病毒的生物学性状病毒感染与抗病毒免疫

关于病毒的生物学性状病毒感染与抗病毒免疫第一页，共五十三页，2022年，8月28日第一节病毒形态与结构

病毒的大小和形态

大小病毒个体微小，测量单位是纳米（nm），即1/1000微米，常用电镜观察其形态。形态球形：如脊髓灰质炎病毒、疱疹病毒及腺病毒等。丝形：多见于植物病毒，如烟草花叶病病毒等。人类某些病毒（如流感病毒）有时也可形成丝形。弹形：形似子弹头，如狂犬病病毒等，其他多为植物病毒。砖形：如痘病毒（无花病毒、牛痘苗病毒等）。其实大多数呈卵圆形或“菠萝形”。蝌蚪形：由一卵圆形的头及一条细长的尾组成，如噬菌体。葡萄球菌(1000nm）

牛痘病毒300×250nm立克次体450nm衣原体390nm大肠杆菌噬菌体(65×95nm)腺病毒(70nm)脊髓灰质炎病毒(30nm)乙脑病毒(40nm)蛋白分子(10nm)流感病毒(100nm)烟草花叶病毒弹形丝杆形球形砖形蝌蚪形第二页，共五十三页，2022年，8月28日

病毒的结构、化学组成包膜病毒裸病毒病毒的结构特殊结构：包膜、特殊病毒蛋白酶基本结构:核衣壳核心衣壳核酸蛋白酶蛋白质第三页，共五十三页，2022年，8月28日复合对称螺旋对称20面体立体对称病毒壳粒排列结构第四页，共五十三页，2022年，8月28日病毒的化学组成及功能核心衣壳包膜化学组成1.DNA/RNA2.蛋白质(非结构蛋白)蛋白质(结构蛋白)1.宿主细胞膜、核膜成分2.病毒基因编码的病毒特异抗原功能1.决定病毒的生物性状。2.有的病毒核酸具有传染性，可进入易感细胞并能增殖

3.参与病毒复制，抑制宿主细胞相应功能1.保护核酸2.介导病毒核酸进入宿主细胞（吸附、穿入、脱壳）。3.维持病毒体的固定形态并决定病毒的抗原性。1.维护病毒结构的完整性。2.参与病毒的感染过程。3.具有抗原性。第五页，共五十三页，2022年，8月28日第二节病毒的增殖病毒进入活细胞时要求该细胞表面具有相应的病毒受体，这种具有相应受体的细胞称为该病毒的易感细胞。病毒的增殖方式：自我复制，它是以病毒核酸分子为模板进行复制的。第六页，共五十三页，2022年，8月28日

病毒增殖的条件

合适的宿主细胞病毒侵入细胞的能力宿主细胞状态第七页，共五十三页，2022年，8月28日

病毒的复制周期

增殖方式：自我复制，即以病毒核酸为模板进行复制的方式。复制周期：病毒复制的过程分为吸附、穿入、脱壳、生物合成及组装与成熟和释放六个步骤，又称复制周期。第八页，共五十三页，2022年，8月28日吸附最初可逆性静电结合。随后特异性吸附，根据这一点可确定许多病毒的宿主范围。第九页，共五十三页，2022年，8月28日穿入胞饮直接穿入融合膜融合

病毒包膜与细胞膜融合，使病毒的核衣壳进入胞浆。如麻疹病毒、腮腺炎病毒。直接穿入

某些无包膜病毒直接穿越细胞膜到细胞浆中，而大部分蛋白衣壳仍留在胞膜外，这种进入的方式较为少见，如脊髓灰质炎病毒。胞饮作用

胞饮是病毒穿入的常见方式，无包膜病毒经细胞膜内陷被吞入。第十页，共五十三页，2022年，8月28日脱壳胞饮、脱壳

经胞饮进入细胞的病毒，衣壳可被吞噬体中的溶酶体酶降解而去除。用电镜方法在细胞查不到完整病毒用血清学方法也测不到病毒抗原从脱壳到出现新的感染病毒之间叫“隐蔽期”。第十一页，共五十三页，2022年，8月28日DNA病毒和RNA病毒在复制机理有区别，但复制的结果都是合成核酸分子和蛋白质衣壳，然后装配成新的有感染性的病毒。双链DNA病毒的生物合成分以下5个阶段生物合成早期mRNA的转录早期蛋白的翻译子代DNA的复制晚期mRNA的转录晚期蛋白的翻译完成病毒核酸复制所必须的酶类调控病毒基因的调节蛋白病毒衣壳包膜的结构蛋白参与病毒生物合成的酶类第十二页，共五十三页，2022年，8月28日组装与成熟

