病原生物学与免疫学课程病毒学概述教学课件

病毒学概述授课人：XXX病原生物学与免疫学教学课程病毒（virus）是一类个体微小、结构简单、仅含单一核酸、专性细胞内寄生、以复制方式增殖的非细胞型微生物。病毒在自然界广泛分布，可寄生于人类、动植物、真菌、细菌等生物细胞内。病毒与人类疾病的关系密切，在微生物所致的疾病中，约有75%是由病毒引起，严重危害人类身体健康。病毒性疾病流行广泛、传染性强、传播途径多，而且有效治疗药物少。常见的病毒性疾病有肝炎、流行性感冒、脑炎、腹泻及艾滋病等。现发现一些过去认为是非传染性的疾病，如糖尿病、高血压、心肌病、肿瘤等也与病毒有关。近年，又陆续出现了禽流感、严重急性呼吸综合征（SARS）等严重的病毒性疾病。此外，还不断发现引起人类疾患的新病毒。因此，病毒已成为医学界关注的热点，研究病毒的生物学性状、致病与免疫机制、病毒性疾病的诊断及防治、寻找有效的抗病毒药物是目前医学界的重要任务。目录/CONTENTS01病毒的基本性状02病毒的增殖03病毒的变异05病毒的感染与免疫04病毒的分类06病毒感染的检查方法07病毒感染的防治原则第一节病毒的基本性状病毒的大小与形态病毒的结构和化学组成理化因素对病毒的影响完整成熟的病毒颗粒称为病毒体（virion）。病毒体是病毒在细胞外的存在形式，具有病毒的典型形态结构和感染性。病毒体的测量单位为纳米（nanometer，nm）。各种病毒体大小不一，最大的病毒直径可达300nm，如痘病毒，用普通光学显微镜就能观察到；最小的病毒直径20～30nm，如脊髓灰质炎病毒。大多数病毒体小于150nm，需用电子显微镜放大数千倍至数万倍才能看到。一、病毒的大小与形态病毒的形态有多种类型，大多数病毒呈球形或近似球形，少数呈杆状、丝状、弹状、砖形和蝌蚪状等。病毒体形态、大小的比较见图。一、病毒的大小与形态病毒的结构简单，基本单位是由核心、衣壳构成的核衣壳（nucleocapsid）。有些病毒在衣壳外有包膜、包膜子粒或刺突。有包膜的病毒称为包膜病毒，无包膜的病毒称为裸露病毒。二、病毒的结构和化学组成.（一）核心（core）病毒的核心位于病毒的中心，为核酸；核酸构成病毒的基因组，携带病毒的全部遗传信息，控制病毒的感染、增殖、遗传变异等生物学性状。用化学方法除去病毒衣壳后，如果裸露核酸仍能进入宿主细胞并复制病毒，则称为感染性核酸。感染性核酸因不受宿主细胞表面受体的限制，故感染的宿主范围更广，但由于缺乏衣壳保护，易被核酸酶破坏，所以感染性较病毒体低。二、病毒的结构和化学组成（二）衣壳（capsid）病毒的衣壳是包围在病毒核酸外的一层蛋白质，由一定数量的壳粒组成，每个壳粒被称为形态亚单位，由一个或多个多肽分子组成。衣壳包绕着核酸可以保护核酸免受核酸酶及其他理化因素的破坏；衣壳还能与易感宿主细胞表面的受体结合，介导病毒穿入细胞。衣壳蛋白具有免疫原性，可诱发机体产生特异性免疫，阻止病毒的扩散，也可引起免疫病理损伤。二、病毒的结构和化学组成（二）衣壳（capsid）不同病毒体的壳粒数量、形态及排列方式均有所不同，可作为鉴别病毒及病毒分类的依据，病毒衣壳呈现三种对称型。二、病毒的结构和化学组成①螺旋对称型：壳粒沿盘旋状核酸走向形成螺旋对称排列，如黏病毒、弹状病毒等。②二十面体立体对称型：核酸聚集在一起形成球形或近似球形，衣壳的壳粒排列成20个等边三角形的面，围成二十面体立体对称的近似球形体。大多数球形病毒呈此对称型。③复合对称型：病毒体结构复杂，同一病毒壳粒的排列既有螺旋对称，又有二十面体立体对称形式。如噬菌体的头部是二十面体立体对称，尾部是螺旋对称。二、病毒的结构和化学组成.（三）包膜某些病毒的核衣壳外有包膜包裹，化学成分主要是脂类、蛋白及糖类。病毒以出芽方式从细胞内释放，穿过细胞膜和核膜时获得的宿主的膜成分，即包膜。有些病毒包膜表面有糖蛋白组成的突起，称为包膜子粒或刺突。二、病毒的结构和化学组成①保护病毒的核衣壳，维持病毒的形态结构。②介导病毒体吸附、融合、穿入易感细胞内。③刺突构成病毒的表面抗原，具有免疫原性，可激发机体的免疫应答，也可作为病毒分型的依据。