病毒学PPT演示课件

病毒学,第一节 病毒的基本性状第二节 病毒性传染与免疫第三节 病毒感染的检查方法与防治原则第四节 水产动物常见病毒介绍,.,1,3000BC，埃及孟非思壁画中长老患小儿麻痹症。,.,2,1、1892年，俄国学者伊凡诺夫斯基发现烟草花叶病原体能通过细菌滤器，并定名为滤过性病原。 2、1898年，荷兰学者Beijerinck命名此种病原体为病毒。 3、1898年，德国学者Loeffler和Frosch发现了口蹄疫病毒，揭开动物病毒学新篇章 。4、数年后，相继发现了鸡瘟病毒（1900年）、黄热病毒（1901年）、鸡痘病毒（1902年）、狂犬病病毒（1903年）、鸡白细胞增生病病毒（1908年）、细菌病毒-噬菌体（1915、1917年）等。,病毒的发现,.,3,第一节 病毒的基本性状,一、什么是病毒二、病毒的形态和大小三、病毒的结构和化学组成四、研究病毒形态的方法五、病毒的增殖六、病毒遗传学七、理化因素对病毒的影响八、病毒分类动物病毒,.,4,一、什么是病毒？,病毒(Virus)是一类体积微小（可以通过细菌过滤器）、结构简单、只含有一种类型的核酸(DNA或RNA）；严格活细胞内寄生、以复制方式增殖的非细胞型微生物，对抗生素不敏感，而对干扰素敏感。,.,5,病毒与其他微生物的比较,.,6,二、 病毒形态与大小,病毒体（virion）：完整的成熟病毒颗粒，是细胞外的结构形式，具有典型的形态、结构和感染性。病毒的大小和形态（在病毒分类中有重要的参考价值）大小：50250 nm左右。除最大病毒体经过适当染色后可在光学显微镜下观察外，其他病毒体均须应用电子显微镜放大数千至数万倍才能看见。形态：多数病毒呈球形或近球形、少数可为杆状丝状、砖形、子弹形或，噬菌体大多呈蝌蚪形等。,.,7,葡萄球菌(1000nm）,牛痘病毒300250nm,A,B,C,D,E,F,G,立克次体450nm,衣原体390nm,A、大肠杆菌噬菌体 ( 65 95nm ),B、腺病毒 (70nm ),C、脊髓灰质炎病毒 (30nm ),D、乙脑病毒 ( 40nm ),E、蛋白分子 (10nm ),F、流感病毒 ( 100nm ),G、烟草花叶病毒,.,8,.,9,.,10,三、病毒的结构和化学组成基本结构：核衣壳nucleocapsid（核core+衣壳capsid） 特殊结构：包膜或包裹（envelope），包膜上常形成一些钉状突起，称为刺突（spike）。有包膜的病毒体称为包膜病毒（envelope virus），而无包膜的病毒则称为裸露病毒（naked virus）,.,11,病毒体结构模式图,壳粒,衣壳,核心（核样物）,核衣壳,包膜,包膜病毒,包膜子粒,.,12,化学组成病毒核酸, 分子量差别显著：3 kb400 kb; 多种形式存在：RNA 或 DNA； 不同形式复制； 病毒基因组可相互重叠，转录的RNA前体可以多种方式拼接； 与真核细胞基因结构相似，有内含子及非编码区； 具有感染性。,.,13, 结构蛋白：capsid, envelope protein 非结构蛋白： 酶: 与病毒复制有关的酶； 与致病有关的酶； 调控蛋白：HIV Tat, rev etc;,化学组成病毒蛋白质,.,14,不同病毒核酸结构不同，壳粒数目和排列也不相同。根据壳粒的排列方式称为对称，病毒结构由以下几种对称型：病毒衣壳病毒20面体立体对称模式图,.,15,Icosahedral symmetry,.,16,病毒衣壳螺旋对称模式图,.,17,病毒衣壳复合对称模式图,.,18,衣壳的主要功能： 保护病毒核酸 参与感染过程 具有感染性,.,19,病毒衣壳电镜照片,.,20,病毒包膜电镜照片,.,21,包膜的主要功能： 维护病毒体结构的完整性 与病毒入侵有关 具有抗原性,.,22,四、研究病毒形态的方法,病毒体的大小与形态可通过电子显微镜（超薄切片和磷钨酸盐负染技术）、超速离心、分级超过滤技术和X线晶体衍射等技术来观察和测量。,.,23,五 病毒的增殖,5.1 virus replication circle:吸附(Adsorption)穿入(Penetration)脱壳(Uncoating)生物合成(Biosynthesis)装配与释放(Assembly and Release),.,24,Adsorption（数分钟至数十分钟）,.,25,.,26,.,27,Penetration、Uncoating,融合-有包膜病毒胞饮-无包膜病毒直接穿入,在溶酶体酶作用下，脱壳。,.,28,Biosynthesis（隐蔽期）,6大类型：双链DNA病毒；单链DNA病毒；单正链RNA病毒；单负链RNA病毒；双链RNA病毒；逆转录病毒区域：DNA病毒 核内（除痘病毒） RNA病毒 胞质（除流感病毒及逆转录病毒）,.,29,亲代DNA mRNA 早期蛋白（功能蛋白）子代DNA 子代mRNA 晚期蛋白（结构蛋白） 子代病毒,dsDNA病毒复制示意图,.,30,单正链RNA=mRNA 结构和非结构蛋白中间复制体 正链翻译晚期蛋白 负链复制子代核酸单负链RNA 正链 RNA 中间复制体（依赖RNA的RNA多聚酶）,复制子代核酸,蛋白质,RNA病毒复制示意图,.,31,逆转录病毒复制示意图,.,32,Assembly and Release,.,33,裂解（Disintegration）: naked virus cause the host cell lysis出芽（Budding）: enveloped viruses,.,34,病毒增殖的细胞效应,病毒在复制过程中阻断或抑制宿主细胞的正常代谢，可致细胞损伤、裂解并释放出大量的子代病毒（如脊髓灰质炎病毒等）。