第二十五章 其他病毒与朊粒
朊病毒概述
朊病毒概述摘要:Prion是感染性蛋白质，能引发疯牛病等海绵状脑病，该病毒蛋白是一种膜糖蛋白，至少有两种基本形式，即PrPc与PrPsc，对紫外线及消毒剂有很强的抵抗力。
朊蛋白基因是单拷贝基因，高度保守，但在物种间可能存在易感性相关基因。
本文主要介绍朊病毒的分子结构特征及其增殖方式、感染机制及其检测方法，使我们对朊病毒有个比较充分的了解关键词:阮病毒分子结构感染机制检测方法前言20世纪末，病毒界出现了一个神秘而崭新的名词——朊病毒(Prion)，它与细菌、真菌、病毒及类病毒完全不同，有其独特的结构以及发病机制。
它引起的疾病具有散发性、传染性、家族性、疫原性等特点，这些病如人的库鲁氏病、克一雅氏病及疯牛病都是无药可救的。
过去，人们对其病原提出了种种假说，但直到1982年Prusine提出Prion(蛋白浸染子)假说，对朊病毒的研究才取得了突破性进展。
此后，人们对朊病毒的研究也就步入了一个新阶段，对它的研究也越来越深入1( 朊病毒概念的产生1982年，美国生理学家Prusiner及其同事，在大量实验的基础上，突破经典病毒学理论而提出朊病毒(prion)的概念，认为绵羊瘙痒病的病原体是一种尚未证实有核酸结构的蛋白质侵染颗粒(proteinaeeous infectious particles)，并将其称为朊病毒蛋白(prion protein)，简称为PrP。
正常PrP(PrPc)转变为致病PrP(PrPSe)，从而引发了一系列神经系统退行性疾病，又叫做传染性海绵状脑病(transmissiblespongformeneephalopathies，TSE~)。
Prion概念的提出不仅提供了一个疾病既能传染又能遗传的假设，而且解释了至今未明的神经系统疾病的部分原因。
TSEs是一组神经退行性疾病，包括疯牛病(mad COW dis—e够e，MCD)，即牛海绵状脑病(bo~ne spongiform encephMopa—thy，BSE)，羊瘙痒症(serapie)，克一雅氏病(Creutzfeldt—Jakobdisease，CJD)，GSS综合征(Gersrmann—Straussler—Scheikerg disease，GSS)和致死性睡眠综合征(fatal familial insomnia，FFI)等。
病毒和朊病毒ppt课件
No.3
Shanghai Jiao Tong University
禽流感病毒正在侵染细胞（2007年） 病毒学（Virology）：研究病毒（virus）的本质及其与 宿主的相互作用的科学。
No.4
Shanghai Jiao Tong University
Shanghai Jiao Tong University
1900年前后，包括口蹄疫（foot and mouth disease）在内的 多种动植物疾病病原体的滤过性特性被证明。
filterable viruses（滤过性病毒）
viruses（病毒）
1935年，W M Stanley首次提纯并结晶了烟草花叶病毒； Bawden等证明烟草花叶病毒的本质为核蛋白；
白质。
结构蛋白
构成一个形态成熟的有感染性的病毒颗粒所必 需的蛋白质。
壳体蛋白； 包膜蛋白； 存在于毒粒中的酶；
保护作用 启动感染
（决定感染的特异性）
参与病毒的入侵或复制
（如逆转录酶等）；
Shanghai Jiao Tong University
六、 病毒的复制
病毒感染敏感宿主细胞后，病毒核酸进入细胞，通过其复制与 表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质，然后由这些新合成的 病毒组分装配（assembly）成子代毒粒，并以一定方式释放到 细胞外。病毒的这种特殊繁殖方式称做复制（replication）。