组装：新合成的子代病毒核酸和病毒蛋白在宿主细胞内组成病毒体的过程。成熟：装配后病毒发育成为具有感染性的的阶段

成熟的标准：形态结构完整、具有抗原、具有感染性第十三页，共五十三页，2022年，8月28日释放

释放：成熟的病毒体离开宿主细胞的过程。出芽释放—有包膜病毒，如流感病毒等破胞释放—无包膜病毒，如腺病毒、脊髓灰质炎病毒等第十四页，共五十三页，2022年，8月28日有包膜病毒复制周期第十五页，共五十三页，2022年，8月28日

病毒的异常增殖与干扰现象

顿挫感染宿主细胞缺乏病毒复制所需的酶或能量病毒核酸和蛋白质不能组装成完整的病毒体。不能为病毒复制提供条件的细胞为非容纳细胞。

如:人腺病毒在人胚肾细胞可复制，在猴肾细胞则不能复制第十六页，共五十三页，2022年，8月28日

缺陷病毒病毒基因组不完整或发生严重改变→感染细胞→不能复制出完整子代病毒而为缺陷病毒干扰非缺陷病毒的复制及影响宿主细胞的生物合成。与辅助病毒共同感染时，可产生成熟病毒

腺病毒相关病毒(缺陷病毒)与腺病毒(辅助病毒)

丁型肝炎病毒(缺陷病毒)与乙型肝炎病毒(辅助病毒)能干扰同种病毒的复制，还能从同种成熟病毒基因组中获取所缺的基因以补自己的不足。

第十七页，共五十三页，2022年，8月28日

干扰现象定义：两种病毒同时感染同一细胞时，发生一种病毒抑制另一种病毒增殖的现象。

机理：

病毒诱导细胞产生干扰素(Interferon,IFN)，后者作用于细胞使之产生抗病毒蛋白(Antiviral-protein)，发挥阻止病毒粘附，终止病毒感染的作用宿主细胞受体被第一次感染的病毒破坏生物合成竞争意义：

干扰现象能使感染终止保护宿主不发病在使用疫苗时应注意防止疫苗病毒之间或野生型病毒对疫苗病毒的干扰。鉴定病毒第十八页，共五十三页，2022年，8月28日第三节病毒的抵抗力

物理因素的影响温度：大多数病毒耐冷不耐热破坏病毒与易感细胞受体结合的蛋白破坏病毒蛋白酶的活性射线和UV射线使核苷酸链发生致死性断裂UV则是在病毒的多核苷酸上形成双聚体(如胸腺核苷与尿核苷)，抑制病毒DNA或RNA的复制。第十九页，共五十三页，2022年，8月28日

化学因素的影响脂溶剂：包膜病毒对脂溶剂敏感。借此可以鉴别包膜病毒和无包膜病毒。

pH值：多数病毒在pH6～8范围内稳定，在pH5.0以下或pH9.0以上迅速灭活。酚类：蛋白质变性剂，可除去病毒衣壳蛋白醛类：可破坏对病毒的感染性而对抗原性影响不大氧化剂、卤素及其化合物过氧乙酸、高锰酸钾、漂白粉等均能使大多数病毒灭活。抗生素与中草药抗生素可用于病毒分离时抑制标本中细菌的生长板蓝根、大青叶、大黄、等对某些病毒有一定的抑制作用。第二十页，共五十三页，2022年，8月28日第四节病毒的遗传与变异病毒的基因组较简单，每种病毒有一种核酸，基因数一般为3-10个。病毒增殖速度极快，是最早研究遗传学的工具。病毒易受周围环境，尤其是宿主细胞内环境的影响而发生变异遗传与变异的研究将在病毒感染的诊断与防治，特别是在制备病毒疫苗，有效防治病毒性疾病中发挥更大作用。第二十一页，共五十三页，2022年，8月28日突变：基因组发生改变的遗传型变异突变株：由基因突变产生的病毒表型性状改变的毒株突变株可发生回复突变成为野生株。基因突变原因自发物理、化学因素诱发

基因突变第二十二页，共五十三页，2022年，8月28日条件致死性突变株(conditionallethalmutant)：只在某种条件下增值，在另一种条件下不能增殖的病毒株。缺陷型干扰突变株(defectiveinterferencemutant,DIM):与某些慢性疾病的发病机制有关。宿主范围突变株(host-rangmutant,Hr)：病毒基因突变影响病毒对宿主细胞的感染范围。耐药突变株(drug-resistancemutant)

