医学微生物学课件：病毒的感染与致病

1、Microbial Infection and PathogenesisReview of last lessonGeneral features of viruses Definition viruses Size and shape of viruses Construction of viruses (enveloped and non) Morphology of viruses Viral life cycle and biosynthesis of viruses名词解释病毒（Virus）& 病毒体 (virion); Spike（刺突）; Envelope (包膜); Nucle

2、ocapsid （核衣壳）；Capsomere（壳粒）; Capsid （衣壳）； Viral Replication（复制周期） Defective virus （缺陷病毒）； Abortive infection （顿挫感染） Interference（干扰现象）；思考题比较细菌和病毒的生物学特性的异同试述+ssRNA, dsDNA和逆转录病毒的复制过程病毒的变异有哪几种方式？哪些因素对病毒有影响？Section 1 Viral transmission and infectious types1、水平传播 (horizontal transmission) 病毒在人群不同个体间的传播，称

3、水平传播。 人群 人群 呼吸道、消化道皮肤粘膜、医源性第一节 病毒感染的途径与类型一、病毒感染途径Horizontal TransmissionTransmission routes and InfectionTypesplace frequency infection types-R.T. + 1/3 inapparent E.T. + 90% inapparent Skin + most apparent Liver + subclinical /hepatitisCNS + most apparent R.T. 呼吸道； E.T. 肠道2、垂直传播 (Vertical transmiss

4、ion) 指病毒通过胎盘或产道，直接由亲代传给子代的方式 (Rubella/CMV/HBV/HIV/HSV-2)。 病毒 母体 新生儿 胎盘 显 隐 胎 受 先 流性 性 儿 染 天 产感 感 正 胎 畸 死染 染 常 儿 形 胎经产道经血二、病毒感染的类型决定因素 (Key factors) 病毒的种类、毒力(Viral virulence ) 病毒的量(Viral amount) 宿主的免疫力(Host immune response)感染后的表症病原体不同的个体相同个体的不同生理状态不同的结果病原体侵入其宿主后，二者之间的力量对比决定着传染的结局： 隐性感染 显性感染 Types of

5、Viral Infection Inapparent infection Viral carrier (带病毒状态)Apparent infectionAcute infectionPersistent infectionChronic infectionLatent infectionSlow virus infection 隐性感染：亚临床感染 显性感染：急性感染 持续感染慢性感染 (chronic infection)潜伏感染 (latent infection)慢发病毒感染 (slow virus infection）感染类型隐性传染（ Inapparent infection ）：

6、如果宿主的免疫力很强，而病原体的毒力相对较弱，数量又较少，感染后只引起宿主的轻微伤害，且很快就将病原体彻底消灭，因而基本上不表现临床症状。带病毒状态： 如果病原体与宿主双方都有一定的优势，但病原体仅被限制于某一局部且无法大量繁殖，二者长期处于僵持状态，就称为带病毒状态。这种长期处于带病毒状态的宿主，称为带病毒者，成为该传染病的传染源，十分危险。 如果宿主的免疫力较低，或入侵病原体的毒力较强、数量较多，病原体很快在体内繁殖并产生大量有毒产物，使宿主的细胞和组织蒙受严重损害，生理功能异常，于是就出现了一系列临床症状，分急性感染和持续性感染。显性传染 （ Apparent infection ）：

7、Many viruses can spread in host and produce disease at distant sites after primary replication at the site of entry. Mechanisms of viral spread vary, but the most common route is via the bloodstream or lymphatics. The presence of virus in the blood is called viremia.（病毒血症）. Viremia（病毒血症）急性感染 （acute

8、infections）：潜伏期短，发病急，病情重； 病程较短，仅数日至数周。持续性感染Viruses persist in the organism for a long time, and infectious viruses may be produced and shed. Long-term virus-host interaction may take several forms: chronic infection, latent infection and slow viral infection.持续性感染（Persistent Infection）（1）慢性感染（Chroni

