醫(yī)學(xué)微生物學(xué)課件：病毒的感染與致病

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名詞解釋病毒（Virus）& 病毒體 (virion); Spike（刺突）; Envelope (包膜); Nucle

2、ocapsid （核衣殼）；Capsomere（殼粒）; Capsid （衣殼）； Viral Replication（復(fù)制周期） Defective virus （缺陷病毒）； Abortive infection （頓挫感染） Interference（干擾現(xiàn)象）；思考題比較細(xì)菌和病毒的生物學(xué)特性的異同試述+ssRNA, dsDNA和逆轉(zhuǎn)錄病毒的復(fù)制過程病毒的變異有哪幾種方式？哪些因素對病毒有影響？Section 1 Viral transmission and infectious types1、水平傳播 (horizontal transmission) 病毒在人群不同個體間的傳播，稱

3、水平傳播。 人群 人群 呼吸道、消化道皮膚粘膜、醫(yī)源性第一節(jié) 病毒感染的途徑與類型一、病毒感染途徑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. 腸道2、垂直傳播 (Vertical transmiss

4、ion) 指病毒通過胎盤或產(chǎn)道，直接由親代傳給子代的方式 (Rubella/CMV/HBV/HIV/HSV-2)。 病毒 母體 新生兒 胎盤 顯 隱 胎 受 先 流性 性 兒 染 天 產(chǎn)感 感 正 胎 畸 死染 染 常 兒 形 胎經(jīng)產(chǎn)道經(jīng)血二、病毒感染的類型決定因素 (Key factors) 病毒的種類、毒力(Viral virulence ) 病毒的量(Viral amount) 宿主的免疫力(Host immune response)感染后的表癥病原體不同的個體相同個體的不同生理狀態(tài)不同的結(jié)果病原體侵入其宿主后，二者之間的力量對比決定著傳染的結(jié)局： 隱性感染 顯性感染 Types of

5、Viral Infection Inapparent infection Viral carrier (帶病毒狀態(tài))Apparent infectionAcute infectionPersistent infectionChronic infectionLatent infectionSlow virus infection 隱性感染：亞臨床感染 顯性感染：急性感染 持續(xù)感染慢性感染 (chronic infection)潛伏感染 (latent infection)慢發(fā)病毒感染 (slow virus infection）感染類型隱性傳染（ Inapparent infection ）：

6、如果宿主的免疫力很強，而病原體的毒力相對較弱，數(shù)量又較少，感染后只引起宿主的輕微傷害，且很快就將病原體徹底消滅，因而基本上不表現(xiàn)臨床癥狀。帶病毒狀態(tài)： 如果病原體與宿主雙方都有一定的優(yōu)勢，但病原體僅被限制于某一局部且無法大量繁殖，二者長期處于僵持狀態(tài)，就稱為帶病毒狀態(tài)。這種長期處于帶病毒狀態(tài)的宿主，稱為帶病毒者，成為該傳染病的傳染源，十分危險。 如果宿主的免疫力較低，或入侵病原體的毒力較強、數(shù)量較多，病原體很快在體內(nèi)繁殖并產(chǎn)生大量有毒產(chǎn)物，使宿主的細(xì)胞和組織蒙受嚴(yán)重?fù)p害，生理功能異常，于是就出現(xiàn)了一系列臨床癥狀，分急性感染和持續(xù)性感染。顯性傳染 （ 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.（病毒血癥）. Viremia（病毒血癥）急性感染 （acute

8、infections）：潛伏期短，發(fā)病急，病情重； 病程較短，僅數(shù)日至數(shù)周。持續(xù)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.持續(xù)性感染（Persistent Infection）（1）慢性感染（Chroni

9、c infection） ： 急性或隱性感染后，病毒未能完全清除，仍繼續(xù)存在于血液或組織中，可經(jīng)常或間歇地增殖并排除體外，臨床表現(xiàn)時有時無，病程很長 （ HBV, HCV ）。 Virus can be continuously detected; the clinical symptoms may be mild or not overt （2）潛伏感染 （Latent infection） 原發(fā)感染后，病毒長期潛伏在組織內(nèi)，即病毒基因組存在于組織細(xì)胞內(nèi)，不產(chǎn)生感染性病毒，也不出現(xiàn)臨床癥狀，但在某些條件下，病毒被激活而出現(xiàn)急性發(fā)作，并有相應(yīng)的臨床癥狀。Latent （viral） Infec

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

11、ng flare-ups.EBV, CMV, HSV 潛伏期長，可達(dá)數(shù)年或則呈亞急性進(jìn)行性加重。數(shù)十年，一旦出現(xiàn)癥狀，其疾病后果嚴(yán)重 (SSPE & prion). 另：其他原因不明的疾病，可能與病毒感染有關(guān)？（3）慢發(fā)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.思考題病毒傳播有幾種途徑？決定病毒感染結(jié)局的因素有哪些？病毒感染常見的類型？名詞解釋Viral carrier， ViremiaInapparent infectionApparent infectionAcute infectionPersistent infectionChronic infectionLatent infection(Latent viral Infection)Slow virus infection 第二節(jié)：病毒的致病機理 Pathogenesis of viral infection 一、細(xì)胞水平的致病作用溶細(xì)胞型感

13、染（Cytocidal effect）穩(wěn)定狀態(tài)感染（Steady state infection）細(xì)胞凋亡（ Apoptosis ）病毒基因組的整合 （Integration）細(xì)胞轉(zhuǎn)化與增生（ Transformation ）包涵體形成 （Inclusion body）Host cellsCytocidal effectSteady state infectionCell apoptosisIntegrationCell transformationSV40Inclusion body（1）溶細(xì)胞型感染： 多見于無包膜、殺傷性強的病毒，常引起急性感染， 如脊髓灰質(zhì)炎病毒。 細(xì)胞水平的致病作用（

