病毒的简介及其分类应用 病毒(Virus)由一种核酸分子(DNA或RNA)与蛋白质 (Protein)构成或仅由蛋白质构成（如阮病毒）。病毒个体微小， 结构简单。病毒没有细胞结构，由于没有实现新陈代谢所必需的基 本系统，所以病毒自身不能复制。但是当它接触到宿主细胞时，便 脱去蛋白质外套，它的核酸（基因）侵入宿主细胞内，借助后者的 复制系统，按照病毒基因的指令复制新的病毒。 中文名病毒，外文名Virus遗传物质DNA或RNA治疗方式干扰 素化学组成DNA或RNA、蛋白质 病毒特征 病毒是颗粒很小、以纳米为测量单位、结构简单、寄生性严 格，以复制进行繁殖的一类非细胞型微生物。病毒是比细菌还小、 没有细胞结构、只能在细胞中增殖的微生物。由蛋白质和核酸组 成。 大部分要用电子显微镜才能观察到。 原指一种动物来源的毒素。“viUs”一词源于拉丁文。病毒能 增殖、遗传和演化，因而具有生命最基本的特征，至今对它还没有 公认的定义。其主要特点是： ①形体极其微小，一般都能通过细菌滤器，因此病毒原叫“滤 过性病毒”，必须在电子显微镜下才能观察。 ②没有细胞构造，其主要成分仅为核酸和蛋白质两种，故又称 “分子生物”； ③每一种病毒只含一种核酸，不是DNA就是RNA ④既无产能酶系，也无蛋白质和核酸合成酶系，只能利用宿主 活细胞内现成代谢系统合成自身的核酸和蛋白质成分。 ⑤以核酸和蛋白质等“元件”的装配实现其大量繁殖。 ⑥在离体条件下，能以无生命的生物大分子状态存在，并长期 保持其侵染活力。 ⑦对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感
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。 简单理解 病毒，是一类不具细胞结构，具有遗传、复制等生命特征的微 生物。一般为球状病毒、杆状病毒和蝌蚪状病毒。 病毒同所有的生物一样，具有遗传、变异、进化的能力，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 制成蛋白质结品，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： 从遗传物质分类：DNA病毒、RNA病毒、蛋白质病毒（如：朊病 毒) 从病毒结构分类：真病毒(Euvirus,简称病毒)和亚病毒 (Subvirus,.包括类病毒、拟病毒、朊病毒) 从寄主类型分类：噬菌体（细菌病毒）、植物病毒([1]如烟 草花叶病毒)、动物病毒（如禽流感病毒、天花病毒、HV等） 从性质来分：温和病毒（Ⅳ）、烈性病毒（狂犬病毒）。 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)丝状 病毒6)链状病毒：(7)有包膜的球状病毒：(8)具有球状头部的病毒： (9封于包含体内的昆虫病毒。 病毒粒的对称体制： 病毒粒的对称体制只有两种，即螺旋对称（代表烟草花叶病 毒)和二十面体对称（等轴对称，代表腺病毒）。一些结构较复杂 的病毒，实质上是上述两种对称相结合的结果，故称作复合对称 (代表T偶数噬菌体) 病毒的大小
多数病毒直径在100nm(20ˇ200nm),较大的病毒直径为300 450纳米(nm),较小的病毒直径仅为18-22纳米 病毒的组成 病毒主要由内部的遗传物质和蛋白质外壳组成。由于病毒是 类非细胞生物体，故单个病毒个体不能称作"单细胞”，这样就产生 了病毒粒或病毒体(virior)。病毒粒有时也称病毒颗粒或病毒粒子 (virus particle),专指成熟的、结构完整的和有感染性的单个病 毒。核酸位于它的中心，称为核心(core)或基因组(genome),蛋 白质包围在核心周围，形成了衣壳(capsid).衣壳是病毒粒的主要支 架结构和抗原成分，有保护核酸等作用。衣壳是由许多在电镜下可 辨别的形态学亚单位(subunit) -衣壳粒(capsomere)所构 成。核心和衣壳合称核心壳(nucleocapsid)。有些较复杂的病 毒， (一般为动物病毒，如流感病毒)，其核心壳外还被一层含蛋 白质或糖蛋白(glycoprotein)的类脂双层膜覆盖着，这层膜称为 包膜(envelope)。