医学微生物学：24. 病毒的感染与免疫

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1、1CHAPTER 24病毒的感染与免疫病毒的感染与免疫Viral Infection and Immunity 21 1）掌握病毒的传播方式、病毒的感染类型；）掌握病毒的传播方式、病毒的感染类型；2 2）熟悉病毒的致病机制、抗病毒免疫；）熟悉病毒的致病机制、抗病毒免疫；3 3）了解特殊的抗病毒免疫。）了解特殊的抗病毒免疫。3病毒的致病作用病毒的致病作用第一节第一节There are two types transmissions垂直传播垂直传播 Vertical transmission动物动物人人一、病毒的传播方式一、病毒的传播方式水平传播水平传播 Horizontal transmissi

2、on人人人人4水平传播水平传播人人水平感染水平感染人人病毒在人群不同个体间的传播病毒在人群不同个体间的传播病毒侵入机体的重要门户病毒侵入机体的重要门户Horizontal transmission refers to the virus infections transmitted from one individual to another. 输血、输液、器官移植输血、输液、器官移植呼吸道呼吸道消化道消化道破损的皮肤破损的皮肤眼、泌尿生殖道眼、泌尿生殖道5水平传播水平传播动物动物人人Zoonotic transmissionViral diseases that are shared by

3、animals or insects and humans are called viral zoonoses.6垂直传播垂直传播垂直感染垂直感染通过胎盘或产道，病毒由母亲传给胎通过胎盘或产道，病毒由母亲传给胎儿的方式儿的方式, 后果严重，可致死胎、早后果严重，可致死胎、早产或先天畸形。产或先天畸形。Transmission between mother and offspring.胎盘胎盘产道产道产后哺乳产后哺乳密切接触密切接触微生物基因经微生物基因经生殖细胞的遗传生殖细胞的遗传7 通过胎盘或产道，病毒由母亲传给胎儿的方式通过胎盘或产道，病毒由母亲传给胎儿的方式胎盘：胎盘：风疹病毒、风疹病毒

4、、CMVCMV、HIVHIV、HBVHBV产道产道:HIV:HIV、HSV-IIHSV-II8 产前产前 胎盘胎盘 风疹、巨细胞病毒风疹、巨细胞病毒、梅梅 毒 螺 旋 体 、 弓 形 体 、毒 螺 旋 体 、 弓 形 体 、 围产期围产期 已感染的产道已感染的产道 HIVHIV、HSV-IIHSV-II 产后产后 哺乳哺乳 直接接触巨细胞病毒、乙直接接触巨细胞病毒、乙 型肝炎病毒型肝炎病毒 生殖细胞生殖细胞 人基因组含人基因组含 多种反转录病毒多种反转录病毒 病毒病毒DNA9二、病毒感染的致病机制二、病毒感染的致病机制细胞损伤细胞损伤免疫病理损伤免疫病理损伤免疫逃逸免疫逃逸10(一一) 病毒感

5、染对宿主细胞的直接作用病毒感染对宿主细胞的直接作用11Effects of viral infection on cellsCytocidal Effect杀细胞效应杀细胞效应Steady State Infection 稳定状态感染稳定状态感染Inclusion body 包涵体形成包涵体形成Apoptosis 细胞凋亡细胞凋亡Gene integrated and Cell transformation 基因整合与细胞转化基因整合与细胞转化12 Cytocidal effect 杀细胞效应杀细胞效应 定义：定义：病毒在宿主细胞复制完毕，在很病毒在宿主细胞复制完毕，在很短时间内一次释放大量子

6、代病毒，细胞被裂短时间内一次释放大量子代病毒，细胞被裂解死亡，称为杀细胞性感染。解死亡，称为杀细胞性感染。 机制：机制：病毒在增殖过程中阻断细胞核酸与病毒在增殖过程中阻断细胞核酸与蛋白质的合成，使细胞功能紊乱，造成细胞蛋白质的合成，使细胞功能紊乱，造成细胞病变死亡。病变死亡。13Cytopathic Effect CPE14A uninfected fibroblast cellsCell rounding due to herpes simplex virus15 定义：定义：有些病毒进入细胞后能够复制，有些病毒进入细胞后能够复制，却不引起细胞裂解、死亡，常见于包膜病毒，却不引起细胞裂解、死