出芽释放的病毒（如疱疹病毒等）虽然不直接裂解细胞，但在体外细胞培养中可因细胞功能及新陈代谢的改变最终导致细胞死亡。有些病毒（如巨细胞病毒）的子代病毒很少释放至细胞外，而是通过细胞间桥，或通过细胞融合方式侵入新的细胞。反转录病毒则一方面可以出芽方式释放子代病毒，另一方面还可通过整合有病毒基因的细胞分裂，而将病毒基因传递给子代细胞。至于基因分节段的RNA病毒（如流感病毒等）如何能有效地分别复制各节段并有序地将各节段装配成完整病毒体，还是尚未解决的问题,.,35,干扰现象（interference) : 两种病毒感染同一种细胞，常发生一种病毒的增殖抑制了另一种病毒复制的现象，称干扰现象。有时同种病毒的不同型或不同株之间也可发生干扰现象。机制：IFN、受体。,.,36,缺陷病毒(defective virus):带有不完整基因组的病毒体，称之。该病毒体不能进行正常增殖所产生的子代病毒。当缺陷病毒不能复制，但却能干扰同种成熟病毒体进入细胞则被称为缺陷干扰颗粒（Defective interfering particle, DIP）。在自然界中还发现有些病毒是天然的缺陷病毒，需要在另一种病毒辅助下方可增殖，如腺病毒伴随病毒，是一种单链DNA病毒，必须有腺病毒的辅助方可增殖。,与病毒增殖有关的异常现象病毒进入宿主细胞后，可因病毒本身基因组不完整或发生了变化，以致不能在细胞内完成增殖的全过程和复制出有感染性的病毒体。另一方面，如宿主细胞缺乏病毒复制所需要的酶、能量等条件，病毒也不能复制与装配释放成熟病毒体。,.,37,顿挫感染:因细胞条件不合适，病毒虽然可进入宿主细胞，但是不能复制的感染过程被称为顿挫感染（abortive infection），亦称流产感染。构成顿挫感染的细胞被称为非容纳性细胞（non-permissive cells），而能支持病毒完成正常增殖的细胞则被称为容纳性细胞。,.,38,六 病毒遗传学,（一）传统遗传学主要是用不同表型的病毒变异株之间的遗传物质的交换来分析各种病毒基因所编码的生物学功能。病毒基因组的差异决定了病毒生物学性状的不同，也决定了病毒遗传变异的机制。常用作研究的病毒为腺病毒、流感病毒和辛德毕斯病毒（Sindbis virus）等。主要病毒变异有：1、基因突变病毒基因组碱基序列发生改变，导致其表型性状改变的毒株称为突变株（mutant）。当突变株能稳定地在相应的宿主或细胞中传代与存活时，则称为变异株（variant）。,.,39,2 基因重组与重配,两种或两种以上有亲缘关系但生物学性状不同的毒株感染同一种细胞时，可发生核酸水平上的互换而产生兼有两亲本特性的子代，这种由于核酸间的互换而形成子代的过程称为重组（Recombination）。重组时病毒核酸分子断裂、交叉连接，引起核酸分子内部重新排列。DNA或RNA病毒均可发生基因重组。对于基因分节段的RNA病毒，如流感病毒、轮状病毒等，通过交换RNA节段而进行的重组称为重配（Reassortment）基因分节段的病毒发生重配的几率可高于基因组为单一分子的其他病毒。,条件致死性突变株：温度敏感突变株：2835可增殖，3740 不能增殖，具有减低毒力而保持免疫原性的特点。宿主范围突变株：病毒基因组改变影响了对宿主细胞的感染范围，可感染野生型病毒不能感染的细胞。耐药突变株,.,40,.,41,互补作用（Complementation) 某些病毒在细胞培养中不能产生子代病毒，但当用不同毒株混合感染时，通过两种病毒基因产生之间相互作用则可产生具有感染性的子代病毒，称之为互补作用同一细胞时，有其中一个病毒株提供另一个病毒增殖所必须而不能生成的基因产物，使后者能增殖。 互补可以在辅助病毒与缺陷病毒之间，两种缺陷病毒之间或活病毒与灭活病毒之间发生。表型混合（phenotypic mixing） 一种病毒核酸被另一种病毒核酸所编码的蛋白衣壳包裹后，也会发生一些生物学特征（如耐药性，嗜细胞性）的改变。若包裹的衣壳或包膜中镶嵌有两种病毒的衣壳蛋白或包膜糖蛋白，称为表型混合；若只有一种病毒的衣壳或包膜包裹另一种病毒的基因组，则称为表型交换。,3 互补与表型混合,.,42,表型混合和核壳转移,.,43,传统遗传学所用的方法和技术虽很复杂很繁琐，但在这一阶段研究中对病毒基因及功能的分析提供了有意义的成果。例如已知ts变异株常伴有毒力减弱，我国学者将甲型肝炎病毒感染细胞置于相对低的温度下连续传代，结果筛选出减毒的甲肝病毒株，制备了疫苗，并已用于预防甲型肝炎。此外，重组技术在目前研制以痘苗病毒为载体的多重新型疫苗中也仍被沿用。利用重配来研究流感病毒的分子流行病学和发展疫苗也在进行中。传统病毒遗传学的优点为将病毒基因改变与生物特性直接联系，能较快地揭示病毒基因的功能。