病毒的感染与免疫

Infection and Immunity of virus,第24章 病毒的感染与免疫,掌握病毒的垂直传播、水平传播、显性感染、隐性感染、持续性感染、慢性感染、潜伏感染、慢发病毒感染等定义及举例。干扰素的抗病毒作用。熟悉病毒感染的类型和传播方式。病毒的致病作用。宿主抗病毒免疫。包涵体。了解病毒在机体内的播散。,掌握标本的采集与送检。病毒的细胞培养。熟悉病毒分离培养的方法与细胞病变效应（CPE）。病毒感染的现代诊断方法。抗病毒治疗。病毒感染的免疫预防。了解病毒在细胞内增殖的检查与鉴定。抗病毒基因治疗及中草药、免疫制剂等在抗病毒治疗中的作用。病毒感染预防用核酸疫苗和其他类型的疫苗。动物模型。,一、病毒的传染源、传播方式与感染途径,病毒的感染,传染源,人 （ 病人、隐性和慢性感染者）动物,传播方式,水平传播,垂直传播,病毒在人群不同个体间的传播,通过胎盘、产道或哺乳等 病毒由亲代(母亲)传给子代(胎儿)的方式,感染途径,人类病毒的感染途径,二、病毒在体内的播散和排泄,局 部 = 局部感染病毒血 源 = 全身感染，二次病毒血症神 经 = 嗜神经病毒沿神经移行,三种播散形式：,多种类靶组织：,全身感染时，病毒的靶组织包括各个部位 皮肤粘膜、内脏器官、 神经组织、免疫系统等等,多途径排泄：,呼吸道、消化道、 唾液、尿液、皮肤等等,隐性或亚临床感染inapparent viral infection /subclinical infection,急性感染 Acute infection,a.慢性感染 Chronic infectionsb.潜伏感染 Latent infectionsc.慢发病毒感染 Slow virus infections,持续性感染 Persistent infection,1,2,3,隐性,显性,三、病毒感染的类型,隐性或亚临床感染inapparent viral infection /subclinical infection,概念：病毒侵入机体不引起临床症状特点: 感染而无临床症状病毒仍可增殖并向体外排出而成为重要的传染源。机体可获得免疫力 举例：甲型肝炎、脊髓灰质炎病毒、乙脑病毒感染,急性感染 Acute infection,概念病毒感染机体后，短时间内即被清除或导致机体死亡的过程。特点发病急，病程短，可为数日至数周，恢复后体内不再检测到病毒 。举例普通感冒、流行性感冒等,持续性感染persistent viral infection,病毒在机体内持续数月、数年甚至数十年；可出现症状也可不出现症状长期带毒，是重要传染源产生原因机体免疫力弱病毒存在于受保护的部位或发生突变病毒抗原性弱基因整合,1. 慢性感染 chronic infection,概念：,病毒感染机体后可出现或不出现急性症状，随机体免疫系统的激活，大部分病毒被清除，但有少数残留在体内，可持续存在机体中，并不断排出体外，症状可有可无，可轻可重,特点：,长期感染，长期排毒病毒可被分离培养或检出,举例：,乙型肝炎、巨细胞病毒、EB病毒等所致的慢性感染,Persistent infection,2. 潜伏性感染 latent infection,概念：,特点：,举例：,急性或隐性感染后，病毒并不引起临床症状，也不复制出大量的病毒颗粒，仅在一定的组织中潜伏存在。在某些条件下病毒被激活而急性发作，在急性发作期可检测出病毒的存在。,病毒长期存在，时隐时现,单纯疱疹水痘带状疱疹,Persistent infection,Primary infection,单纯疱疹病毒HSV感染,3. 