7、亡，常见于包膜病毒，如疱疹病毒等如疱疹病毒等 稳定状态感染稳定状态感染 细胞结局：细胞结局：(1) 细胞融合细胞融合 (2) 细胞表面出现新抗原细胞表面出现新抗原16Infected cellNormal cellfusionMultinucleated giant cells多核巨细胞多核巨细胞病病 毒毒 介介 导导细细 胞胞 融融 合合Infected cell17细细 胞胞 融融 合合18病毒编码的病毒编码的异种抗原异种抗原为特异性抗体或为特异性抗体或CTL细胞识别细胞识别1920Ab识别细胞表面出现识别细胞表面出现的新抗原，对感染病毒的新抗原，对感染病毒的靶细胞进行杀伤。的靶细胞进行杀

8、伤。21 包涵体形成包涵体形成定定 义义 有些病毒感染细胞，有些病毒感染细胞，在光学显微镜下可在光学显微镜下可见胞浆或胞核能内见胞浆或胞核能内出现嗜酸性或嗜碱出现嗜酸性或嗜碱性性 的圆形或不规则的圆形或不规则 形的团块称包涵体。形的团块称包涵体。 原原 因因病毒颗粒的聚集体病毒颗粒的聚集体增殖留下的痕迹增殖留下的痕迹病毒感染引起的病毒感染引起的细胞反应物细胞反应物22Negri bodyNegri body狂犬病毒神经细胞内形成的包涵体内基小体狂犬病毒神经细胞内形成的包涵体内基小体23 Apoptosis can serve as a defense mechanism for the hos

9、t cell to combat viral infection. 病毒感染，病毒产生的蛋白质可病毒感染，病毒产生的蛋白质可诱导细胞凋亡诱导细胞凋亡。细细 胞胞 凋凋 亡亡24The viral genome linking with hostcellular DNA is called integration.This phenomenon results in the host cell to undergo oncogenic transformation.病毒基因整合在宿主细胞基因上，导致细病毒基因整合在宿主细胞基因上，导致细 胞转化，增殖变快，失去细胞间接触抑制。胞转化，增殖变快，失

10、去细胞间接触抑制。Gene integrated and cell transformation 基因整合与细胞转化基因整合与细胞转化25(二二) 病毒感染的免疫病理作用病毒感染的免疫病理作用 抗体介导的免疫病理作用抗体介导的免疫病理作用 细胞介导的免疫病理作用细胞介导的免疫病理作用 致炎性细胞因子的病理作用致炎性细胞因子的病理作用 免疫抑制作用：例如：免疫抑制作用：例如：HIV26细胞介导的免疫病理作用细胞介导的免疫病理作用27（三）病毒的免疫逃逸机制（三）病毒的免疫逃逸机制 病毒的免疫逃逸（病毒的免疫逃逸（Viral mechanisms of escape of immune respo

11、nses）是）是反映反映病毒毒力的另一重要因素。病毒通过逃避免病毒毒力的另一重要因素。病毒通过逃避免疫监视、防止免疫激活或阻止免疫反应发生疫监视、防止免疫激活或阻止免疫反应发生等方式来逃脱免疫应答。有些病毒通过编码等方式来逃脱免疫应答。有些病毒通过编码特异性抑制免疫反应蛋白质实现免疫逃逸。特异性抑制免疫反应蛋白质实现免疫逃逸。有些病毒形成合胞体让病毒在细胞间传播逃有些病毒形成合胞体让病毒在细胞间传播逃避抗体作用。避抗体作用。 28免疫逃逸机制病毒举例及作用方式细胞内寄生所有病毒皆为严格细胞内寄生，通过逃避抗体、补体及药物作用而发挥逃避免疫机制的作用 抗原变异HIV、甲型流感病毒高频率的抗原变异

