第一节 病毒的致病作用
病毒的感染是从侵入宿主开始，然而其致病作用则主要是通过侵入易感细胞、损伤或改变细胞的功能而引发。因此可从整体及细胞两个层次分别阐述。
一、整体水平的病毒感染
（一)感染类型
病毒主要通过皮肤、粘膜（呼吸道、消化道或泌尿生殖道)传播，但在特定条件下可直接进入血循环（如输血、机械损伤、昆虫叮咬等)而感染机体。这种传播方式被称为水平传播。通过胎盘或产道将病毒由亲代传播给子代的方式称为垂直传播或围生期传播，主要见于发生病毒血症或病毒与血细胞紧密结合的感染，如巨细胞病毒、人类免疫缺陷病毒（HIV)及乙型肝炎病毒等。
机体感染病毒后，依病毒的种类、毒力强弱和机体免疫力等不同，可表现出不同的临床类型。如不引起临床症状的隐性感染又称亚临床感染（inapparentorsubclinicalinfection)和出现临床症状的显性感染或感染性疾病（apparent infection or infectious disease)。根据临床症状的长短，可分为急性与慢性感染等。
病毒的持续性感染（persistentviralinfection)是病毒感染中的一种重要类型。在这类感染中，病毒可在机体内持续数月至数年、甚至数十年。可出现症状，也可不出现症状而成为长期带病毒，引起慢性进行性疾病，并可成为重要的传染源。此外也可引发自身免疫病或与肿瘤发生相关。持续性病毒感染的致病机制不同，而且临床表现各异。根据患者的疾病过程和动物实验与细胞培养中的表现，可大致分为三种：
慢性感染（chronicinfection) 显性或隐性感染后，病毒未完全清除，可持续存在血液或组织中并不断排出体外，可出现症状，也可无症状。在慢性感染全过程中病毒可被分离培养或检测，例如巨细胞病毒、EB病毒所致的慢性感染及慢性乙型肝炎、人类免疫缺陷病毒感染等。
潜伏性感染（latentinfection) 经隐性或显性感染后，病毒基因存在于一定的组织或细胞中，但并不能产生有感染性的病毒体，在某些条件下病毒可被激活而急性发作。急性发作期可以检测出病毒的存在。例如单纯疱疹病毒感染后，在三叉神经节中潜伏，此时机体既无临床症状也无病毒排出；以后由于机体劳累或免疫功能低下等因素影响，潜伏的病毒被激活后沿感染神经到达皮肤、粘膜，发生单纯疱疹。水痘病毒初次感染儿童引起水痘，痊愈后，病毒可长期潜伏在脊髓后根神经节或颅神经的感觉神经节细胞中，在患者发生肿瘤或年龄增大而免疫力降低时，病毒可被激活、增殖并扩散至皮肤发生带状疱疹。
慢发病毒感染（slowvirusinfection) 较为少见但后果严重。病毒感染后有很长的潜伏期，既不能分离出病毒也无症状。经数年或数十年后，可发生某些进行性疾病，并导致死亡。有些慢发病毒感染是由寻常的病毒所引起，如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（SSPE)。开始对SSPE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，才证实是由麻疹病毒所致。至今还有一些病因未知的疾病如多发性硬化症（multiplesclerosis)也被认为可能是一种慢发病毒感染，又如动脉硬化症及糖尿病，因发现病变组织中存在巨细胞病毒及肠道病毒基因片段，也被认为可能为慢发病毒感染。除寻常病毒外，还有一些非寻常病毒或待定生物因子（如朊粒)也可能引起慢发感染。