,.,44,（二）分子遗传学,1 病毒基因结构分析通过对甲型流感病毒基因的研究分析，了解了8个基因节段编码的蛋白功能，从而对其编码的血凝素抗原进行测序分析，并及时发现带有非人来源（禽、猪）流感病毒血凝素的毒株；通过对丙型肝炎病毒基因组分析，发现有较多的编码非结构蛋白的基因，其中已可确定编码病毒RNA聚合酶基因的序列和位置。2 病毒保护性表位的确定根据核苷酸序列分析，分别克隆与表达不同的病毒包膜蛋白，经免疫原性研究，可以确定表达保护性抗原的位点，如在乙型肝炎病毒表达中已确定编码表面抗原中“”决定簇表位（第120-147位氨基酸）是具有保护性的表位。,.,45,3 病毒抗原高变区的分析根据基因分析，HIV的包膜抗原编码区（env）中有易发生突变的高变区，容易逃逸机体的免疫应答。4 与毒力相关的基因编码区分析狂犬病病毒基因分析发现，编码病毒G蛋白第333位氨基酸若由精氨酸变为谷氨酰胺或异亮氨酸，则病毒在神经细胞中的增殖及扩散力将大大降低。5 耐药性变异分析临床上应用针对病毒酶的药物后，有时病毒经过短暂被抑制后又重新复制。分析病毒酶的基因编码区可发现核苷酸序列的变异与耐药性发生的关系。,.,46,七 理化因素对病毒的影响,（一）物理因素的影响1 温度 大多数病毒耐冷不耐热。在70（数月）或196（数年）条件下，病毒感染性可保持数月至数年。一般加热60经30min或100数秒钟可使大多数病毒灭活。2 pH值 多数病毒在pH68范围内稳定。3 射线和UV 射线使核苷酸链发生致死性断裂；UV则是在病毒的多核苷酸上形成双聚体 (如胸腺核苷与尿核苷)，抑制病毒DNA或RNA的复制。,.,47,1 脂溶剂乙醚、氯仿、去氧胆酸盐等脂溶剂可使有包膜病毒的包膜脂质溶解而灭活病毒，失去吸附能力。 2 消毒剂过氧乙酸、甲醛等均能使大多数病毒灭活。与细菌相比，病毒对消毒剂抵抗力强，特别是无包膜的小型病毒。 3 中草药板蓝根、大青叶、大黄、贯仲和七叶一枝花等对某些病毒有一定的抑制作用。,（二）化学因素的影响,.,48,八 病毒分类,病毒分类的原则：病毒基因组特征（核酸类型、G+C组成、核苷酸序列等）病毒的形态和结构（形状、大小、衣壳排列、有无包膜等）理化性质和抗原性等依据分类原则，将病毒分为科、属、种。由结构、性状相关并亲缘关系相近的病毒成员组成病毒属（Virus genera），属名后用后缀-virus，如Enterovirus（肠道病毒属）；由结构、性状相关和有亲缘关系的病毒属组成病毒科（virus families），科名后用后缀-viridae如picornaviridae（小RNA病毒科）。目前将病毒分为71科，164属和4000多种病毒。,.,49,八 病毒分类动物病毒,DNA病毒,.,50,RNA病毒,.,51,近年发现一些比一般病毒更小的非寻常病毒的致病因子，称为亚病毒（subviru），包括卫星病毒（satellite）、类病毒（viroid）和分类学上尚未确定归属的朊粒（Prion）。卫星病毒：多数与植物病毒相关，少数与噬菌体或动物病毒相关。如腺病毒的卫星病毒。卫星病毒可分为两大类，一类可编码自身的衣壳蛋白；另一类为卫星病毒RNA分子，曾被称为拟病毒（virusoid），需利用辅助病毒的蛋白衣壳。类病毒：均为植物病毒，由200-400个核苷酸组成单链环状的RNA分子，有二级结构，不含蛋白质，无包膜或衣壳。在细胞核内增殖，利用宿主细胞的RNA聚合酶II进行复制。目前认为人丁型肝炎病毒是一种特殊的嵌合分子，具有部分卫星病毒及部分类病毒的特性。,.,52,朊粒 无核酸，结构仅由一种耐蛋白酶K的蛋白分子组成，具有传染性，与动物和人类传染性海绵状脑病有关，如库鲁病（Kuru），克雅病（CJD）等。经近年深入研究，不少学者认为不宜将朊粒列入病毒范畴，故其生物学地位待定。,.,53,缺陷病毒HDV,.,54,.,55,.,56,第二节 病毒性感染与免疫,一、病毒感染及病毒性疾病二、抗病毒免疫,.,57,一、病毒感染及病毒性疾病,病毒感染：病毒以一定的方式侵入宿主，在宿主的易感（靶器官）细胞中进行复制和基因表达，并在宿主体机体中进一步扩散，这个近程称为病毒感染(viral infection)。病毒性疾病：感染后常因病毒种类、宿主状态不同而发生轻重不一的具有临床表现的疾病，称为病毒性疾病(viral disease)。 有时虽发生病毒感染，但并不形成损伤或疾病。,.,58,病毒在机体内能否形成感染取决于病毒感染的量、在机体间传播的方式，进入机体的途径、在体内病毒的增殖和播散速度和逃避宿主免疫防御的能力与机体相互作用等多方面。整个过程需要经历几个较为重要的环节，即病毒来源、病毒传播的方式、侵入机体的途径、在体内的播散和病毒的排出、传播等，病毒与机体免疫应答相互作用的动态消长不同可形成不同的感染类型。,.,59,一、病毒感染及病毒性疾病,1 病毒的传染源、病毒的传播方式和病毒的感染途径2 病毒在机体内的播散3 病毒的排泄4 病毒感染的类型,.,60,1.1病毒的传染源病毒的主要传染源包括患病动物、隐性感染者和慢性感染者。其中隐性感染者数量特别大，如甲肝病毒隐性感染的比率常达90%以上。