④包膜具有宿主细胞膜脂质的特点，对脂溶剂敏感，可作为病毒鉴定与分类的依据。⑤包膜脂蛋白是引起机体发热和中毒的主要原因。（三）包膜二、病毒的结构和化学组成病毒受理化因素作用失去感染性，称为病毒的灭活。灭活的病毒仍能保留某些活性，如抗原性、血凝和细胞融合等。三、理化因素对病毒的影响.1．温度大多数病毒耐冷不耐热，56℃经30分钟或100℃经几秒钟即可灭活。长期保存病毒应在-70℃以下或液氮中（-100℃）保存，在此条件下病毒感染性可保存数月至数年。（一）物理因素三、理化因素对病毒的影响2．pH大多数病毒在pH5～9的范围内较为稳定，pH5以下或pH9以上可被灭活。但不同的病毒对酸碱的耐受程度不同，如在pH3～5时，肠道病毒较为稳定，而鼻病毒很快就会被灭活。3．辐射病毒对辐射敏感。X线、γ射线、紫外线等均可使病毒灭活。（一）物理因素三、理化因素对病毒的影响1．脂溶剂有包膜的病毒因包膜含脂质成分，易被脂溶剂如乙醚、氯仿、丙酮等溶解，可被灭活，但脂溶剂对无包膜病毒无作用。借此可鉴别有包膜病毒和无包膜病毒。（二）化学因素三、理化因素对病毒的影响2．氧化剂、卤素及其化合物病毒对氧化剂、卤素及其化合物均敏感。如70%乙醇、次氯酸盐、过氧乙酸等对病毒均有较好的灭活作用。3．酚类酚及其衍生物可使病毒蛋白质变性，因此可作为病毒的消毒剂。如1%～5%苯酚可灭活多种病毒。（二）化学因素三、理化因素对病毒的影响大多数病毒对甘油的抵抗力比细菌强，故常用含50%甘油的盐水保存和运送病毒标本。目前，尚未发现对病毒有选择抑制作用的抗生素和磺胺类药物。三、理化因素对病毒的影响.第二节病毒的增殖病毒的复制周期病毒的异常增殖与干扰现象病毒缺乏增殖所需的酶系统，只能在易感活细胞内利用宿主细胞的原料、能量和场所，以复制的方式增殖，即病毒进入易感细胞后，以病毒核酸为模板，在核酸多聚酶等的作用下，按一定程序复制和合成子代病毒所需的蛋白质与核酸，再经过装配，最终释放出子代病毒。概述.病毒从进入易感细胞开始，经基因复制到最后子代病毒释放，称为一个复制周期。整个过程包括吸附、穿入、脱壳、生物合成、组装与释放五个阶段。一、病毒的复制周期吸附是指病毒衣壳或包膜表面的配体位点与易感细胞表面的特异受体结合的过程。病毒可通过随机碰撞或静电引力与宿主细胞非特异性结合，也可通过病毒表面结构与宿主细胞表面的受体特异性结合。（一）吸附（adsorption）一、病毒的复制周期穿入是指病毒核衣壳进入宿主细胞内的过程，主要通过吞饮、融合或转位作用的方式穿入。①吞饮：无包膜病毒一般通过宿主细胞的吞饮作用，即细胞膜内陷将病毒包裹其中，形成类似吞噬泡的结构使病毒体进入胞质内。②融合：有包膜的病毒依靠包膜与宿主细胞膜的同源性等，与宿主细胞膜融合，使病毒核衣壳进入胞质内。③转位：有些无包膜病毒吸附于宿主细胞膜后，其衣壳蛋白的某些多肽成分发生改变，使病毒直接穿过细胞膜进入细胞，称为转位，这种方式比较少见。（二）穿入（penetration）一、病毒的复制周期脱壳是指进入胞质内的病毒体脱去衣壳，使核酸暴露的过程。这是病毒在细胞内能否进行复制的关键，核酸暴露出来才能发挥作用。多数病毒可在细胞溶酶体酶的作用下，裂解衣壳释放核酸。少数病毒的脱壳过程较为复杂，这些病毒在脱壳前，病毒的酶已在起转录mRNA的作用。（三）脱壳（uncoating）一、病毒的复制周期病毒基因一经脱壳释放，就能利用宿主细胞提供的低分子物质和能量合成大量的病毒核酸及结构蛋白等，此过程为生物合成。在生物合成期间，用血清学试验及电子显微镜检查宿主细胞，检测不出病毒颗粒，故称为隐蔽期。病毒生物合成的方式因核酸类型不同而异。（四）生物合成（biosynthesis）一、病毒的复制周期1．DNA病毒的合成感染人和动物的DNA病毒的核酸多为双链DNA（dsDNA），这些病毒多在细胞核内合成DNA，在细胞质内合成病毒蛋白。双链DNA病毒先利用细胞核内依赖DNA的RNA聚合酶转录出早期mRNA，在胞质核糖体上转译成早期蛋白；再以子代DNA为模板，大量转录晚期mRNA，继而在胞质核糖体上转译出病毒的晚期蛋白（结构蛋白），主要为衣壳蛋白。