入侵病毒的免疫逃逸和增殖机制概述

入侵病毒的免疫逃逸和增殖机制概述摘要一些病毒侵染人类机体后能成功躲避机体的免疫作用，即免疫逃逸典型的例子如新型冠状病毒，它们经过一段潜伏期后大量增殖使其传染得以继续本文就病毒生物可能存在的免疫逃逸机制和增殖过程加以简介关键词DNA病毒RNA病毒免疫学免疫逃逸新冠肺炎疫情自出现至今将近2年,给全世界带来了极其严重的灾难。高中生物学教材中还提及诸多病毒,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MHC.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/.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E'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。T"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）。病毒结构蛋白病毒结构蛋白复制酶⑤负链RNA病毒一流感病毒、狂犬病毒-RNA⑥逆转录病毒一HIV、劳氏肉瘤病毒转录逆转录酶+结构蛋白+RNA②单链DNA病毒病毒结构蛋白病毒结构蛋白复制酶⑤负链RNA病毒一流感病毒、狂犬病毒-RNA⑥逆转录病毒一HIV、劳氏肉瘤病毒转录逆转录酶+结构蛋白+RNA②单链DNA病毒TX174病毒亲代+DNA专史双链士DNA凫曜④正链RNA病毒一冠状病毒、灰质炎病毒+RNA站一RNA林AfCDNA_簇竺麟％RNA堕<（逆转录酶和RNA一同注入）一rZA多聚电+RNAW%士RNA中间体表达病毒结构'+RNA ►蛋白①双链DNA病毒T病毒、腺病毒亲代DNA绶子代DNA整病毒结构蛋白［组琴子代病毒③双链RNA病毒一呼肠孤病毒… 不对称复制 再合成双链RNA +RNA ►以-RNA为模板 |—RNA—双链RNA表达吸附注入-侵入（脱壳）眦?含亲代+DNA的双链解旋±DNA —不含亲代+DNA的双链知卬病毒结+DNAV复制合成 ►成熟装配图1六种类型病毒的增殖过程注：+DNA/+RNA表示其核昔酸序列mRNA序列一致，-DNA/-RNA表示其核昔酸序列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