病毒突变株的分类第二十三页，共五十三页，2022年，8月28日

基因重组、重配与整合基因重组(generecombination)：两种病毒感染同一种宿主细胞发生基因的交换，产生具有两个亲代特征的子代病毒，并能继续增殖。其子代病毒称为重组体。重配(reassortment)：基因分节段的RNA病毒，可以通过交换RNA节段而进行的基因重组。基因整合(geneintegration)：某些病毒可与宿主细胞的基因组发生基因整合。第二十四页，共五十三页，2022年，8月28日病毒间和病毒与宿主细胞间的相互作用互补或加强作用：不同毒株混合感染时，一种病毒的基因产物促进另一种病毒增殖。表型混合或核壳转移：两株病毒共同感染同一细胞时，一种病毒复制的核酸被另一病毒所编码的蛋白质衣壳或包膜包裹。携带宿主细胞成分：包膜病毒出芽方式释放时获得宿主细胞的生物膜成分，病毒包膜上可以携带部分有宿主细胞基因编码的蛋白成分，这可能是动物性病毒进入人类感染的机制之一。第二十五页，共五十三页，2022年，8月28日第六章病毒感染与抗病毒免疫第一节病毒的致病机制

病毒对感染细胞或机体的直接损伤机体免疫系统对病毒感染细胞的损伤作用病毒与肿瘤第二十六页，共五十三页，2022年，8月28日

病毒对感染细胞或机体的直接损伤

病毒短时从宿主细胞内释放大量子代病毒造成细胞死亡，多见于无包膜杀伤性强的病毒。如:腺病毒、脊髓灰质炎病毒。机制：

阻断细胞核酸与蛋白质合成—细胞病变死亡病毒毒性蛋白对细胞毒性作用细胞病变效应:体外组织细胞培养时，病毒感染细胞可见细胞变圆、聚集、融合、裂解或脱落等现象，称为细胞病变效应（Cytopathiceffect，CPE）,与体内感染产生的溶细胞作用相一致.

杀细胞效应(Cytocidaleffect)第二十七页，共五十三页，2022年，8月28日正常细胞CPE第二十八页，共五十三页，2022年，8月28日

细胞融合在病毒酶和宿主细胞释放的溶酶体酶作用下，感染细胞与邻近的正常细胞融合，形成多核巨细胞或合胞体，是麻疹病毒，副流感病毒等包膜病毒在体内扩散的方式之一。麻疹病毒感染第二十九页，共五十三页，2022年，8月28日

细胞表面抗原性改变许多病毒感染后，宿主细胞表面可表达由病毒基因编码的新抗原，如流感病毒、HBV、HIV等。

细胞凋亡(apoptosis)是由基因控制的程序性细胞死亡，属正常的生物学现象。病毒感染可诱导宿主细胞发生凋亡，如HIV表面配体gp120与Th细胞CD4分子结合后通过信号传导，启动凋亡基因，使细胞发生鼓泡、核浓缩、染色体降解等变化。第三十页，共五十三页，2022年，8月28日

基因整合与细胞转化(geneintegrationandtransformation)：病毒基因部分或全部与宿主细胞基因整合，导致细胞转化、增殖变快并丧失细胞间接触抑制。

结局：细胞遗传改变——细胞转化细胞恶化——肿瘤相关病毒。

稳定状态感染(steadystateinfection)

：多见于有包膜病毒感染，常导致Hostcell细胞膜成分改变，膜受体破坏，抗原性改变，经病毒长期增殖，多次释放后，细胞最终仍要死亡。第三十一页，共五十三页，2022年，8月28日

包涵体(inclusionbody)的形成：定义：病毒感染细胞后，普通显微镜下可观察到细胞内有嗜酸性或嗜碱性、圆形或椭圆形或不规则的团块结构。形成位置：

胞质内(痘病毒)胞核内(疱疹病毒)两者都有(麻疹病毒)本质：病毒颗粒的集聚体、病毒增殖痕迹、病毒感染所致细胞反应物意义：是被病毒感染的标志，有助鉴定病毒。麻疹病毒包涵体第三十二页，共五十三页，2022年，8月28日

免疫抑制：麻疹病毒感染能使病儿结核菌素阳性转为阴性反应，持续1～2个月，以后逐渐恢复HIV对CD4+T细胞具有很强的亲和性和杀伤性，引起获得性免疫缺陷综合征（AIDS），患者常因机会性微生物和寄生虫感染或肿瘤而死亡。第三十三页，共五十三页，2022年，8月28日抗体介导的免疫病理损伤作用Ⅱ型超敏反应：靶细胞表面病毒抗原和相应抗体形成的复合物激活补体、ADCC效应导致宿主靶细胞被破坏。Ⅲ型超敏反应：游离的病毒抗原与相应抗体形成的免疫复合物(Ag+Ab→IC)沉积于机体某些部位，引起损伤。此外，在补体作用下也会引起相应部位的炎症。

