引起尿道炎、眼结膜炎外,还可引起附睾炎、前列腺炎、宫颈炎、**炎、输卵管炎及盆腔炎等。新生儿通过产道可被感染发生眼结膜炎、肺炎。男性同性恋者,可患直肠炎及咽炎。

第四节 衣原体

简 介

衣原体是一种既不同于细菌也不同于病毒的一种微生物,属于原核生物,即细胞内没有形成核膜的细胞核。衣原体与细菌的主要区别是其缺乏合成生物能量来源的ATI?’酶,也就是说衣原体自己不能合成生物能量物质ATP,其能量完全依赖被感染的宿主细胞提供。而衣原体与病毒的主要区别在于其具有DNA、RNA两种核酸、核糖体和一个近似细胞壁的膜,并以二分裂方式进行增殖,能被抗生素抑制。衣原体属于原核类生物。

名称和分类

衣原体以鹦鹉热病原体和沙眼病原体为代表的专性寄生性的微生物。最早是由宫川米次等(1935年)从腹股沟淋巴肉芽肿患者的染色体中作为宫川小体而发现的,被命名为宫川氏体(E.Brumpt,1938年)。其后,相继又出现很多其他名称,例如作为立克次氏体的亲缘种被称为Rickettsia formis、Neor—ickettsia等,也有作为病毒类而称之为鹦鹅热和腹股沟淋巴肉芽肿病毒、鹦鹉热病毒群等,相当混乱。现在已按伯杰式分类法归为衣原体目(Chlamidiales,L A.Pagei等,1971年)。然而目前尚有许多不明之处。浸染粒子呈直径0.3微米的球形,可用光学显微镜看到;在被细胞壁和细胞膜包裹的细胞质中有核糖体;核酸同时含有DNA和RNA;已证明有葡萄糖代谢活性和蛋白质合成能力;在细胞液胞内增殖,不进入细胞质质内。浸染粒子通过吞噬作用进入细胞液胞内,转化成一般称为网状结构体的粒子。网状结构体通过分裂增殖,在浸染后期成熟为浸染粒子。因此,在增殖周期中,虽没有保持作为粒子的连续性的潜伏期,然而,由于没有证实网状结构体的浸染性,所以从外表看起来,有一个相当于潜伏期的时期。为此,如上所述,直到最近仍作为病毒进行分类。

生活史

衣原体有两种存在形态,分别称为原体和始体。原体有感染力,它是一种不能运动的球状细胞。原体逐渐伸长,形成无感染力的个体,称为始体,这是一种薄壁的球状细胞,形体较大。

。衣原体的类型和相关疾病

已知的与人类疾病有关的衣原体有三种,分别是鹦鹉热衣原体、沙眼衣原体和肺炎衣原体。这三种衣原体均可引起肺部感染。鹦鹉热衣原体可通过感染有该种衣原体的禽类,如鹦鹉、孔雀、鸡、鸭、鸽等的组织、血液和粪便,以接触和吸人的方式感染给人类。沙眼衣原体和肺炎衣原体主要在人类之间以呼吸道飞沫、母婴接触和性接触等方式传播。

衣原体感染的实验室检查

1.衣原体细胞培养:对沙眼衣原体敏感的细胞株为:McCoy细胞、Hela—229细胞和BHK细胞,最常用的是经放线菌酮处理的单层.McCoy细胞,孵育后,用单克隆荧光抗体染色,可迅速诊断,但操作人员一定要熟练,需专业培养。培养法的敏感性为80%—90%,阳性即可确立诊断。

2.衣原体细胞学检查法:在感染细胞内可有衣原体的包涵体存在。从感染部位采取细胞标本作涂片,姬姆萨染色包涵体是蓝色或暗紫色,碘染色显示褐色。但敏感性差(40%),目前已较少采用。

近年来采用荧光素标记的抗衣原体单克隆抗体,来检测细胞涂片中的衣原体,使用较为方便,目前主要用衣原体外膜蛋白的单克隆抗体的商品试剂。结果判断:要衣原体数10个才能判为阳性。

衣原体特征

衣原体是一类在真核细胞内专营寄生生活的微生物。研究发现这类微生物具有和革兰氏阴性细菌很多相似。

这些特性是:

1.有DNA和RNA两种类型的核酸;