慢发病毒感染 slow virus infection,概念：,特点：,举例：,感染后有很长的潜伏期，既分离不到病毒，也无症状，待发病后，发展呈亚急性进行性，并导致死亡,潜伏期长、慢性进行性、预后差,亚急性硬化性全脑炎（SSPE）AIDS朊粒感染,Persistent infection,AIDS,四、病毒感染的致病机制,病毒对宿主细胞的直接作用,细胞水平的病毒感染,杀细胞或细胞病变机制细胞转化和永生化机制,病毒感染诱发的免疫损伤,免疫病理作用与免疫抑制,病毒的免疫逃逸,1、病毒对宿主细胞的直接作用,杀细胞效应稳定状态感染包涵体形成细胞凋亡基因整合与细胞转化,杀细胞效应cytocidal effect,病毒在增殖过程中，阻断细胞核酸与蛋白质的合成，使细胞新陈代谢功能紊乱，造成细胞病变与死亡。多见于无包膜病毒多引起急性感染,Cytopathic effect, CPE (细胞病变效应),稳定状态感染,某些病毒进入细胞后能够复制，但不立即引起细胞裂解死亡。 多见于有包膜病毒（出芽）。 可引起细胞膜成分等改变， 促进细胞与细胞之间的融合形成多核巨细胞等,Syncytium formation by measles virus,包涵体形成,病毒颗粒的聚集体病毒增殖留下的痕迹病毒感染引起的反应物,Negri body,“owls eyes”,Inclusion body： 细胞被病毒感染后在细胞浆或细胞核中形成的光镜下可见的团块状结构,细胞凋亡,Cell apoptosis,逆转录病毒DNA病毒,整合,细胞损伤,增生和转化,肿瘤,2. 病毒感染诱发的免疫损伤,T细胞介导的病理损伤CD8+ T细胞介导的免疫病理：HBV感染引起的严重肝损伤柯萨奇B型病毒感染引起的心肌炎CD4+ T淋巴细胞介导的免疫病理：抗体介导的病理损伤自身免疫病免疫抑制超抗原,3. 病毒的免疫逃逸,第二节 抗病毒免疫,非特异性免疫,1.屏障皮肤粘膜，血脑，胎盘2.细胞-巨噬细胞 Macrophage 自然杀伤细胞 Natural killer cell 树状突细胞 Dendritic cell3.分子-细胞因子 Cytokine（干扰素等）,1.体液免疫 Humoral immunity2.细胞免疫 T cell-mediated immunity,特异性免疫,抗病毒免疫机制,识别和裂解病毒感染细胞和某些肿瘤细胞在早期阶段有效控制病毒感染，抑制病毒扩散,NK 细胞,定义,机体受病毒及其他干扰素诱生剂作用后， 由感染细胞等多种细胞所产生的 能抑制病毒复制的小分子糖蛋白,类型,种类 产生细胞 抗病毒 抗肿瘤 免疫调节 IFN- 白细胞 强 弱 弱 IFN- 成纤维细胞 强 弱 弱 IFN- T细胞，NK细胞 弱 强 强,干扰素 interferon ， IFN,抗病毒特点,广谱性、间接性、特异性、早期性,作用机理,细胞受干扰素作用后，合成抗病毒蛋白,（蛋白激酶、2-5A合成酶、磷酸二酯酶）,阻断病毒蛋白合成而起抗病毒作用,其他机制：活化巨噬细胞、NK细胞、CTL等,30,interferon-alpha, interferon-beta,interferon receptor,induction of 25oligo A synthase,induction of protein kinase R (PKR),25oligo A,activated RNAase L,ATP,activatedprotein kinase R,ATP,mRNA degraded,phosphorylated initiation factor (eIF-2),inhibition of protein synthesis,能与病毒结合并使之丧失感染力的抗体 一般为病毒表面抗原刺激机体产生,中和抗体 Neutralizing antibody,体液免疫,抗体的分子量大，不能进入病毒感染的细胞清除胞内病毒，故一般无根治感染的作用。