临床执业医师《医学微生物学》基础知识（24）

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第二十四单元 病毒的感染和免疫

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病毒的传播方式

病毒的传播方式有水平传播和垂直传播两类。

水平传播指病毒在人群中不同个体间的传播。常见的传播途径主要经皮肤和呼吸道、消化道或泌尿生殖道等粘膜。在特定条件下也可直接进入血循环。

垂直传播指通过胎盘或产道，病毒直接由亲代传播给子代的方式。常见的导致垂直传播的病毒有风疹病毒、巨细胞病毒、乙肝病毒、HIV和单纯疱疹病毒十余种。可引起死胎、流产、早产、或先天性畸形。

病毒的感染类型

根据临床症状的有无，区分为显性感染和隐性感染;按病毒在机体内滞留的时间，分急性感染和持续性感染，后者又分为慢性感染、潜伏感染和慢发病毒感染。

隐性感染指病毒进入机体后，不引起临床症状。隐性感染的机体，仍有向外界散播病毒的可能，在流行学上具有十分重要意义。隐性感染后，机体可获得特异性免疫力。

1.慢性感染

指显性或隐性感染后，病毒并未完全清除，可持续存在于血液或组织中并不断排出体外或经输血，注射而传播。病程常达数月至数十年，患者表现轻微或无临床症状，如HBV、巨细胞病毒、EB病毒感染。

2.潜伏感染

指显性或隐性感染后，病毒基因存在于一定组织或细胞内，但并不能产生感染性病毒但在某些条件下可被激活而急性发作。病毒仅在临床出现间隙性急性发作时才被检出在非发作期，用一般常规方法不能分离出病毒。如单纯疱疹病毒1型感染后，在三叉神经节中潜伏此，时机体既无临床症状也无病毒排出。以后由于机体受物理、化学、或环境因素等影响，使潜伏的病毒增殖。沿感觉神经到达皮肤，发生唇单纯疱疹。又如水痘-带状疱疹病毒(VZV)。初次感染主要在儿童引起水痘，病愈后病毒潜伏在脊髓后根神经节或颅神经的感觉神经节细胞内，暂时不显活性，当局部神经受冷、热、压迫或X线照射以及患肿瘤等机体免疫功能下降时，潜伏的病毒则活化，增殖，沿神经干扩散到皮肤发生带状疱疹。

3.慢发病毒感染

有很长的潜伏期。达数月，数年甚至数十年之久。以后出现慢性进行性疾病。最终常为致死性感染。如艾滋病以及麻疹病毒引起的亚急性硬化性全脑炎(SSPE)。除寻常病毒外，还有一些非寻常病毒或待定生物因子(如朊粒)也可能引起慢发感染。

病毒的致病机制

1.病毒对宿主细胞的直接作用

根据不同病毒与宿主细胞相互作用的结果，可有溶细胞型感染，稳定状态感染、包涵体形成、细胞凋亡和整合感染5种类型。

(1)溶细胞型感染

溶细胞型感染多见于无包膜病毒。如脊髓灰质炎病毒、腺病毒等。其机制主要有：阻断细胞大分子物质合成，病毒蛋白的毒性作用，影响细胞溶酶体和细胞器的改变等。溶细胞型感染是病毒感染中较严重的类型。靶器官的细胞破坏死亡到一定程度，机体就会出现严重的病理生理变化基侵犯重要器官则危及生命或留下严重的后遗症;

(2)稳定状态感染

稳定状态感染多见于有包膜病毒，如正粘病毒，副粘病毒等。这些非杀细胞性病毒在细胞内增殖，它们复制成熟的子代病毒以出芽方式从感染的宿主细胞中逐个释放出来，因而细胞不会溶解死亡，造成稳定状态感染的病毒常在增殖过程中引起宿主细胞膜组分的改变，如在细胞膜表面出现病毒特异性抗原或自身抗原或出现细胞膜的融合等。