12、使得免疫应答滞后 抗原结构复杂鼻病毒、柯萨奇病毒、ECHO病毒等型别多，抗原多态性致使免疫应答不利 损伤免疫细胞HIV、EB病毒、麻疹病毒等可在T或B细胞内寄生并导致宿主细胞死亡 降低抗原表达腺病毒、巨细胞病毒可抑制MHC-转录、表达 病毒的免疫增强作用登革病毒以及其他黄病毒再次感染，因机体内预先存在或经胎盘获得中和抗体能促进游离的病毒进入单核细胞内，并大量增殖，导致病毒血症及病毒-抗体复合物形成，继之大量细胞因子及血管活性因子释放，导致登革热休克综合征 29 向外播散病毒向外播散病毒 机体获得特异性免疫机体获得特异性免疫隐性感染隐性感染显性感染显性感染三、病毒感染类型三、病毒感染类型病毒携带

13、者病毒携带者 急性感染急性感染 持续性感染持续性感染 30 非显性感染非显性感染/ /亚临床感染亚临床感染 病毒侵入机体内，不引起临床症状、且被机体病毒侵入机体内，不引起临床症状、且被机体清除的感染。清除的感染。 形成原因：形成原因：病毒毒力弱、机体防御较强，病毒不病毒毒力弱、机体防御较强，病毒不能大量增殖，未造成细胞、组织严重损伤；或最能大量增殖，未造成细胞、组织严重损伤；或最终不能侵入靶细胞。终不能侵入靶细胞。 意义：意义： （1 1）获得免疫力；获得免疫力； （2 2）隐性感染者隐性感染者、病毒携带者病毒携带者成为成为传染源传染源；31 病毒感染后，因组织细胞受损严重，病毒感染后，因组织

14、细胞受损严重，患者出现明显的患者出现明显的临床症状临床症状。从病毒进入机体到出现临床症状的时间，称为。从病毒进入机体到出现临床症状的时间，称为潜伏期潜伏期。病毒传染性最强的时期病毒传染性最强的时期是在潜伏后期和出现临床是在潜伏后期和出现临床症状之前的时期。症状之前的时期。（1 1）按感染部位分可表现为）按感染部位分可表现为局部局部和和全身感染全身感染；（2 2）按）按症状出现早晚症状出现早晚和和持续时间长短持续时间长短可分为：可分为： 急性感染：急性感染：潜伏期潜伏期短短，发病，发病急急，病程，病程短短，恢复，恢复快快；恢复后；恢复后病毒被彻底清除，机体获得免疫力。如流感，甲肝等。病毒被彻底清

15、除，机体获得免疫力。如流感，甲肝等。 持续性感染持续性感染： 病毒在体内持续存在几个月病毒在体内持续存在几个月, ,几年几年, ,几十年，甚至终身携几十年，甚至终身携带，经常带，经常/ /反复有病毒排除体外，但缺乏持续性的临床表现。反复有病毒排除体外，但缺乏持续性的临床表现。32 Persistent Infection慢性感染慢性感染Chronic Infection慢发病毒感染慢发病毒感染Slow virus Infection潜伏感染潜伏感染Latent Infection持续性感染持续性感染急性病毒感染的迟发并发症急性病毒感染的迟发并发症Delayed complication aft

16、er acute viral infection机体免疫力弱机体免疫力弱病毒抗原性太弱病毒抗原性太弱病毒存在于隐蔽部位病毒存在于隐蔽部位缺损性干扰颗粒，基因整合缺损性干扰颗粒，基因整合33 持续性感染 持持续续性性病病毒毒感感染染34潜伏感染潜伏感染原发感染原发感染潜伏潜伏潜伏潜伏lifelong . 再发再发再发再发有症状有症状或无症状或无症状无症状无症状病毒检测阴性病毒检测阴性有症状有症状病毒检测阳性病毒检测阳性35gingivostomatitisblisters near the lip36水痘带状病水痘带状病毒感染毒感染与带状疱疹与带状疱疹37virus组织组织有症状有症状无症状无症

17、状慢性感染慢性感染交替交替病毒检测病毒检测阳性阳性原发感染原发感染传染源传染源5438Chronic hepatitis 慢性肝炎慢性肝炎 Hepatitis B and Hepatitis C virus carriers can produce virus for years.感染者可携带病毒多年甚至终生感染者可携带病毒多年甚至终生Example 5539肝炎患者肝炎患者40慢发病毒感染慢发病毒感染Primary Infectionlatency潜伏潜伏reoccur.58symptoms orasymptomsasymptomsvirus detecting positive or ne