一、病毒的复制周期1．DNA病毒的合成单链DNA病毒（ssDNA）以亲代为模板，在DNA聚合酶的作用下，产生互补链，与亲代DNA链形成±dsDNA作为复制中间型，之后解链，以新合成的互补链为模板，复制出子代ssDNA，转录mRNA，翻译合成病毒蛋白质。一、病毒的复制周期2．RNA病毒的合成感染人和动物的RNA病毒的核酸多为单链RNA（ssRNA），单链RNA病毒又分为单正链RNA病毒和单负链RNA病毒。单正链RNA病毒的核酸本身具有mRNA的功能，可翻译出早期蛋白，即依赖RNA的RNA聚合酶。在此酶的作用下，转录出与亲代正链RNA互补的负链RNA，形成复制中间型双链RNA（±RNA）；再以其正链RNA起mRNA的作用，翻译晚期蛋白（病毒衣壳蛋白及其他结构蛋白）；负链RNA起模板作用，转录与负链RNA互补的子代病毒RNA。一、病毒的复制周期2．RNA病毒的合成单负链RNA病毒含有依赖RNA的RNA聚合酶，在此酶的作用下，先转录出互补的正链RNA，形成RNA复制中间型，再以正链RNA为模板，转录出与其互补的子代负链RNA，同时翻译出病毒结构蛋白和酶。一、病毒的复制周期3．反转录病毒的合成反转录病毒是带有反转录酶（依赖RNA的DNA聚合酶）的RNA病毒，如人类免疫缺陷病毒。反转录病毒在反转录酶的作用下，以RNA为模板，合成互补的负链DNA后，形成RNA∶DNA中间体。在DNA聚合酶的作用下，由DNA复制成双链DNA。该双链DNA整合于宿主细胞的DNA上，成为前病毒，再由其转录出子代RNA和mRNA。mRNA在细胞质核糖体上翻译出子代病毒的蛋白质。一、病毒的复制周期子代病毒核酸复制后与病毒的晚期蛋白（结构蛋白）在受染宿主细胞的一定部位组合成子代病毒的过程，称为组装（assembly）。大多数DNA病毒在细胞核内进行组装，RNA病毒在细胞质内组装。子代病毒组装后，一般可通过以下方式从细胞中释放（release）出来。（五）组装与释放一、病毒的复制周期2．芽生释放有包膜病毒以出芽方式释放到细胞外，宿主细胞通常不死亡。有些病毒可通过细胞间桥或细胞融合，在细胞间传播，如巨细胞病毒。有些致癌病毒的核酸可通过整合方式与宿主细胞核酸整合在一起，然后随细胞的分裂出现在子代的细胞中。1．破胞释放裸露病毒在组装完成后，随宿主细胞破裂把病毒全部释放到周围环境中。一、病毒的复制周期.（一）病毒的异常增殖有的病毒在复制过程中，不能组装为成熟的病毒体，从而出现异常的增殖现象。二、病毒的异常增殖与干扰现象病毒进入宿主细胞后，如细胞不能为病毒增殖提供所需要的酶、能量及必要的成分，病毒不能合成自身成分，或虽合成却不能组装和释放出有感染性的病毒颗粒，称为顿挫感染。不能为病毒复制提供必要条件的细胞称为非容纳细胞。1．顿挫感染（abortiveinfection）二、病毒的异常增殖与干扰现象因病毒基因组不完整或因某一基因位点改变，不能进行正常增殖，复制不出完整的有感染性的病毒颗粒，此病毒称为缺陷病毒。当缺陷病毒同另一病毒共同培养或共同感染同一个细胞时，若后者能弥补缺陷病毒的不足，则能增殖出完整的有感染性的病毒，这种具有辅助作用的病毒称为辅助病毒。2．缺陷病毒（defectivevirus）二、病毒的异常增殖与干扰现象.（二）病毒的干扰现象（interference）两种病毒同时或先后感染同一宿主细胞时，可发生一种病毒抑制另一种病毒增殖的现象，称为病毒的干扰现象。二、病毒的异常增殖与干扰现象.干扰现象可发生在不同病毒之间，也可在同种、同型甚至同株病毒间发生。病毒之间的干扰现象能够阻止、中断发病，也可使感染终止，故干扰现象可构成机体非特异性免疫的一部分。发生干扰的原因可能是病毒诱导宿主细胞产生了干扰素，也可能是病毒的吸附受到干扰或病毒的感染改变了宿主细胞的代谢途径。二、病毒的异常增殖与干扰现象第三节病毒的变异基因突变基因重组病毒的变异（variation）是指病毒在复制过程中出现某些性状的改变。常见的病毒的变异包括毒力变异、耐药性变异、抗原性变异等。病毒的变异分为遗传型变异和非遗传型变异，前者是指病毒遗传物质发生改变，其变异后的性状可遗传给子代病毒；后者是指病毒基因组未发生改变，变异后的性状不能遗传。