慢性感染者可向外排毒几个月或几年，如先天感染风疹病毒的新生儿、慢性乙肝患者和病毒携带者、HIV感染者等。除少量病毒如狂犬病病毒和节肢动物病毒外，多数的动物病毒一般不感染人。1.2 病毒的传播方式水平传播（horizontal transmission）一般指病毒通过皮肤、呼吸道、消化道、泌尿生殖道等在人群机体间传播，在特定的情况下可直接进入血循环（如输液、机械损伤等）。垂直传播（vertical transmission）则一般指病毒从母亲通过胎盘、分娩、哺乳等传给子代，主要见于乙肝病毒、HIV、巨细胞病毒等。垂直传播在其他微生物感染中少见。,.,61,1.3 病毒侵入机体的途径,.,62,2 病毒在体内的播散,2.1播散的形式局部播散（local spread）当病毒入侵机体，一般在局部复制和繁殖，繁殖至一定数量病毒后，感染邻近细胞，其感染局限于同一个组织和器官，这种形式称为局部播散。某些病毒的靶细胞是局部呼吸道及肠道黏膜上皮细胞，病毒在黏膜上皮细胞中增殖后向相邻组织细胞扩散产生炎症，但病毒并不侵入血流，如鼻病毒仅在上呼吸道黏膜细胞内增殖，引起普通感冒；轮状病毒在肠道黏膜内增殖而引起腹泻，这种感染形式又称为表面感染。,.,63,血清性播散（hematogenous spread）这种形式是病毒感染扩散的常见类型。有些病毒首先在侵入局部增殖，然后通过淋巴液进入血流，形成第一次病毒血症（viremia），病毒再随血循环进入易感组织，特别是巨噬细胞和血管内皮细胞，大量增殖后再次进入血流引起第二次病毒血症，最后到达靶器官，如麻疹病毒、脑炎病毒等所致的感染。这种感染过程涉及全身或数种组织与器官，引起的全身性感染。一般全身性感染较局部感染会诱生更全面及巩固的免疫应答。神经性播散（neutral spread）某些具有嗜神经性的病毒，可通过感染部位的神经末梢侵入神经细胞进行扩散，其所致疾病的临床表现体现出沿神经移行的特点，如水痘-带状疱疹病毒在其原发感染水痘发生以后，即隐伏于脊髓后根神经节或颅神经的感觉神经中，再发时病毒沿感觉神经分布产生带状疱疹。,.,64,2.2播散的靶组织皮肤 病毒感染最常见的靶组织之一，许多急性病毒感染或由于病毒的作用或由于免疫复合物的参与都会呈现出疹现象。病毒侵入皮肤毛细血管和小静脉内皮细胞，导致局部血管扩张，形成红斑；再如伴有水肿和细胞浸润，即形成丘疹。麻疹病毒、风疹病毒，还有某些埃可病毒、腺病毒等感染机体均形成斑丘疹。如病毒感染部位在表皮并导致伴有单核细胞的渗出，此即为水疱疹，HSV等的出疹即为水疱疹。中枢神经系统 狂犬病病毒通过外周神经元和感染神经元病毒入侵中枢神经系统。肝 肝炎病毒、黄热病毒、单纯疱疹病毒、巨细胞病毒和风疹病毒等。这些病毒损伤肝细胞而引起急慢性肝炎、肝硬化和肝癌等。免疫系统 HIV病毒其他 其他的病毒靶组织包括唾液腺、乳腺、横纹肌和心脏等，并引发相应器官疾病。,.,65,3 病毒的排泄,一般情况下病毒需要从受感染体内排出（shedding）以维持其种属持续性排泄，通过的途径常见的有：呼吸道： 大多数可感染呼吸道的病毒通过此途径排出，如麻疹病毒、流感病毒等唾液：一些病毒可进入口腔与唾液混合并随唾液排出，如腮腺炎病毒、人类巨细胞病毒。其他：还有一些排泄途径包括皮肤、尿液、精液和乳汁排出，痘病毒感染皮肤并经皮肤病变部位排出。,.,66,病毒侵入后，首先与细胞结合。在细胞中增殖后，可根据引起靶细胞病变的类型分为溶细胞（lytic infection）和非溶细胞（nonlytic infection）两种感染。病毒完成复制后可继续感染周围细胞，可使整个组织或器官的细胞被破坏，使机体出现症状，最终出现临床表现，或被机体清除，最终恢复。因此，病毒感染的类型可体现在细胞和机体两个层面。4.1病毒感染的细胞病变类型4.1.1溶细胞感染（lytic infection） 病毒感染容纳性细胞（permissive cell），细胞可以为病毒复制提供必要的条件，支持病毒复制。病毒在胞内复制成熟后，在很短时间内一次释放大量子代病毒，细胞被裂解而死亡。多见于包膜病毒。,4 病毒感染的类型,.,67,4.1.2非溶细胞感染（nonlytic infection）（1）慢性感染（chronic infection）：病毒感染能引起持续性的感染，可以产生完整的病毒颗粒，能够通过出芽等方式释放病毒颗粒，不引起细胞的溶解。此种病毒感染的细胞一般为容纳性细胞。（2）潜伏感染（latent infection）：病毒感染细胞后，细胞中缺乏足够的物质支持病毒复制，仅能产生一些大的分子，而没有新的病毒颗粒的产生，称之为潜伏感染。此种病毒感染的细胞一般为半容纳细胞。（3）细胞转化（transformation）以及永生化（immortalization）：病毒感染半容纳细胞后，不能产生新的病毒颗粒，但是可以刺激细胞无限制生长，发生细胞转化或者永生化。,.,68,4.2 病毒感染的临床类型,病毒感染机体后如引起整个组织或器官的细胞被破坏，可使机体出现症状，最终出现临床表现。从病毒进入机体到出现临床症状一般有一段间隔时期，称为潜伏期（incubation period)，每一个病毒感染的潜伏期都有一个范围。