病毒的感染与致病机制
微生物学第5章细菌与病毒的感染与致病机制
感染来源
外源性感染：病原菌
病人 带菌者 动物
内源性感染：条件致病菌 医院感染：病原菌＋条件致病菌
Department of Microbiology, Harbin Medical University 张文莉
少数细菌有致病性
许多细菌有条件致病性
大多细菌不具有致病性
Department of Microbiology, Harbin Medical University 张文莉
一、正常菌群与条件致病菌
正常菌群
在人体各部位正 常寄居而对人无 害的细菌
人体各部位正常细菌数量
Department of Microbiology, Harbin Medical University 张文莉
细胞毒素 外毒素 细菌
白喉棒状杆菌 白喉毒素
疾病
白喉
作用机制
抑制蛋白质合成
症状和体征
肾上腺出血、心肌损伤、外 周神经麻痹
肠毒素 细菌
霍乱弧菌
产毒型大肠 埃希菌
外毒素
肠毒素 肠毒素 肠毒素
疾病
霍乱 腹泻 食物中毒
作用机制
激活肠粘膜腺苷环化酶， 增高细胞内cAMP水平
症状和体征
腹泻、呕吐 呕吐、腹泻
金葡菌
Department of Microbiology, Harbin Medical University 张文莉
细菌的感染类型
不感染 隐性感染 潜伏感染 显性感染 带菌状态
急性感染 慢性感染 局部感染 全身感染
毒血症、 菌血症、败血 症 脓毒血症、内 毒素血症
病毒的感染与免疫
第一节 病毒的致病作用
一、病毒感染的传播方式 二、病毒感染的致病机制 三、病毒感染的类型 四、病毒与肿瘤
传播方式
1.水平传播（horizontal transmission）
病毒在人群中不同个体间的传播
Infected host
Susceptible host
传播方式
病毒的 免疫逃逸
病毒感染的致病机制
逃避免疫监视
阻止免疫反应发生
合胞体 胞内寄生
抗原变异/多态性 减弱抗原递呈 损伤免疫细胞
第一节 病毒的致病作用
一、病毒感染的传播方式 二、病毒感染的致病机制 三、病毒感染的类型 四、病毒与肿瘤
三、病毒感染的类型
病毒感染机体一方面取决于病毒的毒 力或致病力，一定的数量和合适的侵入门 户；另一方面取决于机体的免疫力。
人类免疫缺陷病毒、乙型肝炎病毒、 丙型肝炎病毒
虫媒病毒、狂犬病病毒、疱疹病毒
性行为（泌尿生殖道感染） 单纯疱疹病毒2型、人类免疫缺陷 病毒、乙型肝炎病毒
经胎盘或经产道感染
风疹、巨细胞、单纯疱疹病毒2型、 人类免疫缺陷病毒
第一节 病毒的致病作用
一、病毒感染的传播方式 二、病毒感染的致病机制 三、病毒感染的类型 四、病毒与肿瘤
病毒感染的类型
有无临床症状
隐性感染 显性感染
临床症状长短
急性感染
潜伏感染
持续性感染 慢性感染 慢发病毒感染
急性病毒感染 的迟发并发症
病毒感染的类型
隐性感染（inapparent infection）
病毒进入机体不引起临床症状的感染称 隐性感染或亚临床感染。多数可获得免疫力 而终止感染。部分隐性感染者可在体内增殖 并向外界排泄播散，成为重要的传染源，称 为病毒携带者（viral carrier）。
各类病毒的致病机理
各类病毒的致病机理病毒是一类微小的生物体，其依赖于宿主细胞进行复制和生存，会导致各种传染病的出现。
了解病毒的致病机理，能帮助人们更好的预防和治疗感染病毒所致的疾病。
