病毒形状

球状:多数动物病毒

杆状:植物病毒

丝状:埃博拉病毒

子弹状:狂犬病病毒

砖块状:痘病毒

蝌蚪状:噬箘体

病毒结构

衣壳

详见病毒的衣壳结构↗️

核酸

基因组DNA病毒举例RNA病毒举例
形状线状单链+ssDNA细小病毒B19+ssRNA小RNA病毒
线状双链dsDNA腺病毒dsRNA呼肠病毒
环状单链+scDNAM13噬菌体//
-scDNATT病毒-scRNA丁型肝炎病毒
环状双链dcDNA乳头瘤病毒//
完整性不分段多数DNA病毒多数RNA病毒
节段双生病毒沙粒、布尼亚、正黏及呼肠病毒
构型单倍体都是腺病毒等RNA病毒(除外逆转录病毒)
双倍体逆转录病毒
极性正链(+)+scDNAM13噬菌体+ssRNA肠道病毒、黄病毒等
负链(-)-scDNATT病毒-ssRNA正黏病毒
双义(±)腺病毒相关病毒少数布尼亚病毒和沙粒病毒

病毒基因组按照功能可分为可读框ORF与非翻译区UTR,其mRNA(对于+ssRNA而言即为自身)3'端通常有polyA结构,有的5'端可见IRES(internal ribosome entry site,EV、HCV)

包膜

包膜的脂质双分子层来源于宿主内膜系统,糖蛋白的糖基化修饰来源于内质网与高尔基体,蛋白则由病毒mRNA编码。

包膜来源代表病毒群 / 病毒机制
细胞膜流感、HIV、狂犬病、麻疹、呼吸道合胞病毒RSV多数,抗原插入宿主胞膜
内质网膜 ER乙脑(JEV)、登革(DENV)、丙肝(HCV)内质网膜上完成组装
高尔基体 ERGIC汉坦病毒、冠状病毒、HBV合成的糖蛋白即定位于高尔基体膜上无需转运
核膜→高尔基体单纯疱疹(HSV)、水痘(VZV)、EB病毒核膜初级包膜 → 胞质脱包膜 → 高尔基体次级包膜(最终包膜)
借用其他病毒包膜丁肝(HDV)利用HBV的HBsAg作为包膜糖蛋白
准包膜 (血液中)戊肝(HEV)、甲肝(HAV)本身无包膜,借宿主外泌体膜在血液中逃避免疫

包膜糖蛋白的初步合成和成熟跨越了宿主细胞的多个内膜系统结构:

  1. 粗面内质网(Rough Endoplasmic Reticulum, RER)膜表面【合成与初加工】
    • 翻译在细胞质中的游离核糖体启动。当合成出N端的信号肽(Signal peptide)后,会被宿主的信号识别颗粒(SRP)结合,翻译暂时终止,并随后与粗面内质网膜SRP-R结合,核糖体变成膜结合状态,继续翻译并将多肽链穿入内质网膜中
  2. 内质网腔内【折叠与初级糖基化】
    • 多肽链在内质网腔内由宿主分子伴侣协助折叠,并进行初级糖基化。病毒本身不编码糖基转移酶,它完全利用宿主细胞的糖基转移酶糖供体(如UDP-葡萄糖等),在多肽链的特定位点共价连接寡糖链:
    • N-链糖基化(N-linked):主要在内质网中进行,糖链连接在多肽链的天冬酰胺(Asn)残基上(共有序列为 Asn-X-Ser/Thr)。这是病毒糖蛋白最主要的糖基化形式
    • O-链糖基化(O-linked):主要在高尔基体中进行,糖链连接在丝氨酸(Ser)苏氨酸(Thr)的羟基上
  3. 高尔基体(Golgi apparatus)【高级修饰与成熟】
    • 折叠正确的蛋白质通过转运囊泡(Vesicles)送入高尔基体。在这里,糖链被进一步修剪、精细加工(如修剪甘露糖,添加如N-乙酰葡萄糖胺、半乳糖、唾液酸等新糖链)
  4. 运输囊泡靶膜靶膜(如细胞质膜)【定位释放】
    • 成熟的糖蛋白包裹在囊泡中,通过细胞骨架运输并融合定位于病毒最终的出芽部位(如细胞外膜、内质网膜或高尔基体膜)

包膜糖蛋白的结构如下:

糖蛋白在内质网合成时,并非完全进入内质网腔,而是以跨膜蛋白的形式锚定在膜上形成三段式拓扑结构:(记住由于结合顺序,内质网腔面的结构最终呈现为病毒最外层结构)

  • 外域(Ectodomain):面向内质网腔(最终暴露在成熟病毒颗粒的外表面),负责与宿主受体的结合
  • 跨膜区(Transmembrane domain):通常是一段富含疏水氨基酸的 α 螺旋,将糖蛋白锚定在宿主的脂质双分子层上
  • 胞质尾区(Cytoplasmic tail):面向细胞质基质,负责在病毒组装时特异性识别并结合基质蛋白(M蛋白)或核衣壳(NC),从而组装成完整病毒一起出芽

结构与非结构蛋白

结构蛋白:衣壳蛋白、包膜糖蛋白、基质蛋白(包膜相关蛋白)

非结构蛋白:①病毒编码:病毒编码的蛋白酶、核酸结合蛋白、聚合酶、跨膜蛋白等

②宿主编码:肌动蛋白actin、微管蛋白tublin、热休克蛋白hsp等

蛋白酶切割病毒蛋白的相关环节

环节一:病毒合成的前体多聚蛋白的切割

非结构/结构多聚蛋白的切割 靠病毒自身编码的蛋白酶(PR / 3CLpro)。许多 RNA 病毒(如 HIV 的 Gag-Pol 多聚蛋白,新冠和丙肝的 Polyprotein)在胞质内翻译时是一整条巨大的多聚蛋白链。将其单个功能蛋白(如逆转录酶、衣壳蛋白)是由病毒自己编码的蛋白酶(如 HIV 蛋白酶 PR、新冠的 Mpro/3CLpro、 enterovirus 的 3C 蛋白酶)在细胞质内或病毒颗粒内部完成的

