顾氏小体

天花病毒引起的烈性传染病

天花是由天花病毒引起的一种烈性传染病，在世界范围被人类消灭的第一个传染病！

天花介绍

据报载，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，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。

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