病毒的感染与免疫

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天气 住房 地理 职业 空气质量 食物
• Genetics
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• Nutritional status
• Health status
二、病毒感染的致病机制
（一）对宿主细胞的致病作用 （二）病毒感染的免疫病理作用
✓ 巨噬细胞 ✓ 中性粒细胞 ✓ 自然杀伤细胞 ✓ 补体系统
Pathogen-Associated Molecular Patterns (PAMPs)
病原相关分子模式（PAMP）是模式识别受体（PRR）识别结合的配体，主要 是指病原微生物表面某些共有的高度保守的分子结构，通常为病原微生物所特 有，而宿主细胞不产生；为微生物的生存或致病性所必需；是宿主先天免疫细 胞泛特异性识别的分子基础。PAMP数量有限，但在病原微生物中分布广泛。 ✓ G-菌的脂多糖(Lipopolysaccharide, LPS) ✓ G-菌的肽聚糖(Peptidoglycan, PGN) ✓ 细菌表面的磷壁酸(Techoic acid) ✓ 真菌的酵母多糖(b-Glucan) ✓ 宿主凋亡细胞表面某些共有的分子结构，如磷酯酰丝氨酸(PS) ✓ 病毒感染产生的特殊结构的核酸(如dsRNA) ……
How Infectious Agents Cause Disease
Production of poisons, such as toxins
and enzymes, that destroy cells and
tissues.
产生毒素
Direct invasion and destruction of host
• 病毒感染 (viral infection)：病毒侵入体内并 在靶器官细胞中增殖，与机体发生相互作 用的过程。
病毒的致病作用
一、病毒感染的传播方式
• 水平传播：在人群不同个体间的传播，是大多数病毒 的传播方式。
• 垂直传播：由宿主的亲代传给子代的传播方式。主要 通过胎盘或产道，如风疹病毒、巨细胞病毒、人类免 疫缺陷病毒（HIV）及乙型肝炎病毒等。
Innate and adaptive immunity
司职先天免疫的细胞： 巨噬细胞 (Macrophage)、自然杀伤细胞(NK cell)、 树突状细胞(DC cell)、补体系统、肥大细胞(Mast cell)等等
司职获得性免疫的细胞：T细胞、B细胞等
Innate and adaptive immunity
病毒的感染与免疫
Infection and immune response
Virus
infection
host
Virus Virus
response
Antagonize host response
host host
Virus
infection
host
• 病毒性疾病 (viral disease)：病毒感染宿主 细胞后引起的疾病。
多能干细胞(骨髓)
淋巴系干细胞
髓系干细胞
淋巴细胞
粒细胞(白细胞)
前B细胞 前T细胞
前NK细胞
肥大细胞
浆细胞
中性粒 嗜酸性 细胞 粒细胞 嗜碱性
粒细胞
杀伤性T细胞 辅助性T细胞
记忆B细胞
DC细胞
单核细胞 巨噬细胞
Innate Immune System
先天免疫系统如何识别入侵病原？ 执行先天免疫应答的细胞及其功能。
the body regains strength.
恢复期
Robin Cochran-Dirksen (adapted from BioEdOnline Baylor Christine Herrmann PhD)
HBV急性感染的自然进程
Nature Immunology , 2005 (5) modified
垂直传播方式及常见微生物性疾病
类型
途径
微生物性疾病
产前
围产期 产后 生殖细胞
wk.baidu.com胎盘
风疹、巨细胞病毒、梅
毒螺旋体、弓形体、淋
病奈瑟菌
已感染的产道
衣原体
哺乳
直接接触巨细胞病毒、乙
型肝炎病毒
人基因组含病毒DNA 多种反转录病毒
Factors Influencing Disease Transmission 影响因素
some diseases.
初期
Clinical phase – a person experiences typical signs and symptoms
of disease.
临床表现期
Decline phase - subsidence of symptoms. 衰退期
Recovery phase – symptoms have disappeared, tissues heal, and
HBV感染的转归:CHB的自然历史过程
Nature Immunology , 2005 (5) modified
四、病毒与肿瘤
大量研究资料显示许多病毒与人类肿 瘤密切相关。
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 乳头瘤病毒引起的人疣，为良性肿瘤，及 人类嗜T细胞病毒所致的人T细胞白血病， 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 与原发性肝癌，EB病毒与鼻咽癌和淋巴瘤， 人乳头瘤病毒、单纯疱疹病毒-2型与宫颈 癌，以及人疱疹病毒-8与卡波洛肉瘤等。
Agent
Environment
• Infectivity
• Pathogenicity
• Virulence
传染性 • Antigenic stability 致病 • Survival 毒力 抗原稳定性 生存
年龄 性别
Host
遗传学
行为
营养状况
健康状况
• Weather
• Housing
• Geography
infection response
host host
第二节 抗病毒免疫
非特异性免疫 干扰素 NK细胞
特异性免疫 体液免疫 病毒中和抗体 血凝抑制抗体 补体结合抗体 细胞免疫 细胞毒性T细胞 CD4+Th1
Immune System
扁桃体
阑尾 骨髓
淋巴结 机体防御病原体的三道防线
淋巴管 胸腺
Courtesy of CDC
Human Immunodeficiency Virus. HIV-1 virions can be seen
on surface of lymphocytes.