病毒遗传型变异的机制包括两个方面，即基因突变和基因重组。概述.病毒在增殖过程中常发生基因组中碱基序列的置换、缺失或插入，引起基因突变。基因突变产生的病毒表现性状改变的毒株为突变株，突变株有多种表现，如病毒的形态、抗原性、宿主范围、致病性、毒力、耐药性等均可发生改变。一、基因突变（genemutation）.病毒突变根据形成的原因不同，可分为自发突变和诱发突变两种：自发突变是指病毒在自然条件下增殖时发生遗传物质的变化；诱发突变是指应用物理和化学方法（如温度、紫外线、亚硝基胍、5-氟尿嘧啶等）处理病毒而发生的基因突变。一、基因突变（genemutation）当两种病毒感染同一宿主细胞时，病毒之间发生基因交换，产生具有两个亲代特征的子代病毒，并能继续增殖，此变化称为基因重组，子代病毒称为重组体。基因重组不仅发生在两种活病毒之间，也发生于一种活病毒与另一种灭活病毒之间，甚至发生于两种灭活病毒之间。二、基因重组（generecombination）通常基因分节段的RNA病毒（如流感病毒、轮状病毒等）发生基因重组的频率明显高于其他病毒，因为两株不同的病毒感染同一细胞时，核酸各节段经复制后可随机体被套入同一个衣壳中，从而使子代出现重组体。二、基因重组（generecombination）第四节病毒的分类病毒的分类方法亚病毒病毒的分类方法有多种，分类的原则主要包括：①核酸的性质与结构；②病毒的大小与形态；③衣壳对称性与壳粒数目；④有无包膜；⑤对理化因素的敏感性；⑥抗原性；⑦生物学特性（繁殖方式、宿主范围、传播途径和致病性）。一、病毒的分类方法（一）生物学性状分类法国际病毒分类委员会（ICTV）于2005年7月发表了最新的病毒分类第八次报告，将目前ICTV承认的5450个病毒归属为3个目、73个科、11个亚科、289个属、1950个种。根据病毒的核酸性质将病毒分为三大类，即DNA病毒、RNA病毒、DNA与RNA反转录病毒。然后根据病毒的其他特性，进一步分成不同的科、属。一、病毒的分类方法（二）临床分类法根据感染途径、感染部位及临床特点可将病毒分为呼吸道病毒、肠道病毒、肝炎病毒、虫媒病毒、出血热病毒、皮肤黏膜感染病毒、肿瘤病毒等。一、病毒的分类方法类病毒为植物病毒，是1971年Diener在研究马铃薯纺锤形块茎病时发现的一种比典型病毒简单的感染因子。类病毒仅由250～400个核苷酸组成，为单链杆状RNA，有二级结构，无包膜或衣壳，不含蛋白质。类病毒不具备编码自身核酸复制的酶，利用宿主细胞的RNA聚合酶进行复制。类病毒主要使植物致病，与动物和人类疾病的关系尚不清楚。（一）类病毒（viroid）二、亚病毒（subvirus）卫星病毒是在研究类病毒过程中发现的又一种引起苜蓿、绒毛菸等植物病害的致病因子。卫星病毒可分为两大类，一类为可编码自身的衣壳蛋白；另一类为卫星病毒RNA分子（曾被称为拟病毒），需利用辅助病毒的蛋白衣壳。该病毒的特点为由500～2000个核苷酸构成的单链RNA，与缺陷病毒不同，表现为与辅助病毒基因组间无同源性，复制时常干扰辅助病毒的增殖。（二）卫星病毒（satellitesvirus）二、亚病毒（subvirus）1982年，Prusiner证明羊瘙痒病是由一种分子质量为3.0×104kDa的蛋白质引起的，并将这类感染性蛋白质称为朊粒，用侵染子蛋白（prionprotein，PrP）来表示。朊粒可在细胞内进行复制，病变部位无炎症及免疫反应，但均有脑组织的海绵状淀粉样病变，主要引起人和动物疾病，以慢性进行性退化性致死性中枢神经系统疾病为特征，可引起震颤病、克雅病、老年痴呆、疯牛病、羊瘙痒病等。（三）朊粒（prion）二、亚病毒（subvirus）第五节病毒的感染与免疫病毒感染的途径及传播方式病毒感染的类型病毒的致病机制抗病毒免疫病毒侵入机体并在易感细胞内复制增殖，与机体发生相互作用的过程称为病毒感染。病毒主要通过破损的皮肤、黏膜（呼吸道、消化道、眼、泌尿生殖道）传播，但在一定条件下，可直接进入血液循环（如输血、机械损伤、昆虫叮咬等）感染机体。大多数病毒以一种途径进入宿主机体，但有的病毒可通过多种途径进入机体。目前认为，吸入是最常见的病毒感染途径。一、病毒感染的途径及传播方式.病毒感染的传播方式有水平传播和垂直传播。病毒在人群个体之间的传播称为水平传播，常见的传播途径有黏膜表面的传播、皮肤传播和医源性传播。垂直传播是指病毒由宿主的亲代传给子代的传播方式，主要通过胎盘、产道传播。一、病毒感染的途径及传播方式传播方式主要传播途径病毒种类水平传播呼吸道流感病毒、麻疹病毒、风疹病毒、腮腺炎病毒、冠状病毒等