(3)包涵体形成

某些病毒感染后，在细胞内可形成光境下可见的包涵体。包涵体的存在与病毒的增殖、存在有关;不同病毒的包涵体其特征可有不同;故可作为病毒感染的辅助诊断依据。

(4)细胞凋亡

病毒的感染可导致宿主细胞发生凋亡。

(5)整合感染

某些DNA病毒和反转录病毒在感染中可将基因整合于细胞染色体中，随细胞分裂而传给子代，与病毒的致肿瘤性有关。多见于肿瘤病毒。

此外，已证实有些病毒感染细胞后(如人类免疫缺陷病毒等)或直接由感染病毒本身，或由病毒编码蛋白间接地作为诱导因子可引发细胞死亡。

2.病毒感染的免疫病理作用

在病毒感染中，免疫病理导致的组织损伤常见。诱发免疫病理反应的抗原，除病毒外还有因病毒感染而出现的自身抗原。此外，有些病毒可直接侵犯免疫细胞，破坏其免疫功能。

(1)抗体介导的免疫病理作用

许多病毒诱发细胞表面出现新抗原，与相应抗体结合后，激活补体，破坏宿主细胞。属Ⅱ型超敏反应。抗体介导损伤的另一机制是抗原抗体复合物所引起的，即Ⅲ型超超敏反应。

(2)细胞介导的免疫病理作用

细胞毒性T细胞能特异性杀伤带有病毒抗原的靶细胞，造成组织细胞损伤。属Ⅳ型超敏反应。

(3)免疫抑制作用

某些病毒感染可抑制宿主免疫功能，易合并感染而死亡，如艾滋病。

非特异性免疫

1.完整的皮肤、粘膜

这是抵抗病毒感染的第一道防线;血脑屏障能阻挡病毒自血流进入中枢神经系统;胎盘屏障也能保护胎儿免受母体所感染病毒的侵害。

2.细胞作用

巨噬细胞对阻止病毒感染和促进病毒感染的恢复具有重要作用。自然杀伤细胞杀死许多病毒感染的靶细胞，其活性可被干扰素增强，是抗病毒感染中主要的非特异性杀伤细胞。

3.病毒抑制物

正常人和动物血清、体液中含有能抑制病毒感染的物质，如补体、备解素等。

4.炎症反应

病毒感染能引起炎症反应炎症反应，能限制病毒感染。

5.干扰素

为获得性非特异性免疫。

特异性免疫

病毒是一种良好抗原，能引起特异性免疫应答。受病毒感染的靶细胞表面抗原改变后也能被宿主自身免疫系统识别而产生应答反应。

病毒是严格的细胞内寄生微生物，因此抗病毒特异性免疫以细胞免疫为主。在溶细胞型感染中由于体液中，有一定数量的病毒存在，故体液免疫也有重要作用。

1.体液免疫

机体受病毒感染后，体液中出现相应的特异性抗体，如中和抗体、血凝抑制体、补体结合抗体等。在抗病毒免疫中起主要作用的是IgG、IgM和SIgA三大类免疫球蛋白。但特性不同。IgG在体液中含量最高。分子量小，是唯一能通过胎盘的抗体。一般生后6个月以内的婴儿，由于保留来自母体的IgG抗体，较少患病毒性传染病。IgM分子量大，不能通过胎盘。如在新生儿血中测得特异性IgM抗体，提示有宫内感染。IgM也是最早产生的抗体，故检查IgM抗体可作早期诊断。分泌型IgA(SIgA)存在于粘膜分泌液中，是参与粘膜局部免疫的主要抗体，可阻止病毒的局部粘膜入侵。

2.细胞免疫

(1)CTL通过细胞裂解和细胞凋亡两种机制，直接杀伤靶细胞。在多数病毒感染中，因CTL可杀伤靶细胞达到清除或释放在细胞内复制的病毒体，从而在抗体的配合下清除病毒，因此被认为是终止病毒感染的主要机制。CTL还可通过分泌多种细胞因子，如IFN-γ、TNF等而发挥抗病毒作用。

(2)活化的细胞释放IFN-γ,TNF等多种细胞因子，发挥抗病毒作用。

干扰素的定义、分类、作用机制 非特异免疫是针对病毒感染的第一道防线。其中，干扰素和NK细胞起主要作用。

1.干扰素(IFN)是病毒或其他干扰素诱生剂刺激细胞所产生的一类分泌性蛋白，具有抗病毒、抗肿瘤和免疫调节等多种生物学活性。α干扰素主要由人白细胞产生，β干扰素主要由人成纤维细胞产生，α和β干扰素属于Ⅰ型干扰素，抗病毒作用较强。γ干扰素由T细胞产生，为Ⅱ型干扰素(免疫干扰素)，其免疫调节作用较抗病毒作用强。

干扰素的作用机制：干扰素不能直接灭活病毒，而是通过诱导细胞合成抗病毒蛋白(AVP)发挥效应。干扰素首先作用于细胞的干扰素受体，经信号转导等一系列生休过程，激活细胞基因表达多种抗病毒蛋白，实现对病毒的抑制作用。抗病毒蛋白主要包括2′-5′A合成酶和蛋白激酶等。前者降解病毒mRNA、后者抑制病毒多肽链的合成，使病毒复制终止。干扰素的作用特点：①间接性：通过诱导细胞产生抗病毒蛋白等效应分子抑制病毒。②广谱性：抗病毒蛋白是一类酶类，作用无特异性。对多数病毒均有一定抑制作用。③种属特异性：一般在同种细胞中活性高，对异种细胞无活性。④发挥作用迅速：干扰素既能中断受染细胞的病毒感染又能限制病毒扩散。在感染的起始阶段，体液免疫和细胞免疫发生作用之前，干扰素发挥重要作用。

干扰素还具有免疫调节活性及抗肿瘤活性：包括激活巨噬细胞，活化NK细胞，促进细胞MHC抗原的表达等;此外干扰素还能直接抑制肿瘤细胞的生长。

2.NK细胞

NK细胞能非特异杀伤受病毒感染的细胞，在感染早期，抗病毒特异性免疫应答尚未形成之前发挥重要的作用。NK细胞的杀伤过程不受MHC限制，不依赖抗体，对靶细胞的杀伤也无特异性。

中和抗体的概念及作用机制

中和抗体指与病毒结合后能消除病毒感染能力的抗体。中和抗体在杀灭细胞外的游离病毒起主要作用。

中和抗体的作用机制是改变病毒表面构型，阻止病毒吸附于易感细胞，使病毒不能穿入胞内进行增殖;病毒与中和抗体形成的免疫复合物，易被巨噬细胞吞噬清除;有包膜的病毒表面抗原与中和抗体结合后，激活补体，可导致病毒的溶解。