2.具有独特的发育周期,类似细菌的二分裂方式繁殖;

3.具有粘肽组成的细胞壁;

4.含有核糖体;

5.具有独立的酶系统,能分解葡萄糖释放CO,有些还能合成叶酸盐,但缺乏产生代谢能量的作用,必须依靠宿主细胞的代谢中间产物,因而表现严格的细胞内寄生;

6.对许多抗生素、磺胺敏感,能抑制生长。1957年开始将衣原体分类于细菌类。

衣原体广泛寄生于人、哺乳动物及禽类,仅少数致病。据抗原构造、包涵体的性质、对磺胺敏感性等的不同,将衣原体属分为沙眼衣原体、鹦鹉热衣原体肺炎衣原体三个种。其中沙眼衣原体又有三个生物变种,即沙眼生物变种、性病淋巴肉芽肿(LGV)生物变种和鼠生物变种。沙眼生物变种还有A—K14个血清型(包括Ba、Da、Ia)。LGV生物变种还有4个血清型,即L1、L2、L2a和L3。

生物学性状

1.发育周期与形态染色

衣原体在宿住主细胞内繁殖有特殊生活周期,可观察到两种不同的颗粒结构:(1)原体(EB)直径为0.2—0.4的小球形颗粒,有胞壁,内有核质和核蛋白体,是发育成熟的衣原体,为细胞外形式。Giemsa染色呈紫色,Gimenez染色呈红色。原体具有高度的感染性,在宿主细胞外较稳定,无繁殖能力,通过吞饮作用进人胞内,原体在空泡中逐渐发育、增大成为网状体。(2)网状体(RB)或称始体,EB通过吞饮作用进入胞内,由宿主惜败包围EB形成空泡,并在空泡内逐渐增大为RB。直径为0.5—1.0um,圆形或椭圆形。电子致密度较低,无胞壁,代谢活泼,以二分裂方式繁殖。RB为细胞内形式,无感染性,Macchiavello染色呈蓝色。RB在空泡内发育成许多子代EB也称为包涵体。成熟的EB从宿主细胞中释放,在感染新的易感细胞,开始新的发育周期,整个发育周期约需48—72h.

2.培养特性

衣原体为专性细胞内寄生,不能用人工培养基培养,可用鸡胚卵黄囊及HeLa—299、BHK—21、McCoy等细胞培养。将接种标本的细胞培养管离心,促进衣原体粘附进入细胞;或在培养管内加入二乙氨乙基葡聚糖,以增强衣原体吸附于易感细胞,提高分离培养阳性率。

3.类型

根据抗原构造、包涵体性质和对磺胺敏感性,衣原体可分为沙眼衣原体、肺炎衣原体、鹦鹉热衣原体三个种。沙眼衣原体有三个生物变种即沙眼生物变种、性病淋巴肉芽肿生物和鼠生物变种。其中沙眼生物变种有A、B、C、D、J、K、等血清型,性病淋巴肉芽肿生物变种有u、u、12、ua、四个血清。用单克隆抗体识别鹦鹉热衣原抗原可分为4个血清型。肺炎衣原体只有!个血清型。

4.抵抗力

衣原体耐冷不耐热,56—60度仅存活5—10min,在—70度可保存数年。O.!%甲醛液、o.5%石炭酸30min可杀死。.75%酒精0.5min可杀死。对四环素、红霉素、螺旋霉素、强力霉素及利副平均很敏感。致病性与免疫性

1.致病机理

衣原体能产生类似革兰阴性菌内的内毒素,静脉注射小白鼠,能迅速使动物死亡。体外试验提示,衣原体表面脂多糖和蛋白促进其吸附雨易感细胞,促进易感细胞对衣原体的内吞作用,并能阻止吞噬体和溶酶体的融合,从而使衣原体在吞噬体内繁殖破坏细胞。受衣原体感染的细胞代谢被抑制,最终被破坏。

