病毒思维导图
中心主题:病毒
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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
- 核酸: DNA或RNA (单链/双链,线性/环状)
- 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
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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
- 方式:
- 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
- 方式:
- 吸附 (Adsorption): 病毒表面蛋白与宿主细胞受体结合
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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
- 感染类型:
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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
- 疫苗: 刺激免疫系统产生抗体,预防感染
- 检测方法:
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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
- 变异机制: