第三节 抗病毒感染免疫

第九章抗感染免疫
第三节抗病毒感染免疫
一、病毒感染的方式和免疫应答
（一）病毒感染的方式病毒为细胞内寄生的微生物，通过在细胞中的复制完成增殖过程。

病毒在组织细胞中扩散感染的方式有细胞外扩散、细胞内扩散和核内扩散三种。

1．细胞外扩散病毒在细胞内复制、成熟后，有的病毒能使寄主细胞溶解而从细胞内释放出来，如口蹄疫病毒、猪水疱病病毒、脊髓灰质炎病毒等。

此类病毒感染并不改变寄主细胞膜的成分，而是直接以病毒抗原的形式作用于机体。

但是，有的病毒是以出芽的方式从宿主细胞中释放出来，如流感病毒、新城疫病毒、猪瘟病毒等。

它们在出芽时，虽然不破坏宿主细胞，但能使宿主细胞表面带上病毒抗原，从而使机体细胞具有抗原性。

2．细胞内扩散病毒通过细胞间的融合、接触或细胞间桥来进行细胞间的扩散，如疱疹病毒、痘病毒等，此类病毒常常能使宿主细胞表面带上病毒抗原。

3．核内扩散病毒的核酸潜伏在寄主细胞核内或整合到寄主细胞的染色体中，在寄主细胞分裂时，病毒从亲代细胞传递给子代细胞，表现为垂直传播，如肿瘤病毒。

在感染细胞癌变后，细胞膜表面除病毒抗原外，还可出现新的肿瘤相关抗原。

病毒的三种扩散途径并不能截然分开，胞内扩散的病毒有时亦可经胞外扩散，核内扩散的病毒有时也通过细胞内途径扩散。

（二）机体的抗病毒免疫应答病毒在宿主体内复制、扩散和感染的方式直接影响着机体抗病毒感染免疫的过程。

一般来说，细胞外扩散的病毒通常引发体液免疫，而细胞内或核内病毒感染时则以细胞免疫为主。

同时，机体的免疫应答还与传染的类型有关。

有些病毒引起局部感染，如鼻病毒感染，机体产生的免疫应答主要是体液免疫反应，特别是产生分泌型抗体。

这种免疫持续时间短，免疫力较弱。

多数病毒，如猪瘟病毒、马传染性贫血病毒、新城疫病毒等，主要引起全身感染，它们侵入机体后首先引起轻度病毒血症，然后侵害与病毒亲和力最强的易感组织器官，引起局部病变。

有的还可引起第二次病毒血症。

引起全身感染的病毒可激发体液免疫和细胞免疫，所产生的免疫力坚强而持久。

二、抗病毒感染机理
机体对病毒感染的抵抗力十分复杂，包括非特异性的天然抵抗力和特异性的免疫力。

（一）非特异性天然抵抗力
1．遗传性抵抗力各种动物对病毒感染的易感性不同，先天性免疫是一特定种动物的特性，如牛不感染马传染性贫血。

一般认为先天性抵抗力与巨噬细胞活性有关。

2．天然屏障作用完整的皮肤表面有多层无代谢功能的角化上皮细胞覆盖，
病毒不易侵入。

黏膜和黏膜表面的液体具有阻挡、排除、中和或杀灭病毒的功能，黏液中的黏蛋白所含唾液酸可抑制某些病毒对细胞受体的吸附。

发育完全的血脑、胎盘屏障能阻止多种病毒侵犯中枢神经和胎儿。

3．吞噬细胞包括中性粒细胞、嗜酸性粒细胞等小吞噬细胞和单核巨噬细胞系统、巨噬细胞、小胶质细胞在内的大吞噬细胞，其中巨噬细胞（存在于淋巴结、脾、肝和浆膜腔）的抗病毒功能最明显，具有吞饮及灭活病毒、阻止病毒增殖的作用，并产生干扰素和补体成分参与抗病毒免疫。