2.所致疾病

(1)沙眼:由衣原体沙眼生物变种A、B、Ba、C血清型引起。主要经直接或间接接触传播,即眼—眼或眼—手—眼的途经传播。当沙眼衣原体感染眼结膜上皮细胞后,在其中增殖并在胞浆内形成散在型、帽型、桑椹型或填塞型包涵体。该病发病缓慢,早期出现眼睑结膜急性或亚急性炎症,表现流泪、有黏液脓性分泌物、结膜充血等症状与体征。后期又变为慢性,出现结膜瘢痕、眼睑内翻、倒睫、角膜血管翳引起的角膜损害,以致影响视力,最后导致失明。据统计沙眼居致盲病因的首位。1956年我国学者汤飞凡等人用鸡胚卵黄囊接种法,在世界上首次成功地分离出沙眼衣原体,从而促进了有关原体的研究。

(2)包涵体包膜炎:由沙眼生物变种D—K血清型引起。包括婴儿及成人两种。前者系婴儿经产道感染,引起急性化脓性结膜炎(包涵体脓漏眼),不侵犯角膜,能自愈。成人感染可因两性接触,经手至眼的途径或者来自污染的游泳池水,引起滤泡性结膜炎又称游泳池结膜炎。病变类似沙眼,但不出现角膜血管翳,亦无结膜瘢痕形成,一般经数周或数月痊愈,无后遗症。

(3)泌尿生殖道感染:经性接触传播,由沙眼生物变种D~K血清型引起。男性多表现为尿道炎,不经治疗可缓解,但多数转变成慢性,周期性加重,并可合并副睾炎、直肠炎等。女性能引起尿道炎、宫颈炎等,输卵管炎是较严重并发症。该血清型有时也能引起沙眼衣原体性肺炎。

(4)性病淋巴肉芽肿:由沙眼衣原体LGV生物变种引起。LGV要通过两性接触传播,是一种性病。男性侵犯腹股沟淋巴结,引起化脓性淋巴结炎和慢性淋巴肉芽肿。女性可侵犯**、肛门、直肠,出现**—肛门—直肠组织狭窄。

(5)呼吸道感染:由肺炎衣原体及鹦鹉热衣原体引起。肺炎衣原体引起急性呼吸道感染,以肺炎多见,也可致气管炎、咽炎等。鹦鹉热原为野生鸟类及家畜的、自然感染,也可经呼吸道传给人,发生呼吸道感染和肺炎。

3.免疫性

衣原体感染后能诱导产生型异性细胞和体液免疫。但保护性不强,为时短暂,因此衣原体的感染常表现为持续感染,反复感染或隐形感染。有些衣原体抗原注人人皮内后可造成免疫病理损伤。 衣原体感染中干扰素的作用

干扰素在动物模型中的作用

Pank等用沙眼衣原体鼠模型引起下生殖道感染,检测I F N一y所引起的保护作用。给鼠应用各种抗I F N—7单克隆抗体或用重组I F N—7处理沙眼衣原体后再感染。结果显示,积极给予I F N—γ,有助于清除衣原体。

Zhong等用研究沙眼衣γ原体内源性I F N—γ的局部防御作用,在衣原体感染时脾细胞分泌的I F N—γ与肝组织中微生物的清除量相关联,把已免疫的动物的脾细胞移植到未免疫的鼠中,随后感染衣原体。结果可减少受体动物的感染。而用单克隆抗体处理的动物则引起严重的感染。这些资料表明,内源性I F N—γ在清除沙眼衣原体u型系统感染时有重要作用,I F N—γ在多部位显示活性。

生殖道组织的组织病理显示,用抗体处理过的动物,输卵管感染组织的炎症渗出显著减轻。这与用免疫组织化学方法检测到的对衣原体免疫的减弱相平行。从黏膜下到分泌物中的衣原体特异抗体,对生殖道衣原体感染有保护作用。

γ干扰素在细胞培养系统中的作用

T细胞产生的7干扰素(IFN一7)能限制衣原体在被活化的单核巨噬细胞、成纤维细胞和上皮细胞中的生长。Beat,y等的研究显示,高水平的I F N—γ完全抑制衣原体的生长,而中、低浓度则导致不同于原体和始体的亚细胞结构的增大、非典型非感染状态的形成。用于这些细胞培养试验的ⅡF N一、的浓度在衣原体感染后的体内也获得证实。这些非典型微生物有着不同的表达衣原体抗原的方式,如合成热休克蛋白60(一种免疫致病机制抗原),外膜蛋白合成的减少(一种保护性抗原),甚至一些衣原体结构如类脂质(L P S)或Mr6000包膜蛋白的表达也受到抑制。在进一步的实验中,Beatty坪等研究了持续感染细胞培养中提取的感染衣原体的活化。把这些不正常的微生物转移至没有I F N—γ的培养基中,结果发现了感染性病原体。这种现象中膜结构蛋白表达增加,畸变病原体重新变成形态典型的衣原体。衣原体感染眼和尿道黏膜上皮细胞,这些细胞的更新都很快,因此认为不可能存在持续的衣原体感染。然而,初步的资料显示衣原体能在皮下组织中存在。