9、c infection） ： 急性或隐性感染后，病毒未能完全清除，仍继续存在于血液或组织中，可经常或间歇地增殖并排除体外，临床表现时有时无，病程很长 （ HBV, HCV ）。 Virus can be continuously detected; the clinical symptoms may be mild or not overt （2）潜伏感染 （Latent infection） 原发感染后，病毒长期潜伏在组织内，即病毒基因组存在于组织细胞内，不产生感染性病毒，也不出现临床症状，但在某些条件下，病毒被激活而出现急性发作，并有相应的临床症状。Latent （viral） Infec

10、tionAfter viral infection, reactivation （激活）of the growth of the organism and recurrence（再现）of symptoms may occur.Virus persists in an occult（隐蔽的）, or cryptic （隐蔽的） form in the most of the time. There will be intermittent flare-ups (出现) of clinical disease; infectious virus can be recovered （复制）duri

11、ng flare-ups.EBV, CMV, HSV 潜伏期长，可达数年或则呈亚急性进行性加重。数十年，一旦出现症状，其疾病后果严重 (SSPE & prion). 另：其他原因不明的疾病，可能与病毒感染有关？（3）慢发感染（Slow Viral Infection）Slow Viral InfectionThe incubation period prior to clinical symptoms is very long (months to years). The virus continues to multiply, but clinical symptoms are not ev

12、ident during this period.思考题病毒传播有几种途径？决定病毒感染结局的因素有哪些？病毒感染常见的类型？名词解释Viral carrier， ViremiaInapparent infectionApparent infectionAcute infectionPersistent infectionChronic infectionLatent infection(Latent viral Infection)Slow virus infection 第二节：病毒的致病机理 Pathogenesis of viral infection 一、细胞水平的致病作用溶细胞型感

13、染（Cytocidal effect）稳定状态感染（Steady state infection）细胞凋亡（ Apoptosis ）病毒基因组的整合 （Integration）细胞转化与增生（ Transformation ）包涵体形成 （Inclusion body）Host cellsCytocidal effectSteady state infectionCell apoptosisIntegrationCell transformationSV40Inclusion body（1）溶细胞型感染： 多见于无包膜、杀伤性强的病毒，常引起急性感染， 如脊髓灰质炎病毒。 细胞水平的致病作用（

14、2）稳定状态感染被特异性抗体/CTL细胞识别或引起细胞融合抗原 # 多见于有包膜病毒，感染过程缓慢，出芽释放； # 细胞表面出现病毒特异性抗原的蛋白成分。 最终，大量病毒的释放及机体免疫因子介导细胞死亡（3）细胞凋亡： 概念：细胞的程序化死亡 意义：早期抑制有助于病毒增殖 晚期促进有助于病毒释放 （4）整合感染及细胞增生与转化病毒基因 宿主细胞细胞转化 细胞形态变化繁殖加快成堆生长细胞核细胞核细胞核 1、逆转录病毒复制时以DNA整合入细胞染色体中； 2、失常式整合，DNA病毒多见，病毒的DNA偶而以片段整合入细胞的染色体DNA中。多细胞核（5）细胞融合与包涵体形成：数个细胞间胞膜互相融和而形成

15、多核巨细胞及包涵体，如麻疹病毒等。Pathogenesis of viral infection病毒致病作用表现在细胞和机体两个水平 急性病毒感染时细胞和宿主的反应 细胞水平Cytopathic effect (CPE) 体外组织培养时，被病毒感染的细胞可出现变园、聚集、融合、裂解及脱落等变化，叫做CEP。Cytocidal effectepithelial cells - adenovirusuninfectedearly infectionlate infectionslides from CDCepithelial cells - respiratory syncytial virusu

16、ninfectedrespiratory syncytial virusslides from CDCfibroblastic cells - herpes simplex virusuninfectedearly infectionlate infectionslides from CDCfibroblastic cells - poliovirusuninfectedearly infectionlate infectionslides from CDCPLAQUE ASSAYPLAQUE ASSAYPLAQUE ASSAYPLAQUE ASSAYPLAQUE ASSAYPLAQUE AS