包膜中的类脂来自宿主细胞膜。有的包膜上还 长有刺突(sDk)等附属物。韵膜的有无及其性质与该病益的宿主 专一性和侵入等功能有关。昆虫病毒中有1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、增殖、成熟（装配）、裂解（释放）。 病毒的结构 病毒结构1.病毒的基本结构 有核心和衣壳，二者形成核衣壳。核心位于病毒体的中心，为核 酸，为病毒的复制、遗传和变异提供遗传信息：衣壳是包围在核酸 外面的蛋白质外壳。 衣壳的功能：①具有抗原性：②保护核酸：③介导病毒与宿主 细胞结合。 2.病毒的辅助结构 有些病毒核衣壳外还有一层脂蛋白双层膜状结构，是病毒以出 芽方式释
病毒结枸放，穿过宿主细胞膜或核膜时获得的，称之为包膜。 在包膜表面有病毒编码的糖蛋白，镶嵌成钉状突起，称为刺突。有 包膜病毒对有机溶剂敏感。 包膜功能：①保护核衣壳：②促进病毒与宿主细胞的吸附：③具有 抗原性。 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，区别于病毒的非 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，里面裹着DNA或者RNA,甚至单独的蛋 白质和单独的DNA、RNA游离。 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。 特性介绍 病毒性质的两重性： 一、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，并月 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。 二、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，块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外壳来编码， 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。 三、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。 对病毒的概念可以是：病毒是代谢上无活性，有感染性，而不一定 有致病性的因子，他们小于细胞，但大于大多数大分子，他们无例 外地在生活细胞内繁殖，他们含有一个蛋白质或脂蛋白外壳和一种 核酸，DNA或RNA,甚至只含有核酸而没有蛋白质，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”。 病毒分类 结构分类 国际病毒分类委员会(1CTV)第七次报告(1999)，将所有已 知的病毒根据核酸类型分为DNA病毒一 一单股DNA病毒，DNA病毒 双股DNA病毒，DNA与RNA反转录病毒，RNA病毒 一双股RNA 病毒，RNA病毒 一单链、单股RNA病毒，裸露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pr ion(传染性蛋白质颗粒或朊病毒)。 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。 Cafeteria roenbergensis病毒 Cafeteria roenbergensis病毒的发现模糊了什么是活的有机 体，以及什么是非生命之间的界限。Cafeteria roenbergensis,是 一种世界上最大、最复杂的海洋病毒，该病毒主要感染那些吃海洋 生态系统中非常重要和分布广泛的浮游生物的掠食者。大多数的病 毒都是轻装旅行的。它们仅仅携带了合成新病毒所需的少量基因， 并依赖其宿主的机制来完成剩下的工作。2010年10月，加拿大温 哥华市不列桶哥伦比亚大学的Matthias G.Fischera和同事发现了一种被称Cafeter iaroenbergensis 飞病毒 -它携带了令人难以置信的约73万个脱氧核糖核酸 (DNA)碱基对，其中包括超过500个类似于基因的区域。2010年 10月25日，研究人员在美国《国家科学院院刊》(PNAS)网络版 上报告了这一研究成果。这也使得这种病毒成为已知最大的海洋病 毒，它甚至比一些细菌所具有的DNA还要多。 这种病毒主要感染那些吃海洋生态系统中非常重要和分布广泛 的浮游生物的掠食者。这种病毒的基因组比一些细胞生物的基因组 还大。此外，Cafeteria