第五节 病 毒

简 介

病毒是一类个体微小,无完整细胞结构,含单一核酸(DNA或RNA)型,必须在成活细胞内寄生并复制的非细胞型微生物。

病毒是比细菌还小、没有细胞结构、只能在活细胞中增殖的微生物,由蛋白质和核酸组成,多数要用电子显微镜才能观察到。

病毒原指一种动物来源的毒素。病毒能增殖、遗传和演化,因而具有生命最基本的特征。其主要特点是:①含有单一核酸(DNA或RNA)的基因组和蛋白质外壳,没有细胞结构;②在感染细胞的同时或稍后释放其核酸,然后以核酸复制的方式增殖,而不是以二分裂方式增殖;③严格的细胞内寄生性。

病毒同所有生物一样,具有遗传、变异、进化,是一种体积非常微小、结构极其简单的生命形式,病毒有高度的寄生性,完全依赖宿主细胞的能量和代谢系统,获取生命活动所需的物质和能量。离开宿主细胞,它只是一个大化学分子,停止活动,可制成蛋白质结晶,为一个非生命体,遇到宿主细胞它会通过吸附、进入、复制、装配、释放子代病毒而显示典型的生命体特征,所以病毒是介于生物与非生物的一种原始的生命体。

病毒的分类

病毒的形态是多样的:球状(包括20面体),如脊髓灰质炎病毒和有包膜的如疱疹病毒;杆状(包括棒状),如烟草花叶病毒;丝状,如甜菜黄花病毒;弹状,如水疱性口炎病毒;复杂构型,如蝌蚪状的T偶数噬菌体。有些病毒在细胞内呈自然晶体排列。

第一种分类:病毒类型:DNA病毒、RNA病毒

第二种分类:普通病毒、类病毒

国际病毒分类委员会(ICT V)第七次报告(1999),将所有已知的病毒根据核酸类型分为DNA病毒——单股DNA病毒、DNA病毒——双股DNA病毒、DNA与RNA反转录病毒、RNA病毒——双股RNA病毒、RNA病毒——单链、单股RNA病毒、**RNA病毒及类病毒等八大类群。此外,还增设亚病毒因子一类。这个报告认可的病毒约4000种,设有三个病毒目,64个病毒科,9个病毒亚科,233个病毒属,其中29个病毒属为独立病毒属。亚病毒因子类群,不设科和属。包括卫星病毒和prion(传染性蛋白质颗粒或朊病毒)。一些属性不很明确的属称暂定病毒属。

病毒在自然界分布广泛,可感染细菌、真菌、植物、动物和人,常引起宿主发病。但在许多情况下,病毒也可与宿主共存而不引起明显的疾病。

病毒的形态

(1)球状病毒;(2)杆状病毒;(3)砖形病毒;(4)冠状病毒;(5)有包膜的球状病毒;(6)具有球状头部的病毒;(7)封于包含体内的昆虫病毒。

病毒的大小

较大的病毒直径为300—450纳米(nI/1),较小的病毒直径仅为18—22纳米(nm)

不同病毒的大小变动于20—450纳米之间。最大的为痘病毒科,大小为(170-260)×(300-450)纳米,最小的为双联病毒科,直径18—20纳米。

病毒的组成

病毒主要由核酸和蛋白质外壳组成。有些病毒有囊膜和刺突,如流感病毒。

病毒的复制过程叫做复制周期。其大致可分为连续的五个阶段:吸附、侵入、脱壳、病毒大分子的合成、病毒的装配与释放。

结 构

最简单的病毒中心是核酸,外面包被着一层有规律地排列的蛋白亚单位,称为衣壳。构成衣壳的形态亚单位称为壳粒,由核酸和衣壳蛋白所构成的粒子称为核衣壳。较复杂的病毒外边还有由脂质和糖蛋白构成包膜。核壳按壳粒的排列方式不同而分为3种模式:20面体对称,如脊髓灰质炎病毒;螺旋对称,如烟草花叶病毒;复合对称,如T偶数噬菌体。在脂质的包膜上还有一种或几种糖蛋白,在形态上形成突起,如流感病毒的血凝素和神经氨酸酶。昆虫病毒中有!类多角体病毒,其核壳被蛋白晶体所包被,形成多角形包涵体。