消化道脊髓灰质炎病毒、轮状病毒、甲型肝炎病毒、戊型肝炎病毒、其他肠道病毒等

输血、注射人类免疫缺陷病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、巨细胞病毒等

眼、泌尿生殖道人类免疫缺陷病毒、单纯疱疹病毒Ⅰ型和Ⅱ型、腺病毒、人乳头瘤病毒等

破损皮肤或昆虫叮咬出血热病毒、狂犬病病毒、脑炎病毒等垂直传播胎盘、产道乙型肝炎病毒、人类免疫缺陷病毒、巨细胞病毒、风疹病毒等一、病毒感染的途径及传播方式.病毒侵入机体后，因病毒种类、毒力和机体免疫力的不同，可表现为不同的感染类型。根据有无临床症状分为隐性感染和显性感染；根据病毒在机体内滞留时间的长短，可分为急性感染和持续性感染。二、病毒感染的类型（一）隐性感染和显性感染1．隐性感染病毒进入机体不引起临床症状的感染称为隐性感染，又称为亚临床感染。这可能是因为病毒毒力较弱或机体防御能力较强，结果使病毒不能大量增殖，不能造成细胞组织的严重损伤；也可能是因为病毒不能最后侵犯到靶细胞，故不呈现或极少呈现临床症状。二、病毒感染的类型（一）隐性感染和显性感染1．隐性感染隐性感染者虽不出现临床症状，但仍可获得免疫力而终止感染。部分隐性感染者一直不产生免疫力，这种隐性感染者又称病毒携带者。病毒携带者本身无症状，但病毒可在体内增殖并向外界排泄播散，成为重要的传染源，在流行病学上具有重要意义。二、病毒感染的类型（一）隐性感染和显性感染2．显性感染病毒侵入宿主后，在易感细胞内大量增殖，引起明显的临床症状，称为显性感染或临床感染，如麻疹病毒、人类免疫缺陷病毒等。二、病毒感染的类型（二）急性感染急性感染是指病毒侵入机体后，在细胞内增殖，经数日乃至数周的潜伏期后发病，导致靶细胞损伤和死亡而造成组织器官损伤和功能障碍，出现临床症状。但从潜伏期开始，宿主即动员非特异性和特异性免疫机制清除病毒。除死亡病例外，宿主一般能在出现症状后的一段时间内，把病毒清除掉进入恢复期。急性病毒感染一般潜伏期短、起病急、病程短，如普通感冒、流行性感冒、乙型脑炎、甲型肝炎等。二、病毒感染的类型（三）持续性感染持续性感染是指病毒可在机体内持续存在数月至数年，甚至数十年。可出现症状，也可不出现症状，但长期携带病毒，成为重要传染源。持续性感染可分为慢性感染、潜伏感染、慢发病毒感染及急性病毒感染的迟发并发症。二、病毒感染的类型病毒在显性或隐性感染后未被完全清除，患者可出现轻微临床症状或不出现临床症状，常反复发作，迁延不愈，并可经常或间歇性排出病毒，如乙型肝炎、丙型肝炎。1．慢性感染二、病毒感染的类型原发感染后，病毒基因存在于一定的组织或细胞中，并不产生感染性病毒，也不出现临床症状。在某些条件下，病毒被激活增殖，感染急性发作，出现症状。急性发作期可以检测出病毒。如患儿在儿童期感染了水痘-带状疱疹病毒，引起水痘，病愈后该病毒潜伏在脊神经后根神经节或脑神经节，数年或数十年后，病毒被激活引起疾病复发，出现带状疱疹。2．潜伏感染二、病毒感染的类型病毒感染后，有很长时间的潜伏期，达数月、数年甚至数十年之久，一旦出现症状，疾病呈亚急性进行性加重，直至死亡。引起慢发病毒感染的病毒有人类免疫缺陷病毒、狂犬病病毒、朊粒等。3．慢发病毒感染二、病毒感染的类型急性病毒感染后1年或数年，发生致死性的并发症。如患者在儿童期感染麻疹病毒后，到青春期才发作，表现为中枢神经系统疾病，引起亚急性硬化性全脑炎。4．急性病毒感染的迟发并发症二、病毒感染的类型（一）对宿主细胞的直接作用1．