备课素材：入侵病毒的免疫逃逸和增殖机制 高二上学期生物人教版选择性必修1

入侵病毒的免疫逃逸和增殖机制高中生物学教材中提及诸多病毒,如感染后一般要经过8—10年的潜伏期才发病的HIV。尽管感染的病毒不同，但这些病毒都能成功地躲避免疫系统并在体内潜伏下来，最终大量增殖导致个体患病甚至死亡。那么病毒是如何进行免疫逃逸和增殖的呢？1、病毒免疫逃逸机制病毒在与宿主免疫系统相互作用中,借助其遗传物质易突变的特点，形成一整套针对免疫系统不同环节的逃逸机制和破坏机制。面对机体的各种抵抗，病毒逃逸机制的主要类型有隐匿、诱变和抑制。1.1隐匿

隐匿是指病原体感染免疫细胞或寄生于免疫不到之处而得以逃避。

病毒潜伏于宿主免疫细胞不易接近的组织或细胞,这是病毒逃避免疫系统监视的重要机制。中枢神经系统的血脑屏障可限制淋巴细胞进入，同时神经细胞不表达MHCⅡ类分子，仅低表达MHCI类分子，这就使针对病毒的适应性免疫应答难以启动。因此，中枢神经系统是多种病毒（如麻疹病毒、单纯性疱疹病毒、带状疱疹病毒）长期感染或潜伏的器官。

另外,某些病毒如人乳头瘤病毒在细胞角化过程中发生的增殖也易被免疫系统忽视，其机制为人乳头瘤病毒感染具有增殖能力的基底细胞,而基底膜能使感染细胞与宿主免疫系统隔离；随着角质形成细胞的角化过程,人乳头瘤病毒表达相关基因后组装新的病毒颗粒，并随皮屑脱落。1.2诱变

诱变是指病原体改变自身的抗原特性而逃避免疫应答,常见的诱变类型有三种。1.2.1抗原变异

抗原变异是指病毒通过表面抗原的变异逃避抗体的中和或调理作用以基因组分节段的流感病毒抗原HA和NA为例：①基因突变所致的抗原漂移,因其变异幅度小仅引起局部中小程度流行；②病毒基因重组或重配所致的抗原转换，因其变异幅度大常会导致全球大流行。MHCI/Ⅱ提呈的病毒抗原肽发生变异，可干扰T细胞（

CD8+或CD4+类

）对病毒抗原的特异性识别。1.2.2基因整合

某些逆转录病毒可在逆转录酶作用下合成病毒DNA,并以一定方式整合到宿主的核DNA中,在适当情况下（如机体免疫力低下时）转录病毒mRNA,继而翻译为病毒结构蛋白和非结构蛋白，同时复制病毒RNA,以相对缓慢的速度组装子代病毒，而后通过裂解宿主细胞释放至细胞外导致新的感染。1.2.3基因限制性表达

实验发现，单纯性疱疹病毒在神经细胞中潜伏感染,基因组中除有1个区转录外，其他病毒基因表达完全关闭，使感染的神经细胞中几乎检测不到任何病毒蛋白，从而逃避免疫系统识别。

1.3抑制

抑制是指病原体通过其产物阻断或抑制机体的免疫应答。病毒可通过干扰宿主细胞和细胞因子或诱导产生免疫耐受等而逃避免疫清除。1.3.1干扰抗原的呈递

某些病毒可通过影响抗原-MHC复合物的形成使其无法呈递抗原进而干扰机体免疫应答。例如.型腺病毒早期蛋白E3可与MHC分子结合,从而抑制MHC分子末端糖基化并干扰其表达和加工,最终抗原无法正常呈递。1.3.2干扰细胞因子的功能

干扰素在抗病毒中起重要作用,许多病毒通过干扰干扰素的效应而逃避杀伤。例如痘病毒T2蛋白与TNF受体高度同源，其与TNF结合可阻止TNF发挥效应。1.3.3诱导免疫耐受的产生免疫耐受是指T细胞和B细胞在抗原刺激下，没有被其激活,不能产生特异性免疫效应细胞和抗体,从而不能执行正常免疫应答的现象。例如高复制状态的乙肝病毒可表达大量抗原，抗原过度刺激可引起某些特异性T细胞凋亡，并诱导高带耐受或免疫逃逸。2、病毒的增殖

自然界中的病毒多为真病毒类，如教材中所涉及到的T2噬菌体、烟草花叶病毒、劳氏肉瘤病毒等。它们主要由核酸和蛋白质外壳构成。此外,某些病毒还有囊膜结构。根据病毒的遗传物质和转录方式不同,可将其分为双链DNA病毒、正链DNA（+DNA）病毒、双链RNA病毒、正链RNA（+RNA）病毒、负链RNA（-RNA）病毒和逆转录病毒六大类。

尽管病毒不同宿主不同,但所有病毒侵入宿主后都要面临增殖。T2噬菌体在大肠杆菌内的增殖过程大致为：吸附大肠杆菌后并注入DNA,借助宿主的核苷酸、氨基酸、核糖体、酶系统及能源等物质，通过其遗传物质控制子代DNA和蛋白质外壳的合成，之后将两者组装成结构完整、具侵染力的子代噬菌体,最后裂解宿主细胞并将其释放出来。事实上，其他病毒的增殖过程和噬菌体极其类似,均可分为吸附、侵入（脱壳）、复制合成、（成熟）装配和释放5个阶段（图1）

注：+DNA+RNA表示其核苷酸序列mRNA序列一致，-DNA/-RNA表示其核苷酸序列mRNA序列互补

在免疫学中,感染与免疫在本质上相互对立,但两者发生于同一宿主使其成为矛盾的统一体。病原体攻克机体三道防御屏障后在其体内先逃逸再增殖，此过程会产生有害物质从而对机体造成伤害即感染;宿主则动员全部防御机制（包括固有免疫及适应性免疫）与病原体进行抵抗直至最终清除，在机体恢复常态的同时使机体获得对同类病原体再次入侵的抵抗力即免疫。

病原体与宿主的相互作用贯穿整个感染过程，并决定感染的发生、发展及结局。例、奥密克戎和德尔塔都是新冠病毒的变异株。二者突变位点数量不同，前者是后者的2倍，前者变异株具有更强的免疫逃逸能力。下列有关叙述正确的是（）A.可以通过核酸检测、感染者病症不同来区分上述病毒种类B.出现变异株的主要原因是RNA病毒所处环境发生了巨大变化C.奥密克戎产生的蛋白质的种类更多样，会导致病毒逃避免疫，疫苗免疫能力减弱D.针对变异株，无法通过灭活疫苗、蛋白疫苗、基因疫苗达到防范效果解析：A、病毒的遗传物质具有特异性，引起的病症也不相同，故可以通过核酸检测、感染者病症不同来区分上述病毒种类，A正确；B、出现变异株的主要原因是RNA为单链，