病毒出现假说

1.蛋白质、核酸遗失说

大生物(此处大生物意思是具有细胞结构的生物,区别于病毒的肺细胞结构生物)由于细胞脱落和破裂,导致游离的蛋白质和.DNA、RNA的出现,在某种情况下,这些蛋白质由于化学作用形成了一个内部可容纳小分子的结构,很多这样的蛋白质,里面裹着DNA或者RNA,甚至单独的蛋白质和单独的DNA、RNA游离,这些散落的游离的分子,有一些个别的和大生物细胞膜有亲和性,大生物细胞通过吞噬作用使其进入细胞,其DNA、RNA得以表达,然后通过进化形成现在成熟的病毒。

2.生命起源说

病毒是最原始的生命体,早在没有细胞之前就有病毒存在,那时的病毒还只限于蛋白质和核酸,没有表现出病毒的寄生特征,当细胞体生物出现之后,个别这种蛋白质和核酸或他们的复合体表现出寄生性,后续过程同上。

特 性

病毒生命形式的两重性

1.病毒存在的两重性

病毒的生命活动很特殊,对细胞有绝对的依存性。其存在形式有二:一是细胞外形式,一是细胞内形式。存在于细胞外环境时,则不显复制活性,但保持感染活性,是病毒体或病毒颗粒形式。进入细胞内则解体释放出核酸分子(DNA或RNA),借细胞内环境的条件以独特的生命活动体系进行复制,是为核酸分子形式。

2。病毒的结晶性与非结晶性

病毒可提纯为结晶体。我们知道结晶体是一个化学概念,是很多无机化合物存在的一种形式,我们可以认为某些病毒有化学结晶型和生命活动型的两种形式。

3.颗粒形式与基因形式病毒

颗粒形式与基因形式病毒以颗粒形式存在于细胞之外,此时,只具感染性。一旦感染细胞病毒解体而释放出核酸基因组,然后才能进行复制和增殖,并产生新的子代病毒。有的病毒基因组整合于细胞基因组,随细胞的繁殖而增殖,此时病毒即以基因形式增殖,而不是以颗粒形式增殖,这是病毒潜伏感染的一种方式。

病毒结构和功能的两重性

1.标准病毒与缺陷病毒

在病毒的增殖过程中,由于其基因组因某种微环境因素的影响或转录过程的错误而发生突变,以致有装配不全的病毒颗粒产生,称为缺陷病毒,产生缺陷病毒的原亲代病毒,则称为标准病毒,缺陷病毒颗粒有干扰标准病毒繁殖的作用。

2.假病毒与真病毒

一种细胞有两种病毒同时感染的情况,在增殖过程中,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”;如果一种病毒的核酸被以另一病毒编码的外壳,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,除了出现假型病毒外,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。

病毒病理学的两重性

1.病毒的致病性和非致病性

关于致病性和非致病性问题,是同宿主细胞相对而言的,在分子水平、细胞水平和机体水平,可能有不同的含义。在细胞水平有细胞病变作用,但在机体水平可能并不显示临床症状,此可称为亚临床感染或不显感染。

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。

目前对病毒的概念可以理解为:病毒是代谢上无活性、有感染性,而不一定有致病性的银子,它们小于细胞,但大于大多数大分子,它们无例外地在生活细胞内繁殖,它们含有一个蛋白质或脂蛋白外壳和一种核酸、DNA或RNA、甚至只含有核酸而内有蛋白质,或只有蛋白质而没有核酸,它们作为大分子似乎太复杂,作为生物体它们的生理和复制方式又千姿百态。Lwoff在“病毒的概念”一文中强调病毒的特殊性时指出,“病毒应该就是病毒,因为它们是病毒”。

