病毒的生物學性狀病毒感染與抗病毒免疫

病毒的生物學性狀病毒感染與抗病毒免疫第一頁，共52頁。第一節(jié)病毒形態(tài)與結構

病毒的大小和形態(tài)

大小病毒個體微小，測量單位是納米（nm），即1/1000微米，常用電鏡觀察其形態(tài)。形態(tài)球形：如脊髓灰質(zhì)炎病毒、皰疹病毒及腺病毒等。絲形：多見于植物病毒，如煙草花葉病病毒等。人類某些病毒（如流感病毒）有時也可形成絲形。彈形：形似子彈頭，如狂犬病病毒等，其他多為植物病毒。磚形：如痘病毒（無花病毒、牛痘苗病毒等）。其實大多數(shù)呈卵圓形或“菠蘿形”。蝌蚪形：由一卵圓形的頭及一條細長的尾組成，如噬菌體。葡萄球菌(1000nm）

牛痘病毒300×250nm立克次體450nm衣原體390nm大腸桿菌噬菌體(65×95nm)腺病毒(70nm)脊髓灰質(zhì)炎病毒(30nm)乙腦病毒(40nm)蛋白分子(10nm)流感病毒(100nm)煙草花葉病毒彈形絲桿形球形磚形蝌蚪形第二頁，共52頁。

病毒的結構、化學組成包膜病毒裸病毒病毒的結構特殊結構：包膜、特殊病毒蛋白酶基本結構:核衣殼核心衣殼核酸蛋白酶蛋白質(zhì)第三頁，共52頁。復合對稱螺旋對稱20面體立體對稱病毒殼粒排列結構第四頁，共52頁。病毒的化學組成及功能核心衣殼包膜化學組成1.DNA/RNA2.蛋白質(zhì)(非結構蛋白)蛋白質(zhì)(結構蛋白)1.宿主細胞膜、核膜成分2.病毒基因編碼的病毒特異抗原功能1.決定病毒的生物性狀。2.有的病毒核酸具有傳染性，可進入易感細胞并能增殖

3.參與病毒復制，抑制宿主細胞相應功能1.保護核酸2.介導病毒核酸進入宿主細胞（吸附、穿入、脫殼）。3.維持病毒體的固定形態(tài)并決定病毒的抗原性。1.維護病毒結構的完整性。2.參與病毒的感染過程。3.具有抗原性。第五頁，共52頁。第二節(jié)病毒的增殖病毒進入活細胞時要求該細胞表面具有相應的病毒受體，這種具有相應受體的細胞稱為該病毒的易感細胞。病毒的增殖方式：自我復制，它是以病毒核酸分子為模板進行復制的。第六頁，共52頁。病毒增殖的條件

合適的宿主細胞病毒侵入細胞的能力宿主細胞狀態(tài)第七頁，共52頁。病毒的復制周期增殖方式：自我復制，即以病毒核酸為模板進行復制的方式。復制周期：病毒復制的過程分為吸附、穿入、脫殼、生物合成及組裝與成熟和釋放六個步驟，又稱復制周期。第八頁，共52頁。吸附最初可逆性靜電結合。隨后特異性吸附，根據(jù)這一點可確定許多病毒的宿主范圍。第九頁，共52頁。穿入胞飲直接穿入融合膜融合