1898年，M W Beijerinck对烟草花叶病病原体的研究结果：
✓ 能通过细菌滤器； ✓ 可被乙醇沉淀而不失去其感染性， ✓ 能在琼脂凝胶中扩散； ✓ 用培养细菌的方法不能被培养出来，推测只能在植物活细胞中生活；
朊病毒
生化抗性
病毒粒子的结构；经负染
后才见到聚集而成的 棒状 体，其大小约为 10-250 x 100-200纳米。 免疫抗性
通过研究还发现，朊病毒
对多种因素的灭活作用表 现出惊人的抗性
总体上说，凡能使蛋白质消化、变性、 修饰而失活的方法，均可能使朊病毒失 活；凡能作用于核酸并使之失活的方法， 均不能导致朊病毒失活。由此可见，朊 病毒本质上是具有感染性的蛋白质。
1997
当年春天“疯牛病”在英国以 至于全世界引起的一场空前的
发现水貂脑软化病，症状 与“羊搔痒症”相似。后 又陆续发现了马鹿和鹿的 慢性消瘦病、猫的海绵状 脑病
1996
恐慌，甚至引发了政治与经济 的动荡，一时间人们“谈牛色 变”
1947
1982
斯坦利 ·普鲁辛 纳发现了一种 新型的生物 — 人类在绵羊和 —朊病毒
通俗的说： DNA 制造 RNA ， RNA 制造蛋白 质，蛋白质反过来 协助前两项流程，
并协助DNA自我复制
朊病毒的生理增殖
中心法则
性质结构
致病机制
01
03
05
02
04
法则挑战 从理论上讲，“中心法则” 认为DNA复制是“自我复制”， 即DNA-DNA，而朊病毒蛋白是 “自他复制”。这对遗传学 理论有一定的补充作用。但 也有矛盾，即“DNA→蛋白质” 与“蛋白质→蛋白质”之间 朊病毒已经超出了经典病毒学 的生物学概念，研究表明，蛋 白质在特定条件下发生突变或 构型上的变化，由良性变为恶 性，即变为具有传染性的蛋白 质颗粒，这一观点向传统观点 提出了强有力的挑战。
朊病毒的生理增殖
中心法则
性质结构
致病机制
01
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朊病毒
研究人员发现了一个突破口：这种具有感染性的因子主要由被称为PrP的蛋白质组成的。这种蛋白质可以在 细胞的质膜上找到（具体功能还不了解），但是具有感染性的因子PrpSC与正常因子PrPC在形状上有一点不同。 科学家推测这种变形的蛋白质会引起正常的PrPC转变成具有感染性的蛋白质，这种连锁反应使得正常的蛋白质和 致病的蛋白质因子都成为新病毒的材料。在这个假说被提出来以后，产生PrP的基因被抽离出来，产生不同形状 的突变基因被成功的定义和复制，研究实验鼠的结果为这个假说提供了支持，这些证据是强有力的，但并不是无 可争议的。
朊病毒
病原因子
01 简介
03 认识过程 05 动物致病
目录
02 特性 04 动物传播史 06 传染给人
07 预防
09 研究进展
目录
08 假说 010 两获殊荣
基本信息
朊病毒（Prion），又称朊粒、蛋白质侵染因子、毒朊或感染性蛋白质，是一类能侵染动物并在宿主细胞内 无免疫性疏水蛋白质。
朊是蛋白质的旧称，朊病毒意思就是蛋白质病毒，朊病毒（prion）严格来说不是病毒，是一类不含核酸而 仅由蛋白质构成的具感染性的因子。
特性
特性
朊病毒与常规病毒一样，有可滤过性、传染性、致病性、对宿主范围的特异性，但它比已知的最小的常规病 毒还小得多（约30～50nm）；电镜下观察不到病毒粒子的结构，且不呈现免疫效应，不诱发干扰素产生，也不受 干扰作用。朊病毒对人类最大的威胁是可以导致人类和家畜患中枢神经系统退化性病变，最终不治而亡。因此世 界卫生组织将朊病毒病和艾滋病并立为世纪之最危害人体健康的顽疾。