,血凝抑制抗体 Haemagglutination inhibition antibody,病毒血凝素刺激机体产生，可抑制血凝现象的抗体与病毒结合后使之丧失感染力，故也为中和抗体,非中和抗体,由于非中和抗体可通过补体结合反应而检测，故又称补体结合抗体，有时具有诊断价值。,由与病毒入侵易感细胞不相关的病毒抗原诱导的无中和作用的抗体，称非中和抗体。,多为病毒内部抗原刺激产生,细胞免疫,杀伤病毒感染细胞,CD8+ T细胞 （杀伤性T细胞CTL）,CD4+ T细胞 （辅助性T细胞）,产生淋巴因子诱发炎症反应促进抗体产生,第25章 病毒感染的检查方法与防治原则,第一节 病毒感染的检查方法,一、标本采集与送检,分离病毒，检测核酸及抗原等标本标本采集时间 在发病初期（急性期）标本类型 在感染部位采取标本运输冷藏，标本在处理、接种前切忌反复冻融，病变组织则应保存于50%的甘油缓冲盐水中。无菌操作，加抗生素 供血清学检测的标本采集原则采取急性期与恢复期双份血清,二、病毒分离培养与鉴定（一）病毒的分离培养（1）细胞培养,39,特点：正常细胞，均为二倍染色体 对病毒敏感性高 可用于生产病毒疫苗 但不能持续传代培养，故不便用于诊断种类：人胚肾、猴肾、鸡胚等,细胞培养,原代细胞培养,将组织经酶消化成单个细胞后培养， 在培养瓶底部长成单层细胞,二倍体细胞培养,特点：生长迅速，能传50-100代， 二倍染色体 可用于生产病毒疫苗和实验室诊断 种类：人胚组织成纤维细胞等,细胞在体外分裂50代以上，仍能保存二倍体特征的细胞。,传代细胞培养,特点：生长迅速，可无限传代， 但染色体常异常，不是二倍体 有肿瘤细胞特性 用于科研、实验室诊断等种类：Hela细胞、Vero细胞、Hep-2细胞等,由肿瘤细胞或二倍体细胞突变而来， 有贴壁单层细胞与悬浮细胞2种,（2） 鸡胚培养 流感病毒（3） 动物接种 尚无敏感细胞的病毒培养,43,（二）病毒的鉴定病毒在培养细胞中增殖的鉴定指标(1) 细胞病变 溶细胞型感染的病毒，在敏感细胞内出现细胞病变效应（CPE），可表现为细胞内颗粒增多、圆缩、聚集、融合，有的可形成多核巨细胞、包涵体等。 不同病毒CPE特征不同，故观察病毒所致CPE特点，可对病毒进行判定。,44,麻疹病毒感染后形成的多核巨细胞,图片引自Murry et al:Medical Microbiology, 7e,45,(2) 红细胞吸附 包膜上带有血凝素刺突的病毒感染敏感细胞后，血凝素能出现在细胞膜表面，使感染细胞能与加入的红细胞结合。可作为检测正粘病毒和副粘病毒的间接指标。,流感病毒等感染后的红细胞吸附现象,图片引自Murry et al:Medical Microbiology, 7e,(3) 病毒干扰作用风疹病毒猴肾细胞 病毒增殖，CPE(-)埃可病毒猴肾细胞 病毒增殖，CPE(+)风疹病毒埃可病毒 猴肾细胞CPE(-),46,47,2. 病毒感染性的测定及病毒数量的测定（1）血凝试验 病毒血凝素刺突+红细胞受体 红细胞凝集（2）空斑形成试验 病毒的数量单位: 每毫升病毒液的空斑形成单位（pfu/ml）（3）50%组织细胞感染量（TCID50） 将待测病毒液作10倍系列稀释，分别接种单层细胞，经培养后观察CPE等指标，以能感染50%细胞的最高稀释度的病毒量作为终点，经统计学方法计算TCID50,（三）形态学检查 1. 