培养和检测

病毒研究的发展常常与病毒培养和检测方法的进步有密切的关系,特别在脊椎动物病毒方面,小鼠和鸡胚接种、组织培养、超速离心、凝胶电泳、电子显微镜和免疫测定等技术,对病毒学的发展具有深刻的影响。

噬菌体的培养和检测方法最为简单。将噬菌体接种到易感细菌的肉汤培养物中,经18—24小时后,混浊的培养物重新透明,此时细菌被裂解,大量噬菌体被释放到肉汤中,再经除菌过滤,即为粗制噬菌体。为了测定其中噬菌体的数量,将粗制噬菌体稀释到每一接种量含]00个左右,与过量的细菌混合,然后铺种于琼脂平皿上,在温箱中培养过夜,细菌繁殖成乳白色衬底,被噬菌体裂解的区域则在此衬底上表现为圆形的透明斑,称为噬斑。噬斑数代表该接种量中有活力的噬菌体数量。如果挑出单个噬斑来培养,就能获得由单个噬菌体所繁殖的后代,达到分离纯化的目的。

动物病毒(见脊椎动物病毒)的培养可在自然宿主、实验动物、鸡胚或细胞培养中进行,以死亡、发病或病变等作为病毒繁殖的直接指标,或以血细胞凝集、抗原测定等作为间接指标。收获发病动物的组织磨成悬液或有病变的细胞培养液,即为粗制病毒。测定活病毒数量可采用空斑法,其原理与噬斑法相同,但以易感的动物单层细胞代替细菌,在接种适当稀释的病毒后,用含有培养液和中性红的琼脂覆盖,使病毒感染局限在小面积内形成病变区,衬底的健康细胞被中性红染成红色,病变区不染色而显示为空斑。

至今植物病毒的培养和检测大都是在整株植物上进行的。从捣碎的病叶汁中制备病毒,常用枯斑法检测。用手指蘸上混有金刚砂的稀释病毒在植物叶片上轻轻摩擦,经一定时间后出现单个分开的圆形坏死或退绿斑点,称为枯斑。

除了利用病毒的致病性定量检测病毒外,还可应用物理方法,如在电子显微镜下计数病毒颗粒,或用紫外分光光度计测定提纯病毒的蛋白和核酸量,这些方法所测得的数据包括了有感染性和无感染性的病毒粒。

应用电子显微镜不但能看清病毒粒的大小、形态,还可以分辨其表面的蛋白亚单位和内部的核壳等超微结构。化学组成及功能

核酸带有遗传密码的病毒基因组。病毒依所含核酸种类不同可分为DNA病毒和RNA病毒。动物病毒或含DNA或含RNA;植物病毒除少数组外大多为RNA病毒;噬菌体除少数科外大多为:DNA病毒。

DNA或RNA可以是线型的或环状的,可以是单链的或双链的。RNA可以分节段或不分节段,单链RNA又分正链的和负链的。

在分节段的RNA植物病毒中,常见多分体基因组,即同一病毒的几个RNA节段分别装入衣壳中,形成大小不同的颗粒,有的分装在两种颗粒中称二分体基因组,如豇豆花叶病毒;有的分装在3种颗粒中称三分体基因组,如黄瓜花叶病毒和雀麦花叶病毒。

通过遗传学和生物化学方法,已查明一些病毒的基因图谱。对MS2和中Ⅺ74噬菌体、花椰菜花叶病毒、SV40和乙型肝炎病毒核酸的核苷酸序列,已全部查明。

蛋白质病毒的主要组分,依其功能可分为衣壳蛋白、膜蛋白、糖蛋白和内在酶4类。

衣壳蛋白包裹核酸形成保护性的外壳。简单的病毒只有1种衣壳蛋白,较复杂的如腺病毒衣壳是由六邻体、五邻体和纤维3种蛋白构成的。在有包膜的病毒如流感和水疱性口炎病毒中,膜蛋白一方面与外层脂质相联结,另一方面又同内部的核壳相联结,起到维系病毒内外结构的作用。糖蛋白位于包膜表面,有的形成突起,如流感病毒的血凝素,能与细胞膜受体结合。病毒虽无完整的酶系统,但常含有一些特殊的酶,如流感病毒的神经氨酸酶和噬菌体的溶菌酶。此外,呼肠孤病毒科、弹状病毒科、正粘病毒科和副粘病毒科病毒粒中含RNA多聚酶,反录病毒科含反转录酶,均与核酸复制有关。目前已查明十几种病毒蛋白的全氨基酸序列。