阮病毒
三是强基础，加强对朊病毒发病机理、传染途径、灭活消 毒手段的研究。
朊病毒 - 朊病毒发现的意义
从理论上讲，“中心法则”认为DNA复制是“自我复制”，即 DNA～DNA，而朊病毒蛋白是PrP→PrP，是为“自他复制”。这 对遗传学理论有一定的补充作用。但也有矛盾，即”DNA→蛋白质” 不“蛋白质→蛋白质”之间的矛盾。 对这一问题的研究会丰富生物学有关领域的内容；对病理学、 分子生物学、分子病毒学、分子遗传学等学科的发展至关重要，对 探索生命起源不生命现象的本质有重要意义。 从实践上讲，其对人畜健康；为揭示不痴呆
有关的疾病（如老年性痴呆症、帕金森病）的生物学 机制、诊断不防治提供了信息，幵为今后的药物开发 和新的治疗斱法的研究奠定了基础
朊病毒 - 朊病毒研究两获殊荣
1976年美国国立卫生研究院的Gajdusek和Gibbs 不澳大利亚Zigas等人合作共同研究震颤性疾病，幵通过 一系列的实验证实震颤病不羊搔痒症、人早老性痴呆属于 同一病原感染，Gajdusek由此获得1976年诺 贝尔生理学和医学奖。 美国加州大学神经病学与家StanleyB· Prusiner 等提出，朊病毒是一种传染性蛋白质颗粒，丌含 有核酸，可自身复制，Prusiner凭借对朊病毒的 研究获得1997年诺贝尔生理学和医学奖。
阮病毒简介
张姜琳
学号
朊病毒 - 概述
朊病毒又称蛋白质侵染因子（又称 毒阮）。朊病毒是一类能侵染动物幵 在宿主细胞内复制的小分子无免疫性 疏水蛋白质。 朊是蛋白质的旧称，朊病毒意思 就是蛋白质病毒。 朊病毒是一类能引起哺乳动物和 人的中枢神经系统病变的传染性的病 变因子，Prusiner认为它是一种蛋白 质侵染颗粒。大量的集中对羊瘙痒的 病原因子的研究。
朊病毒
朊病毒简介朊病毒又称蛋白质侵染因子（又称毒阮）。
朊病毒是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性疏水蛋白质。
朊是蛋白质的旧称，朊病毒意思就是蛋白质病毒，是唯一不用DNA，RNA作遗传物质的病毒。
朊病毒是一类能引起哺乳动物和人的中枢神经系统病变的传染性的病变因子，美国生物学家斯垣利·普鲁辛纳（Prusiner）认为它是一种蛋白质侵染颗粒。
病毒概述严格意义上讲，病毒为非生物。
它们无细胞结构且个体积微小，其构成很特别，仅由核酸和蛋白质构成。
核酸（DNA或RNA）在病毒的遗传上起着重要作用，而蛋白质外壳只对核酸起保护作用，本身并没有遗传性。
这是人们对病毒的基本认识。
然而，随着人们对一些疾病的深入研究，科学家们发现，还有一类物质与一般病毒不一样，它只有蛋白质而无核酸，但却既有感染性，又有遗传性，并且具有和一切已知传统病原体不同的异常特性。
它就是朊病毒。
病毒研究用朊病毒命名朊粒（prion)不大恰当，朊粒的生物性状与病毒差异很大，它的发现，提示在传统的传染病病原微生物及寄生虫之外，又增加了一种全新类型的病原因子，其生物学位置还未确定。
朊病毒就是蛋白质病毒，是只有蛋白质而没有核酸的病毒。
1997年诺贝尔医学或生理学奖的获得者美国生物学家斯垣利·普鲁辛纳（S. B. Prusiner）就是由于研究朊病毒作出卓越贡献而获此殊荣的。
朊病毒不仅与人类健康、家畜饲养关系密切，而且可为研究与痴呆有关的其他疾病提供重要信息。
就生物理论而言，朊病毒的复制并非以核酸为模板，而是以蛋白质为模板，这必将对探索生命的起源与生命现象的本质产生重大的影响。
病毒特性朊病毒与常规病毒一样，有可滤过性、传染性、致病性、对宿主范围的特异性，但它比已知的最小的常规病毒还小得多（约30～50nm）。