构成持续性感染的机制主要可分为病毒因素（出现基因缺陷或病毒变异、病毒基因整合、病毒侵犯免疫细胞致机体不能形成有效的免疫应答等)，及机体因素（遗传因素、抗体或细胞免疫功能异常等)。应该说明的是，迄今对各种病毒持续性感染的机制还在研究之中。
（二)感染过程与结局
病毒在机体内的感染过程指的是病毒入侵部位，病毒增殖的组织与细胞，是否进入血循环及最终增殖并致病变的靶器官（组织与细胞)。如病毒仅局限在入侵部位增殖并引起疾病，引起的是局部感染。例如鼻病毒仅在上呼吸道粘膜细胞内增殖，引起普通感冒；轮状病毒在肠道粘膜内增殖而引起腹泻。
多数病毒经一定途径感染机体后，常在另一种组织或细胞内增殖后，病毒释放入血循环或经淋巴系统或经神经组织，再入侵靶器官中的易感细胞，在该细胞中增殖，损伤细胞并引起疾病。这种感染过程涉及全身或数种组织与器官，引起的是全身性感染。如麻疹病毒经呼吸道入侵人体后先在粘膜上皮细胞中增殖，以后进入血流在其中的淋巴细胞和巨噬细胞中增殖，并随之散布到淋巴组织等细胞内增殖，在其中大量增殖后再次入血，并随血流播散到全身的皮肤粘膜、口腔、呼吸道及淋巴组织。由于病毒可在毛细血管内皮组织中增殖，在机体的抗体参与下形成皮疹。约1/1000患者中麻疹病毒还可侵入脑组织。各种病毒在体内的感染过程与结局反映了病毒对一种或多种细胞的嗜性及细胞作为对该种病毒的容许性细胞，供病毒在其中增殖并释放出有感染性的大量病毒体。一般全身性感染较局部感染会诱生更全面及巩固的免疫应答。
感染的过程与结局取决于病毒与机体间相互的作用。机体的遗传特性及天然和获得性免疫应答均将影响感染的结局。例如病毒是否会完成全部感染过程造成严重损伤，甚至致感染者死亡；还是仅出现隐性感染或使感染中止成为顿挫型感染，或感染者最终清除病毒而恢复健康，均由病毒与机体两方面因素所决定。然而大多数病毒感染的嗜组织性及在体内播散等机制至今尚未能阐明。
（三)动物模型
为研究和阐明病毒感染的机制，动物模型是不可缺少和替代的工具。最为理想的动物模型是完全能模拟人体的感染过程，如黑猩猩可感染人乙型和丙型肝炎病毒。但即使灵长类动物（黑猩猩、猴等)也难以重复出与人感染相同的过程。其次则是有些病毒可以用实验方法感染动物，如流行性乙型脑炎病毒经脑内注射小鼠，可发生脑炎。第三种动物模型是应用在动物中存在与人相同病毒科的病毒感染，如猴免疫缺陷病毒与人类免疫缺陷病毒均属逆转录病毒科但并非同种病毒，前者可在猴引起类似人的艾滋病，也可作为模型。第四种动物模型则为转基因动物模型。通过将某一种病毒的部分或全部基因克隆入质粒，注入鼠受精卵后，转入鼠宫腔，娩出鼠可获得表达病毒抗原或甚至有病毒复制的转基因鼠，也可用以在整体水平研究病毒的感染与致病机制。
二、细胞水平的病毒感染
病毒感染人体进入易感细胞在细胞内增殖，导致细胞损伤或产生其他变化。当病毒扩散至多数细胞后则可形成对组织器官的损伤或功能障碍。对细胞水平的病毒感染分析，多数是通过将病毒接种培养的细胞，观察细胞形态学变化并研究细胞新陈代谢及抗原性的改变。从机体的病变组织采取标本，作超微结构观察，也可了解病毒感染对细胞的作用。自从发展分子生物学技术后，用原位核酸分子杂交或提取组织细胞的核酸研究病毒基因在其中的存在状态也可阐明病毒与被感染细胞的相互作用。
溶细胞型感染 病毒在宿主细胞内复制成熟后，在很短时间内一次释放大量子代病毒，细胞被裂解而死亡。主要见于无包膜、杀伤性强的病毒，如脊髓灰质炎病毒。病毒在增殖过程中不仅可阻断细胞的核酸与蛋白质的合成，使细胞的新陈代谢功能紊乱造成细胞病变或死亡。病毒感染还常引起细胞溶酶体膜的通透性增高，释放其中的水解酶引起细胞自溶。发生溶细胞型感染的病毒多数引起急性感染。