电镜或免疫电镜检查 形态特征、大小 2. 光学显微镜检查 痘病毒 包涵体,48,狂犬病病毒感染后形成的内基小体,电镜下的轮状病毒,图片引自Murry et al:Medical Microbiology, 7e,（四）成分检测1.抗原检测病毒蛋白抗原检测 基于免疫学技术直接检测标本中的抗原ELISA(酶联免疫吸附试验）IFA（免疫荧光测定）RIA（放射免疫测定）WB（蛋白质印迹）,49,病毒核酸检测 （1） 核酸电泳 正粘病毒属与呼肠病毒属病毒的核酸是分节段的，将病毒核酸经聚丙烯酰胺凝胶电泳和银染后可清楚显示相应条带。,50,（2） 核酸杂交原理：将与病原体特异基因互补的，并且经过放射性核素、生物素、地高辛或辣根过氧化物酶的标记的核酸探针与标本中的DNA杂交，得出相应的诊断。方法：原位杂交、点杂交、DNA印迹和RNA印迹,51,原位杂交法检测CMV感染,图片引自Murry et al:Medical Microbiology, 7e,（3） 聚合酶链反应（PCR)原理： PCR是体外酶扩增特定DNA片段的快速方法。其特点是利用耐热的DNA聚合酶，将引物和目标DNA混合，以高温变性、低温退火和适温延伸3个过程为周期进行循环，将目标DNA在短时间内得到大量扩增。 可用于潜伏感染、整合感染的病毒如：HIV、疱疹病毒、乳头瘤病毒等，以及其他DNA病毒。,52,1 230,30次循环,PCR结果电泳图,反转录聚合酶链反应（RT-PCR）原理：RT-PCR是将病毒的RNA或mRNA逆转录为DNA后，再进行PCR反应。定量实时荧光聚合酶链反应（Real-time PCR）原理：美国PE公司1995年研制出来的一种新的核酸定量技术，该技术是在常规PCR基础上加入荧光标记探针来实现其定量功能。在检测过程中通过检测标记的荧光信号的累积来实时监测整个PCR进程，最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析。应用：HIV病毒载量测定,53,(4)基因芯片技术,54,（5）基因测序全基因组测序和特征性片段测序,55,血清学诊断 适用范围：采取标本时为时已晚、无分离该病毒方法或难于分离、证实该病毒的临床意义、血清流行病学调查。中和试验病毒中和抗体 病毒失去感染性适用于人群免疫情况调查血凝抑制试验 病毒血凝素刺突+红细胞受体红细胞凝集 病毒血凝素刺突+红细胞受体+抗体红细胞不凝集流感病毒、乙脑病毒等辅助诊断及流行病学调查鉴定型与亚型补体结合试验病毒可溶性抗原检测补体抗体近期感染，特异性差凝胶免疫扩散试验,56,早期抗体检测IgM类特异抗体检测孕妇羊水中查到IgM类抗体可诊断某些病毒引起的新生儿先天性感染急性HBV感染的指标：抗HBc IgM,57,第二节 病毒感染的免疫预防,同细菌感染，通过人工接种生物制剂的方法达到预防、控制和消灭传染病的目的。,免疫预防,人工主动免疫：减毒活疫苗、灭活疫苗、 基因工程疫苗、核酸疫苗,人工被动免疫：普通免疫球蛋白 抗病毒血清（高特异性免疫球蛋白 ） 免疫调节剂,人工主动免疫,灭活疫苗和减毒活疫苗比较,减毒活疫苗：Sabin脊髓灰质炎疫苗、风疹疫苗、麻疹疫苗、水痘疫苗、腮腺炎疫苗、乙型脑炎疫苗、甲型肝炎疫苗等灭活疫苗Salk脊髓灰质炎疫苗、狂犬病疫苗、流行性乙型脑炎疫苗和流感疫苗等。,基因工程疫苗乙肝疫