环节二:病毒组装、成熟与释放环节(释放前加工)

在这个环节,病毒在宿主细胞内刚刚合成糖蛋白前体,必须经过切割才能包装成具有感染活性的成熟病毒颗粒。

  • 发生结构反面高尔基体网络(trans-Golgi Network, TGN)、内质网或细胞内的分泌囊泡中。
  • 执行蛋白酶:主要是宿主细胞内源性的宿主蛋白酶,最典型的是 Furin 蛋白酶(前体蛋白转化酶家族成员)。
  • 代表病毒
    1. 人类免疫缺陷病毒(HIV)
      • 过程:HIV 的包膜糖蛋白首先在内质网合成为不具活性的前体 gp160。当它转运至高尔基体(TGN)时,宿主的 Furin 蛋白酶将其切割为外膜糖蛋白 gp120(负责吸附)和跨膜糖蛋白 gp41(负责融合)。两者通过非共价键结合,随后运往细胞膜准备组装出芽。
    2. 新型冠状病毒(SARS-CoV-2)
      • 过程:子代病毒在宿主细胞内的内质网-高尔基体中间腔室(ERGIC)组装时,其刺突蛋白(S蛋白)在 S1/S2 位点 就会被成熟释放路径上的宿主 Furin 酶预先切割。这使得释放出来的子代病毒天然就具备了较高的感染效率。

环节三:病毒吸附与穿入环节(入侵时加工)

在这个环节,病毒已经从上一个宿主细胞释放并接触到了新宿主细胞,为了暴露其“融合肽(Fusion peptide)”以实现病毒包膜与细胞膜的融合,必须在入侵的瞬间进行二次切割。

  • 发生结构:靶细胞的细胞质膜(表面)内吞体(Endosome)内部、或胞外微环境(如呼吸道分泌液、肠道液体)。
  • 执行蛋白酶:宿主细胞表面的跨膜丝氨酸蛋白酶(如 TMPRSS2)、内吞体内的组织蛋白酶(Cathepsins),或胞外可溶性蛋白酶(如胰蛋白酶)。
  • 代表病毒
    1. 流行性感冒病毒(Influenza)
      • 过程:流感病毒的血凝素前体 HA0 在刚释出时是不具感染性的。它必须在细胞外环境靶细胞膜表面,被宿主呼吸道分泌的蛋白酶(如 Clara 细胞分泌的类胰蛋白酶)或细胞膜表面的丝氨酸蛋白酶切割成 HA1HA2。只有切割后,流感病毒在进入内吞体的低 pH 环境时,HA2 端的融合肽才能弹射出来介导膜融合。
    2. 新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的二次激活
      • 过程:当流感或新冠病毒吸附新宿主细胞时,其 S 蛋白的 S2' 位点 必须被再次切割。如果靶细胞表面表达 TMPRSS2(跨膜丝氨酸蛋白酶),则在细胞膜表面完成切割,病毒直接在细胞膜发生膜融合穿入;若缺乏 TMPRSS2,病毒通过胞吞进入内吞体,则由内吞体内的 组织蛋白酶 L(Cathepsin L) 在酸性环境下完成切割,介导内吞体膜融合。

病毒分类(按种属)

病毒科病毒种
DNA病毒
痘病毒科(线状dsDNA)天花病毒,痘苗病毒,猴痘病毒,传染性软疣病毒
疱疹病毒科(线状dsDNA)单纯疱疹病毒 I 和Ⅱ型,水痘-带状疱疹病毒,EB 病毒,巨细胞病毒,人疱疹病毒6/7,KSHV
腺病毒科(线状dsDNA)腺病毒
多瘤病毒科(环状dsDNA)SV40,BKV,JKV
乳头瘤病毒科(环状dsDNA)乳头状瘤病毒
细小病毒科(线状ssDNA)细小 B19 病毒,博卡病毒,腺相关病毒
逆转录病毒
嗜肝DNA病毒科(部分环状双链DNA-RT)乙型肝炎病毒(HBV)
逆转录病毒科(+ssRNA-RT)艾滋病毒(HIV), HTLV
RNA病毒
呼肠孤病毒科(dsRNA11节段正呼肠孤病毒、轮状病毒
冠状病毒科(+ssRNA)SARS 病毒, MERS 病毒, 新冠病毒
小RNA病毒科(+ssRNA)脊髓灰质炎病毒,埃可病毒, EV71, 柯萨奇病毒, 甲肝病毒
杯状病毒科(+ssRNA)诺如病毒、札幌病毒
星状病毒科(+ssRNA)哺乳动物星状病毒
黄病毒科(+ssRNA)
丙肝病毒, 登革病毒, 寨卡病毒, 日本脑炎病毒、黄热病病毒、森林脑炎病毒、西尼罗病毒
戊型肝炎病毒科(+ssRNA)戊型肝炎病毒(HEV)
三角病毒科(-ssRNA)丁型肝炎病毒(HDV)
正黏病毒科(-ssRNA分8/7节段流感病毒 A、B、C 型
沙粒病毒科(分2节段双向 ssRNA(±))沙粒热病毒, 鸠宁病毒, 马秋波病毒
布尼亚病毒目(分节段 线状 ssRNA(-) 或 双向 ssRNA(±) ,通常为 3 个节段:L、M、S)汉坦, 克里米亚-刚果出血热, 裂谷热, SFTSV(大别班达病毒)
弹状病毒科(-ssRNA)狂犬病病毒, 水疱口炎病毒
丝状病毒科(-ssRNA)埃博拉病毒, 马堡病毒
副黏病毒科(-ssRNA)麻疹病毒, 腮腺炎病毒, 副流感病毒
风疹病毒科(-ssRNA)风疹病毒
肺病毒科(-ssRNA)呼吸道合胞病毒、人偏肺病毒