稳定状态感染 有包膜的病毒（如流感病毒、疱疹病毒等)以出芽方式释放子代病毒，因其过程相对缓慢，所致病变相对也较轻，因此细胞在短时间内并不立即被溶解与死亡。由于这类病毒感染常是以出芽方式释放子代病毒，细胞膜常发生一定的变化。例如在细胞膜表面出现嵌合有病毒特异抗原的蛋白成份，因这些病毒抗原具有抗原性，可被机体的特异抗体或杀伤性T细胞（CTL)所识别。如果细胞膜表面的病毒蛋白具有融合膜的生物活性时，数个细胞间的细胞膜可互相融合而形成多核巨细胞，具有病理学特征。如麻疹病毒引起的肺炎，在肺部可出现融合的多核巨细胞，有诊断价值。受病毒感染的细胞经过不断大量释放子代病毒后以及在机体的免疫因子介导下，细胞最终仍不免死亡。
细胞凋亡 细胞凋亡是由宿主细胞基因所指令发生的一种生物学过程。当细胞受到诱导因子作用激发并将信号传导入细胞内部，细胞的死亡基因被激活后，细胞膜出现鼓泡、细胞核浓缩、染色体DNA被降解，在凝胶电泳时出现阶梯式的DNA条带。已证实在有些病毒感染细胞后（如人类免疫缺陷病毒、腺病毒等)或直接由感染病毒本身，或由病毒编码蛋白间接地作为诱导因子可引发细胞凋亡。了解这种造成细胞死亡的机制，对指导研究如何阻断或减少病毒致细胞死亡的损伤作用有重要价值。
细胞增生与细胞转化 有少数病毒感染细胞后不仅不抑制细胞DNA的合成，反而促进细胞的DNA合成。引起动物肿瘤的SV40病毒即为这些病毒的代表。发现SV40病毒编码的一种蛋白（T蛋白)可以与细胞的DNA复制起始点及细胞的DNA多聚酶结合，从而可以促进细胞的增生。在小鼠中，注射SV40病毒可使动物发生肿瘤。在鼠成纤维细胞培养中这类病毒均可致细胞转化，即细胞形态发生变化（由成纤维细胞形态转变为上皮样细胞形态)，细胞繁殖增快，失去细胞间的接触抑制，呈成堆生长等特点。虽然这些现象的机制尚不清楚，但开辟了研究病毒致肿瘤的切入点。
病毒基因的整合 从基因水平研究发现，病毒基因整合入宿主细胞可有两种方式。一种是逆转录病毒复制过程中以双链DNA整合入细胞染色体DNA的阶段；另一种整合称为失常式整合（aberration)，主要见于DNA病毒，即病毒感染细胞后，病毒的DNA在细胞核内可偶然地以部分病毒基因片段与细胞的染色体DNA随机地进行重组，从而使整合的病毒DNA随细胞分裂而带入子细胞中。如SV40病毒DNA即可整合入细胞DNA。如果整合的片段编码T蛋白，即可持续地表达T蛋白并长期致细胞转化。如果病毒基因整合入细胞染色体部位或附近有抑癌或癌基因存在，则细胞可发生与肿瘤相关的一系列的变化。
三、病毒感染对免疫系统的作用
免疫系统在体内呈免疫网络作用。免疫细胞应答、免疫细胞间的相互作用、细胞因子与抗体应答均可因病毒感染而影响其正常功能。最常见的现象是病毒感染致机体的免疫应答性降低，如早已发现麻疹患儿对结核菌素皮肤试验应答低下或由阳性转为阴性。免疫应答低下与病毒侵犯免疫细胞有关。有的病毒如麻疹病毒可侵入巨噬细胞，T、B细胞，并可致淋巴组织中出现多核巨细胞。EB病毒可侵入单核细胞，不仅使细胞形态发生变化，细胞数也显著增多，在临床上发生传染性单核细胞增多症。然而也有许多病毒（如巨细胞病毒、风疹病毒、丙型肝炎病毒等)可侵犯巨噬细胞及淋巴细胞后在其中潜伏存在，并不引起病变或仅影响细胞的功能，但在一定条件下病毒可被激活而复制。人类免疫缺陷病毒侵犯巨噬细胞及T辅助性细胞（CD4＋)后，经过多种机制可使T辅助性细胞数量大量减少而发生艾滋病。由于机体细胞免疫功能低下，极易合并条件微生物的感染。病毒入侵免疫细胞后，不仅因影响机体的免疫功能（如吞噬功能降低、抗体产生低下等)，致难以清除病毒，还可在这些细胞中逃避抗体、补体等作用而受到保护，并可随免疫细胞播散至体内其他脏器。