电镜下观察不到病毒粒子的结构，且不呈现免疫效应，不诱发干扰素产生，也不受干扰作用。
朊病毒对人类最大的威胁是可以导致人类和家畜患中枢神经系统退化性病变，最终不治而亡。
朊病毒分子生物学
一、朊病毒（virino）的发现
1982 年,美国的Pruisner 博士和他的同 事分离纯化出一种高度感染性的特殊糖蛋 白,称为抗蛋白酶蛋白( PrP) , 经实验认为羊 痒病的感染因子可能是一种不含核酸的蛋 白质,并取名为朊病毒蛋白。
二、朊病毒的来源
朊病毒一直存在于世界，是正常基因在 129位编码缬氨酸或甲硫氨酸位置发生突 变。
• Prion的结构模型，左PrPc，右PrPSc
朊病毒的核磁共振图谱
四、人和动物朊病毒病
人阮病毒病：
1：克雅氏综合症(CJD)
克雅氏病是罕见的早老性痴呆病，其潜伏期可长达十年， 发病后期人的大脑被毁损，最后昏迷死亡。在欧洲、美洲、 大洋洲等各地的发病率约为百万分之一。
2：库鲁病（Ku—rmm)
2、结晶假说
该假说认为PrP蛋白在有PrPSc分子的情 况下形成结晶时，晶格中的PrPc分子有α螺 旋构象转变成PrPSc的β折叠构象.由此可见 PrP蛋白的构象转变并无核酸活动的参与。
3、构型诱变假说
PrPSc可诱导正常的PrPc转变成PrPSc，这一转 变完全是翻译后过程，为蛋白质的二级结构发生 变异。正常的PrPc主要由4个α螺旋环组成，其氨 基端有15个氨基酸是PrPSc 的结合区域；当有 PrPSc 与之接触后，PrPc就会发生构象改变，α 螺旋减少，β折叠增多 ，继而转变成PrPSc。改 变前后在蛋白质特异性方面存在较大差异。
1、逆中心法则假说
Prion发现之前，我们认为所有的病原体都 是通过核酸进行复制的。
Protein hypothesis阐述，蛋白质结构也可 以不依赖核算进行复制，这一假设完全颠 覆了中心法则中遵循的核酸是复制信息的 中心
Central dogma of molecular biology
奇妙的微小生物——朊病毒
结果，它们的脑中 果然有像库鲁病一样 的斑块和海绵状孔洞。 结论已经很明显了： 有某种病原体在脑中 滋生导致了库鲁病， 并且可以传染给其他 人，甚至是其他灵长 类动物。
虽然库鲁病的原凶似乎找到了，但是它的传播途径依然是个迷。 如果它真的像其他病毒那样传染的话，为什么来此地考察的科学 家们无一感染这种疾病呢？
朊（ruǎn）病毒：又称朊粒、蛋白质侵染因子、 毒朊或感染性蛋白质，是一类能侵染动物并在宿主 细胞内复制的小分子无免疫性疏水蛋白质。
朊是蛋白质的旧称，朊病毒意思就是蛋白质病毒，
朊病毒严格来说不是病毒，是一类不含核酸而仅由 蛋白质构成的可自我复制并具感染性的因子。它的 复制方式是（尚未明确）。
朊病毒是一类能引起哺乳动物和人的中枢神经系统 病变的传染性的病变因子，美国生物学家斯垣利·普 鲁库鲁病的传播很可 能与法雷人的食人习俗有关。但是，仍有两件事情解 释不通。第一，法雷人的食人习俗规定，只有妇女才 有权利吃掉死者的脑，为什么孩子们也会被传染？第 二，在西方传教士的不懈努力下，法雷人的食人习俗 在1950年代就已经彻底废除了，为什么库鲁病人仍不 断出现？
2019年春季和夏季，“僵尸鹿 病毒正在北美蔓延”的新闻不断 出现，引起了人们的关注。难道 僵尸这东西真有其事？这种“僵 尸鹿病毒”会不会传染给人类， 把我们也变成僵尸？面对这些疑 问，病毒倘若有知，怕是要哭晕 在厕所了，因为它们实在是比窦 娥还冤。
导致“僵尸鹿”的罪魁祸首是