正黏、沙粒、布尼亚、呼肠孤分节段

痘、疱疹、HPVdsDNA

细小病毒科ssDNA

呼肠孤dsRNA

冠状、小RNA+杯+、黄+ssRNA

肝炎病毒正逆正负正

余除HIV皆-ssRNA

病毒巴尔的摩分类(按核酸与转录、复制方式)

巴尔的摩类型核酸类型代表病毒转录方式如何复制子代基因组
Class IdsDNA腺病毒、疱疹病毒(HSV)、痘病毒、噬菌体T4dsDNA → mRNA(大多利用宿主的DdRp转录,痘病毒利用携带的DdRp)dsDNA → dsDNA(依赖DNA的DNA聚合酶复制,基因组小者利用宿主的,大者自携)
Class IIssDNA(+)细小病毒 (Parvovirus)ssDNA → 中间体dsDNA → mRNA(宿主酶)ssDNA → 滚环/发夹复制出中间体dsDNA → 子代ssDNA(宿主酶)
Class IIIdsRNA轮状病毒 (Rotavirus)dsRNA → mRNA (即+ssRNA)(自带RdRp脱壳直接转录)子代mRNA(+ssRNA)作为模板 → 补齐成子代dsRNA(自携RdRp)
Class IVssRNA(+)脊髓灰质炎病毒、SARS-CoV-2、登革病毒 ssRNA+直接结合宿主核糖体翻译出RdRpssRNA(+) → 形成中间体ssRNA(-) → 大量复制子代+ssRNA(翻译出的RdRp)
Class VssRNA(﹣)流感病毒、狂犬病病毒、麻疹病毒-ssRNA → 自带RdRp将其转录为+mRNA经正链中间体复制:-ssRNA → 形成全长中间体+cRNA → 复制子代-ssRNA(自携RdRp)
Class VIssRNA-RT艾滋病病毒 (HIV)ssRNA(+) → dsDNA(自携逆转录酶) → 整合为前病毒 → 宿主RNA聚合酶转录mRNA整合的dsDNA前病毒 → 经宿主RNA聚合酶转录出全长子代+ssRNA
Class VIIdsDNA-RT乙型肝炎病毒 (HBV)部分双链环状DNA(relaxed circular DNA,rcDNA)入核修补(可能利用宿主的DNA修复机制)成全双链(Covalently Closed Circular DNA,cccDNA) → 转录出mRNA(宿主酶)cccDNA转录出前基因组RNA(pgRNA) → 在胞质衣壳内逆转录为子代dsDNA(新转录出的P蛋白发挥逆转录酶活性)

总结:

①纯胞核DNA病毒(I、II)可在胞核内完成复制转录完全依赖宿主酶,痘病毒在胞质故自携,大的I类病毒可在转录出mRNA后编码DNA聚合酶

特例1:I中的痘病毒胞质内利用自身携带的DdRpDdDp完成复制与转录

②纯胞质:人无RdRp,故以RNA作为基因组者(逆转录病毒除外)只能自携(IIIdsRNA、VssRNA-)/自编码(IVssRNA+)RdRp,并在细胞质内完成复制转录

特例2:V中的正黏病毒胞核内与宿主mRNA竞争5'帽子启动 -ssRNA → +ssRNA(mRNA),且部分段需核内剪切;复制也在胞核内进行

VI类胞质内逆转录(病毒携酶)为DNA,入核整合为前病毒,由DdRp(宿主酶)实现转录与复制

VII类:入核修补为cccDNA(宿主修复),转录出mRNA&pgRNA,胞质衣壳内由P蛋白逆转录(P蛋白,自编码)为rcDNA

⑤分类顺序为DNA→RNA,双链→单链,正链→负链(VI、VII例外)

包涵体

病毒种类经典包涵体名称/形态位置嗜酸 / 嗜碱性
狂犬病毒 (Rabies virus)内基小体 (Negri body)胞质内嗜酸性
单纯疱疹病毒 (HSV)考德里 A 型 (Cowdry type A)核内嗜碱性/嗜酸性
水痘-带状疱疹病毒 (VZV)考德里 A 型 (Cowdry type A)核内嗜酸性
巨细胞病毒 (CMV)枭眼状细胞 (Owl's eye)核内 及 胞质内嗜碱性
痘病毒 (如天花病毒)顾氏小体 (Guarnieri body)胞质内 (DNA病毒特例)嗜酸性
传染性软疣病毒 (MCV)软疣小体 (Molluscum body)胞质内嗜酸性
腺病毒 (Adenovirus)考德里 B 型 / 玫瑰花环状核内嗜碱性
麻疹病毒 (Measles virus)融合多核巨细胞内核内 及 胞质内嗜酸性
呼吸道合胞病毒 (RSV)融合多核巨细胞内胞质内嗜酸性
乙型肝炎病毒 (HBV)毛玻璃样肝细胞 (胞质内嗜酸性细颗粒,内质网大量HBsAg)/砂粒样细胞核(HBcAg)胞质内嗜酸性
非病毒包涵体经典包涵体名称/形态位置嗜酸/碱性
Alzheimer棒状Hirano小体胞质内嗜酸性
Parkinson黑质圆形均质Lewy小体胞质内弱嗜酸性

病毒分类(按所致疾病)

https://huby327.misaka10233.com/virus-classification/virus-classification.html

呼吸道病毒除腺病毒外皆有包膜

肝炎病毒两个急性的没有(甲戊)包膜

肠道病毒和急性胃肠炎病毒没有包膜

疱疹、逆转录、狂犬、虫媒出血热病毒皆有包膜

HPV、痘病毒、细小病毒、博尔纳病毒:无有无有包膜

交叉免疫:麻疹、肝炎病毒除丙肝、VZV、EBV、痘病毒、乙脑

持久免疫(仅一种血清型或造成病毒血症):脊灰、麻疹、肝炎除丙肝、出血热除登革、乙脑

轮状病毒深秋初冬高发;杯状病毒(诺如、札幌)秋冬季高发;流行性脑脊膜炎、呼吸道病毒冬春季高发;肠道病毒、虫媒病毒夏季高发;登革仲夏秋高发

免疫电镜法查看病毒颗粒为最快速检查病原病毒的方法

HIV初筛用ELISA检测HIV抗体;确诊用WB检测衣壳p24&gp120/41/160抗体

引起皮疹的疾病的鉴别

猩红热(A群溶血性链球菌)广泛细小丘疹、杨梅舌
HHV-6/7幼儿急疹(退热后玫瑰疹)
伤寒(沙门菌)胸腹玫瑰疹
VZV(HHV-3)水痘、水疱疹、斑丘疹
麻疹斑丘疹、色素沉着、碎屑、口内科氏斑
风疹斑丘疹但无色素沉着碎屑斑丘疹、耳后颈下淋巴结肿大
斑疹伤寒(普氏/斑疹伤寒立克次体)躯干向四肢扩散的斑丘疹