一般来讲，局部感染，如呼吸道感染，潜伏期较短（1-5d）；当病毒感染必须经血流播散才能到达靶器官的潜伏期较长（10-20d）。潜伏期通常相当于病毒在体内增殖、转移、定位、引起组织损伤和功能改变导致临床症状出现之前的整个过程，是检疫观察的重要依据。此外，病毒传染性最强的时期是在潜伏期的后期，临床症状出现之前，这对传染病预防也非常重要。,.,69,根据病毒感染后是否表现出临床症状，将其分为隐性感染和显性感染。4.2.1隐性病毒感染 病毒进入机体后不引起临床症状且被机体清除的感染，称为隐性感染或亚临床感染。隐性或亚临床感染发生在感染细胞数量很少以至于不引起临床症状，但这种感染是主要的传染源，并且感染后能产生足够的抗体而形成抵抗再次感染免疫力。原因：病毒毒力弱、机体防御能力强、病毒种类、病毒的性质。 隐性感染虽不呈现临床症状，但感染者多能获得物异性免疫力。同时，隐性感染者仍有向外界播散病毒而成为传染源的可能，故隐性感染在流行病学上具有十分重要的意义。,.,70,4.2.2.显性感染 机体在感染病毒后因组织细胞受损严重而表现出明显的临床症状，称为显性感染。显性感染可表现为局部感染（local infection）如（单纯疱疹），也可为全身性感染（systemic infection）（如麻疹）。根据病毒在体内滞留的时间长短，显性感染可分为急性病毒感染和持续性病毒感染两种。,.,71,急性(病原消灭型)病毒感染（acute infection）：指病毒在感染机体后，短时间内即被清除或导致机体死亡的过程，临床上急性感染表现为发病急，病程数日到数周。恢复后体内不再存在病毒，如流行性感冒。持续性感染（persistent infection）：这类感染中，病毒可在机体内持续数月至数年，甚至数十年；可出现症状，也可不出现症状而长期带毒，成为重要的传染源。由于持续性感染的致病机制不同，且临床表现各异，故可分成三种：,.,72,慢性感染（chronic infection):指病毒在感染机体的后可出现或不出现急性症状；随着机体免疫系统的激活，大部分病毒被消除，但仍有少量残存在体内，并维持在较低的尝试，可持续存在于血液或组织中并不断地排出体外，病程可长达数月至数十年，症状可有可无，可轻可重。在慢性感染全过程中，病毒可被分离培养或，如HBV、EBV形成的慢性感染。,.,73,潜伏感染（latent infection）：是指病毒侵入机体后，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病毒的存在。如HSV-1感染后，潜伏在三叉神经节，此时机体既无临床症状也无病毒排出，以后由于受物理、化学、生理或环境因素的影响，潜伏的病毒被激活而沿感觉神经到达皮肤、黏膜，发生单纯疱疹，从疱疹液中又可查出病毒颗粒。CMV、EBV等病毒都可引起潜伏感染。,.,74,慢发病毒感染（slow infection）：感染后潜伏期很长，达数月、数年至数十年。待疾病出现后，其发展呈亚急性进行性，最终成为致死性感染，一般病程不超过一年。如麻疹病毒引起的亚急性硬化性全脑炎（subacute sclerosing panencephalitis, SSPE），该病在儿童期急性感染麻疹病毒后，至青春期才发病，表现为亚急性进行性中枢神经系统疾病。库鲁病（Kuru）等。库鲁病是朊病毒感染机体后，经过长达数十年的潜伏期后，引起的一种进行性小脑退行性疾病。,.,75,.,76,.,77,.,78,5 病毒的致病机制,病毒是严格的细胞内寄生性，病毒进入人体首先在易感细胞内增殖，可导致细胞损伤或产生其他变化，当病毒扩散至多数细胞后则可形成对组织器官乃至全身的损伤或功能障碍。同时针对病毒感染细胞的免疫应答，在清除病毒的过程中，会造成细胞和组织损伤。因此，病毒感染致病机制（pathogenesis of viral infections）一般可分为两个方面：一是病毒对宿主细胞的直接作用；二是病毒感染诱导的免疫病理损伤。,.,79,5.1 病毒对宿主细胞的直接作用正常的细胞有着其正常的形态特征，有着自身固有的规律，在细胞生长的各个阶段，各种分子的合成和降解是处于有序的平衡状态。病毒感染后，在易感细胞内增殖，可导致这些规律被打破，影响细胞的代谢，可直接对细胞造成杀伤作用，或使细胞发生病变，出现一些表型的改变。也可并不引起明显的细胞病变，病毒可能在细胞中存在，与细胞处于共生状态，形成潜伏感染，也可使细胞转化或永生化。,.,80,1）细胞骨架的改变破坏细胞正常的形态2）抑制宿主细胞的大分子合成细胞正常代谢紊乱细胞死亡3）裂解细胞完整性破坏细胞死亡4）细胞膜功能障碍（病毒感染在膜表面编码糖蛋白细胞融合）增强通透性细胞内外离子平衡被破坏。,5.1.1病毒杀细胞或致细胞病变感染的机制,.,81,病毒培养时出现的CPE,.,82,.,83,5）包涵体的形成： 病毒复制或转录过程中形成的复合物，病毒装配过程中间出现的中间体，以及核衣壳等均可在宿主细胞中进行积累而成为包涵体。这种包涵体的部位往往反应了病毒复制的部位。如草鱼出血病病毒：细胞质中细胞核周围有月牙形或块状的嗜酸性包涵体。传染性胰腺坏死病：双RNA病毒属，病毒在胞浆内合成和成熟，并形成包涵体。鱼痘疮病：属于疱疹病毒科在细胞核内形成包涵体。