病毒感染和免疫

1、病毒感染和免疫 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。 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一、病毒的

2、传染源、传播方式与感染途径病毒的感染病毒的感染传染源传染源人人 （ 病人、隐性和慢性感染者）动物动物传播方式传播方式水平传播水平传播垂直传播垂直传播病毒在人群不同个体间的传播病毒在人群不同个体间的传播 通过胎盘、产道或哺乳等通过胎盘、产道或哺乳等 病毒由亲代病毒由亲代(母亲母亲)传给子代传给子代(胎儿胎儿)的方式的方式感染途径感染途径主要感染途径传播方式及媒介常见病毒呼吸道空气、飞沫、皮屑呼吸道病毒等消化道污染水和食品肠道病毒、轮状病毒甲、戊肝病毒等输血注射等污染血、血制品、注射器乙肝病毒、HIV等眼泌尿生殖道接触、游泳池、性交疱疹、腺病毒、HIV等胎盘、围生期宫内、产道、哺乳乙肝、HIV、风

3、疹、巨细胞病毒等破损皮肤昆虫叮咬、狂犬、鼠类出血热、狂犬病毒脑炎病毒等人类病毒的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：三种播散形式：多种类靶组织：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：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急性感染急性感染 Acute inf

4、ectiona.慢性感染慢性感染 Chronic infectionsb.潜伏感染潜伏感染 Latent infectionsc.慢发病毒感染慢发病毒感染 Slow virus infections持续性感染持续性感染 Persistent infection123隐隐性性显显性性三、病毒感染的类型三、病毒感染的类型隐性或亚临床感染隐性或亚临床感染inapparent viral infection /subclinical infection 概念：概念： 病毒侵入机体不引起临床症状病毒侵入机体不引起临床症状 特点特点: 感染而无临床症状感染而无临床症状 病毒仍可增殖并向体外排出而成为重要的

5、传染源。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、乙脑病毒感染举例：甲型肝炎、脊髓灰质炎病毒、乙脑病毒感染急性感染急性感染 Acute infection 概念概念 病毒感染机体后，短时间内即被清除或导致机体死病毒感染机体后，短时间内即被清除或导致机体死亡的过程。亡的过程。 特点特点 发病急，病程短，可为数日至数周，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恢复后体内不再检测到病毒 。 举例举例 普通感冒、流行性感冒等普通感冒、流行性感冒等持续性感染persistent viral infection 病毒在

6、机体内持续数月、数年甚至数十年；可出现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症状也可不出现症状 长期带毒，是重要传染源长期带毒，是重要传染源 产生原因产生原因 机体免疫力弱机体免疫力弱 病毒存在于受保护的部位或发生突变病毒存在于受保护的部位或发生突变 病毒抗原性弱病毒抗原性弱 基因整合基因整合1. 慢性感染慢性感染 chronic infection概念：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：特点：长期感染，长期排毒病毒可被分离培养或检出举例

7、：举例：乙型肝炎、巨细胞病毒、EB病毒等所致的慢性感染Persistent infection2. 潜伏性感染潜伏性感染 latent infection概念：概念：特点：特点：举例：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 infectionPrimary infectionreactivation单纯疱疹病毒单纯疱疹病毒HSV感染感染3. 慢发病毒感染慢发病毒感染 slow virus infection概

8、念：概念：特点：特点：举例：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 infectionAIDS四、病毒感染的致病机制四、病毒感染的致病机制病毒对宿主细胞的直接作用病毒对宿主细胞的直接作用 细胞水平的病毒感染细胞水平的病毒感染杀细胞或细胞病变机制杀细胞或细胞病变机制细胞转化和永生化机制细胞转化和永生化机制病毒感染诱发的免疫损伤病毒感染诱发的免疫损伤 免疫病理作用与免疫抑制免疫病理作用与免疫抑制病毒的免疫逃逸病毒的免疫逃逸 1、病毒对宿主细胞的直接作

9、用、病毒对宿主细胞的直接作用杀细胞效应杀细胞效应稳定状态感染稳定状态感染包涵体形成包涵体形成细胞凋亡细胞凋亡基因整合与细胞转化基因整合与细胞转化杀细胞效应杀细胞效应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。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见于无包膜病毒多引起急性感染多引起急性感染正常细胞病变细胞Cytopathic effect, CPE (细胞病变效应细胞病变效应)稳定状态感染稳定状态感染 某些病毒进入细胞后能够复制，但不立即引起细胞某些

10、病毒进入细胞后能够复制，但不立即引起细胞裂解死亡。裂解死亡。 多见于有包膜病毒（出芽）。多见于有包膜病毒（出芽）。 可引起细胞膜成分等改变，可引起细胞膜成分等改变， 促进细胞与细胞之间的融合促进细胞与细胞之间的融合形成多核巨细胞形成多核巨细胞等等Syncytium formation by measles virus包涵体形成包涵体形成病毒颗粒的聚集体病毒颗粒的聚集体病毒增殖留下的痕迹病毒增殖留下的痕迹病毒感染引起的反应物病毒感染引起的反应物Negri body“owls eyes”Inclusion body： 细胞被病毒感染后细胞被病毒感染后在细胞浆或细胞核中形成的光镜下可在细胞浆或细胞核