病毒感染免疫系统后还可致免疫应答功能紊乱。主要表现为失去区别对自身与非自身抗原的识别功能，而产生对自身细胞或组织的细胞免疫或抗体，可发展为自身免疫病。这类患者常经历过病毒感染或伴有病毒持续性感染，并可检测到对自身组织（如肝细胞膜抗原、脑组织髓鞘抗原)的抗体或细胞免疫应答。
第二节 抗病毒免疫
机体抗病毒免疫应答可分为天然的非特异性免疫及获得的特异性免疫两方
面阐述，但在体内这两方面是不可分割并协同发挥作用。
一、干扰素与NK细胞
非特异性抗病毒免疫中除与抗其他微生物相同的机制外，干扰素与自然杀伤细胞（NK细胞)占有突出的地位。机体对病毒入侵细胞的最早应答是诱生干扰素以及出现对病毒感染细胞的杀伤作用。
干扰素 干扰素是1957年Isaac等在深入研究灭活病毒可以干扰活病毒这一现象时，发现的一种由细胞产生的具有抗病毒活性的糖蛋白。除病毒外，细菌内毒素、人工合成的双链RNA也可诱导细胞产生干扰素。巨噬细胞、淋巴细胞及体细胞均可产生干扰素。干扰素具有广谱抗病毒活性，但只具有抑制病毒作用而无杀灭病毒的作用。干扰素抗病毒作用有相对的种属特异性，一般在同种细胞中的活性最高。以后发现干扰素还有调节免疫功能和抑制肿瘤细胞生长的作用。
NK细胞 最早在研究肿瘤细胞被杀伤的实验中发现了NK细胞，但以后发现NK细胞也可杀伤病毒感染的细胞。NK细胞是一种不受MHC限制，也不依赖抗体的具有杀伤作用的免疫细胞。NK细胞可通过多种途径被活化，如膜表面的CD2、CD3分子和多种细胞因子，其中以受干扰素的激活在抗病毒免疫中尤为有意义。病毒感染细胞后，细胞膜发生了变化，成为NK细胞识别的“靶”，但其具体识别机制尚未阐明。NK细胞作用于靶细胞后杀伤作用出现早，一般在体外1h，体内4h即可出现杀伤效应。NK细胞除可杀伤病毒感染的细胞外，肿瘤细胞和某些自身组织细胞也是NK细胞的靶细胞。NK细胞识别靶细胞是非特异性的，即无对某一病毒的特异识别作用，而是普遍地对凡属病毒感染的细胞均有杀细胞作用。NK细胞与靶细胞接触后，可自胞质中释放穿孔素而溶解病毒感染细胞。此外，NK细胞还可被激活而释放肿瘤坏死因子（TNF－?、TNF－?)，改变靶细胞溶酶体的稳定性，使多种水解酶外漏；还可活化靶细胞的核酸内切酶，降解细胞基因组DNA，而引起细胞凋亡。
通过干扰素的诱生与激活NK细胞，机体在病毒感染的早期可抑制病毒的复制。由于干扰素还能扩散至邻近的细胞使之也产生抗病毒蛋白，因此除可阻断病毒在已感染的细胞中复制外，还可限制病毒在细胞间扩散。在干扰素的激活下，体内NK细胞被激活后，发挥杀伤病毒感染细胞的作用，更有利于清除病毒。但如病毒的感染不能被非特异免疫所抑制，则伴随病毒的继续增殖，机体的特异性免疫将随后发挥抗病毒作用。
二、特异性免疫
病毒感染过程中，病毒的各种结构蛋白（如衣壳蛋白、基质蛋白或包膜上的各种糖蛋白)以及少数DNA多聚酶，可经抗原的加工与递呈，活化T细胞及B细胞，分别在体内诱生体液及细胞免疫。中和性抗体可中和游离的病毒体，主要对再次入侵的病毒体有预防作用。抗体也可与病毒感染细胞的表面抗原结合，在补体或抗体依赖性杀伤细胞（ADCC)参与下发挥杀伤病毒感染细胞的作用。细胞免疫中的杀伤性T细胞（CTL)通过杀伤病毒感染的靶细胞，清除病毒后是使机体恢复健康的主要机制。活化T细胞所分泌的多种细胞因子如?－干扰素、TNF等也对清除病毒有利。