杀细胞效应病毒侵入机体后，在易感细胞内复制完毕，可在短时间内一次释放大量的子代病毒，使宿主细胞裂解死亡，此现象称杀细胞效应，亦称为杀细胞性感染。多见于无包膜、杀伤性强的病毒，如脊髓灰质炎病毒等。其机制是病毒在增殖过程中，可阻断宿主细胞核酸复制及蛋白质合成，使细胞新陈代谢功能紊乱，导致细胞病变死亡。三、病毒的致病机制（一）对宿主细胞的直接作用2．稳定状态感染稳定状态感染是指病毒侵入宿主细胞后能够复制，但不会引起细胞立即裂解及死亡，多见于有包膜的病毒，如流感病毒、疱疹病毒等。这类病毒感染细胞后不阻碍细胞代谢，不使细胞溶解死亡。病毒复制后，子代病毒以出芽方式从感染细胞中逐个释放出来，再感染邻近宿主细胞。三、病毒的致病机制（一）对宿主细胞的直接作用2．稳定状态感染但病毒可引起宿主细胞膜的改变，表现为以下两方面：①细胞膜出现新抗原：由病毒基因编码的抗原可以出现在细胞膜表面，这种新抗原是引起免疫病理损伤的基础之一。②细胞融合：某些病毒产生的酶或感染细胞释放的溶酶体酶，可使感染细胞膜改变，导致感染细胞与邻近细胞融合，病毒扩散到未受感染的细胞。细胞融合后形成多核巨细胞或合胞体。三、病毒的致病机制（一）对宿主细胞的直接作用3．包涵体形成病毒感染细胞后，用普通光学显微镜可观察到细胞内具有特殊染色性的圆形或椭圆形的斑块，称为包涵体。包涵体有的位于细胞质内，有的位于细胞核内，有的两者都有。有的包涵体嗜酸性，有的嗜碱性。不同病毒形成的包涵体特征各异，可作为诊断病毒感染的依据。三、病毒的致病机制（一）对宿主细胞的直接作用4．细胞转化某些病毒感染细胞后可将基因整合于宿主细胞的基因组中，使细胞的遗传性状发生较大改变，导致细胞转化，增殖变快，失去细胞间接触抑制。细胞转化与肿瘤形成密切相关。三、病毒的致病机制（一）对宿主细胞的直接作用5．细胞凋亡细胞凋亡是一种由基因控制的程序性细胞死亡，是正常的生物学现象。病毒感染可导致宿主细胞发生凋亡，促进细胞中的病毒释放。如正黏病毒、副黏病毒、小RNA病毒、人乳头瘤病毒和人类免疫缺陷病毒等在感染细胞后，均可引起宿主细胞发生凋亡。三、病毒的致病机制（二）病毒感染的免疫病理作用病毒具有较强的免疫原性，当其感染宿主细胞后，可以刺激机体产生免疫应答，免疫应答的结果一方面可以保护宿主，另一方面又会导致免疫病理损伤。三、病毒的致病机制许多病毒能诱发细胞表面新抗原的出现，当特异性抗体与这些抗原结合后，在补体的参与下，引起Ⅱ型超敏反应；有些病毒抗原与相应抗体结合形成抗原—抗体复合物，长期存在于机体的血液中，当这种复合物沉积在某些器官的毛细血管基底膜时，可激活补体，引起Ⅲ型超敏反应，造成局部损伤和炎症。1．抗体介导的免疫病理作用三、病毒的致病机制细胞免疫在病毒感染过程中，对病毒感染的恢复起重要作用，但也是造成病毒感染损伤的机制之一。如特异性细胞毒T细胞（CTL）在杀伤病毒感染的靶细胞时，可引起Ⅳ型超敏反应，造成细胞损伤。2．细胞介导的免疫病理作用三、病毒的致病机制某些病毒感染可引起机体免疫应答降低或暂时性免疫抑制，如麻疹病毒、冠状病毒、风疹病毒等。某些病毒感染可杀伤免疫活性细胞，如人类免疫缺陷病毒可直接杀伤CD4+T细胞，使其数量减少，导致获得性免疫缺陷综合征（AIDS）。3．免疫抑制作用三、病毒的致病机制（一）非特异性免疫机体抗病毒免疫的非特异性免疫包括皮肤黏膜的屏障作用，巨噬细胞、自然杀伤细胞（NK细胞）的吞噬与杀伤作用及干扰素的作用等。皮肤黏膜是抗病毒感染的第一道防线，血—脑脊液屏障和胎盘屏障可阻止大多数病毒感染脑细胞和胎儿。在非特异性免疫中，干扰素和NK细胞占有突出的地位。机体的抗病毒免疫包括非特异性免疫和特异性免疫，两者协同作用。四、抗病毒免疫NK细胞识别靶细胞是非特异性的，对病毒感染细胞均有杀伤作用。NK细胞的杀伤机制主要是直接与靶细胞接触，通过释放穿孔素溶解细胞。另外，活化的NK细胞还可通过释放TNF-α或IFN-γ等细胞因子发挥抗病毒效应。1．NK细胞四、抗病毒免疫IFN是病毒或其他IFN诱生剂诱导人或动物细胞产生的一类糖蛋白，具有抗病毒、抗肿瘤和免疫调节等多种生物学活性。（1）IFN的种类及性质由人类细胞产生的IFN分为α、β、γ三种。