包涵体在细胞内的形成可以改变细胞正常的组分从而导致细胞的病变。,.,84,6）病毒诱导的细胞凋亡（apoptosis）病毒及其产物既能通过各种机制抑制细胞凋亡，也能破坏细胞的正常生理功能及诱导细胞的凋亡，很多病毒在感染的末期就直接利用细胞凋亡来裂解细胞并释放子代病毒。病毒诱导的细胞凋亡是不少病毒引起宿主疾病的重要原因之一。此外，不少病毒还能直接诱导免疫细胞的凋亡，免疫细胞的凋亡显然对于病毒逃避免疫清除，建立持续感染大为有利。利用细胞凋亡机制来播散子代病毒可能是那些没有进化出复杂的凋亡机制或免疫逃避机制的病毒进行播散的重要手段。,.,85,5.1.2病毒引起细胞转化的机制或永生化的机制,细胞转化是指细胞受外界因素影响后在形态学、生物化学以及生长参量上的改变。永生化是指细胞发生转化后比正常细胞更易突变和发生染色体重排，获得无限生长的能力，有利于肿瘤细胞的形成。细胞的转化常是永生化和肿瘤形成的第一步。,.,86,病毒感染引起细胞转化或永生化的可能机制：病毒的全部或部分基因组持久地留在人的细胞中进行整合（integration）：部分病毒（主要为DNA病毒，如HBV）感染细胞整合后经常伴随着部分病毒基因的表达，并使细胞遗传性发生改变，引起细胞转化。一般情况下整合后很少出现复制性感染，这往往是因为在转化细胞中病毒的基因组经常是复制缺陷。病毒通过编码的蛋白质从不同的位点阻断细胞凋亡途径：有些病毒的蛋白通过影响细胞周期相关蛋白质功能使细胞生长的刹车松弛，从而导致细胞发生无限生长。如HPV等通过编码病毒蛋白结合或灭活细胞生长调节因子（如p53），抑制其诱导细胞凋亡。,.,87,5.2病毒感染诱导的免疫病理损伤,大部分病毒感染对宿主造成的损害并不是由于病毒的致细胞病变效应直接引起，而是由病毒抗原刺激诱发宿主的免疫应答对机体造成的间接损伤所致，称为免疫病理损伤。对于大部分非杀伤细胞性的病毒，由它们的免疫病理反应是造成机体损伤的唯一原因。免疫病理损伤一般是由T细胞介导，少部分由抗体引起。,.,88,5.2.1 T细胞介导的病理损伤 病毒感染的的病理损伤既可由CD8+T淋巴细胞介导，也可由CD4+ T淋巴细胞介导，前者如LCMV、HIV、HBV、柯萨厅病毒，后者有麻疹病毒、登革热病毒、HSV等。CD8+ T细胞介导的免疫病理：研究表明，HBV感染引起的严重肝损伤由CD8+ T细胞介导的免疫反应造成的。产生病理损伤的原因是因为细胞毒性T淋巴细胞（CTL）首先与受感染的肝细胞结合，诱导细胞的凋亡；然后释放出各种细胞因子使中性粒细胞和单核细胞等效应细胞聚集到肝脏中，进一步破坏受感染的细胞。和HBV一样，柯萨奇B型病毒感染引起的心肌炎也是由CD8+T淋巴细胞介导的，主要杀伤性蛋白穿孔素（perforin）是诱导心肌炎形成的重要因素。,.,89,CD4+ T淋巴细胞介导的免疫病理：CD4+ T淋巴细胞比CD8+ T淋巴细胞可诱导产生更多的细胞因子和趋化因子，能使更多的非特异性效应细胞聚集和活化，由此引发的炎症反应通常称为迟发型超敏反应（delayed-type hypersensitivity response）。在迟发型超敏反应中引起病理损伤作用的主要是效应细胞释放的蛋白酶和一些活性分子如过氧化物和NO，以及各种细胞因子。由CD4+ T细胞介导免疫病理损伤的典型例子是呼吸道路合胞病毒（RSV）引起的感染，具体机制还不清楚，但可能与嗜酸粒细胞的活化有关，推测是CD4+ T细胞分泌的细胞因子促使嗜酸粒细胞聚集到感染部分造成组织损伤。,.,90,5.2.2 B细胞介导的病理损伤 当病毒复制迅速，免疫系统无法及时清除，或无法达到病毒的感染部位时，病毒就会与特异性抗体结合形成复合物。病毒-抗体复合物如不能被网状内皮系统有效清除而进入血液循环，则它们会沉积在毛细血管中引起病变。抗体除了能与病毒形成复合物诱导免疫病理损伤外，有时还可能加重病毒的感染。,.,91,5.2.3自身免疫 当机体的免疫系统对自身抗原产生反应，即打破免疫耐受时，就会产生自身免疫性疾病。已发现病毒感染可引发自身免疫反应，这类患者常经历过病毒感染或伴有病毒持续性感染，并可检测到自身组织的抗体或特异性免疫细胞。如慢性肝炎患者中，有部分患者存在针对肝细胞的抗体或细胞免疫；在麻疹，腮腺炎病毒感染后期发生的脑炎，可能因病毒改变了脑组织抗原，从而诱生自身免疫应答造成脑组织损伤。,.,92,所以病毒感染引起自身免疫的机制，一是病毒感染使一些情况下隐藏起来的细胞抗原暴露出来，免疫系统识别这些抗原后就会产生自身免疫反应。二是分子模拟机制，病毒抗原与宿主组织抗原含有有共同的抗原决定簇，当宿主的免疫系统对这些共同的抗原决定簇产生免疫反应进，就会引起自身免疫疾病。该模式较为有力的支持证据是单纯疱疹病毒感染引起的基质角膜炎。,.,93,5.2.4病毒超抗原一些病毒蛋白是非常有效的T细胞刺激物，称为超抗原。它们能结合抗原呈递细胞上的II类主要组织相容性复合体，然后直接作用于T细胞受体（TCR）的V链而激活T细胞。因此超抗原能活化比正常情况下多得多的T细胞，这将会破坏免疫系统的协同性，扰乱机体的平衡，从而可能引发多种疾病，如狂犬病毒的核蛋白以及EB病毒、巨细胞病毒、HIV等编码的某些蛋白质均可作为超抗原。