病毒包膜與細胞膜融合，使病毒的核衣殼進入胞漿。如麻疹病毒、腮腺炎病毒。直接穿入

某些無包膜病毒直接穿越細胞膜到細胞漿中，而大部分蛋白衣殼仍留在胞膜外，這種進入的方式較為少見，如脊髓灰質(zhì)炎病毒。胞飲作用

胞飲是病毒穿入的常見方式，無包膜病毒經(jīng)細胞膜內(nèi)陷被吞入。第十頁，共52頁。脫殼胞飲、脫殼經(jīng)胞飲進入細胞的病毒，衣殼可被吞噬體中的溶酶體酶降解而去除。用電鏡方法在細胞查不到完整病毒用血清學方法也測不到病毒抗原從脫殼到出現(xiàn)新的感染病毒之間叫“隱蔽期”。第十一頁，共52頁。DNA病毒和RNA病毒在復制機理有區(qū)別，但復制的結果都是合成核酸分子和蛋白質(zhì)衣殼，然后裝配成新的有感染性的病毒。雙鏈DNA病毒的生物合成分以下5個階段生物合成早期mRNA的轉錄早期蛋白的翻譯子代DNA的復制晚期mRNA的轉錄晚期蛋白的翻譯完成病毒核酸復制所必須的酶類調(diào)控病毒基因的調(diào)節(jié)蛋白病毒衣殼包膜的結構蛋白參與病毒生物合成的酶類第十二頁，共52頁。組裝與成熟組裝：新合成的子代病毒核酸和病毒蛋白在宿主細胞內(nèi)組成病毒體的過程。成熟：裝配后病毒發(fā)育成為具有感染性的的階段

成熟的標準：形態(tài)結構完整、具有抗原、具有感染性第十三頁，共52頁。釋放釋放：成熟的病毒體離開宿主細胞的過程。出芽釋放—有包膜病毒，如流感病毒等破胞釋放—無包膜病毒，如腺病毒、脊髓灰質(zhì)炎病毒等第十四頁，共52頁。有包膜病毒復制周期第十五頁，共52頁。病毒的異常增殖與干擾現(xiàn)象頓挫感染宿主細胞缺乏病毒復制所需的酶或能量病毒核酸和蛋白質(zhì)不能組裝成完整的病毒體。不能為病毒復制提供條件的細胞為非容納細胞。

如:人腺病毒在人胚腎細胞可復制，在猴腎細胞則不能復制第十六頁，共52頁。缺陷病毒病毒基因組不完整或發(fā)生嚴重改變→感染細胞→不能復制出完整子代病毒而為缺陷病毒干擾非缺陷病毒的復制及影響宿主細胞的生物合成。與輔助病毒共同感染時，可產(chǎn)生成熟病毒

腺病毒相關病毒(缺陷病毒)與腺病毒(輔助病毒)丁型肝炎病毒(缺陷病毒)與乙型肝炎病毒(輔助病毒)能干擾同種病毒的復制，還能從同種成熟病毒基因組中獲取所缺的基因以補自己的不足。

第十七頁，共52頁。干擾現(xiàn)象定義：兩種病毒同時感染同一細胞時，發(fā)生一種病毒抑制另一種病毒增殖的現(xiàn)象。

機理：

病毒誘導細胞產(chǎn)生干擾素(Interferon,IFN)，后者作用于細胞使之產(chǎn)生抗病毒蛋白(Antiviral-protein)，發(fā)揮阻止病毒粘附，終止病毒感染的作用宿主細胞受體被第一次感染的病毒破壞生物合成競爭意義：