一、病毒的生命周期和致病机理病毒的生命周期包括吸附、进入宿主细胞、制造新的病毒颗粒和释放。
在吸附阶段，病毒会通过特定的受体分子结合到宿主细胞表面，并通过一系列的分子交互作用进入细胞内部。
此时，病毒的基因组会被释放出来，并开始利用宿主细胞的机制制造新的病毒颗粒。
最后，病毒颗粒会被释放出宿主细胞，并扩散到其他细胞中，形成感染。
致病机理主要包括两个方面：直接伤害和免疫反应。
一些病毒在感染细胞时会直接感染和破坏宿主细胞，使其无法正常工作。
其他病毒则是利用宿主细胞的机制进行复制，从而导致细胞死亡。
在免疫反应方面，宿主的免疫系统会通过识别病毒抗原，并产生对应的抗体、细胞因子等物质，试图清除感染病毒的细胞。
不过，一些病毒可以通过抑制免疫反应来逃避宿主的清除，这会导致病毒更容易地在宿主体内生长和扩散。
二、不同类型病毒的致病机理1. RNA病毒RNA病毒（即基因组为RNA的病毒）是一类重要的病原体，可以导致流感、肝炎、登革热等多种感染病。
这些病毒一般比DNA病毒更加不稳定，容易发生变异。
在感染细胞时，RNA病毒会利用其RNA组成的基因组操纵细胞内的机制制造新的病毒颗粒。
同时，它们也会通过激活细胞死亡信号途径导致细胞死亡，从而进一步扩散感染。
2. DNA病毒DNA病毒（即基因组为DNA的病毒）也可以导致多种感染病，包括乙型病毒性肝炎、人类乳头状瘤病毒等。
感染时，DNA病毒会绑定到细胞表面的受体，进入细胞内进行基因组复制和病毒颗粒制造。
这些病毒会诱导宿主细胞进行分裂，从而制造许多病毒颗粒并释放出来。
3. 反转录病毒反转录病毒将RNA作为其基因组，这些病毒必须使用反转录酶将其基因组转录为DNA，并插入到宿主细胞基因组中。
这种类型的病毒包括艾滋病病毒和乙肝病毒。
病毒的致病性ppt课件
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1.水平传播：病毒在人群病毒、麻疹病毒等。 2）消化道传播：如肠道病毒、甲肝病毒等。 3）媒介昆虫叮咬传播：如流脑病毒、森林脑炎
病毒等。 4）动物咬伤传播：如猎犬病毒。 5）接触传播：如传染性软疣病毒。 6）性传染：如人类免疫缺陷病毒等。
3）慢发感染：也称迟发感染。病毒感染后，有很长的潜
伏期，达数月、数年甚至数十年。一旦出现临床症状，多 呈进行性发展，最终导致死亡。
麻疹病毒引起的亚急性硬化性全脑炎。儿童-成人
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第二节 病毒的致病机制和免疫性
• 一、病毒的致病机制 • （一）病毒对宿主的直接作用 • 1、杀细胞效应 • 2、核酸整合 • 3、形成包涵体 • 4、细胞膜改变 • （二）病毒感染的免疫病理作用 • 1、体液免疫 • 2、细胞免疫 • 3、免疫耐受 • 4、免疫抑制
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二、病毒感染的类型
根据临床症状有无，分： 一）隐性感染（亚临床感染）
病毒进入机体后，不引起临床症状。 原因： 1、病毒毒力弱或机体防御能力强，病毒不能大量 增殖，不造成细胞、组织的严重损伤。 2、也可因病毒不能最后侵犯到达靶细胞，不出现 临床症状。 隐性感染者可向体外播散病毒而成为传染源。
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二、病毒感染的类型