IFN-α主要由人白细胞产生；IFN-β主要由人成纤维细胞产生。IFN-α、IFN-β统称为Ⅰ型IFN，抗病毒作用较免疫调节作用强。IFN-γ由T细胞产生，又称为Ⅱ型IFN，也称免疫IFN，是重要的细胞因子，其免疫调节作用较抗病毒作用强。2．干扰素（interferon，IFN）四、抗病毒免疫（2）IFN的诱生IFN的诱生受基因控制。在正常情况下，存在于细胞核内的IFN结构基因处于抑制状态，不产生IFN。这种抑制状态是由基因系统中的调节基因通过产生IFN结构基因抑制蛋白实现的。当IFN诱生剂进入细胞后，即与抑制蛋白相结合使其失去抑制作用，因而操纵基因和结构基因的功能就被活化，指导IFN的合成。2．干扰素（interferon，IFN）四、抗病毒免疫（3）IFN抗病毒的作用机制及特点IFN对所有的病毒均有一定的抑制作用，但并非直接灭活病毒，而是选择性地作用于病毒感染细胞，即释放到细胞中的IFN与其细胞膜表面干扰素受体结合，诱生细胞产生一种特异性因子，能与结合在抗病毒蛋白操纵基因上的阻抑蛋白结合而解除抑制，使编码抗病毒蛋白的基因活化，开始转录合成抗病毒蛋白mRNA，翻译成多种抗病毒蛋白。2．干扰素（interferon，IFN）四、抗病毒免疫（3）IFN抗病毒的作用机制及特点抗病毒蛋白包括蛋白激酶、2′，5′-腺嘌呤核苷合成酶及磷酸二酯酶，这些酶抑制病毒蛋白的合成，也可影响病毒的组装与释放，因而病毒不能增殖，起到抗病毒感染的作用。2．干扰素（interferon，IFN）四、抗病毒免疫（二）特异性免疫病毒是一种良好抗原，具有较强的免疫原性，能诱导机体产生特异性免疫应答，包括体液免疫应答与细胞免疫应答。四、抗病毒免疫病毒感染后，机体产生多种特异性抗体，如中和抗体、血凝抑制抗体、补体结合抗体等。中和抗体是针对病毒某些表面抗原的抗体，在杀灭细胞外游离的病毒中起主要作用。中和抗体不能直接灭活病毒，病毒与中和抗体形成的免疫复合物，可被巨噬细胞吞噬清除。1．体液免疫四、抗病毒免疫中和抗体主要包括IgG、IgM和IgA三类，IgG抗体是主要的抗病毒中和抗体，在体液中含量最高，相对分子质量小，是唯一能通过胎盘的抗体。IgM相对分子质量大，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抗体可做早期诊断。分泌型IgA（SIgA）存在于黏膜分泌液中，在局部免疫中起主要作用，可阻止病毒侵入局部黏膜。1．体液免疫四、抗病毒免疫感染细胞内病毒的清除，主要依赖细胞免疫。特异性抗病毒免疫的细胞主要有细胞毒性T细胞（CTL）和CD4+Th1细胞。CTL可通过其抗原受体识别病毒感染的靶细胞，通过细胞裂解和细胞凋亡两种机制，直接杀伤靶细胞。2．细胞免疫四、抗病毒免疫在多数病毒感染中，CTL可杀伤靶细胞达到清除或释放在细胞内复制的病毒体，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。活化的Th1细胞可释放IFN-γ、TNF等多种细胞因子，通过激活巨噬细胞和NK细胞，诱发炎症反应，促进CTL的增殖和分化等，在抗病毒感染中起重要作用。2．细胞免疫四、抗病毒免疫第六节病毒感染的检查方法标本的采集与送检病毒的分离培养与鉴定病毒感染的快速检查方法病毒性疾病在人类疾病中占有十分重要的地位，此类疾病的治疗不同于其他微生物，因此，正确的病原学诊断不但有助于指导临床治疗，而且可以为控制病毒性疾病的流行提供实验室依据。目前，常用的病毒感染诊断方法包括病毒的分离鉴定、血清学检查、病毒蛋白和核酸的检测。随着分子病毒学的发展，相继建立了一些快速诊断方法，对提高病毒感染的诊断水平起到了推动作用。概述（一）标本采集标本采集时必须严格无菌操作，本身带有杂菌或可能被细菌污染的标本，如呼吸道分泌物、粪便等标本，应加入高浓度青霉素、链霉素处理，以杀灭或抑制杂菌。应根据临床诊断及病期合理采集标本，如上呼吸道感染时取鼻咽分泌物，神经系统感染取脑脊液，肠道感染取粪便，病毒血症期取血液等。血清学诊断时，应采集患者急性期和恢复期标本各一份，以利于动态观察双份血清中抗体的效价。