17、SAYinclusion body（包涵体）细胞浆或细胞核内出现光镜下可见的斑块状结构，有助于诊断。 1. 病毒感染对机体的致病作用 （1） 病毒感染对组织的直接损伤 病毒感染的种属特异性和组织特异性 （SARS-CoV; HIV-1） （2） 免疫病理损伤 体液免疫：ADE 细胞免疫：CTL 2. 病毒和机体的相互作用 病毒受体 其他辅助因子二、整体水平Systemic Pathogenesis免疫病理损伤 ImmunopathogenesisImmunopathogenesis CTL（毒性T淋巴细胞）： 细胞自身抗原的暴露（自身免疫） 病毒对细胞组分的破坏（HIV） 模拟抗原（登革病毒N

18、S1蛋白） 抑制性细胞因子的释放Immunosuppression 病毒感染引起免疫应答低下Immunopathogenesisvirus (Ag)IgGIgEmimicT/BimmunosuppressionIIIIautoimmune diseaseinflammationHIVCD4 T/B/MCMV M/BPolioV. M /LCEBVBHSV M/T/BImmunosuppression第三节：抗病毒免疫Immunity in Viral Infections抗病毒免疫固有免疫（Innate immunity ）适应性免疫 （Adaptive immunity; Specific

19、immune response）I. Innate immunity 1、遗传因素：2、宿主年龄及生理状态3、屏障作用：4、细胞作用：树突状细胞、NK细胞等5、干扰素（Interferons， IFN）：Nonspecific Host ResistanceInnate immunity A heterogeneous group of glycoproteins produced by human and other animal cells after viral infection (or after exposure to other inducers.) Interferons 1.

20、 干扰素（interferon,IFN） (1)概念：机体受到病毒或其他干扰素诱生剂刺激巨噬细胞、淋巴细胞以及体细胞等多种细胞产生的一种糖蛋白。 -IFN：人白细胞产生 -IFN：人成纤维细胞产生 -IFN：T细胞产生（2）种类：型IFN型IFN抗病毒作用强于型免疫调节作用强于型，称免疫IFN IFNs Principal source Inducer IFN- leukocyte virus/dsRNA IFN- fibroblast virus/dsRNA IFN- lymphocyte Ag/ mitogen(3) 作用： A. 抗病毒活性：广谱， 但只抑制病毒而无杀病毒功能；相对的种属

21、特异性。 B. 调节免疫功能； C. 抑制肿瘤细胞的作用(4) I型干扰素抗病毒作用机制：/干扰素相邻细胞干扰素受体细胞合成抗病毒蛋白降解mRNA抑制多肽链延伸抑制翻译活化巨噬细胞和NK细胞促进多种细胞MHC-I类抗原表达The mechanism of IFNIFN IFN-R (cell) AVP expression protein kinase K2-5A SynthetaseIGS15磷酸二酯酶 Inhibit viral replicationIFN的诱生及抗病毒机制Nonspecific viral defenseIFN genes normally are not expres

22、sedThe strong inducers: Viruses and ds RNAs Induction IFN- /IFN- The effects of IFNAnti viral infectionInhibit virus, but not inactivateRelative Species specificityIndirectly effectExtensive antiviral effects, but not same for all viruses Anti tumorImmune regulationClinical Uses of IFNs利什曼病瘤型麻风弓形体病 2.NK细胞：不受MHC限制，也不依赖抗体。 IFN等细胞因子NK细胞激活 识别“靶”释放穿孔素释放/ TNF，靶细胞溶酶体破坏活化靶细胞核酸内切酶，降解自体DNA杀伤肿瘤细胞及表达抗原的自体细胞3. 树突状细胞（DC）具有多种免疫调节作用。 (1) mDC: 促进Th0 向Th1 分化 (2) pDC: 促进IFN-alpph 释放 刺激体液免疫应答II. Specific immune responseHum