11、中形成的光镜下可见的团块状结构见的团块状结构细胞凋亡细胞凋亡Cell apoptosis基因整合与细胞转化基因整合与细胞转化逆转录病毒逆转录病毒DNA病毒病毒整合整合细胞损伤细胞损伤增生和转化增生和转化2. 病毒感染诱发的免疫损伤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 超抗原免疫逃逸机制病毒举例及作用方式细胞内寄生所有病毒皆为严格细胞内寄生，通过逃避抗体、补体及药物作用而发挥逃避免疫机制的作用抗原变异HIV、甲型流感

12、病毒高频率的抗原变异是的免疫应答滞后抗原结构复杂鼻病毒、柯萨奇病毒、ECHO病毒等型别多，抗原多态性致使免疫应答不利损伤免疫细胞HIV、EB病毒、麻疹病毒等可在T或B细胞内寄生并导致宿主细胞死亡降低抗原表达腺病毒、巨细胞病毒可抑制MHC-1转录、表达病毒的免疫增强作用登革病毒以及其他黄病毒再次感染，因机体内预先存在或经胎盘获得中和抗体能促进游离的病毒进入单核细胞内，并大量增殖，导致病毒血症及病毒-抗体复合物形成，继之大量细胞因子及血管活性因子释放，导致登革热休克综合征3. 病毒的免疫逃逸病毒的免疫逃逸 第二节第二节 抗病毒免疫抗病毒免疫非特异性免疫非特异性免疫1.屏障皮肤粘膜，血脑，胎盘屏障皮

13、肤粘膜，血脑，胎盘2.细胞细胞-巨噬细胞巨噬细胞 Macrophage 自然杀伤细胞自然杀伤细胞 Natural killer cell 树状突细胞树状突细胞 Dendritic cell3.分子分子-细胞因子细胞因子 Cytokine（干扰素等）干扰素等） 1.体液免疫体液免疫 Humoral immunity2.细胞免疫细胞免疫 T cell-mediated immunity特异性免疫特异性免疫抗病毒免疫机制抗病毒免疫机制 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 NK 细胞细胞定义定义 机体受病毒及其他干扰素诱生剂作用后，机体受病毒及其他干扰素

14、诱生剂作用后， 由感染细胞等多种细胞所产生的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能抑制病毒复制的小分子糖蛋白类型类型种类种类 产生细胞产生细胞 抗病毒抗病毒 抗肿瘤抗肿瘤 免疫调节免疫调节 IFN- 白细胞白细胞 强强 弱弱 弱弱 IFN- 成纤维细胞成纤维细胞 强强 弱弱 弱弱 IFN- T细胞，细胞，NK细胞细胞 弱弱 强强 强强干扰素干扰素 interferon interferon ， IFNIFNI型型II型型抗病毒特点抗病毒特点广谱性、间接性、特异性、早期性广谱性、间接性、特异性、早期性作用机理作用机理 细胞受干扰素作用后，合成抗病毒蛋白细胞受干扰素作用后，合

15、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、其他机制：活化巨噬细胞、NK细胞、细胞、CTL等等30interferon-alpha, interferon-betainterferon receptor induction of 25oligo A synthaseinduction of protein kinase R (PKR)25oligo Aactivated RNAase L ATPactivatedprotein kinase RATPmRNA degraded phosphorylate

16、d 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一般为病毒表面抗原刺激机体产生 中和抗体中和抗体 Neutralizing antibody 体液免疫体液免疫抗体的分子量大，不能进入病毒抗体的分子量大，不能进入病毒感染的细胞清除胞内病毒，故一感染的细胞清除胞内病毒，故一般无根治感染的作用。般无根治感染的作用。血凝抑制抗体血凝抑制抗体 Haemagglutination inhibition antibody病毒血凝素刺激机体

17、产生，可抑制血凝现象的抗体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非中和抗体 由于非中和抗体可通过补体结合反应而检测，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。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。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多为病毒内部抗原刺激产生细胞免疫细胞免疫 杀伤病毒感染细胞杀伤病毒感染细胞CD8+ T细胞细胞

18、（杀伤性（杀伤性T细胞细胞CTL）CD4+ T细胞 （辅助性T细胞）产生淋巴因子产生淋巴因子诱发炎症反应诱发炎症反应促进抗体产生促进抗体产生 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、标本采集与送检一、标本采集与送检 分离病毒，检测核酸及抗原等标本分离病毒，检测核酸及抗原等标本 标本采集时间标本采集时间 在发病初期（急性期）在发病初期（急性期） 标本类型标本类型 在感染部位采取在感染部位采取 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融，病变组织则应保存于50%的甘油缓冲盐水中的甘油缓冲盐水中。 无菌操作

19、无菌操作，加抗生素，加抗生素 供血清学检测的标本采集原则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采取急性期与恢复期双份血清二、病毒分离培养与鉴定二、病毒分离培养与鉴定（一）病毒的分离培养（一）病毒的分离培养（1）细胞培养）细胞培养分类特点举例原代培养细胞敏感度高、来源困难猴肾细胞人胚肾细胞二倍体细胞株对多种病毒敏感、无致瘤潜能、有限传代WI-38传代细胞系/株稳定、应用广泛、有致癌危险，不能用于生产疫苗HeLa、Hep-2细胞1.病程长诊断困难，疑似病毒感染，但检测病程长诊断困难，疑似病毒感染，但检测阴性阴性2.怀疑新现病毒感染或怀疑新现病毒感染或“死灰复燃死灰复燃”感染感染3.