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第二节 病毒的致病机制和免疫性
• 二、抗病毒免疫 • 1、非特异性免疫
• 干扰素 • 巨噬细胞的杀病毒作用 • NK细胞的杀病毒作用
• 2、特异性免疫
• 细胞免疫 • 体液免疫
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第二节 病毒的致病机制
一、病毒对宿主的影响 1.杀细胞效应
病毒在细胞内增殖造成细胞溶解死亡。多见于无 包膜病毒。 （1）病毒增殖、释放时引起细胞裂解 （2）病毒增殖，阻断宿主细胞蛋白质及核酸的合成 （3）病毒感染后，细胞膜溶酶体膜通透性增强，酶 释放 （4）大量的衣壳蛋白，直接损伤宿主细胞
病毒的感染与致病机制
第三节 抗病毒免疫
一、非特异性免疫
1、屏障作用 2、巨噬细胞的作用 3、干扰素——获得性非特异性免疫
干扰素（Interferon ，IFN）
▪是病毒或诱生剂刺激机体细胞所产生的一类分泌性 蛋白质(糖蛋白)，具有抗病毒、抗肿瘤和免疫调节作 用。 ▪产生细胞:巨细胞、淋巴细胞、体细胞 ▪IFN诱生剂:内毒素、dsRNA、中草药
• 病毒进入机体血液系统称病毒血症（viremia）
病毒感染的类型
1）隐性感染(亚临床感染) 病毒进入体内不引起临床症状，机体获得免疫力可 清除病毒
2）显性感染（急性感染） 病毒侵入机体，大量增殖，引起细胞破坏，组织损 伤，出现局部（eg. 腮腺炎）或全身（ eg.流行性乙 型脑炎）的临床症状
3）持续性感染 分为慢性感染、潜伏感染和慢发病毒感染
- IgG:通过胎盘（被动免疫） - IgM:先锋免疫（早期诊断、宫内感染诊断） - SIgA: 粘膜免疫 ▪ 血凝抑制抗体（血凝素Ag刺激产生)
2、细胞免疫：
-主要效应因素：CTL和淋巴因子 -主要成分：TD、TC、NK、MØ
病毒感染对宿主细胞的致病作用
5）细胞的增生与转化 病毒感染后促进宿主细胞DNA的合成，称细胞转化 如HSV 、 CMV、 EBV、 HPV、 腺病毒
病毒感染与肿瘤
病毒感染对宿主细胞的致病作用
6）包涵体的形成
细胞被病毒感染后，在细胞浆或细胞核内出现 光镜下可见的斑块状结构，为包涵体 多由病毒颗粒或未装配的病毒成分组成。
病毒感染对宿主细胞的致病作用
1）溶细胞性作用（杀细胞感染）
病毒在宿主细胞内增殖成熟后，释放大量子代病 毒造成细胞破坏死亡。
多见于无包膜病毒，如脊髓灰质炎病毒、腺病毒 和鼻病毒等
病毒学中的病毒生命周期与致病机制
病毒学中的病毒生命周期与致病机制病毒是一类极小的微生物，其大小通常不超过细菌的1/1000，具有严密的保护外壳和独特的遗传物质。
病毒在宿主细胞中寄生，采用宿主细胞的代谢反应来进行复制，能够引起广泛的疾病，如肝炎、流感、艾滋病等。
了解病毒的生命周期和致病机制对于研究病毒学有重要的意义。
病毒生命周期由入侵、复制、组装和释放四个阶段组成，具体过程如下：入侵：病毒通过钩形蛋白、纤毛蛋白、受体结合剂、膜融合等不同的机制，侵入到宿主细胞内，准确地进入到特定的细胞类型，如乙肝病毒要进入肝细胞。
复制：病毒DNA或RNA进入宿主细胞核中，利用宿主细胞的胞质或核空间内的转录、翻译和复制机制，在宿主细胞中进行自身复制和转录的过程。
不同的病毒选择不同的复制方式，如DNA病毒可以直接转录成mRNA，而RNA病毒需要首先转录成相反的DNA链。