朊粒

朊粒与正常蛋白的比较

PrPCPrPSc
分子构象α螺旋占42%,β折
叠占3%
α螺旋占30%,β折
叠占43%
蛋白酶K敏感抗性
去污剂可溶不可溶
存在部位正常人及动物感染的人及动物
致病性与传染性

灭活采取化学处理和高压蒸汽灭菌相结合(室温1 mol/L NaOH作用≥1 h 高压蒸气灭菌134℃)

转变机制

所致疾病(统称传染性海绵状脑病TSE)

获得性朊粒病:医源性克-雅病(CJD)、变异型克-雅病(vCJD)、库鲁病(Kuru);

遗传性朊粒病:与PrP基因突变有关,家族性克-雅病、格斯特曼综合征(GSS)、致死性家族失眠症(FFI);

散发性朊粒病:发病机制不明,散发性克-雅病

共同病理学特征

病理学表现:脑皮质神经元空泡变性、死亡、星形胶质细胞增生、脑皮质疏松呈海绵状,有淀粉样斑块形成,脑组织无炎症反应

免疫原性低,宿主不能产生特异性免疫应答

重点记忆点:

病毒致病力相关指标

PFU:空斑形成单位,细菌为CFU(病毒计数)

ID50(Infectious Dose 50%):一定时间内,能够引起 50% 受试宿主(通常是动物,如小鼠)发生感染的病毒稀释剂量(致病力)

TCID50(Tissue Culture Infectious Dose 50%):指在一定时间内,能够使 50% 的接种细胞培养孔出现细胞病变效应(CPE)的病毒稀释剂量(感染活性)

中和试验:用于人群感染水平的估计,不用于临床诊断

BSL-4:埃博拉;BSL-3:SARS-Cov、HIV

抵抗性&增殖特性:

一般而言包膜病毒抵抗性弱,无包膜病毒抵抗性强

特例:

有包膜但抵抗力强:乙肝病毒(HBV,耐乙醇)、天花/猴痘病毒(痘病毒科,耐干燥)

HIV 对紫外线抵抗力较强

无包膜但有致命弱点:人鼻病毒(不耐酸)、轮状病毒(不耐酒精)

有包膜但引起宿主裂解:疱疹病毒、痘病毒、流感

无包膜但只在宿主细胞内缓慢增殖:甲肝病毒、腺相关病毒、多瘤病毒

必须发生整合:HIV

偶然整合:HBV、HHV-6、HPV16/18

感染后白细胞计数上升

EB、汉坦、乙脑、狂犬(一汉一犬)

感染后无法获得持久免疫(引起病毒血症通常较持久)

原因类型核心机制代表病毒
抗原变异基因突变快,抗原表位不断改变流感病毒、HCV、HIV
血清型复杂同一种病原存在大量不同亚型鼻病毒、腺病毒、人乳头瘤病毒(HPV)、登革
免疫系统破坏直接攻击免疫细胞,导致应答缺失HIV
潜伏避开免疫监测,反复复发HSV-1/2、EB病毒

持久:脊灰、麻疹、肝炎除丙肝、出血热除登革、乙脑

人类病毒的感染途径

感染途径传播方式及途径病毒种类
呼吸道空气、飞沫或皮屑流感病毒、鼻病毒、麻疹病毒、腮腺炎病毒、腺病毒及部分EB病毒与肠道病
毒、水痘病毒等(流鼻麻痘)
消化道污染水或食品脊髓灰质炎病毒等HBV、HCV肠道病毒、轮状病毒、甲肝病毒、戊肝病毒、部分腺病毒(脊轮甲戊)
血液注射、输血或血液制品、器官移植等HIV、HBV、HCV、HCMV等(乙丙I巨)
眼或泌尿生殖道接触、游泳池、性交HIV、HHV-2、4、5、8(HSV-2、EBV、HCMV、KSHV)、肠道病毒70型、腺病毒、HPV、HBV、HCV
胎盘、围生期宫内、分娩产道、哺乳等(垂直传播)巨(HCMV)风(风疹病毒)艾(HIV)P(HPV)S(HSV-2)乙(HBV)丙(HCV)汉(汉坦病毒)(飓风爱PS乙丙干旱)
破损皮肤昆虫叮咬、狂犬咬伤、鼠类咬伤脑炎病毒、出血热病毒(汉坦-啮齿类;克里米亚刚果出血热-硬蜱;埃博拉-猴)、狂犬病病毒
伊蚊:登革、寨卡、基孔肯雅
按蚊:疟疾
库蚊:乙脑
蜱:森林脑炎、大别班达(SFTS)

新生儿导致畸:巨(细胞病毒)、风(疹)、弓(形虫)、单(HSV-2)、水(痘-带状疱疹)

感染类型病毒
隐性感染HAV、乙脑、汉坦、登革、polio(乙脑与甲肝,登革脊灰和汉坦)
显性感染麻疹、天花、VZV(初次)
慢性感染HBV、HCV、HDV
潜伏感染HSV-1、2、VZV(再发)、CMV、EBV
慢发病毒感染HIV、朊粒、麻疹引起的SSPE

常见的基因、蛋白缩写

H→HA:凝血素正黏病毒科如流感病毒;部分副黏病毒科如麻疹病毒)