干擾現(xiàn)象能使感染終止保護宿主不發(fā)病在使用疫苗時應注意防止疫苗病毒之間或野生型病毒對疫苗病毒的干擾。鑒定病毒第十八頁，共52頁。第三節(jié)病毒的抵抗力物理因素的影響溫度：大多數(shù)病毒耐冷不耐熱破壞病毒與易感細胞受體結合的蛋白破壞病毒蛋白酶的活性射線和UV射線使核苷酸鏈發(fā)生致死性斷裂UV則是在病毒的多核苷酸上形成雙聚體(如胸腺核苷與尿核苷)，抑制病毒DNA或RNA的復制。第十九頁，共52頁?；瘜W因素的影響脂溶劑：包膜病毒對脂溶劑敏感。借此可以鑒別包膜病毒和無包膜病毒。pH值：多數(shù)病毒在pH6～8范圍內(nèi)穩(wěn)定，在pH5.0以下或pH9.0以上迅速滅活。酚類：蛋白質(zhì)變性劑，可除去病毒衣殼蛋白醛類：可破壞對病毒的感染性而對抗原性影響不大氧化劑、鹵素及其化合物過氧乙酸、高錳酸鉀、漂白粉等均能使大多數(shù)病毒滅活?？股嘏c中草藥抗生素可用于病毒分離時抑制標本中細菌的生長板藍根、大青葉、大黃、等對某些病毒有一定的抑制作用。第二十頁，共52頁。第四節(jié)病毒的遺傳與變異病毒的基因組較簡單，每種病毒有一種核酸，基因數(shù)一般為3-10個。病毒增殖速度極快，是最早研究遺傳學的工具。病毒易受周圍環(huán)境，尤其是宿主細胞內(nèi)環(huán)境的影響而發(fā)生變異遺傳與變異的研究將在病毒感染的診斷與防治，特別是在制備病毒疫苗，有效防治病毒性疾病中發(fā)揮更大作用。第二十一頁，共52頁。突變：基因組發(fā)生改變的遺傳型變異突變株：由基因突變產(chǎn)生的病毒表型性狀改變的毒株突變株可發(fā)生回復突變成為野生株。基因突變原因自發(fā)物理、化學因素誘發(fā)基因突變第二十二頁，共52頁。條件致死性突變株(conditionallethalmutant)：只在某種條件下增值，在另一種條件下不能增殖的病毒株。缺陷型干擾突變株(defectiveinterferencemutant,DIM):與某些慢性疾病的發(fā)病機制有關。宿主范圍突變株(host-rangmutant,Hr)：病毒基因突變影響病毒對宿主細胞的感染范圍。耐藥突變株(drug-resistancemutant)病毒突變株的分類第二十三頁，共52頁?；蛑亟M、重配與整合基因重組(generecombination)：兩種病毒感染同一種宿主細胞發(fā)生基因的交換，產(chǎn)生具有兩個親代特征的子代病毒，并能繼續(xù)增殖。其子代病毒稱為重組體。重配(reassortment)：基因分節(jié)段的RNA病毒，可以通過交換RNA節(jié)段而進行的基因重組。基因整合(geneintegration)：某些病毒可與宿主細胞的基因組發(fā)生基因整合。第二十四頁，共52頁。病毒間和病毒與宿主細胞間的相互作用互補或加強作用：不同毒株混合感染時，一種病毒的基因產(chǎn)物促進另一種病毒增殖。表型混合或核殼轉移：兩株病毒共同感染同一細胞時，一種病毒復制的核酸被另一病毒所編碼的蛋白質(zhì)衣殼或包膜包裹。攜帶宿主細胞成分：包膜病毒出芽方式釋放時獲得宿主細胞的生物膜成分，病毒包膜上可以攜帶部分有宿主細胞基因編碼的蛋白成分，這可能是動物性病毒進入人類感染的機制之一。第二十五頁，共52頁。第六章病毒感染與抗病毒免疫第一節(jié)病毒的致病機制

病毒對感染細胞或機體的直接損傷機體免疫系統(tǒng)對病毒感染細胞的損傷作用病毒與腫瘤第二十六頁，共52頁。病毒對感染細胞或機體的直接損傷病毒短時從宿主細胞內(nèi)釋放大量子代病毒造成細胞死亡，多見于無包膜殺傷性強的病毒。如:腺病毒、脊髓灰質(zhì)炎病毒。機制：