（一)病毒抗原的加工与递呈
一般将抗原加工与递呈分为MHCⅠ类分子限制的抗原递呈与MHCⅡ类分子限制的抗原递呈。病毒感染细胞后，由病毒核酸指令在宿主细胞内合成病毒蛋白。合成的蛋白除装配病毒外，蛋白可经细胞器中的蛋白酶体降解成短肽，被MHCⅠ类分子选择结合后，在细胞膜表面递呈。这种方式递呈的病毒抗原又称为内源性抗原递呈，与CD8＋T细胞作用，诱生CTL功能。CTL被认为是清除病毒感染的主要机制。MHCⅡ类分子限制的抗原递呈又称为外源性抗原递呈。当病毒通过胞饮或被吞噬而进入细胞后，经吞噬体内酶水解为小片段的肽后，由MHCⅡ类分子选择结合后在细胞表面表达而与CD4＋T细胞相互作用，诱生T细胞释放IFN－γ，TNF－α，IL－2等细胞因子，并可辅助B细胞成熟为浆细胞及合成抗体。现已发现在抗病毒免疫中这种类型的抗原递呈随病毒种类不同而分别或同时存在。多数病毒经抗原递呈后可诱生CTL应答，但在流感病毒、乙型肝炎病毒感染中，两种类型可以并存。病毒在细胞内复制故主要为内源性抗原递呈；然而当感染细胞被杀伤后，病毒体或病毒抗原被释放，又可被吞饮而以外源性抗原方式递呈。CD4＋T细胞释放的细胞因子又可激活CD8＋T细胞，因此两种抗原递呈形成交叉，在抗病毒免疫中可以互补。
（二)体液免疫作用
病毒的抗体可自感染者血清中检出，因此较早被发现并进行了较深入的研究。病毒感染后最先出现的是IgM类特异抗体，一般在感染后2～3d血清中开始出现。以后则出现IgG类抗体，并随不同病毒种类而持续时间长短不等。一般经粘膜感染并在粘膜上皮细胞中复制的病毒在局部可诱生IgA类抗体。特异性抗体可用于诊断。在体内，中和抗体的抗病毒作用至为重要。
中和抗体 这种抗体能与病毒结合后消除病毒的感染能力，故在杀灭细胞外的游离病毒中起主要作用。其作用机制是改变病毒表面构型，或与吸附于易感细胞受体的病毒表位结合，阻止病毒吸附并侵入易感细胞和增殖。病毒与中和抗体形成的免疫复合物更容易被巨噬细胞所吞噬、清除或改变抗原递呈途径。有包膜的病毒表面抗原与中和抗体结合后，激活补体，可致病毒裂解。IgG、IgM、IgA三种不同类型免疫球蛋白的中和抗体具有不同的生物学特性。由于IgG分子量小，通过胎盘，新生儿可具有来自母体的中和抗体而得到约6个月的被动免疫保护期。IgM因分子量大，不能通过胎盘。如在新生儿血中测得被动特异性IgM抗体，可诊断为宫内感染。病毒感染后最早出现IgM抗体，故检查IgM抗体可作早期诊断。IgA抗体主要来源于粘膜固有层的浆细胞，存在于粘膜分泌液中，在局部免疫中起主要作用，常可阻止病毒的局部粘膜入侵。中和抗体的分子量大，不能进入病毒感染的细胞，故无清除细胞内的病毒的作用。
非中和抗体 有些抗体是针对有包膜病毒的基质或其中的核蛋白，有些抗体是针对病毒表面具有细胞融合功能的酶或病毒复制酶等。因这类抗原与病毒入侵易感细胞不相关，故相应抗体无中和作用，但有时具有诊断价值。病毒抗体的诊断方法随不同病毒而异。
抗体介导对靶细胞的作用 因有包膜的病毒感染细胞后，细胞膜可出现病毒编码的蛋白，能与相应抗体结合，在补体参与下裂解细胞；也可通过抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用（ADCC)裂解与破坏病毒感染的细胞。在体内，ADCC的抗病毒作用所占地位尚未最终确定。
