病毒思维导图

病毒思维导图

中心主题:病毒

  • 定义与基本概念

    • 定义: 非细胞生命形态,必须在宿主细胞内复制繁殖
    • 基本结构:
      • 核酸: DNA或RNA (单链/双链,线性/环状)
        • 基因组大小: 范围广,从几千到几百万碱基对
        • 信息含量: 编码复制、组装和宿主相互作用的蛋白质
      • 衣壳: 保护核酸,辅助感染
        • 蛋白质亚基: Capsomeres (壳粒)
        • 结构: 螺旋形、二十面体、复合形
      • 包膜 (部分病毒): 来自宿主细胞膜
        • 脂双层: 从宿主细胞窃取
        • 糖蛋白: 病毒特有,参与宿主细胞识别和入侵
    • 分类:
      • 核酸类型: DNA病毒,RNA病毒
      • 衣壳结构: 螺旋形,二十面体,复合形
      • 宿主范围: 动物病毒,植物病毒,细菌病毒 (噬菌体),真菌病毒
      • Baltimore分类: 基于mRNA产生机制,区分7类病毒
      • 国际病毒分类委员会 (ICTV): 官方分类机构
  • 病毒的复制周期

    • 吸附 (Adsorption): 病毒表面蛋白与宿主细胞受体结合
      • 宿主特异性: 决定病毒的宿主范围和组织嗜性
    • 穿入 (Penetration): 病毒进入宿主细胞
      • 方式:
        • 直接穿透:病毒衣壳直接穿过细胞膜
        • 内吞作用: 细胞膜包裹病毒形成内吞体
        • 膜融合: 病毒包膜与细胞膜融合
    • 脱壳 (Uncoating): 释放病毒核酸
      • 位置: 细胞质或细胞核
      • 机制: 病毒或细胞酶分解衣壳
    • 生物合成 (Biosynthesis): 病毒核酸复制和蛋白质合成
      • DNA病毒: 利用宿主或自身酶复制DNA,转录mRNA
      • RNA病毒: 复制机制多样,依赖病毒自身的RNA聚合酶
        • 正链RNA病毒: 基因组直接作为mRNA翻译
        • 负链RNA病毒: 基因组需要转录成mRNA才能翻译
        • 逆转录病毒: 利用逆转录酶将RNA转录成DNA
    • 组装 (Assembly): 将病毒核酸和衣壳蛋白组装成完整的病毒颗粒
      • 位置: 细胞质或细胞核
    • 释放 (Release): 新病毒颗粒离开宿主细胞
      • 方式:
        • 裂解: 破坏宿主细胞,释放大量病毒
        • 出芽: 病毒从细胞膜“出芽”,获得包膜,不一定杀死细胞
  • 病毒感染与疾病

    • 感染类型:
      • 急性感染: 病程短,症状明显,免疫系统可清除病毒
      • 慢性感染: 病毒持续存在,长期感染,可能无症状或症状轻微
      • 潜伏感染: 病毒整合到宿主基因组,长期潜伏,可周期性激活
      • 转化感染: 病毒诱导宿主细胞癌变
    • 致病机制:
      • 细胞病变效应 (CPE): 病毒复制引起的细胞损伤
      • 免疫病理: 免疫系统对病毒感染的过度反应
      • 炎症: 病毒感染引起的炎症反应
    • 传播途径:
      • 呼吸道: 空气传播,飞沫传播
      • 消化道: 食物,水污染
      • 接触: 直接接触,间接接触 (污染物)
      • 性传播: 性接触
      • 血液: 输血,共用针头
      • 媒介生物: 蚊虫,蜱虫
    • 重要病毒性疾病:
      • 流感: 季节性流行,影响呼吸系统
      • 艾滋病 (AIDS): HIV感染,破坏免疫系统
      • 乙型肝炎: 慢性感染,肝损伤
      • 新冠肺炎 (COVID-19): SARS-CoV-2感染,呼吸系统疾病
      • 麻疹,腮腺炎,风疹 (MMR): 儿童常见传染病
      • 脊髓灰质炎: 影响神经系统,导致瘫痪
      • 登革热: 蚊媒传播,发热,出血
      • 埃博拉出血热: 高死亡率,出血症状
  • 病毒的检测与预防

    • 检测方法:
      • 病毒分离培养: 在细胞或动物中培养病毒
      • 核酸检测 (PCR): 检测病毒基因组,灵敏度高
      • 抗原检测: 检测病毒蛋白
      • 抗体检测: 检测宿主免疫反应产生的抗体
      • 电子显微镜: 直接观察病毒颗粒
    • 预防措施:
      • 疫苗: 刺激免疫系统产生抗体,预防感染
        • 灭活疫苗: 灭活的病毒
        • 减毒活疫苗: 弱化的病毒
        • 亚单位疫苗: 病毒蛋白片段
        • mRNA疫苗: 编码病毒蛋白的mRNA
      • 抗病毒药物: 抑制病毒复制
        • 作用机制: 抑制病毒酶活性,干扰病毒生命周期
      • 公共卫生措施:
        • 隔离: 隔离感染者,防止传播
        • 消毒: 杀灭环境中病毒
        • 个人防护: 戴口罩,勤洗手,保持社交距离
        • 改善卫生条件: 改善饮用水和食物卫生
  • 病毒的进化与变异

    • 变异机制:
      • 高突变率: RNA病毒的RNA聚合酶缺乏校正功能
      • 重组: 不同病毒株的基因组片段交换
      • 重配: 分节段基因组病毒片段的重新组合
    • 进化压力:
      • 宿主免疫系统: 病毒逃避宿主免疫反应
      • 抗病毒药物: 产生耐药性
      • 宿主范围改变: 适应新的宿主
    • 新兴病毒:
      • 动物源性病毒: 从动物传播到人类
      • 气候变化: 改变病毒传播范围
      • 人口流动: 加速病毒传播
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