阻斷細胞核酸與蛋白質(zhì)合成—細胞病變死亡病毒毒性蛋白對細胞毒性作用細胞病變效應:體外組織細胞培養(yǎng)時，病毒感染細胞可見細胞變圓、聚集、融合、裂解或脫落等現(xiàn)象，稱為細胞病變效應（Cytopathiceffect，CPE）,與體內(nèi)感染產(chǎn)生的溶細胞作用相一致.殺細胞效應(Cytocidaleffect)第二十七頁，共52頁。正常細胞CPE第二十八頁，共52頁。細胞融合在病毒酶和宿主細胞釋放的溶酶體酶作用下，感染細胞與鄰近的正常細胞融合，形成多核巨細胞或合胞體，是麻疹病毒，副流感病毒等包膜病毒在體內(nèi)擴散的方式之一。麻疹病毒感染第二十九頁，共52頁。細胞表面抗原性改變許多病毒感染后，宿主細胞表面可表達由病毒基因編碼的新抗原，如流感病毒、HBV、HIV等。細胞凋亡(apoptosis)是由基因控制的程序性細胞死亡，屬正常的生物學現(xiàn)象。病毒感染可誘導宿主細胞發(fā)生凋亡，如HIV表面配體gp120與Th細胞CD4分子結合后通過信號傳導，啟動凋亡基因，使細胞發(fā)生鼓泡、核濃縮、染色體降解等變化。第三十頁，共52頁?；蛘吓c細胞轉化(geneintegrationandtransformation)：病毒基因部分或全部與宿主細胞基因整合，導致細胞轉化、增殖變快并喪失細胞間接觸抑制。

結局：細胞遺傳改變——細胞轉化細胞惡化——腫瘤相關病毒。穩(wěn)定狀態(tài)感染(steadystateinfection)

：多見于有包膜病毒感染，常導致Hostcell細胞膜成分改變，膜受體破壞，抗原性改變，經(jīng)病毒長期增殖，多次釋放后，細胞最終仍要死亡。第三十一頁，共52頁。包涵體(inclusionbody)的形成：定義：病毒感染細胞后，普通顯微鏡下可觀察到細胞內(nèi)有嗜酸性或嗜堿性、圓形或橢圓形或不規(guī)則的團塊結構。形成位置：

胞質(zhì)內(nèi)(痘病毒)胞核內(nèi)(皰疹病毒)兩者都有(麻疹病毒)本質(zhì)：病毒顆粒的集聚體、病毒增殖痕跡、病毒感染所致細胞反應物意義：是被病毒感染的標志，有助鑒定病毒。麻疹病毒包涵體第三十二頁，共52頁。免疫抑制：麻疹病毒感染能使病兒結核菌素陽性轉為陰性反應，持續(xù)1～2個月，以后逐漸恢復HIV對CD4+T細胞具有很強的親和性和殺傷性，引起獲得性免疫缺陷綜合征（AIDS），患者常因機會性微生物和寄生蟲感染或腫瘤而死亡。第三十三頁，共52頁。抗體介導的免疫病理損傷作用Ⅱ型超敏反應：靶細胞表面病毒抗原和相應抗體形成的復合物激活補體、ADCC效應導致宿主靶細胞被破壞。Ⅲ型超敏反應：游離的病毒抗原與相應抗體形成的免疫復合物(Ag+Ab→IC)沉積于機體某些部位，引起損傷。此外，在補體作用下也會引起相應部位的炎癥。機體免疫系統(tǒng)對病毒感染細胞的損傷作用第三十四頁，共52頁。T細胞介導的免疫病理損傷作用

CTL(CD8+Tcell)和Th1(CD4+Tcell)細胞，分別通過特異性直接殺傷作用和分泌細胞因子（IL-2、IFNγ、TNFβ）的輔助作用清除細胞內(nèi)病毒，終止病毒復制，對機體病毒感染的恢復發(fā)揮了關鍵作用，但同時也給宿主細胞造成了損傷。

致炎性細胞因子的病理損傷作用第三十五頁，共52頁。研究發(fā)現(xiàn)，許多病毒與人類腫瘤發(fā)生有密切聯(lián)系。病毒與腫瘤的關系可分兩種：肯定相關和密切相關。病毒與腫瘤第三十六頁，共52頁。第二節(jié)病毒感染的發(fā)生與發(fā)展病毒感染的發(fā)生病毒為非細胞型微生物，必須進入細胞內(nèi)才能進行病毒體的復制。第三十七頁，共52頁。病毒感染的類型細胞水平的感染類型