20、鉴别不同病毒所致同种症状疾病，明确何鉴别不同病毒所致同种症状疾病，明确何种病毒感染种病毒感染 4.对所用减毒活疫苗监测回复毒力突变株的对所用减毒活疫苗监测回复毒力突变株的出现出现5.病毒生物学性状研究或流行病学调查病毒生物学性状研究或流行病学调查39特点：正常细胞，均为二倍染色体特点：正常细胞，均为二倍染色体 对病毒敏感性高对病毒敏感性高 可用于生产病毒疫苗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、鸡胚等种类：人胚肾、猴肾、鸡胚等细胞培养细胞培养原代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，将组织经酶消化成单个细胞后

21、培养， 在培养瓶底部长成单层细胞在培养瓶底部长成单层细胞二倍体细胞培养二倍体细胞培养特点：生长迅速，能传特点：生长迅速，能传50-100代，代， 二倍染色体二倍染色体 可用于生产病毒疫苗和实验室诊断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种类：人胚组织成纤维细胞等细胞在体外分裂细胞在体外分裂50代以上，仍能保存二倍体特征代以上，仍能保存二倍体特征的细胞。的细胞。传代细胞培养传代细胞培养特点：生长迅速，可无限传代，特点：生长迅速，可无限传代， 但染色体常异常，不是二倍体但染色体常异常，不是二倍体 有肿瘤细胞特性有肿瘤细胞特性 用于科研、实验室诊断等用于科研、实验室诊断等种类：种

22、类：Hela细胞、细胞、Vero细胞、细胞、Hep-2细胞等细胞等 由肿瘤细胞或二倍体细胞突变而来，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有贴壁单层细胞与悬浮细胞2种种（2） 鸡胚培养鸡胚培养 流感病毒流感病毒（3） 动物接种动物接种 尚无敏感细胞的病毒培养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。麻疹病毒感染后形成的多核巨

23、细胞麻疹病毒感染后形成的多核巨细胞图片引自图片引自Murry et al:Medical Microbiology, 7e44(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流感病毒等感染后的红细胞吸附现象图片引自图片引自Murry et al:Medical Microbiology, 7e45(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(-)462. 病毒感染性

24、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TCID5047（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 包涵体狂犬病病毒感染后形成的内基小体狂犬病病毒感染后形成的内基小体电镜下的轮状病毒电镜下的轮状病毒图片引自图片引自Murry et al:Medical M

25、icrobiology, 7e48（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印迹原位杂交法检测原位杂交法检测CMV感染感染

26、图片引自图片引自Murry et al:Medical Microbiology, 7e51（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。1 23030次循环次循环PCR结果电泳图结果电泳图52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

27、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。离、证实该病毒的临床意义、血清流行病学调查。 中和试验中和试验 病毒中

28、和抗体病毒中和抗体 病毒失去感染性病毒失去感染性 适用于人群免疫情况调查适用于人群免疫情况调查 血凝抑制试验血凝抑制试验 病毒血凝素刺突病毒血凝素刺突+ +红细胞受体红细胞受体红细胞凝集红细胞凝集 病毒血凝素刺突病毒血凝素刺突+ +红细胞受体红细胞受体+ +抗体抗体红细胞不凝集红细胞不凝集 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 鉴定型与亚型鉴定型与亚型 补体结合试验补体结合试验 病毒可溶性抗原检测补体抗体病毒可溶性抗原检测补体抗体 近期感染，特异性差近期感染，特异性差 凝胶免疫扩散试验凝胶免疫扩散试验56早期抗体检测IgM类特异抗体检测 孕妇羊水

29、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 IgM57第二节第二节 病毒感染的免疫预防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。达到预防、控制和消灭传染病的目的。 免疫免疫预防预防人工主动免疫：减毒活疫苗、灭活疫苗、人工主动免疫：减毒活疫苗、灭活疫苗、 基因工程疫苗、核酸疫苗基因工程疫苗、核酸疫苗人工被动免疫：普通免疫球蛋白人工被动免疫：普通免疫球蛋白 抗病毒血清（高特异性免疫球蛋白抗病毒血清（高特异性免疫球蛋白 ） 免疫调节剂免疫调节剂人工主动免疫灭活疫苗和减毒活疫苗比较特点灭活疫苗减毒活疫苗免疫持续时间较短较长保护力较低较高抗体类型IgGIgA和IgG粘膜免疫低有细胞免疫低有毒力回复无有受其他病毒干扰无有运输方便要求高使用中扩散无可能稳定性高低 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