NA:神经氨酸酶正黏病毒科如流感病毒;部分副黏病毒科如腮腺炎病毒、副流感病毒的HN蛋白)

F→HL:溶血素、融合蛋白副黏病毒科肺病毒科,如麻疹病毒、腮腺炎病毒、呼吸道合胞病毒 RSV)

M1、M2:基质蛋白正黏病毒科-流感病毒,M1 为基质蛋白,M2 为跨膜离子通道蛋白)

NP:核蛋白正黏病毒科-流感病毒,包裹包膜内的分节段 RNA 形成 RNP)

PA:帽依赖性核酸内切酶正黏病毒科-流感病毒,负责“抢夺”宿主 mRNA 的 5' 帽子,玛巴洛沙韦的直接靶点)

PB1、PB2:聚合酶碱性蛋白 1 和 2正黏病毒科-流感病毒,与 PA 共同构成 RdRp 三联体复合体)

M:膜蛋白 (广泛存在于包膜病毒中,最典型见于 冠状病毒科如新冠病毒、黄病毒科如登革病毒)

N→nucleocapsid protein:核衣壳蛋白 (广泛见于 RNA 病毒,典型如 冠状病毒科弹状病毒科如狂犬病病毒、副黏病毒科

L→large polymerase:RdRp (-ssRNA 病毒,如 弹状病毒科如狂犬病病毒、副黏病毒科丝状病毒科如埃博拉病毒、汉坦病毒

S:刺突糖蛋白冠状病毒科

E→包膜蛋白:离子通道冠状病毒科的 E 蛋白具有离子通道活性;黄病毒科也有 E 蛋白,但多指包膜糖蛋白而非单纯离子通道)

E1、E2:丙肝黏附蛋白 HCV风疹病毒甲病毒的包膜糖蛋白也命名为 E1/E2)

NS:非结构蛋白 (广泛存在如 黄病毒科的丙肝病毒/登革病毒/寨卡病毒的 NS1-NS5,及 细小病毒科的 NS1)

VP:原聚体蛋白 (主要见于无包膜病毒的衣壳蛋白,如 小RNA病毒科的脊髓灰质炎病毒、EV71的 VP1-VP4;及 呼肠孤病毒科如轮状病毒的 VP1-VP7)

G:包膜糖蛋白弹状病毒科如狂犬病病毒的 G 蛋白,以及 肺病毒科如呼吸道合胞病毒 RSV 的 G 蛋白,呼肠孤病毒科轮状病毒)

Gn、Gc:包膜糖蛋白(汉坦病毒)

α蛋白:即刻早期蛋白,为DNA结合蛋白疱疹病毒科,如单纯疱疹病毒 HSV、巨细胞病毒 HCMV)

β蛋白:早期蛋白,为转录因子和聚合酶 (同上)

γ蛋白:晚期蛋白,为结构蛋白 (同上)

L、M、S:汉坦病毒中为节段基因名称;乙肝中为HBsAg结构

P→聚合酶蛋白嗜肝 DNA 病毒科-HBV,多功能酶,具备 DNA 聚合酶、RT及 RNase H 活性)

Gag:结构蛋白前体基因 (逆转录病毒科)

Pol:聚合酶前体基因逆转录病毒科,编码逆转录酶 RT、整合酶 IN、蛋白酶 PR)

Env:包膜糖蛋白前体基因逆转录病毒科,编码外膜糖蛋白)

gp120:外膜糖蛋白/吸附蛋白逆转录病毒科,结合 CD4 受体,抗艾药物/单抗靶点)

gp41:跨膜糖蛋白/融合蛋白逆转录病毒科,介导膜融合,药物恩夫韦肽的靶点)

p24:核心衣壳蛋白逆转录病毒科,早期诊断的最主要抗原检测指标)

p17:基质蛋白逆转录病毒科,位于包膜与内壳之间)

tat、rev、nef:调节/辅助蛋白逆转录病毒科,tat 促进转录,rev 促进 RNA 运输,nef 下调宿主 CD4 和 MHC-I 以逃脱免疫)

T抗原 (Large T / Small t):大/小T抗原多瘤病毒科如 SV40、BKV、JCV,负责启动病毒复制并扰乱宿主细胞周期)

核酸空间划分法

在核内完成mRNA转录/复制的RNA病毒:只有流行性感冒病毒(以及逆转录病毒HIV的DNA阶段);其余RNA病毒(HAV、HCV、冠状、肠道、乙脑、狂犬等)全部在细胞质中完成生命周期。

痘病毒胞质内利用自身携带的DdRpDdDp完成复制与转录

在胞质完成关键反转录的DNA病毒:只有HBV(其核心步骤是pgRNA在衣壳内反转录为DNA);其余DNA病毒(腺病毒、疱疹病毒、HPV)须入核复制

基因组分节段(segment)病毒(极易发生基因重排即抗原漂移与抗原转换而暴发流行)

8节段:甲/乙型流感病毒(丙7,仅甲流发生抗原转换;正黏病毒科)

11节段:轮状病毒(呼肠孤病毒科)

3节段:汉坦病毒(布尼亚病毒目)

纤突与刺突区别:

前者直接相连于五聚体衣壳原聚体,后者为包膜糖蛋白

参与识别黏附受体

一、 有包膜病毒:配体多为“包膜糖蛋白”