一种“朊病毒”。名字中虽有 “病毒”二字，但它根本就不是 一种病毒，而是一类有点特别的 蛋白质。虽然不是病毒，但朊病 毒的可怕之处却丝毫不逊于病毒， 甚至有过之而无不及。著名的疯 牛病就是朊病毒引起的，而我们 的多种神经疾病，比如阿尔茨海 默病和帕金森病等，都与朊病毒 有着千丝万缕的联系。朊病毒从 何而来？又为什么会有如此巨大 的威力？这一切要从巴布亚新几 内亚丛林深处的食人族说起。
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4/9/2019
三、微生物学检查法
（一）病毒分离培养
（二）病毒抗原、核酸的测定
ELISA法、免疫印迹试验、RT-PCR、荧光实时定量PCR （三）病毒抗体的检测 1.初筛实验 ELISA法、间接荧光法、间接凝集试验用作 抗体检测以初筛，阳性者再行重复试验、确证试验； 2.确证试验 免疫印迹法、放射性免疫沉淀试验是HIV血 清学检测中最常用的确证试验，被用来排除假阳性。
4/9/2019
四、防治原则
1.广泛地开展宣传教育，普及防治知识，认识本病传 染源、传播方式及最终结局； 2.建立HIV感染和艾滋病的监测系统，掌握流行动 态。对高危人群实行监测，严格管理艾滋病人及HIV 感染者； 3.对供血者进行HIV抗体检测，确保输血和血液制品 安全； 4.加强国境检疫，防止本病传入。
典 型 期
持续发热、盗汗、体重减轻、慢性腹泻、全 身淋巴结肿大、PLT减少、口腔和皮肤真菌感染 (舌上白斑)或其他免疫缺陷表现。合并严重的机 会感染，导致难以控制而死亡。 机会感染：常见巨细胞病毒、白色念珠菌、卡氏 肺孢子 虫、弓形虫感染； 恶性肿瘤：30%Kaposi肉瘤、恶性淋巴瘤 神经系统异常： 脑是HIV感染的重要部位， 60%AIDS痴呆症，记忆衰退、偏瘫、颤抖、痴呆 等。5年死亡率90%，多在2年内死亡。
4/9/2019
2.致病机制
侵入人体
CD4分子细胞 TH细胞
CD4受体低表达细胞
侵 犯 侵入人体
M￠
树突状 细胞 皮肤朗格 汉斯细胞
4/9/2019
× × × ×
细胞免疫功能低下，淋巴细胞数减少， CD4/CD8倒置，IV型超敏反应减弱或消失， 细胞增生反应降低，细胞毒反应下降。
细胞功能受损，携带HIV播散至全 身。还可进一步影响体液免疫功能。
典型 AIDS
4/9/2019
小儿艾滋病的特殊表现 小儿艾滋病中，70%～ 75%来源于母婴垂直传播（宫内、产道及哺乳）， 20%来源于输血及血液制品。潜伏期比成人短，有特 殊的临床表现，主要为：
①生长发育异常 ④肺部病症 ⑥淋巴结和腮腺肿大 ②神经系统损害 ⑤皮肤粘膜病变 ⑦恶性肿瘤。 ③慢性腹泻、衰竭和营养不良
第二十五章 其他病毒及朊粒
曹元应
4/9/2019
知识要点
1. 人类免疫缺陷病毒 2. 虫媒病毒和出血热病毒 3. 单纯疱疹病毒 4. 其他病毒及阮粒
4/9/2019
学习目标
1．掌握AIDS的含义、HIV的传播途径、致病特点 及防治原则； 2．掌握乙型脑炎病毒、狂犬病毒的感染途径、 所致疾病及防治原则； 3．熟悉疱疹病毒的种类、感染特点及与肿瘤的 关系； 4．了解登革热病毒、出血热病毒、人乳头瘤病 毒及朊粒的传播途径及所致疾病。
4/9/2019
5.尚无理想疫苗进行特异性预防。目前选择基因工程 方法研制疫苗。
6.药物治疗：
（1）核苷类逆转录酶抑制剂，如叠氮脱氧胸苷（AZT）、齐 多夫定等； （2）非核苷类逆转录酶抑制剂，如地拉韦啶和奈韦拉平等； （3）蛋白酶抑制剂，如利托那韦。
4/9/2019
第二节
虫媒病毒和出血热病毒
4/9/2019
Kaposi肉瘤
4/9/2019
在AIDS患者中念珠菌属感染是很常见的, 象鹅 口疮（上图）尽管不危及生命但十分讨厌.播 散性感染是少见的, 左图为念珠菌性肺炎，其 类似于细菌性支气管肺炎.