18、gativesymptomsvirus detecting positive41Kaposi sarcoma lesion on the leg4243 “Slow ?M A prolonged incubation period 长期潜伏长期潜伏A Virus continues to multiply 病毒持续复制病毒持续复制 Clinical symptoms are usually not evident 潜伏期临床症状不明显潜伏期临床症状不明显N Progressive deterioration! 进行性的病变进行性的病变Whis is the meaning of “slow”

19、?44急性病毒感染的迟发并发症急性病毒感染的迟发并发症 急性病毒感染后发生致死性的病毒病。如急性病毒感染后发生致死性的病毒病。如 儿童期感染麻疹病毒恢复后，经过十余年后儿童期感染麻疹病毒恢复后，经过十余年后 可发生亚急性硬化性脑炎可发生亚急性硬化性脑炎(SSPE)。开始对。开始对 SSPE的病因不明，经过大量研究在患者脑的病因不明，经过大量研究在患者脑组织中用特殊的细胞共培养等技术后，才证组织中用特殊的细胞共培养等技术后，才证实是由麻疹病毒所致。实是由麻疹病毒所致。 45 大量研究资料显示大量研究资料显示许多许多病毒病毒与与人人类肿类肿瘤瘤密切相关。密切相关。 病毒与肿瘤的关系可分为两种：一种

20、病毒与肿瘤的关系可分为两种：一种是肯定的，即肿瘤由病毒感染所致，如人是肯定的，即肿瘤由病毒感染所致，如人乳头瘤病毒引起的人疣，为良性肿瘤，及乳头瘤病毒引起的人疣，为良性肿瘤，及人类嗜人类嗜T T细胞病毒所致的人细胞病毒所致的人T T细胞白血病，细胞白血病，为恶性肿瘤；另一种是密切相关，但尚未为恶性肿瘤；另一种是密切相关，但尚未获肯定；如乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒获肯定；如乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒与原发性肝癌，与原发性肝癌，EBEB病毒与鼻咽癌和淋巴瘤，病毒与鼻咽癌和淋巴瘤，人乳头瘤病毒、单纯疱疹病毒人乳头瘤病毒、单纯疱疹病毒-2-2型与宫颈型与宫颈癌，以及人疱疹病毒癌，以及人疱疹病毒-8-8

21、与卡波洛肉瘤等。与卡波洛肉瘤等。四、病毒感染与肿瘤发生四、病毒感染与肿瘤发生46病毒感染与肿瘤发生病毒感染与肿瘤发生EB病毒与鼻咽癌、病毒与鼻咽癌、Burkitt淋巴瘤淋巴瘤HSV-2与宫颈癌与宫颈癌HPV与宫颈癌与宫颈癌HBV与原发性肝癌与原发性肝癌HTLV-1与成人与成人T细胞白血病细胞白血病47 人乳头瘤病毒与宫颈癌人乳头瘤病毒与宫颈癌 乙型肝炎病毒与肝细胞癌乙型肝炎病毒与肝细胞癌 EBEB病毒与鼻咽癌、恶性淋巴瘤病毒与鼻咽癌、恶性淋巴瘤 人类嗜人类嗜T T细胞病毒与成人细胞病毒与成人T T淋巴细胞白血淋巴细胞白血病病 48 虽然细胞转化是肿瘤形成的第一步，虽然细胞转化是肿瘤形成的第一步

22、，但不是形成肿瘤的必经步骤。长时间无限但不是形成肿瘤的必经步骤。长时间无限增殖的细胞比正常细胞更易于突变或基因增殖的细胞比正常细胞更易于突变或基因重排重排。49Burkitts lymphoma50原发性肝细胞癌原发性肝细胞癌51抗病毒免疫抗病毒免疫Anti-viral infection第二节第二节52MHC细胞细胞因子因子抗体抗体补体补体免疫应答抗原抗原提呈提呈细胞细胞T T细胞细胞B B细胞细胞NKNK细胞细胞其它其它细胞细胞53SpecificHumoralComponents of the Immune SystemCellularNonspecificT cells; other