脂质存在于包膜中,包膜是在病毒成熟时从细胞质膜或核膜芽生获得的,所以病毒脂质常具有宿主细胞脂质的特征。用有机溶剂或去污剂破坏包膜脂质,可使病毒粒裂解。

糖除核酸中的戊糖外,病毒包膜还含有与蛋白或脂质结合的多糖。

复 制

病毒复制指病毒粒入侵宿主细胞到最后细胞释放子代毒粒的全过程,包括吸附、进入与脱壳、病毒早期基因表达、核酸复制、晚期基因表达、装配和释放等步骤,各步的细节因病毒而异。

吸附与进入

T4噬菌体先以其尾丝与大肠杆菌表面受体结合,随后尾鞘收缩,**出的尾轴穿入细菌外壁,把头部内储存的DNA注射到细菌体内。动物病毒也是先与细胞受体结合,以后或是靠细胞的吞噬作用进入,或是病毒包膜与细胞质膜融合后使核壳进入。植物病毒则是通过伤口侵入或通过媒介昆虫直接注入。一般情况下,病毒均须经脱壳,即脱去外被的蛋白质释放核酸,才能进行下一步复制。

基因表达

将其核酸上的遗传信息转录成信使核糖核酸,然后再翻译成蛋白质。一般在核酸复制以前的称早期基因表达,所产生的早期蛋白质,有的是核酸复制所需的酶,有的能抑制细胞核酸和蛋白质的合成;在核酸复制开始以后的称晚期基因表达,所产生的晚期蛋白质主要是构成毒粒的结构蛋白质。早期和晚期蛋白质中都包括一些对病毒复制起调控作用的蛋白质。 曰转录

因病毒核酸的类型而异,共有6种方式:双链DNA的病毒如SV40,其转录方式与宿主细胞相同;含单链DNA的病毒如小DNA病毒科,需要通过双链阶段后再转录出mRNA;含单链正链RNA的病毒如脊髓灰质炎病毒、烟草花叶病毒和Qp噬菌体,其RNA可直接作为信使,利用宿主的蛋白质合成机器合成它所编码的蛋白质;含单链负链RNA的病毒如水疱性口炎病毒和流感病毒,需先转录成互补的正链作为其mRNA,ssRNA的反录病毒如鸡肉瘤病毒和白血病病毒,需先经反转录成dsDNA而整含到宿主染色体中,于表达时再转录成mRNA,含dsRNA的呼肠孤病毒,则以保守型复制方式转录出与原来双链中的正链相同的mRNA。

近年来发现有些病毒(如腺病毒和SV40)的基因是不连续的,有外显子与内含子之分,转录后有剪接过程,把内含子剪除而把外显子连接起来,才有mRNA的功能。多数病毒的mRNA还需经过其他加工,如在5.端加上”帽子”结构和在3.端加上多聚腺嘌呤核苷酸。

病毒基因转录所需酶的来源也不相同,如小:DNA病毒科、乳多泡病毒科所需依赖于DNA的.RNA多聚酶,都是利用宿主原有的酶;而弹状病毒科、正粘病毒科、副粘病毒科和呼肠孤病毒科所需的依赖于RNA的RNA多聚酶,以及反录病毒科所需的反转录酶,都是病毒粒自备的。

EV71肠道病毒

据专家介绍,肠道病毒EV71是人肠道病毒的一种,简称EV7Ⅱ,一年四季都可发生,常见于4—9月,主要通过唾液、疱疹液、粪便污染的手、毛巾、手绢、牙杯、玩具、食具、奶具及**用品、内衣等密切接触传播,常引起儿童手足口病、病毒性咽峡炎,重症患儿可出现肺水肿、脑炎等,统称为肠道病毒EV71感染疾病。该病多发生于儿童,尤其3岁以下婴幼儿多发,少数病情较重,严重的会引起死亡。