有包膜病毒主要依靠特异性暴露在最外层的包膜糖蛋白(刺突、外膜蛋白等)与细胞受体匹配。

病毒科及典型病毒宿主细胞表面受体(及细胞类型)病毒表面吸附结构(配体)吸附机制
冠状病毒科
新型冠状病毒 (SARS-CoV-2)
ACE2(血管紧张素转化酶2)
(广泛分布于呼吸道内皮、肺泡上皮)
S 蛋白 (刺突糖蛋白)
(具体为 S1 亚基的 RBD 区)
S1 负责吸附,S2 负责融合;受体结合后常需宿主 TMPRSS2 酶二次切割激活
逆转录病毒科
人类免疫缺陷病毒 (HIV)
CD4(主受体,巨噬/T细胞)
+ CCR5 / CXCR4(共受体)
gp120 (外膜糖蛋白)gp120 先结合 CD4 变构,再结合共受体,最后弹射出 gp41 介导膜融合
正黏病毒科
甲/乙型流感病毒
唾液酸(Sialic acid)
(α-2,6型多见于人上呼吸道;α-2,3型多见于禽类及人深部肺组织)
HA (血凝素,具体为 HA1 亚基)流感病毒的跨物种传播屏障(如禽流感不易直接高效传人)
嗜肝DNA病毒科
乙型肝炎病毒 (HBV)
NTCP(钠离子-牛磺胆酸共转运多肽)
(特异性表达于肝细胞膜)
HBsAg
(特异性位于大表面蛋白的 PreS1 区)
NTCP 的高度特异性决定了 HBV 极强的 肝靶向嗜性
黄病毒科
丙型肝炎病毒 (HCV)
CD81SR-BIClaudin-1
(多受体协同参与)
E2 糖蛋白
(与 E1 形成复合物)
丙肝由于结合受体过程极其复杂,且涉及脂蛋白结合(伪装),导致中和抗体极难清除
疱疹病毒科
EB 病毒 (EBV)
CD21(又称 CR2,补体受体2)
(主要表达于 B 淋巴细胞)
gp350 / gp220 (包膜糖蛋白)EBV 专门感染 B 细胞并导致传染性单核细胞增多症
弹状病毒科
狂犬病病毒 (Rabies)
nAChR(烟酰胺型乙酰胆碱受体)
+ NCAM(神经细胞黏附分子)
G 蛋白 (包膜糖蛋白)嗜神经性(通过神经终板上皮入侵)
副黏病毒科
麻疹病毒 (Measles)
CD150(SLAM,免疫细胞)
+ Nectin-4(上皮细胞连接蛋白)
H 蛋白 (血凝素)攻击免疫细胞导致免疫抑制,攻击上皮细胞导致麻疹特征性皮疹

二、 无包膜病毒:配体多为“衣壳蛋白的特定区域”

无包膜病毒没有复杂的糖蛋白外膜,它们主要利用衣壳表面的特殊几何构型(如峡谷、凹槽)或纤突来直接卡入宿主受体。

病毒科及典型病毒宿主细胞表面受体病毒表面吸附结构(配体)吸附机制
小RNA病毒科
脊髓灰质炎病毒 (Polio)
CD155 (又称 PVR,脊髓灰质炎病毒受体)衣壳表面的“峡谷”(Canyon)结构
(由 VP1/VP2/VP3 围成)
峡谷底部暴露出特异性结合位点,结合后引发衣壳变构,通过 VP4/VP1 变构在膜上打孔
小RNA病毒科
人类鼻病毒 (Rhinovirus)
多数为ICAM-1(细胞间黏附分子-1,CD54)
或 LDLR(低密度脂蛋白受体)
同上同上
腺病毒科
人类腺病毒 (Adenovirus)
CAR(柯萨奇-腺病毒受体)
+ 整合素(Integrins αvβ3\alpha_v\beta_3 / αvβ5\alpha_v\beta_5
顶端的 纤突(Fiber)
+ 五邻体基底(Penton base)
两阶段吸附:Fiber 的 Knob(小球)先卡住 CAR 受体,随后五邻体基底的 RGD 序列结合整合素启动胞吞
呼肠孤病毒科
轮状病毒 (Rotavirus)
组织血型抗原 (HBGA)、整合素等整合素等衣壳外层的 VP4 刺突蛋白

(需在肠道中被胰蛋白酶切割成 VP5和 VP8*)
“入侵时加工”环节,切割后的 VP8*负责结合细胞表面糖类受体

缺陷病毒与辅助病毒

HDV是缺陷病毒(基因组缺陷),其复制虽然独立,但组装必须依赖HBV提供HBsAg作为外壳,因此临床上两者常表现为联合感染或重叠感染

逆转录(RT)的两大变体

HIV(RNA \rightarrow DNA \rightarrow RNA):前病毒整合进宿主染色体,属于逆转录病毒科。

HBV(DNA \rightarrow RNA \rightarrow DNA):核内形成cccDNA,在胞质利用pgRNA反转录出子代DNA,属于嗜肝DNA病毒科

病毒血症

1. 两次病毒血症

这类病毒主要通过呼吸道或消化道感染,必须经过初次病毒血症(少量病毒入血寻找靶器官)和再次病毒血症(在靶器官大量复制后再次涌入血液,引发全身高热和典型症状)才能最终到达它们真正的致病部位(肠道病毒EV多引起二次病毒血症,但鼻病毒为局部感染)

  • 脊髓灰质炎病毒 (Poliovirus)
    • 路径:肠道、上呼吸道口咽黏膜 → 黏膜、口咽部和肠道派尔集合淋巴结 → 初次入血 → 全身非神经组织增殖 → 再次大量入血 → 突破血脑屏障 → 攻击脊髓前角运动神经元(导致小儿麻痹)
  • 麻疹病毒 (Measles virus) & 风疹病毒 (Rubella virus)、天花病毒(variola virus):
    • 路径:呼吸道 → 淋巴结 → 初次入血 → 单核-巨噬细胞系统扩增 → 再次大量入血 → 到达全身皮肤黏膜 → 引发全身性皮疹
  • 水痘-带状疱疹病毒 (VZV)
    • 路径:呼吸道飞沫感染 → 局部淋巴结 → 初次入血 → 肝脾扩增 → 再次入血 → 到达表皮细胞引起水痘
  • 乙型脑炎病毒(epidemic type B encephalitis virus):
    • 皮肤朗格汉斯细胞、巨噬细胞和局部淋巴结等处增殖→ 初次入血 →病毒随血流播散到肝、脾等处的单核巨噬细胞中大量增殖→ 再次入血