组装：病毒在宿主细胞中完成复制后，就开始组装自己的外壳。
它们可以刺激宿主细胞从内部合成它们所需的蛋白质，在宿主细胞内形成病毒颗粒。
释放：病毒在宿主细胞中完成组装后，通过细胞膜的颗粒排放机制或者细胞溶解的机制，将自己释放到宿主细胞外，感染周围的健康细胞。
致病机制是病毒与宿主细胞在相互作用的过程中，病毒产生的异常反应引起的疾病。
具体有以下几种机制：1. 直接细胞损伤的机制：病毒在宿主细胞内繁殖时，利用宿主细胞的营养物质，并释放毒素和代谢产物，破坏宿主细胞的稳定性和完整性，导致细胞死亡或凋亡。
2. 免疫反应的机制：病毒感染后，宿主细胞会释放出各种细胞因子和化学物质，引起免疫反应。
但是某些病毒会引起过度免疫反应，使宿主细胞遭受过度损害，不可逆地损伤宿主细胞。
3. 致病的遗传学机制：病毒的基因组可以嵌入宿主细胞基因组中，使宿主细胞发生遗传突变，导致细胞内某些基因的表达失调，从而增加病毒对宿主细胞的致病性。
通过了解病毒的生命周期和致病机制，我们可以从多个角度进行对抗病毒的策略。
其中最重要的是疫苗，因为疫苗可以通过模拟病毒感染来激活人体的免疫系统，增强人体的抗病能力，从而预防疾病的发生。
病毒感染与致病机制PPT课件
致病性
病毒的致病性与它的传播能力和对宿主的伤 害程度有关，而病毒变异可能增强或减弱其
致病性。
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病毒防治与疫苗 研制
抗病毒药物的作用机制与应用
作用机制
抗病毒药物通过抑制病毒复制或 干扰病毒生命周期的关键环节， 从而达到抑制病毒复制或杀灭病 毒的目的。
应用范围
抗病毒药物主要用于治疗各种由 病毒引起的感染性疾病，如艾滋 病、乙型肝炎、流感等。
病毒进化的方向和趋势
变异的速度
病毒的变异速度非常快，这使得病毒的进化趋势难 以预测。
适应宿主环境
病毒会不断适应宿主环境，以更好地生存和繁殖。 这种适应性的进化趋势可以导致病毒的传播方式和 致病性发生变化。
病毒变异对致病性的影响
病毒变异
病毒在复制过程中会发生基因突变，这些突 变可能会影响病毒的特性，包括其致病性。
病毒感染后，病毒在寄主 细胞内复制，最终导致寄 主细胞破裂，释放出大量 病毒粒子
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传播方式
病毒可通过空气、飞沫、 接触等方式传播，进入新 的寄主细胞，继续感染和 复制
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预防措施
了解病毒的传播方式，采 取有效措施，如戴口罩、 勤洗手、避免接触患者等， 预防病毒传播
02 病毒致病的机制
病毒对人体的免疫反应的影响
免疫系统破坏
病毒通过破坏人体免疫系统，降低人体抵抗力，使 人体容易感染其他疾病。
免疫应答调节
病毒能调节人体免疫应答，使人体免疫系统对病毒 抗原产生特异性免疫反应。
病毒对细胞结构和功能的破坏
细胞膜融合
病毒的外膜与细胞膜融合，将 病毒的基因组释放到细胞质中。
基因组复制
病毒的基因组在细胞核或细胞 质中复制，产生新的病毒基因
病毒与宿主细胞的相互作用和致病机制
病毒与宿主细胞的相互作用和致病机制病毒是一类微生物，它们不能自行生长繁殖，需要寄生于宿主细胞内进行繁殖。
病毒在寄生于宿主细胞的过程中和宿主细胞之间会发生很多复杂的相互作用，这些相互作用直接决定了病毒的寄生效率、复制率、致病能力等等，也直接影响着宿主细胞的生长、代谢、逃逸反应能力等等。