患儿感染肠道病毒EV71后,多以发热起病,一般为38℃左右,发热同时在口腔、手足、臀部出现皮疹,或出现口腔黏膜疱疹。

部分病人早期有咳嗽等感冒样表现。发热1—2天后开始出现皮疹,通常出现在手掌和足底,也可以出现在臀部。有的患儿不发热,只表现为手、足、臀部皮疹或疱疹性咽峡炎,病情较轻。大多数患儿在一周以内体温下降、皮疹消退,病情恢复。

中国疾病预防控制中心专家介绍说,如果发现孩子发烧、有皮疹等症状,尽快到正规医院就诊。孩子患病后应暂停去幼儿园和学校,避免传染给他人,防止再感染其他疾病。

专家强调,患儿的家庭应使用肥皂、84消毒液对日常用品、玩具、尿布进行消毒,对奶具、餐具煮沸消毒。患儿粪便及其他排泄物可用消毒剂或漂白粉消毒;将衣被阳光暴晒,室内保持通风换气。

春夏是肠道病毒感染容易发生的季节,要讲究环境卫生、食品卫生和个人卫生。不喝生水、不吃生冷食物、饭前便后洗手、保持室内空气流通。尽量不要带婴幼儿去人群密集的场所;哺乳的母亲要勤洗澡、勤换衣服、喂奶前要清洗**。

在托幼机构、小学等儿童集体生活、学习的场所,专家建议要做好晨间体检,发现有发热、皮疹的孩子,要立即要求家长带小孩去医院就诊,同时报告相关部门。如发现有发热、皮疹的孩子后,要立即对玩具、被褥、桌椅等进行消毒;同时做好食堂、卫生间、教室等的消毒处理。

,危害:致瘤作用

有一些病毒能诱发良性肿瘤,如痘病毒科的兔纤维瘤病毒、人传染性软疣病毒和乳多泡病毒科的**瘤病毒;另有一些能诱发恶性肿瘤,按其核酸种类可分为DNA肿瘤病毒和RNA肿瘤病毒。DNA肿瘤病毒包括乳多泡病毒科的SV40和多瘤病毒,以及腺病毒科和疱疹病毒科的某些成员,从肿瘤细胞中可查出病毒核酸或其片段和病毒编码的蛋白,但一般没有完整的病毒粒。RNA肿瘤病毒均属反录病毒科,包括鸡和小鼠的白血病和肉瘤病毒,从肿瘤细胞中可查到病毒粒。这两类病毒均能在体外转化细胞。在人类肿瘤中,已证明EB病毒与伯基特淋巴瘤和鼻咽癌有密切关系;最近,从一种T细胞白血病查到反录病毒。此外,Ⅱ型疱疹病毒可能与宫颈癌病因有关,乙型肝炎病毒可能与肝癌病因有关。但是,病毒大概不是唯一的病因,环境和遗传因素可能起协同作用。

生物病毒的好处

1.噬菌体可以作为防治某些疾病的特效药,例如烧伤病人在患处涂抹绿脓杆菌噬菌体稀释液;

2.在细胞工程中,某些病毒可以作为细胞融合的助溶剂,例如仙台病毒;

3.在基因工程中,病毒可以作为目的基因的载体,使之被拼接在目标细胞的染色体上;

4.在专一的细菌培养基中添加的病毒可以除杂;

5。病毒可以作为精确制导药物的载体;

6.病毒可以作为特效杀虫剂;

7.病毒还在生物圈的物质循环和能量交流中起到关键作用。

病毒疫苗对人类有防病毒有好处——促进了人类的进化,人类的很多基因都是从病毒中得到的。

病毒是一种非细胞生命形态,它由一个核酸长链和蛋白质外壳构成,病毒没有自己的代谢机构,没有酶系统。因此病毒离开了宿主细胞,就成了没有任何生命活动、也不能独立自我繁殖的化学物质。一旦进入宿主细胞后,它就可以利用细胞中的物质和能量以及复制、转录和转译的能力,按照它自己的核酸所包含的遗传信息产生和它一样的新一代病毒。

病毒基因同其他生物的基因一样,也可以发生突变和重组,因此也是可以演化的。因为病毒没有独立的代谢机构,不能独立的繁殖,因此被认为是一种不完整的生命形态。近年来发现了比病毒还要简单的类病毒,它是小的RNA分子,没有蛋白质外壳,但它可以在动物身上造成疾病。这些不完整的生命形态的存在说明无生命与有生命之间没有不可逾越的鸿沟。