4．宿主状态机体的营养状态、年龄、体温改变等都能影响对病毒的易感性和抵抗力，新生动物对病毒感染比成年动物易感，如轮状病毒、冠状病毒性腹泻主要发生在幼龄动物。

通常动物处于低体温时能增加病毒感染的程度，而高体温则能抑制病毒的增殖。

5．非特异性体液因子许多动物血清中具有非特异性、不耐热的病毒抑制因子。

如补体系统中的C1～C4有中和病毒功能。

（二）干扰素的作用在病毒感染初期，机体主要通过细胞因子（如TNF-α、IL-12、IFN）和NK细胞行使抗病毒作用，其中干扰素是机体抗病毒的主要因子。

干扰素是由培养的细胞或机体细胞因病毒感染或在其他诱生剂的作用下产生的一类非特异性抗病毒物质。

干扰素是一种非特异性防御因素，具有广谱抗病毒作用，入侵部位的细胞产生的干扰素，可渗透到邻近细胞而限制病毒向四周扩散。

病毒血症时，干扰素也可以通过血流到达靶器官，抑制病毒增殖，控制病毒向全身扩散。

机体感染病毒后在数小时内即可产生干扰素，几天内达到高峰，以行使早期抗感染作用。

例如，给牛静脉注射牛疱疹病毒，血清中干扰素水平在2d后即达到高峰，7d之后仍能检出，而抗体在病毒感染后5～6d才能在血清中检出。

干扰素具有种属特异性，即某一种属细胞产生的干扰素，只能作用于相同种属的其他细胞，使其获得免疫力，如猪干扰素只对猪具有保护作用，对其他动物则无作用。

（三）特异性抗病毒免疫抗病毒的特异性免疫包括以中和抗体为主的体液免疫和以巨噬细胞、T细胞为中心的细胞介导免疫。

对于预防再传染来说，主要靠体液免疫作用，而疾病的恢复主要依靠细胞免疫作用。

1．体液免疫抗体是病毒体液免疫的主要因素，在机体抗病毒感染免疫中起重要作用的是IgG、IgM和IgA。

分泌型IgA可防止病毒的局部入侵，IgG和IgM可阻断已入侵的病毒通过血循环扩散。

其抗病毒机制主要是中和病毒和调理作用。

3种免疫球蛋白病毒感染之后，首先出现的是IgM，经过数天或十几天之后，才为IgG所代替，IgM的增高往往是短暂的（2周以内），当再感染时则通常只出现IgG而不出现IgM，因此，测定特异性IgM可作为病毒早期诊断。

但IgM对病毒的中和能力不强，有补体参与时可增强其中和作用。

IgG是病毒感染后的主要免疫球蛋白，在病毒感染后2～3周达到高峰，之
后可持续一个相当长的时期，具有免疫记忆特性。

IgG是抗病毒的主要抗体，在病毒的中和作用和K细胞参与的ADCC反应中占主要地位，它发生中和反应不需补体的参与，当然有补体参与时，可加强其作用，而且IgG可通过调理作用使巨噬细胞发挥最大的作用。

分泌型IgA在病毒的体液免疫中有相当重要的地位，它的合成主要在局部组织细胞而不是在脾脏。

消化道、呼吸道黏膜的免疫作用与分泌型IgA有重要关系。

IgA与抗原的复合物不结合补体。

（1）中和作用循环抗体（IgG、IgM）能有效中和进入血液的病毒，但其作用受抗体所能到达的部位的限制。

对进入细胞内的病毒，抗体的中和作用则很难发挥。

如鸡新城疫的母源抗体能保护雏鸡抵抗病毒的全身感染，但不能阻止呼吸道的局部感染，因为这种抗体达不到上呼吸道黏膜。

中和抗体在初次感染的恢复作用中起的作用不大，但在防止病毒的再感染中起重要作用。

分泌型IgA在抗黏膜感染免疫中起主要作用。

（2）促进病毒被吞噬抗体可与病毒结合而导致游离的病毒颗粒丛集、凝聚，从而易被巨噬细胞所吞噬，补体的参与可加强这种作用。

（3）抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用和免疫溶解作用抗体不仅能直接与游离病毒抗原结合，还能与表达于受感染细胞表面的病毒抗原结合，进而介导K细胞的杀伤作用，或通过激活补体导致细胞裂解。

2．细胞免疫因中和抗体不能进入受感染的细胞，细胞内病毒的消灭依靠细胞免疫，细胞免疫在病毒性疾病的康复中起着极为重要的作用，参与抗病毒感染的细胞免疫主要有：①被抗原致敏的细胞毒性T细胞能特异性识别病毒和感染细胞表面的病毒抗原，杀死病毒或裂解感染细胞，CTL一般出现于病毒感染早期，其效应迟于NK细胞，早于K细胞。

②致敏T细胞释放细胞因子，或直接破坏病毒，或增强巨噬细胞的吞噬、破坏病毒的活力，或分泌干扰素抑制病毒复制。

③K细胞的ADCC作用。

④在干扰素激活下，NK细胞识别和破坏异常细胞。

尽管机体表现有效的体液免疫和细胞免疫，但有些病毒能逃避宿主的免疫反应，呈持续感染状态。

如牛白血病病毒能持续存在于循环中的淋巴细胞内，这类病毒感染细胞后，在感染细胞的膜表面并不表达病毒抗原，病毒可存在于细胞膜的内侧面，因而能逃避识别。

某些病毒可直接在淋巴细胞（如白血病病毒）或巨噬细胞（如马传染性贫血病毒、猪繁殖与呼吸综合征病毒）中生长繁殖，这样就直接破坏了机体的免疫功能。

此外，与典型的病毒不同的新型病原的发现，也给机体的抗感染免疫提出了挑战。

如引起牛海绵状脑病和绵羊痒病的朊病毒，感染机体后既不引起明显的免疫应答，又不诱发干扰素的产生。

动物机体怎样才能有效抵抗这些病原的感染，还有待于进一步研究。

在大多数情况下，机体抗病毒感染免疫反应需要干扰素、体液免疫和细胞免疫的共同参与，以阻止病毒复制，消除病毒感染（图9-3）。