,.,94,二 抗病毒免疫,（一） 非特异性抗病毒免疫非特异性免疫在病毒感染的早期即发挥抗病毒效应，能抑制早期感染的细胞内病毒复制，在此过程中产生的多种细胞因子还具有广泛的免疫调节作用，如活化吞噬细胞、自然杀伤细胞等，增强其功能或诱导其产生其他细胞因子等。上述细胞及细胞因子等还能使T、B细胞等聚集，并有效增强它们所介导的特异性抗病毒免疫效应。非特异性抗病毒免疫主要包括生理屏障：完整的皮肤、黏膜、血-脑屏障、血-胎屏障等细胞因素：吞噬细胞、NK细胞和树突奖细胞体液因素：细胞因素如干扰素和防御素等,.,95,1 参与非特异性抗病毒免疫应答的细胞参与非特异性抗病毒免疫应答的细胞主要包括单核吞噬细胞系统、NK细胞、树突状细胞（dendritic cell, DC）等。它们不仅本身具有抗病毒作用，而且能产生多种可溶性细胞因子发挥抗病毒效应并促使其他细胞的活化。1.1吞噬细胞：包括中性粒细胞和巨噬细胞，通过定向迁移，识别、吞噬和杀伤等环节发挥重要功能，在非特异性免疫应答中发挥极为重要的作用。但一般认为中性粒细胞在抗病毒感染中作用不大，而巨噬细胞可吞噬和杀灭来自感染细胞的病毒和细胞碎片，抗体和补体与病毒结合后能促进巨噬细胞的吞噬，巨噬细胞可提呈抗原给T细胞，分泌IL-1和干扰素，激发特异性免疫应答。肝脏和脾脏中巨噬细胞能迅速滤过血液中的病素闻，如果巨噬细胞功能受损，病毒易侵入血流引起病毒血症。,.,96,1.2 NK细胞 是一种不需抗原预先致敏，不受MHC限制，也不依赖抗体的具有杀伤作用的免疫细胞。NK细胞主要杀伤感染病毒的靶细胞，其效应的出现远早于特异性杀伤性T细胞，当病毒感染后，其可通过多种途径被活化，其中以受干扰素的激活在抗病毒免疫中尤为有意义。病毒感染细胞后，关闭了细胞MHC-I分子的表达，使细胞膜发生了变化，成为NK细胞识别的“靶”。NK细胞对靶细胞的识别是非特异性的，即对病毒感染的细胞均有杀细胞作用，而无病毒特异性。,.,97,NK细胞接触靶细胞后，可自胞质中释放穿孔素、颗粒酶等而溶解病毒感染细胞。此外，活化的NK细胞可产生多种细胞因子，产生IFN-，诱导巨噬细胞活化并产生NO、氧自由基等效应分子；释放肿瘤坏死因子（TNF），改变靶细胞溶酶体的稳定性，使多种水解酶外漏；还可活化靶细胞的核酸内切酶，降解细胞基因组DNA，而引起细胞凋亡。NK细胞是病毒感染早期，特异性免疫建立前抗病毒免疫的一个重要机制。,.,98,1.3树突状细胞 是具有最强抗原提呈功能的专职抗原提呈细胞，它是机体免疫应答的主要启动者，具有摄取、处理和提呈抗原到T细胞的功能，在免疫应答的诱导中发挥关键作用。在非特异性免疫应答中发挥抗病毒作用的主要是浆细胞样树突状细胞（plasmacytoid dendritic cell, pDC），pDC在病毒感染的刺激下可分泌大量的I型干扰素，发挥重要的抗病毒作用；其还具有多种免疫调节功能，能诱导、激活、刺激免疫细胞发挥抗病毒作用。,.,99,2 参与非特异性抗病毒免疫应答的重要分子多种免疫分子参与了机体的非特异性抗病毒免疫应答，主要有细胞因子和趋化因子，近年来发现防御素也具有抗病毒作用。2.1细胞因子（cytokine）细胞因子是重要的抗病毒分子，可由多种细胞如单核吞噬细胞系统、NK细胞、树突状细胞或活化的成纤维细胞、内皮细胞等产生，包括IFN、TNF和IL等，其中最重要的为干扰素（interferon, IFN）。,.,100,干扰素是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蛋白。干扰素对热比较稳定， 4可保存较长时间，-20可长期保存活性。干扰素的主要功能是抗病毒作用，除此之外，还有调节免疫、抑制肿瘤细胞生长和控制细胞凋亡等作用。,.,101,IFN种类其抗病毒作用无特异性，但IFN具有种属特异性。由人类细胞产生的IFN，按其抗原性分成3类，即白细胞IFN(IFN)、成纤维细胞IFN(IFN)和T淋巴细胞IFN(IFN)。IFN和IFN又称为I型IFN，IFN又称为II型或免疫IFN，是一种细胞因子 。IFN与抗体或免疫球蛋白(Ig)不同，干扰素的抗病毒作用无特异性。 II型干扰素调节免疫和抑制肿瘤细胞生长的作用比I型干扰素强，抗病毒感染则主要是I型干扰素。除I型和II型干扰素外，干扰素被归为III型干扰素。,.,102,IFN的诱生病毒感染或干扰素诱生剂如病毒、原虫、细菌的内毒素以及人工合成的多聚肌苷酸与多聚胞嘧啶的多聚物（poly I：C）均具有诱生I型IFN的作用。其中，RNA病毒的诱生作用比DNA病毒强。II型IFN诱生物是促有丝分裂素PHA、ConA和各种抗原。IFN的作用机理不是直接作用于病毒，而是作用宿主细胞，与细胞表面的干扰素受体作用后，经信号转导等一系列特殊化过程，激活细胞抗病毒蛋白基因，使之合成抗病毒蛋白质，如干扰素可诱生蛋白激酶等。这些酶或通过降解病毒的mRNA而抑制病毒蛋白质的合成，亦可影响病毒的组装和释放，从而起到抗病毒感染的作用。,.,103,此外，干扰素能激活NK细胞和巨噬细胞，增强其对病毒感染细胞的杀伤破坏作用。干扰素可促进多数细胞MHC I类抗原表达，有利于杀伤T细胞（CTL）发挥作用。