机体免疫系统对病毒感染细胞的损伤作用第三十四页，共五十三页，2022年，8月28日T细胞介导的免疫病理损伤作用

CTL(CD8+Tcell)和Th1(CD4+Tcell)细胞，分别通过特异性直接杀伤作用和分泌细胞因子（IL-2、IFNγ、TNFβ）的辅助作用清除细胞内病毒，终止病毒复制，对机体病毒感染的恢复发挥了关键作用，但同时也给宿主细胞造成了损伤。

致炎性细胞因子的病理损伤作用第三十五页，共五十三页，2022年，8月28日研究发现，许多病毒与人类肿瘤发生有密切联系。病毒与肿瘤的关系可分两种：肯定相关和密切相关。

病毒与肿瘤第三十六页，共五十三页，2022年，8月28日第二节病毒感染的发生与发展

病毒感染的发生

病毒为非细胞型微生物，必须进入细胞内才能进行病毒体的复制。第三十七页，共五十三页，2022年，8月28日

病毒感染的类型

细胞水平的感染类型

杀细胞型感染稳态型感染转化型感染细胞溶解死亡，如脊髓灰质炎病毒病毒与宿主细胞共容，如HBV携带者病毒增殖导致细胞转化，如HBV第三十八页，共五十三页，2022年，8月28日

机体水平的感染类型

隐性感染显性感染急性感染持续性感染慢性感染潜伏性感染慢发病毒感染急性感染的迟发并发症病毒携带第三十九页，共五十三页，2022年，8月28日隐性感染

定义：不出现临床症状的感染称为亚临床感染或隐性感染。特点：许多病毒性疾病流行时为此型感染，是机体获得特异性免疫的主要来源。例如：脊髓灰质炎流行时，隐性感染约占99%，但隐性感染的人仍能向周围环境散布病毒，而传染他人。第四十页，共五十三页，2022年，8月28日显性感染

急性感染

临床特点：潜伏期短，发病急，病程数日至数周恢复后体内不存在病毒。

临床所见的绝大多数病毒感染，如麻疹、乙型脑炎、流感、脊髓灰质炎、水痘等都为急性感染。

第四十一页，共五十三页，2022年，8月28日

持续性感染

定义：病毒在体内持续数月至数年，甚至数十年，且经常反复间断地向外排毒，可出现症状，引起慢性进行性疾病，也可不出现症状而长期带病毒。

为重要的传染源第四十二页，共五十三页，2022年，8月28日病毒感染后潜伏期长，经数年，数十年后，可发生某些进行性疾病，最终死亡。(如：HIV)病程长，病毒可检出（如：HBV）病毒的基因不产生感染性的病毒体，但在一定的条件下，病毒被激活而进入复制状态，引起临床症状(如：疱疹病毒、巨细胞病毒、EB病毒)慢发病毒感染持续性感染慢性感染潜伏感染急性感染的迟发并发症病毒急性感染1年或数年后，发生致死性并发症。(如：麻疹病毒)第四十三页，共五十三页，2022年，8月28日

非特异性免疫第三节抗病毒免疫屏障结构：皮肤粘膜、血脑屏障、胎盘屏障细胞因素：吞噬细胞、NK细胞、树突状细胞免疫分子：细胞因子、趋化因子、防御素第四十四页，共五十三页，2022年，8月28日

干扰素(interferon,IFN)定义：病毒或其他干扰素诱生剂刺激细胞所产生的一种糖蛋白，具有抗病毒、抗肿瘤和免疫调节等多种生物学活性。

诱生剂：病毒、细菌内毒素、人工合成的双链RNA等

种类与性质：I型干扰素：IFN-α(人白细胞产生)、IFN-β(人成纤维细胞产生)，抗病毒作用强于免疫调节作用II型干扰素：IFN-γ(T细胞产生)，免疫调节作用强于抗病毒作用。第四十五页，共五十三页，2022年，8月28日干扰素的作用机制干扰素与敏感细胞表面的干扰素受体结合激活细胞内基因合成多种抗病毒蛋白

2′-5′腺嘌呤核苷合成酶

蛋白激酶

病毒mRNA的降解，阻断转录

抑制病毒蛋白的合成

抑制病毒复制第四十六页，共五十三页，2022年，8月28日1