殺細胞型感染穩(wěn)態(tài)型感染轉化型感染細胞溶解死亡，如脊髓灰質(zhì)炎病毒病毒與宿主細胞共容，如HBV攜帶者病毒增殖導致細胞轉化，如HBV第三十八頁，共52頁。機體水平的感染類型

隱性感染顯性感染急性感染持續(xù)性感染慢性感染潛伏性感染慢發(fā)病毒感染急性感染的遲發(fā)并發(fā)癥病毒攜帶第三十九頁，共52頁。隱性感染定義：不出現(xiàn)臨床癥狀的感染稱為亞臨床感染或隱性感染。特點：許多病毒性疾病流行時為此型感染，是機體獲得特異性免疫的主要來源。例如：脊髓灰質(zhì)炎流行時，隱性感染約占99%，但隱性感染的人仍能向周圍環(huán)境散布病毒，而傳染他人。第四十頁，共52頁。顯性感染

急性感染

臨床特點：潛伏期短，發(fā)病急，病程數(shù)日至數(shù)周恢復后體內(nèi)不存在病毒。

臨床所見的絕大多數(shù)病毒感染，如麻疹、乙型腦炎、流感、脊髓灰質(zhì)炎、水痘等都為急性感染。

第四十一頁，共52頁。

持續(xù)性感染

定義：病毒在體內(nèi)持續(xù)數(shù)月至數(shù)年，甚至數(shù)十年，且經(jīng)常反復間斷地向外排毒，可出現(xiàn)癥狀，引起慢性進行性疾病，也可不出現(xiàn)癥狀而長期帶病毒。

為重要的傳染源第四十二頁，共52頁。病毒感染后潛伏期長，經(jīng)數(shù)年，數(shù)十年后，可發(fā)生某些進行性疾病，最終死亡。(如：HIV)病程長，病毒可檢出（如：HBV）病毒的基因不產(chǎn)生感染性的病毒體，但在一定的條件下，病毒被激活而進入復制狀態(tài)，引起臨床癥狀(如：皰疹病毒、巨細胞病毒、EB病毒)慢發(fā)病毒感染持續(xù)性感染慢性感染潛伏感染急性感染的遲發(fā)并發(fā)癥病毒急性感染1年或數(shù)年后，發(fā)生致死性并發(fā)癥。(如：麻疹病毒)第四十三頁，共52頁。非特異性免疫第三節(jié)抗病毒免疫屏障結構：皮膚粘膜、血腦屏障、胎盤屏障細胞因素：吞噬細胞、NK細胞、樹突狀細胞免疫分子：細胞因子、趨化因子、防御素第四十四頁，共52頁。干擾素(interferon,IFN)定義：病毒或其他干擾素誘生劑刺激細胞所產(chǎn)生的一種糖蛋白，具有抗病毒、抗腫瘤和免疫調(diào)節(jié)等多種生物學活性。

誘生劑：病毒、細菌內(nèi)毒素、人工合成的雙鏈RNA等

種類與性質(zhì)：I型干擾素：IFN-α(人白細胞產(chǎn)生)、IFN-β(人成纖維細胞產(chǎn)生)，抗病毒作用強于免疫調(diào)節(jié)作用II型干擾素：IFN-γ(T細胞產(chǎn)生)，免疫調(diào)節(jié)作用強于抗病毒作用。第四十五頁，共52頁。干擾素的作用機制干擾素與敏感細胞表面的干擾素受體結合激活細胞內(nèi)基因合成多種抗病毒蛋白

2′-5′腺嘌呤核苷合成酶

蛋白激酶

病毒mRNA的