干扰素可诱导多种细胞的MHC II类抗原表达，使之参加抗原递呈和特异性免疫的识别。受病毒感染的细胞在病毒复制的同时即形成和释放干扰素，故干扰素的产生较特异性免疫产物为早；干扰素能很快渗入邻近细胞，诱导其产生抗病毒蛋白。因此，干扰素既能中断感染细胞中的病素闻的增殖，又能限制病毒的扩散。,.,104,干扰素抗病毒作用的特点：广谱性，干扰素对所有病毒均有一定的抑制作用；间接性，干扰素不直接作用于病毒，而是通过细胞产生抗病毒，而是通过细胞产生抗病毒蛋白，间接发挥抗病毒作用；相对种属特异性，即一种动物所产生的干扰素只能对同种动物的细胞发挥其抗病毒作用。目前干扰素制剂和干扰素诱生剂已用于治疗一些病毒性疾病，如慢性乙型肝炎、单纯疱疹病毒性角膜炎，取得较好的疗效。但尚存在仅在部分患者有效，停药后复发等缺点。近年来人们试图采用不同种干扰素或干扰素与抗病毒药物联合使用，已取得了一些效果。此外，改变干扰素剂型，如聚乙二醇（PEG）化干扰素，也发现可明显提高治疗效果。,.,105,IFN的生产和应用输入外源性IFN可以阻止病毒感染发生。也可应用于一些病毒皮肤粘膜感染的治疗：如疱疹性角膜炎、腺病毒引起的流行性角结膜炎，用IFN点眼治疗；对流感病毒等所引起的呼吸道感染，应用IFN滴鼻及喷雾法治疗，均收到了较好的效果。 在体外诱生IFN需要大量的人血细胞或扁桃体等淋巴组织，来源有限，效价也难达到临床应用水平。应用基因工程方法，把人IFN基因重组到质粒中，随着大量培养工程生产菌，可获得预期的人IFN基因工程产品。我国基因工程生产的IFN现已在正临床应用。,.,106,2.2趋化因子（chemokine）趋化因子是一类能够吸引免疫细胞发生定向运动的小分子蛋白质，病毒等病原微生物进入组织后能通过趋化因子促使吞噬细胞向病原体入侵部位或炎症部位运动。目前发现的趋化因子有多种，可由多种免疫细胞和非免疫细胞产生。目前已确认，在小鼠感染了流感病毒或柯萨奇病毒后产生的特异性免疫相关的炎症反应中，巨噬细胞炎性蛋白（macrophage inflammatory protein 1，MIP-1 ）1发挥了作用。MIP-1对机体非特异性抗病毒免疫也很重要。小鼠感染了MCMV后，在肝脏内有病毒复制的炎症部位，NK细胞大量聚集。,.,107,2.3防御素（defensin）防御素是一组耐蛋白酶的分子，对有包膜病毒具有直接杀伤活性。人类体内存在着两种防御素，即-防御素和 -防御素。-防御素属阳离子多肽，由中性粒细胞和小肠Paneth细胞产生，主要通过与病原体带负电荷的成分（如病毒胞膜脂质）的静电相互作用，致膜屏障破坏及膜通透性增高，最终导致病原体死亡，还具有致炎和趋化作用，诱导细胞因子如干扰素、白介素的产生而发挥抗病毒作用。近来还发现， -防御素的某些亚型具有阻止病毒复制的作用。,.,108,（二） 特异性抗病毒免疫,病毒的结构蛋白（如衣壳蛋白、基质蛋白或膜上的各种糖蛋白）和非结构性蛋白（包括少数DNA聚合酶）在病毒感染过程中，可经抗原加工与递呈，活化T细胞及B细胞，分别在体内诱生体液及细胞免疫。体液免疫中的抗体通过识别游离的病毒和病毒感染的细胞，能中和胞外游离的病毒体，主要对再次入侵的病毒体起预防作用；也通过与病毒感染细胞的表面抗原结合，在补体或抗体依赖性杀伤细胞参与下发挥杀伤病毒感染细胞作用。,.,109,抗体和病毒感染细胞表面的糖蛋白结合后还能抑制细胞内病毒基因的表达。细胞中可有杀伤性T细胞（cytotoxic T lymphocyte，CTL），辅助性T细胞和调节性T细胞等，通过杀伤病毒感染的靶细胞，清除病毒是使机体恢复健康的主要机制。此外，活化的T细胞所分泌的多种细胞因子如-干扰素、TNF等也对清除病毒有利，调节性T细胞则在调控细胞免疫水平方面发挥重要作用。1、病毒抗原的加工和递呈几乎所有有核细胞均表达MHCI类分子，而MHC II类分子通常只表达于专职APC（如树突状细胞和巨噬细胞）的表面。有些非专职APC只在炎症以及细胞因子的作用下才会表达。,.,110,抗原加工和递呈一般分为内源性抗原递呈（MHC I类分子限制的抗原递呈）与外源性抗原递呈（MHC II类分子限制的抗原递呈）。前者是指病毒感染细胞后，在宿主细胞内合成病毒蛋白，这些蛋白中有些被降解为短肽，由粗面内质网上的TAP（抗原肽转运体）转运至粗面内质网内，与新合成的MHC-I分子结合后，运输到细胞表面，导致CTL细胞活化。外源性抗原递呈指当病毒通过胞饮或被吞噬而进入细胞后，经吞噬体内酶水解为小片段的肽后，与MHCII类分子结合后提呈到细胞表面，诱生T细胞释放细胞因子及上调其受体分子的表达，并可辅助B细胞成熟为浆细胞及合成抗体。,.,111,在抗病原免疫中这两种类型的抗原递呈同时存在。病毒在细胞内复制主要为内源性抗原递呈；然而当感染细胞被杀伤后，病毒体或病毒抗原被释放，又可被吞饮而以外源性抗原方式递呈。因此，两种抗原递呈在抗病毒免疫中可以互补，同时发挥作用。有些病毒可直接感染DC细胞（如麻疹病毒，HSV等）来干扰机体天然免疫及获得性免疫是。而大多数病毒不直接感染DC而是通过一些机制（下调MHC分子的表达等）等来干扰DC的抗原提呈功能（如HBV，等）。,.,112,2 体液免疫病毒感染后最