2. 直接进入血液的虫媒与出血热病毒

这类病毒不经过黏膜屏障,由媒介生物直接注射入血,起病急,通常伴有严重的血管内皮损伤。

  • 登革病毒 (Dengue virus):蚊虫叮咬入血,感染单核-巨噬细胞。第二次感染不同血清型时,抗体依赖性增强(ADE)效应会导致极其严重的病毒血症,引发登革出血热
  • 汉坦病毒 (Hantavirus):通过吸入老鼠排泄物气溶胶或伤口感染,迅速入血,引发流行性出血热(肾综合征出血热HFRS),其病理特征为广泛毛细血管内皮损伤

3. 慢性 / 持续性病毒血症

这类病毒能够逃避宿主免疫清除,长期潜伏或不断在血液中游离,导致患者长期携带并具有传染性

  • 乙型/丙型肝炎病毒 (HBV / HCV):病毒在肝细胞中复制后不断释放入血,导致长期乃至终身的病毒血症
  • 人类免疫缺陷病毒 (HIV):直接感染血液中的 CD4+ T 淋巴细胞和单核巨噬细胞,急性期血液中病毒载量极高,随后转入漫长的慢性病毒血症期。
  • EB 病毒 (EBV) & 巨细胞病毒 (CMV):通过唾液等感染后,入血潜伏在 B 淋巴细胞(EBV)或单核细胞(CMV)中,随着血液在全身游走
  • 细小病毒 B19 (Parvovirus B19):隶属前文所述Class II(ss DNA 病毒),进入血液后,高度特异性地寻找并感染骨髓中的红细胞前体细胞,导致红细胞生成暂停(在贫血患者中可引发再生障碍性危象)

4.局部感染

轮状、诺如、流感、呼吸道合包病毒、鼻病毒、HPV、腺病毒

乙肝筛查

乙肝抗原分类:

HBx:反式激活致癌

HBsAg:糖基化包膜蛋白,代表已感染乙肝病毒

HBeAg:非结构蛋白,可释放入血代表病毒复制活跃,传染性强

HBcAg:衣壳蛋白,血液中不易检出,通常通过检测其抗体(抗-HBc)来了解感染状态

HBsAg抗-HBsHBeAg抗-HBe抗-HBc
IgM
抗-HBc
IgG
HBV
DNA(乙肝感染最可靠指标)
结果分析
+-----+早期感染者或携带者
+-+--++e抗原阳性慢性感染(大三阳)
+--+/--++/-e抗原阴性慢性感染(小三阳)
+-+/-+/-+++急性感染或慢性感染急性
发作
-+-+/--+-既往感染,已恢复
-----+-既往感染
-+-----接种疫苗

一般不会见到抗原与抗体同时阳性(除非乙肝毒株发生变异)

总结:

①正在感染状态皆可检出HBsAg与HBV-DNA(e抗原阴性慢性感染即小三阳不一定能检出HBV-DNA)

②大三阳指HBsAg、HBcAg、HBeAg三阳,病毒复制相对活跃;小三阳说明病毒复制减慢或发生抗原变异

③既往感染已恢复则只能检出中和抗体,且类型为IgG

④乙肝疫苗通常为病毒表面蛋白疫苗,即HBsAg,故疫苗接种者仅检出抗HBsAg抗体

三种黄疸

监测指标正常参考表现肝前性(溶血性)黄疸肝细胞性黄疸肝后性(梗阻性)黄疸
总胆红素 (TBIL)3.4 ~ 17.1 μmol/L升高正常或升高显著升高
间接/未结合胆红素 (UCB/IBIL)1.7 ~ 10.2 μmol/L显著升高+++中度升高++正常或轻度升高+
直接/结合胆红素 (CB/DBIL)0~6.8μmol/L正常或轻度升高+中度升高++显著升高+++
CB / TBIL 比值0.2~0.4<0.20.2∼0.5>0.5(甚至 >0.8)
尿胆红素 (U-BIL)阴性 (-)阴性 (-) (UCB不溶于水)阳性 (+)强阳性 (++)
尿胆原 (U-URO)弱阳性 / 正常显著增加正常或减少减少或完全消失
粪胆原 / 粪色黄褐色加深(深褐色)变浅或正常变浅或呈陶土色(灰白色)
转氨酶 (ALT / AST)正常正常(无肝损时)极度升高(数百至数千)正常或轻度偏高
胆汁淤积指标 (ALP / GGT)正常正常轻度升高极度升高(数倍)