14、2）穩(wěn)定狀態(tài)感染被特異性抗體/CTL細(xì)胞識別或引起細(xì)胞融合抗原 # 多見于有包膜病毒，感染過程緩慢，出芽釋放； # 細(xì)胞表面出現(xiàn)病毒特異性抗原的蛋白成分。 最終，大量病毒的釋放及機體免疫因子介導(dǎo)細(xì)胞死亡（3）細(xì)胞凋亡： 概念：細(xì)胞的程序化死亡 意義：早期抑制有助于病毒增殖 晚期促進(jìn)有助于病毒釋放 （4）整合感染及細(xì)胞增生與轉(zhuǎn)化病毒基因 宿主細(xì)胞細(xì)胞轉(zhuǎn)化 細(xì)胞形態(tài)變化繁殖加快成堆生長細(xì)胞核細(xì)胞核細(xì)胞核 1、逆轉(zhuǎn)錄病毒復(fù)制時以DNA整合入細(xì)胞染色體中； 2、失常式整合，DNA病毒多見，病毒的DNA偶而以片段整合入細(xì)胞的染色體DNA中。多細(xì)胞核（5）細(xì)胞融合與包涵體形成：數(shù)個細(xì)胞間胞膜互相融和而形成

15、多核巨細(xì)胞及包涵體，如麻疹病毒等。Pathogenesis of viral infection病毒致病作用表現(xiàn)在細(xì)胞和機體兩個水平 急性病毒感染時細(xì)胞和宿主的反應(yīng) 細(xì)胞水平Cytopathic effect (CPE) 體外組織培養(yǎng)時，被病毒感染的細(xì)胞可出現(xiàn)變園、聚集、融合、裂解及脫落等變化，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（包涵體）細(xì)胞漿或細(xì)胞核內(nèi)出現(xiàn)光鏡下可見的斑塊狀結(jié)構(gòu)，有助于診斷。 1. 病毒感染對機體的致病作用 （1） 病毒感染對組織的直接損傷 病毒感染的種屬特異性和組織特異性 （SARS-CoV; HIV-1） （2） 免疫病理損傷 體液免疫：ADE 細(xì)胞免疫：CTL 2. 病毒和機體的相互作用 病毒受體 其他輔助因子二、整體水平Systemic Pathogenesis免疫病理損傷 ImmunopathogenesisImmunopathogenesis CTL（毒性T淋巴細(xì)胞）： 細(xì)胞自身抗原的暴露（自身免疫） 病毒對細(xì)胞組分的破壞（HIV） 模擬抗原（登革病毒N

18、S1蛋白） 抑制性細(xì)胞因子的釋放Immunosuppression 病毒感染引起免疫應(yīng)答低下Immunopathogenesisvirus (Ag)IgGIgEmimicT/BimmunosuppressionIIIIautoimmune diseaseinflammationHIVCD4 T/B/MCMV M/BPolioV. M /LCEBVBHSV M/T/BImmunosuppression第三節(jié)：抗病毒免疫Immunity in Viral Infections抗病毒免疫固有免疫（Innate immunity ）適應(yīng)性免疫 （Adaptive immunity; Specific

19、immune response）I. Innate immunity 1、遺傳因素：2、宿主年齡及生理狀態(tài)3、屏障作用：4、細(xì)胞作用：樹突狀細(xì)胞、NK細(xì)胞等5、干擾素（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、 干擾素（interferon,IFN） (1)概念：機體受到病毒或其他干擾素誘生劑刺激巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞以及體細(xì)胞等多種細(xì)胞產(chǎn)生的一種糖蛋白。 -IFN：人白細(xì)胞產(chǎn)生 -IFN：人成纖維細(xì)胞產(chǎn)生 -IFN：T細(xì)胞產(chǎn)生（2）種類：型IFN型IFN抗病毒作用強于型免疫調(diào)節(jié)作用強于型，稱免疫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：廣譜， 但只抑制病毒而無殺病毒功能；相對的種屬

21、特異性。 B. 調(diào)節(jié)免疫功能； C. 抑制腫瘤細(xì)胞的作用(4) I型干擾素抗病毒作用機制：/干擾素相鄰細(xì)胞干擾素受體細(xì)胞合成抗病毒蛋白降解mRNA抑制多肽鏈延伸抑制翻譯活化巨噬細(xì)胞和NK細(xì)胞促進(jìn)多種細(xì)胞MHC-I類抗原表達(dá)The mechanism of IFNIFN IFN-R (cell) AVP expression protein kinase K2-5A SynthetaseIGS15磷酸二酯酶 Inhibit viral replicationIFN的誘生及抗病毒機制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利什曼病瘤型麻風(fēng)弓形體病 2.NK細(xì)胞：不受MHC限制，也不依賴抗體。 IFN等細(xì)胞因子NK細(xì)胞激活 識別“靶”釋放穿孔素釋放/ TNF，靶細(xì)胞溶酶體破壞活化靶細(xì)胞核酸內(nèi)切酶，降解自體DNA殺傷腫瘤細(xì)胞及表達(dá)抗原的自體細(xì)胞3. 樹突狀細(xì)胞（DC）具有多種免疫調(diào)節(jié)作用。 (1) mDC: 促進(jìn)Th0 向Th1 分化 (2) pDC: 促進(jìn)IFN-alpph 釋放 刺激體液免疫應(yīng)答II. Specific immune responseHum