一、标本的采集与送检（二）标本送检送检的组织及粪便等标本可置于含有抗生素的50%甘油缓冲液中，冷藏速送，最好在1～2小时内关检。暂时不能送检或分离培养的标本，须置-70℃低温冰箱中保存。一、标本的采集与送检动物接种是最原始的病毒培养方法，常用的动物有小鼠、大鼠、豚鼠、家兔和猴等，接种后常以动物发病、死亡作为感染的指标。根据病毒种类不同，选择敏感动物及适宜的接种途径。（一）动物接种二、病毒的分离培养与鉴定鸡胚培养是一种比较经济简便的病毒培养方法，鸡胚对多种病毒敏感，通常选用孵化9～14天的鸡胚。根据病毒的特性可将病毒接种于鸡胚的不同部位，常用的接种部位有卵黄囊、羊膜腔、尿囊腔、绒毛尿囊腔。（二）鸡胚培养二、病毒的分离培养与鉴定人或动物的某些细胞在一定条件下可以在实验室的培养瓶内生长，在此过程中多数病毒接种后可在培养细胞内复制增殖。常用的组织培养细胞有人胚肾细胞、猴肾细胞、HeLa细胞等。病毒在细胞内增殖可引起细胞形态学改变，称为细胞病变效应（cytopathiceffect，CPE）。常见的CPE有细胞圆缩、集聚、拉丝、坏死和脱落等，是病毒增殖的重要指标。（三）组织（细胞）培养二、病毒的分离培养与鉴定CPE还可见细胞融合形成多形核巨细胞，如麻疹病毒、巨细胞病毒等；也有些病毒（如狂犬病病毒）在细胞内增殖可在胞质或胞核内形成包涵体。有些病毒增殖后可使宿主细胞膜抗原改变，进而能与红细胞结合，此时若向培养瓶内加入红细胞，可见红细胞吸附于感染细胞膜上，据此作为病毒增殖的指标。（三）组织（细胞）培养二、病毒的分离培养与鉴定（一）光学显微镜检查光学显微镜检查仅用于病毒包涵体的检查及某些大病毒颗粒（如痘类病毒）的检查。三、病毒感染的快速检查方法（二）电子显微镜检查1．电镜直接检查法从疱疹病毒感染的疱疹液、疑似甲型肝炎病毒和轮状病毒感染的粪便、乙型肝炎患者的血清标本中均可快速检出典型的病毒颗粒，有助于早期诊断。2．免疫电镜检查法将标本制成悬液，加入特异性抗体混合，可使标本中的病毒颗粒凝聚成团，再用电镜观察，这种方法称为免疫电镜。用免疫电镜可提高病毒的检出率。三、病毒感染的快速检查方法（三）血清学检查法近年来，酶联免疫、免疫荧光等免疫标记技术已广泛应用于病毒特异性抗原或抗体的血清学检测，该方法具有特异性强、灵敏度高、检测快速等诸多优点，对病毒感染的早期诊断有着重要的意义。1．病毒抗原标志物的检查病毒抗原标志物的检查是采用标记抗体（酶、荧光、同位素等）检测标本中病毒抗原，进行病毒感染的早期诊断。三、病毒感染的快速检查方法（三）血清学检查法2．特异性IgM抗体的检查用特异的抗原检测病毒感染者血清中的IgM抗体，以快速诊断疾病。所用抗原可以是根据编码基因推导的合成肽抗原，也可以是利用基因工程表达的重要抗原。一般多用ELISA法检测。三、病毒感染的快速检查方法（四）病毒基因组检查1．核酸杂交技术用于病毒检测的有斑点杂交、细胞内原位杂交、DNA印迹杂交、RNA印迹杂交等。2．聚合酶链反应（PCR）PCR是一种体外基因扩增技术。它在短时间内可使目的基因扩增数百万倍，用该方法可测出极微量的病毒核酸，具有灵敏度高、特异性强、简便快速等优点，现已广泛应用于病毒基因组检测。三、病毒感染的快速检查方法（四）病毒基因组检查3．基因芯片技术基因芯片技术的基本原理如下：将大量的核酸片段有规则地固定在固相支持物上，制成芯片，然后将要检测的样品用荧光素或放射性核素标记，再与做成的芯片充分杂交，通过对杂交信号的检测分析样品中的信息。其优点是一次性可以完成大量样品DNA序列的检测和分析，在病毒诊断和流行病学调查等方面具有广泛的应用前景。三、病毒感染的快速检查方法第七节病毒感染的防治原则病毒感染的预防病毒感染的治疗病毒感染的快速检查方法（一）人工自动免疫1．灭活疫苗灭活疫苗是应用物理或化学方法使病毒完全灭活而制成的疫苗。目前常用的有狂犬疫苗、乙型脑炎疫苗、流感疫苗等。一、病毒感染的预防（一）人工自动免疫2．减毒活疫苗减毒活疫苗通常是用自然或人工选择法筛选的对人低毒或无毒的变异株制成的疫苗，现常用的有脊髓灰质炎、流感、麻