抗病毒药物

作用生命周期阶段药理学作用靶点药物名称核心分子作用机理主要靶向病毒
1. 病毒吸附与穿入(阻断病毒进入宿主细胞)1) CCR5 共受体拮抗剂
2) 融合抑制剂3) 单克隆抗体
1. 马拉维若 (Maraviroc):CCR5拮抗剂
2. 恩夫韦肽 (Enfuvirtide, T20):融合抑制剂
3. 伊巴珠单抗 (Ibalizumab):CD4特异性抗体
4. 帕利珠单抗 (Palivizumab):特异性中和抗体
1. 占据宿主细胞表面的CD4或CCR5受体,使病毒无法黏附侵入
2. 结合病毒外膜糖蛋白(如HIVgp41),使其无法发生构象改变,阻断膜融合
HIV (艾滋病毒)、RSV (呼吸道合胞病毒)
2. 病毒脱壳(阻断核酸释放入胞质)1) M2 离子通道阻滞剂1. 金刚烷胺 (Amantadine)
2. 金刚乙胺 (Rimantadine)
堵塞流感病毒包膜上的M2质子通道以阻止宿主内体的H+进入病毒内部,使其无法因环境酸化而完成衣壳解体甲型流感病毒(注:目前耐药率极高)
3. 逆转录阶段(核心抗逆转录病毒药物,阻断RNA转DNA)A. 核苷类逆转录酶抑制剂 (NRTIs)(需在胞内磷酸化3次激活)1. 齐多夫定 (Zidovudine, AZT)
2. 拉米夫定 (Lamivudine, 3TC)
3. 恩曲他滨 (Emtricitabine, FTC)
4. 阿巴卡韦 (Abacavir, ABC)
5. 恩替卡韦 (Entecavir, ETV)
6. 替比夫定 (Telbivudine, LdT)
1. 伪装成天然脱氧核苷
2. 掺入正在合成的病毒DNA链中,因其结构缺乏3'-羟基(3'-OH),导致后续核苷酸无法连接,造成DNA链延伸终止
HIV、HBV (乙肝病毒)
B. 核苷酸类逆转录酶抑制剂 (NtRTIs)(自带一个磷酸基团,起效更快)1. 替诺福韦酯 (TDF)2. 丙酚替诺福韦 (TAF)3. 阿德福韦酯 (Adefovir Dipivoxil, ADV)与NRTIs机制相同,但由于本身已携带磷酸基团,跨越了限速酶的磷酸化步骤,抗病毒活性更强且耐药屏障极高HIV、HBV (乙肝病毒)
C. 非核苷类逆转录酶抑制剂 (NNRTIs)(不需磷酸化,直接起效)1. 奈韦拉平 (Nevirapine, NVP)
2. 依非韦伦 (Efavirenz, EFV)
3. 依曲韦林 (Etravirine, ETR)
4. 利匹韦林 (Rilpivirine, RPV)
5. 多拉韦林 (Doravirine, DOR)
1. 不竞争底物结合位点,而是直接且非竞争性地结合到逆转录酶的变构疏水口袋中
2. 改变酶的空间构象从而降低逆转录酶的催化活性
HIV特异性
4. DNA 复制阶段(阻断子代DNA链合成)A. 经典核苷类似物(高度依赖病毒激酶活化)1. 阿昔洛韦 (Acyclovir)
2. 伐昔洛韦 (Valacyclovir)
3. 更昔洛韦 (Ganciclovir)
4. 泛昔洛韦 (Famciclovir)
1. 只有感染了病毒的细胞内才含有特异性病毒激酶(如HSV的胸苷激酶)
2. 药物只在感染细胞内被磷酸化激活,竞争性抑制病毒DNA聚合酶
HSV (单纯疱疹病毒)、VZV (水痘带状疱疹)、CMV (巨细胞病毒)
B. 焦磷酸类似物(非核苷类DNA聚合酶抑制剂)膦甲酸钠 (Foscarnet)1. 直接结合到病毒DNA聚合酶的焦磷酸结合位点
2. 不需要被激酶磷酸化即可起效,常用于对抗阿昔洛韦耐药的病毒株
CMV (巨细胞病毒)、耐药型 HSV
5. RNA 复制与转录(靶向RNA聚合酶与核酸酶)A. RNA依赖的RNA聚合酶 (RdRp) 抑制剂1. 索磷布韦 (Sofosbuvir):特异性HCV NS5B抑制剂。2. 瑞德西韦 (Remdesivir):广谱
3. 莫诺拉韦 (Molnupiravir):广谱
4. 法匹拉韦 (Favipiravir):广谱。
1. 靶向RNA病毒特有的RdRp
2. 掺入新生RNA链中引发提前终止;或诱发致死性的基因突变(如莫诺拉韦使病毒发生致死性突变错误)
HCV (丙肝病毒)、SARS-CoV-2 (新冠)、各类流行性RNA病毒
B. 帽依赖性核酸内切酶(PA)抑制剂1. 玛巴洛沙韦 (Baloxavir marboxil)1. 阻断流感病毒结合人RNA的帽子结构(Cap-snatching),从源头阻断病毒mRNA的转录甲型和乙型流感病毒
6. 基因整合阶段(阻断建立长期潜伏)整合酶链转移抑制剂 (INSTIs)1. 拉替拉韦 (Raltegravir, RAL)
2. 多替拉韦 (Dolutegravir, DTG)
3. 比克替拉韦 (Bictegravir, BIC)
4. 卡博特韦 (Cabotegravir, CAB)
1. 螯合病毒整合酶活性中心的镁离子(Mg2+)
2. 阻断已被逆转录生成的双链病毒DNA插入并拼接到人类宿主细胞的染色体中
HIV (目前全球抗艾滋一线治疗的核心药物)
7. 蛋白组装与成熟(切割前体蛋白,组装病毒颗粒)A. HIV 蛋白酶抑制剂 (PIs)1. 利托那韦 (Ritonavir, RTV)
2. 洛匹那韦 (Lopinavir, LPV)
3. 达芦那韦 (Darunavir, DRV)
1. 竞争性结合HIV特有的天冬氨酸蛋白酶活性位点
2. 阻止Gag-Pol多聚蛋白前体的裂解,产生无感染性的未成熟病毒颗粒
HIV
B. HCV NS3/4A 蛋白酶抑制剂1. 格卡瑞韦 (Glecaprevir)
2. 格拉瑞韦 (Grazoprevir)
直接抑制丙肝病毒丝氨酸蛋白酶,阻断其蛋白加工成熟HCV (丙肝病毒)
C. 新冠 3CL 蛋白酶抑制剂奈玛特韦 (Nirmatrelvir)(通常与利托那韦合用为Paxlovid)靶向 SARS-CoV-2 的核心主蛋白酶(3CLpro / Mpro),阻断新冠病毒复制必须的多肽链剪切过程。SARS-CoV-2 (新冠)
D. 丙肝 NS5A 抑制剂1. 维帕他韦 (Velpatasvir)
2. 达拉他韦 (Daclatasvir)
3. 雷迪帕韦 (Ledipasvir)
靶向HCV非结构蛋白NS5A,同时阻断丙肝病毒的RNA复制和子代病毒颗粒组装。HCV (丙肝病毒)
8. 病毒释放(阻断子代病毒脱离母细胞)神经氨酸酶抑制剂 (NAIs)1. 奥司他韦 (Oseltamivir)
2. 扎那米韦 (Zanamivir)
3. 帕拉米韦 (Peramivir)
1. 特异性抑制流感病毒表面的神经氨酸酶2. 阻止其切断新病毒与细胞膜表面唾液酸受体的连接,导致子代病毒聚集成团,黏附在细胞表面无法扩散。甲乙流