23、effectors cellsAntibodyBarriers,Phagocyte NK, Fluid FactorIFN54What is interferon?(IFN)1、定定 义义 由病毒或其他干扰素生剂由病毒或其他干扰素生剂, , 刺激机体刺激机体细胞所产生的一种具有抗病毒、抗肿瘤细胞所产生的一种具有抗病毒、抗肿瘤和免疫调节作用的糖蛋白。和免疫调节作用的糖蛋白。5556种类种类 产生细胞产生细胞抗病毒抗病毒抗肿瘤抗肿瘤免疫调节免疫调节 人白细胞人白细胞强强弱弱弱弱 人成纤维细胞人成纤维细胞强强 弱弱弱弱 T细胞细胞弱弱强强强强2. 种种 类：两型，三种类：两型，三种57 IFNIFN

24、类型类型主要来源主要来源 特点特点 I I型型-IFN -IFN 人人WBCWBC抑制病毒作用抑制病毒作用III III -IFN -IFN 人成纤维人成纤维C C II II型型 -IFN -IFN 活化的活化的TC TC 免疫调节和抑制免疫调节和抑制肿瘤作用肿瘤作用III III 583. 性质、特点、生物学作用性质、特点、生物学作用 性质：性质：糖蛋白，分子量小，对热较稳定，糖蛋白，分子量小，对热较稳定，4可保存较长时间，可保存较长时间，20 可长期保存；可长期保存；可被蛋白酶破坏；具有抗原性。可被蛋白酶破坏；具有抗原性。作用：作用：抗病毒、抗肿瘤、免疫调节抗病毒、抗肿瘤、免疫调节59细

25、胞受干扰素作用后，合成抗病毒蛋白细胞受干扰素作用后，合成抗病毒蛋白腺嘌呤核苷合成酶、蛋白激酶等腺嘌呤核苷合成酶、蛋白激酶等降解病毒降解病毒mRNA抑制多肽链的合成抑制多肽链的合成4. 抗病毒机理抗病毒机理6061间接性间接性: :干扰素不直接作用于病毒，而是通过诱导干扰素不直接作用于病毒，而是通过诱导细胞合成抗病毒蛋白（细胞合成抗病毒蛋白（AVPAVP），发挥效应。），发挥效应。广谱性广谱性: :抗病毒作用具有广谱性，发挥作用迅速，抗病毒作用具有广谱性，发挥作用迅速，中断受染细胞的病毒感染，又能限制病毒扩散。中断受染细胞的病毒感染，又能限制病毒扩散。种属特异性种属特异性: :一般来说只有人的细

26、胞产生的干扰素一般来说只有人的细胞产生的干扰素才能用于人，故限制了人干扰素的大量生产及临才能用于人，故限制了人干扰素的大量生产及临床应用。我国已经应用基因重组技术，通过生产床应用。我国已经应用基因重组技术，通过生产基因工程干扰素，解决了大量生产问题，为临床基因工程干扰素，解决了大量生产问题，为临床推广应用提供了有利条件，推广应用提供了有利条件，多样性多样性: :干扰素具有抗病毒、免疫调节活性和抗肿干扰素具有抗病毒、免疫调节活性和抗肿瘤等多种生物学活性瘤等多种生物学活性 。62二、特异免疫二、特异免疫CTL、CD4 Th1中和抗体中和抗体：结合细胞外游离的病毒，消除病毒的感结合细胞外游离的病毒，

27、消除病毒的感染力。封闭病毒染力。封闭病毒Ag表位，改变病毒表面表位，改变病毒表面构型，组织病毒吸附、侵入易感细胞。构型，组织病毒吸附、侵入易感细胞。细胞免疫细胞免疫：体液免疫：体液免疫： 按功能：按功能：中和中和Ab 、血凝抑制、血凝抑制Ab 、补体结合、补体结合Ab 抗病毒免疫的主要成分抗病毒免疫的主要成分63不同类型的病毒不同类型的病毒病后免疫力病后免疫力举例举例有病毒血症的全身有病毒血症的全身性病毒感染性病毒感染较牢固，持较牢固，持续时间长续时间长水痘、天花、腮水痘、天花、腮腺炎、痳疹、脊腺炎、痳疹、脊灰病毒等灰病毒等血清型单一的病毒血清型单一的病毒感染感染牢固，持续牢固，持续时间长时间