4/9/2019
4.免疫性
HIV感染后可刺激机体产生包膜蛋白抗体和 核心蛋白抗体。在HIV携带者、患者血清中 测出低水平的抗病毒中和抗体，在体内有保 护作用。但抗体不能与单核巨噬细胞内的病 毒接触，且HIV包膜蛋白易发生抗原性变异， 使中和抗体不能发挥应有的作用。
二、致病性与免疫性
• 1.传染源与传播途径 • 传染源 为 HIV感染者，其血液、阴道分泌液、精液、
乳汁、唾液等标本中均可分离到HIV。
• 传播途径
• ①性传播 是HIV的主要传播方式。 • ②血液传播 包括输入带有HIV的血液、血液制品或使用 未消毒彻底的注射器等医疗器械传播，静脉吸毒者共用不 经消毒的注射器和针头造成严重感染。 • ③母婴传播 包括经胎盘、产道和哺乳途径传播。
4/9/2019
前 言 人类免疫缺陷病毒 虫媒病毒和出血热病毒 单纯疱疹病毒 水痘-带状疱疹病毒 狂犬病病毒 人乳头瘤病毒 朊粒
4/9/2019
第一节 人类免疫缺陷病毒
人类免疫缺陷病毒（HIV） 是获得性免疫缺陷综合征（AIDS）的病原体， 俗称艾滋病病毒。 我国1985年发现首例AIDS患者。
• 一、虫媒病毒
虫媒病毒也称节肢动物 媒介病毒，是一大类通 过吸血节肢动物叮咬人、 家畜及野生动物而传播 的病毒，分属14个病毒 科。能引起人类感染的 有100多种。 硬蜱
4/9/2019
（一）流行性乙型脑炎病毒 流行性乙型脑炎病毒简称乙脑病毒，是流 行性乙型脑炎的病原体。传播媒介为蚊。
4/9/2019
一、生物学性状 1.形态与结构 形态：球形(100~120nm)
包膜：糖蛋白刺突：gp120（刺突）
gp41（跨膜）结构核心 两条相同单股正链RNA 核酸内切酶 反转录酶
4/9/2019
2.培养特性
HIV仅感染具有表面 分子CD4的T细胞、巨 噬细胞，因此实验室 常用新鲜正常人或患 者自身T细胞培养病 毒。
4/9/2019
3.HIV的变异
HIV具有高度变异性。包膜糖蛋白抗 原的变异与HIV流行和逃避宿主免疫 应答密切相关，对制备抗感染疫苗
和AIDS防治有重大意义。
4/9/2019
4.抵抗力 （四）抵抗力
56℃30min
室温
7天
灭活
4/9/2019
0.5%次氯酸钠 35%异丙醇 70%乙醇 50%乙醚 0.3%和H2O2 10-30min
4/9/2019
3.所致疾病
急 感染初期病毒大量复制，约2-3个月出现发 性 期 热、咽炎、皮疹等，持续1-2周
潜 大多数病毒以前病毒形式整合于宿主细胞染 伏 期 色体上潜伏下来，此期可长达6个月-10年 潜伏病毒被激活，大量繁殖引起免疫损伤， 出现临床症状，即AIDS相关综合征期
4/9/2019