（一）对宿主细胞的致病作用
杀细胞效应 稳定状态感染 包涵体形成 细胞凋亡 基因整合与细胞转化
• 细胞病变作用（cytopathic effect, CPE）：
三、病毒感染的类型
根据有无临床症状： 隐性感染和显性感染
根据病毒在体内感染的过程、滞留的时间 ：
急性病毒感染 和持续性病毒感染
急性病毒感染（病原消灭型感染）
持续性病毒感染
潜伏感染 慢性感染 慢发病毒感染 急性病毒感染的迟发并发症
Outcomes of virus infection
Phases of Infectious Disease
Clinical illness
Infection
ALT
Viremia
IgM
IgG
HAV in stool
Response
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Week
（二）病毒感染的免疫病理作用
抗体介导的免疫病理作用 细胞介导的免疫病理作用 致炎性细胞因子的病理作用 免疫抑制作用
脾脏 派尔结
第一道防线： 物理屏障— 粘膜(400 m2)、皮肤(2 m2)
第二道防线：先天免疫系统 (Innate immunity)
第三道防线：获得性免疫系 统 (Adaptive immunity)
Innate and adaptive immunity
先天免疫： 非抗原依赖、无时间延迟、没有抗原特异性、一般没有免疫记忆 获得性免疫：抗原依赖、需要反应时间、抗原特异性、免疫记忆
Pattern-recognition receptors(PRRs)
模式识别受体(pattern-recognition receptors，PRR)是一类主要表达于先 天免疫细胞表面非克隆性分布、可识别一种或多种PAMP的识别分子。 Change in gene expression in response to invasive microbes
已知与人类恶性肿瘤密切相关的病毒：
• 人乳头瘤病毒与宫颈癌 • 乙/丙型肝炎病毒与肝细胞癌 • EB病毒与鼻咽癌、恶性淋巴瘤 • 人类嗜T细胞病毒与成人T淋巴细胞白血病
虽然细胞转化是肿瘤形成的第一步，但 不是形成肿瘤的必经步骤。相反，长时间 无限增殖的细胞比正常细胞更易于突变或 基因重排。
Virus infection
经胎盘、围产期
破损皮肤
空气、飞沫或皮屑
污染水或食品
污染血或血制品污 染注射器 接触、游泳池、性 交 宫内、分娩产道、 哺乳等 昆虫叮咬、狂犬、 鼠类
流感病毒、鼻病毒 等 脊髓灰质炎病毒、 其他肠道病毒等 HIV、乙型肝炎病 毒等 HIV、疱疹病毒1、 2型等 乙肝病毒、HIV等
脑炎病毒、出血热 病毒等
Toll-样受体
NOD样受体 RIG-I样受体 C型凝集素受体
Pattern-recognition receptors(PRRs)
Toll-like receptors
Toll-like receptor是Ⅰ型跨膜蛋白 在脊椎动物、无脊椎动物、细菌和
包涵体
基因整合与细胞转化
某些DNA病毒和逆转录病毒在感染中可 将基因整合于宿主细胞基因组中，导致细 胞转化，增殖变快，失去细胞间接触抑制， 细胞转化也可由病毒蛋白诱导发生。
基因整合或其他机制引起的细胞转化 与肿瘤形成密切相关。
免疫清除过程与疾病发生
EVENTS IN HEPATITIS A VIRUS INFECTION
❖ Salmonella
❖ Mucous-mucous
❖ STI 粘膜
❖ Water-borne
❖ Hepatitis A
水
❖ Across placenta 胎盘（母婴） ❖ Air-borne
空气
❖ toxoplasmosis
❖ Through breast milk 母乳
❖ Chickenpox
Incubation period – time between infection and the appearance of
signs and symptoms.
孵育期
Prodromal phase – mild, nonspecific symptoms that signal onset of
病毒大量复制过程中可损伤细胞核、细 胞膜、内质网、线粒体，导致细胞裂解死 亡。在体外实验中，通过细胞培养和接种 杀细胞性病毒后，可用显微镜观察到细胞 变圆、坏死，从瓶壁脱落等现象。
CPE
包涵体
• 某些受病毒感染的细胞内，用普通光镜可 看到与正常细胞结构和着色不同的圆形或 椭圆形斑块，称为包涵体(inclusion body) 。有的位于胞质内(痘病毒)，有的 位于胞核中(疱疹病毒)；或两者都有(麻疹 病毒)；有嗜酸性的或嗜碱性的，因病毒种 类而异。
❖ HIV
❖ Sneeze-cough 飞沫
❖ Influenza
Vector
载体
❖ A carrier of an infectious agent
❖Ex. Malaria Parasite carried
by Mosquito
人类病毒的感染途径
主要感染途径
传播方式及途径 病毒种类
呼吸道
消化道
输血、注射或器官 移植 眼或泌尿生殖道
Transmission of Pathogens
•Direct contact
•Indirect contacts •Air •Objects
•Vectors
Routes of transmission
Direct
Indirect
❖ Skin-skin 皮肤
食物 ❖ Food-borne
❖ Herpes type 1
cells.
直接破坏细胞
Triggering responses from the host’s immune system leading to disease signs and symptoms. 诱发免疫杀伤
Robin Cochran-Dirksen (adapted from BioEdOnline Baylor Christine Herrmann PhD)