roenbergensis病毒成为日前(2010年10月)已知的世界最大 海洋病毒和第二大病毒，排名仅次于淡水病毒 一多噬棘阿米巴模 仿病毒，后者拥有120万个碱基对。这种病毒可能还是一大组未知 但是具有生态重要性的海洋巨型病毒的代表。 研究人员推测，与较小的病毒相比，例如艾滋病病毒（Ⅳ）或 疹病毒，这种病毒一能够感染Cafeteria roenbergensis,后 者是一种猎食性的单细胞有机体，能够捕食海洋中的细菌和其他病 -在其蛋白质的合成过程中扮演了一个更加积极的角色。研究 人员指出，这种病毒拥有大量基因，这些基因通常被活细胞用于修 复它们的DA损伤以及合成蛋白质和糖。它还拥有编码病毒复制需 要但是必须从宿主生物那里获取的一些蛋白质的基因。 科学家一般不会把病毒划归为活的生物体，这是因为病毒无法 独立复制，但是像这样的巨大病毒 一具有它们自己的蛋白质合成 机制以及其他通常在活体细胞中才能够完成的功能一模糊了什么 是活的有机体，以及什么是非生命之间的界限。唯一已知的较大病 毒能够感染一种淡水变形虫，且被认为是一个近亲。 流感病毒是根据其表面结构来命名的。H代表了血凝素，它的 作用是让病毒能够结合宿主细胞：代表了神经氨酸苷酶，其作用 是让已经自我复制的病毒从细胞中释放出去。甲型流感中H可分为 16个亚型，N可分为9个亚型。所有这些亚型的病毒都曾从鸟类体 内分离出来过。[2] 医学分类 一，呼吸道病毒及肠道病毒 正粘病毒，麻疹病毒，脊髓灰质炎病毒，柯萨奇病素 二，虫媒病毒及出血热病毒 流行性乙型脑炎病毒，登革病毒，出血热病毒，汉坦病毒，埃 博拉病毒 三，狂犬病病毒与逆转录病毒 狂犬病病毒，人类免疫缺陷病毒，人类嗜T细胞病毒 四，肝炎病毒
甲型肝炎病毒，乙型肝炎病毒，丙型肝炎病毒，丁型肝炎病 毒，戊型肝炎病毒 五，疱疹病毒 单纯疤疹病毒，水痘-带状疤疹病毒，巨细胞病毒，EBV 六，其他病毒 人类乳头瘤病毒，轮状病毒，冠状病毒，风疹病毒 历史发现 关于病毒所导致的疾病，早在公元前二至三个世纪的印度和中 国就有了关于天花的记录。但直到19世纪末，病毒才开始逐渐得以 发现和鉴定。1884年，法国微生物学家查理斯·尚柏朗(Charles Chamber land)发明了一种细菌无法滤过的过滤器(Chamber land氏 烛形滤器，其滤孔孔径小于细菌的大小)，他利用这一过滤器就可 以将液体中存在的细菌除去。1892年，俄国生物学家伊凡诺夫斯基 (Dmitry Ivanovsky)在研究烟草花叶病时发现，将感染了花叶病 的烟草叶的提取液用烛形滤器过滤后，依然能够感染其他烟草。于 是他提出这种感染性物质可能是细菌所分沁的一种毒素，但他并未 深入研究下去。当时，人们认为所有的感染性物质都能够被过滤除 去并且能够在培养基中生长，这也是疾病的细菌理论(germ theory)的一部分。1898年，荷兰微生物学家马丁乌斯·贝杰林克 (Martinus Bei jerinck)重复了Ivanovsky的实验，并相信这是 种新的感染性物质。他还观察到这种病原只在分裂细胞中复制，由 于他的实验没有显示这种病原的颗粒形态，因此他称之为 contagium vivum fluidum(可溶的活菌)并进一步命名为virus （病毒)。贝杰林克认为病毒是以液态形式存在的（但这一看法后 来被温德尔·梅雷迪思·斯坦利推翻，他证明了病毒是颗粒状 的)。同样在1899年，Friedrich Loeffler和Paul Frosch发现 患口蹄疫动物淋巴液中含有能通过滤器的感染性物质，由于经过了 高度的稀释，排除了其为毒素的可能性他们推论这种感染性物质 能够自我复制。 20世纪早期，英国细菌学家Frederick Twort发现了可以感染 细菌的病毒，并称之为噬菌体。[14]随后法裔加拿大微生物学家「 éIixd'Herel川e描述了噬菌体的特性：将其加入长满细菌的琼脂 固体培养基上，一段时间后会出现由于细菌死亡而留下的空斑。高 浓度的病毒悬液会使培养基上的细菌全部死亡，但通过精确的稀