28、长乙型脑炎病毒乙型脑炎病毒易变异的病毒感染易变异的病毒感染 只产生短暂只产生短暂免疫力免疫力流感病毒流感病毒抗病毒免疫持续时间抗病毒免疫持续时间64Questions for Thought and Review1.名词解释：名词解释：IFN、潜伏感染、潜伏感染 、病毒中和抗、病毒中和抗体、杀细胞效应体、杀细胞效应 2. 病毒对宿主细胞的致病作用是什么？病毒对宿主细胞的致病作用是什么？3.举例说明持续性病毒感染的类型有几种？举例说明持续性病毒感染的类型有几种？4. IFN抗病毒机理是什么？抗病毒机理是什么？ 65 下列关于干扰素的论述哪一条不正确下列关于干扰素的论述哪一条不正确A.是一种非常有

29、是一种非常有前前途的生物制品途的生物制品 B.是一类具有多种调节功能的蛋白质是一类具有多种调节功能的蛋白质 C.抗病毒范围广泛抗病毒范围广泛 D.受保护细胞产生抗病毒蛋白质受保护细胞产生抗病毒蛋白质 E.抗病毒作用无种属特异性抗病毒作用无种属特异性 66 感染病毒的细胞在胞核或胞浆内存在可着感染病毒的细胞在胞核或胞浆内存在可着色的斑块状结构称色的斑块状结构称A.包涵体包涵体 B.蚀斑蚀斑 C.空空斑斑 D.极体极体 E.异染颗粒异染颗粒 67 有关病毒感染的描述正确的是有关病毒感染的描述正确的是A.病毒在人群个体间的相互传播为水平传病毒在人群个体间的相互传播为水平传播播,主要经皮肤和粘膜传播主

30、要经皮肤和粘膜传播B.母亲将病毒传给其子女的感染为垂直传母亲将病毒传给其子女的感染为垂直传播播C.病毒感染细胞造成的免疫病理损伤仅限病毒感染细胞造成的免疫病理损伤仅限于于型变态反应型变态反应 D.慢发病毒感染就是病毒的慢性感染慢发病毒感染就是病毒的慢性感染E.以上均对以上均对 68 病毒的致病因素是病毒的致病因素是A.内毒素内毒素 B.外毒素外毒素 C.侵袭力侵袭力D.表面结构表面结构 E.以上均不对以上均不对 69 哪项不是病毒感染对宿主细胞的直接作用哪项不是病毒感染对宿主细胞的直接作用 A.杀细胞感染杀细胞感染 B.细胞融合细胞融合 C.整合整合感染感染 D.形成包涵体形成包涵体 E.继发

31、感染继发感染 70 关于干扰素抗病毒机制的叙述，错误的是关于干扰素抗病毒机制的叙述，错误的是 A.干扰素必须与细胞表面的受体结合，才干扰素必须与细胞表面的受体结合，才能发挥作用能发挥作用 B.干扰素必须进入细胞内，才能发挥作用干扰素必须进入细胞内，才能发挥作用 C.细胞内细胞内基因基因需要被激活后才能产生抗病需要被激活后才能产生抗病毒蛋白毒蛋白 D. 2-5A合成酶导致病毒合成酶导致病毒 mRNA的降的降解解 E.蛋白激酶抑制病毒蛋白激酶抑制病毒多肽多肽链的合成链的合成 71 防止病毒血行扩散的最有效的物质是防止病毒血行扩散的最有效的物质是A.IFN B.sIgA C.IgG，IgA D.IgM，IgA E.IgM，IgG 72 不能经垂直感染的病毒是不能经垂直感染的病毒是A.HIV B.HBV C.风疹病毒风疹病毒D.CMV E.脊髓灰质炎病毒脊髓灰质炎病毒