抗体介导促进作用（enhancement) 抗体与某些病毒结合后，可促进病毒在感染细胞中的复制，如登革病毒、呼吸道合胞病毒等。对抗体增强作用的机制还不明确。实验发现IgG抗体有促进作用，而IgM抗体则无此作用，推测可能当抗体与病毒结合后，更多的病毒进入巨噬细胞而增殖，在细胞表面出现的病毒抗原激发了机体的免疫应答。其中，巨噬细胞释放多种酶（如蛋白激酶、凝血酶等)，进一步激活补体和凝血系统，释放血管通透因子而引起一系列病理变化而发生严重疾病。
（三)细胞免疫作用
对细胞内的病毒，机体主要通过CTL及T细胞释放的淋巴因子发挥抗病毒作用。细胞免疫主要在病毒感染的局部发挥作用，其作用方式为通过免疫细胞接触靶细胞后杀伤靶细胞或在局部释放细胞因子，因www.lindalemus.com/kuaiji/此检测细胞免疫的技术较体液免疫为复杂。
杀伤性T细胞（CTL) CTL的杀伤性作用具有病毒特异性，一般出现于病毒感染后7d左右。当CTL活性开始表现则NK细胞活性逐步降低。CTL接触病毒感染的细胞后，特异地识别与MHC分子结合靶细胞表面的病毒抗原特异肽段。在识别中还有一些附加因子如CD3、CD2和一些粘附分子等。CTL接触靶细胞后被激活并释放穿孔素及细胞毒素，穿孔素是一组酶的统称，其作用类似补体的C9，致靶细胞出现许多小孔。细胞毒素可激活靶细胞内的一些酶、细胞，或自身裂解，或发生凋亡。在多数病毒感染中，因CTL可以杀伤靶细胞达到清除或释放在细胞内复制的病毒体，从而在抗体的配合下消除病毒。因此被认为是使病毒感染恢复的主要机制。
辅助性T（Th)细胞 Th细胞可以促进B细胞生长与分化，并活化CTL及巨噬细胞。由于在小鼠中发现有分泌不同淋巴因子的T细胞类型，对可分泌IL－2和IFN－?的T细胞称为Th1类型，对分泌IL－4，IL－5和IL－10的T细胞称为Th2类型。在人类亦有类似的分类，但不如鼠中明确。在病毒感染中已发现当患者的Th细胞有上述类型的转换时，病程可以变化，但其机制及意义还有待于对细胞因子在免疫网络中的作用进一步分析后方可阐明。Th细胞功能低下则可影响机体的抗体产生及CTL的作用。
细胞因子 在实验动物及病毒感染者研究中发现，个别病毒感染后虽CTL有抗病毒作用，但并未发生靶细胞死亡的现象。这一现象在神经系统病毒感染，以及乙型肝炎病毒持续感染中已被证实，其机制是由于释放IFN－?等细胞因子所致。有人称这一现象为非溶细胞性T细胞的作用，即通过CD4＋T细胞在感染病灶的聚集，受特异的病毒抗原所激活，分泌大量抗病毒因子（IFN、TNF)。这些细胞因子又可进一步激活T细胞（CTL，Th细胞)、巨噬细胞或甚至NK细胞，在抑制病毒复制及清除靶细胞内的病毒协同发挥作用。
（四)免疫病理作用
病毒诱生的免疫应答除引起免疫保护作用外，还可引起一定的免疫病理作用。如CTL在杀伤病毒感染的靶细胞同时，也造成了细胞损伤，并在感染局部引起炎症反应。抗病毒的抗体如因亲和力低或与抗原的比例不当，可在体内形成抗原抗体复合物的沉积而引起Ⅲ型超敏反应。有些病毒感染者可发生肾小球肾炎等就是因这一免疫病理作用所致，当病毒感染细胞后，因改变了宿主细胞膜的抗原性，或致“隐蔽抗原表位”的暴露，可诱发自身免疫病。例如慢性肝炎患者中有部分患者存在针对肝细胞蛋白的自身抗原或细胞免疫，在麻疹、腮腺炎病毒感染后期可发生脑炎。由于脑组织中不能分离出病毒，说明发生脑炎的机制并非由病毒复制所造成开云app安装不了怎么办
的损伤，而可能因病毒改变了脑组织抗原或因存在交叉抗原诱生了免疫应答，从而造成脑组织损伤。