释，可以产生可辨认的空斑。通过计算空斑的数量，再乘以稀释倍 数就可以得出溶液中病毒的个数。他们的工作揭开了现代病毒学研 究的序幕。 在19世纪末，病毒的特性被认为是感染性、可滤过性和需要活 的宿主，也就意味着病毒只能在动物或植物体内生长。1906年，哈 里森发明了在淋巴液中进行组织生长的方法；接着在1913年，E Steinhardt、C.Israeli和R.A.Lambert利用这一方法在豚鼠角 膜组织中成功培养了牛痘苗病毒，突破了病毒需要体内生长的限 制。[16]1928年，H.B.Maitland和M.C.Maitland有了更进 步的突破，他们利用切碎的母鸡肾脏的悬液对牛痘苗病毒进行了培 养。他们的方法在1950年代得以广泛应用于脊髓灰质炎病毒疫苗的 大规模生产。 美国科学家温德尔·斯坦利1931年，德国工程师恩斯特·鲁斯 卡和马克斯·克诺尔发明了电子显微镜，使得研究者首次得到了病 毒形态的照片。1935年，美国生物化学家和病毒学家温德尔·梅雪 迪思·斯坦利发现烟草花叶病毒大部分是由蛋白质所组成的，并得 到病毒晶体。随后，他将病毒成功地分离为蛋白质部分和RNA部 分。温德尔·斯坦利也因为他的这些发现而获得了1946年的诺贝尔 化学奖。烟草花叶病毒是第一个被结晶的病毒！ 从而可可以通讨X对 线晶体学的方法来得到其结构细节。第一张病毒的X射线衍射照片 是由Berna|和Fankuchen于1941年所拍摄的。1955年，通过分析 病毒的衍射照片，罗莎琳·富兰克林揭示了病毒的整体结构。同 年，Heinz Fraenkel--Conrat和Robley Williams发现将分离纯化 的烟草花叶病毒RNA和衣壳蛋白混合在一起后，可以重新组装成具 有感染性的病毒，这也揭示了这一简单的机制很可能就是病毒在它 们的宿主细胞内的组装过程。 20世纪的下半叶是发现病毒的黄金时代，大多数能够感染动 物、 植物或细菌的病毒在这数十年间被发现。1957年，马动脉炎病 毒和导致牛病毒性腹泻的病毒（一种瘟病毒）被发现：1963年，巴 鲁克·塞缪尔·布隆伯格发现了乙型肝炎病毒：1965年，霍华 德·马丁·特明发现并猫述了第一种逆转录病毒；这类病毒将RNA 逆转录为DNA的关键酶，逆转录酶在1970年由霍华德·特明和戴 维·巴尔的摩分别独立鉴定出来。[28]1983年，法国巴斯德研究院 的吕克·蒙塔尼和他的同事弗朗索瓦丝·巴尔一西诺西首次分离得 到了一种逆转录病毒，也就是现在世人皆知的艾滋病毒(HV)。其 二人也因此与发现了能够导致子宫颈癌的人乳头状瘤病毒的德国科
学家哈拉尔德·楚尔·豪森分享了2008年的诺贝尔生理学与医学 奖。 1886年，在荷兰工作的德国人麦尔(Mayer)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。通过对叶子和土壤的分 析，麦尔指出烟草花叶病是由细菌引起的 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，致病的病原体不是细菌，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。 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”。 神奇的病毒“诞生”了！ 几乎是同时，德国细菌学家勒夫勒(LoeffIer)和费罗袍 (Frosh)发现引起牛口蹄疫的病原也可以通过细菌滤器，从而再次 证明伊万诺夫斯基和贝杰林克的重大发现。 “virus”一词源于拉丁文，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，但至今对它还没 有公认的定义。最初用来识别病毒的性状，如个体微小、一般在光 学显微镜下不能看到、可通过细菌所不能通过的过滤器、在人工培 养基上不能生长、具有致病性等，现仍有实用意义。但从本质上区 分病毒和其他生物的特征是：①含有单一种核酸(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