本文将主要探讨病毒和宿主细胞之间的相互作用和致病机制。
病毒与宿主细胞的相互作用当病毒感染宿主细胞时，它们首先会通过病毒上的受体结合膜上受体分子，然后通过针对宿主细胞的信号转导机制使其进入宿主细胞内部。
在宿主细胞的内部，病毒立即开始复制和繁殖。
由于病毒不能自主进行生物合成，因此在宿主细胞内部它们需要利用宿主细胞的生物合成机制合成病毒蛋白、RNA等，并且需要占用宿主细胞的能量、糖类、氨基酸等代谢物质完成它们自身的合成。
此时病毒与宿主细胞开始了一种复杂的相互作用。
首先宿主细胞会感知病毒的存在，并启动对病毒的防御机制，例如识别病毒RNA当中的非自身RNA并将它们降解、启动炎症反应、调控宿主细胞的自噬途径等等。
而病毒为了对抗宿主细胞的防御机制则会通过不同方式避免被宿主细胞识别、降解。
例如在病毒RNA的3'端或5'端加入修饰结构可以使其免遭宿主细胞的RNA降解酶的攻击、隐藏在宿主细胞的某些内质网体系中以保护自己免受被宿主细胞的免疫识别等等。
除此之外，病毒还可能会借助宿主细胞的自身生理学过程来达到它们自身的复制和繁殖。
例如病毒在宿主细胞内逃避自噬的同时通过利用宿主细胞的高表达的mTOR（调控细胞生长和代谢的关键调节元件）使得自己的复制效率升高等等。
病毒的致病机制病毒感染宿主细胞不同于细菌感染宿主机体，病毒的危害在于它们在寄生于宿主细胞时占用了宿主细胞的生物合成机制，从而对宿主细胞的组织结构、生理功能等等造成了诸多破坏。
此外，感染病毒可能会直接或间接地导致宿主机体出现各种病理变化。
一方面，病毒感染宿主细胞时可能直接破坏宿主细胞的细胞膜或其他细胞器使得宿主细胞死亡。
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干扰素
定 义：
由病毒或其他干扰素生剂 刺激机体细胞所产生的 一种具有抗病毒等作用的糖蛋白
种 类：
种类
产生细胞
人白细胞
人成纤维细胞
T细胞
弱
抗病毒 抗肿瘤 免疫调节
强
弱
弱
强
弱
弱
强
强
抗病毒特点
种的特异性、间接性、广谱性
抗病毒机理：
细胞受干扰素作用后，合成抗病毒蛋白 蛋白激酶、2`-5`合成酶
抗病毒意义：
2、稳定状态感染 病毒以出芽方式增 殖，细胞病变较轻，短时间内不引起 细胞死亡裂解。在包膜可有病毒的抗 原，引起细胞融合。
3、细胞凋亡 有些病毒（ HIV 等）可 诱导细胞凋亡。有些病毒（疱疹病毒 、腺病毒、丙型肝炎病毒等）则抑制 细胞凋亡。
4、病毒基因组整合 病毒的核酸插到 细胞染色体的DNA中，如HIV、 HBV
早期中断病毒复制，阻止病毒扩散
NK细胞
在感染早期发挥作用；不受MHC限制 ； 被IFNγ激活后增强杀伤作用。
二、特异性免疫
体液免疫： 补体结合抗体、 血凝抑制抗体
中和抗体： 定义、机理和免疫球蛋白的类型
细胞免疫： 抗病毒免疫的主要成分 TD、TC 、NK、M
病毒在易感组织细胞内增殖引起细胞死亡而出现 临床表现。
2、抗体介导的免疫病理损伤 存在于细胞表面的病毒抗原与抗 体结合，激活补体引起细胞溶解；免疫复合物引起的变态反应。
3、细胞免疫引起病理作用 CTL对病毒感染的杀伤作用；病毒 与机体成分有共同抗原引起交叉反应。
4、致炎细胞因子的病理作用 IFNγ、TNFα、IL1等大量产生引起代谢紊乱、活化血管活化因子 ，引起休克、DIC等严重病理过程，甚至危及生 命。
细胞的增生和转化 少数病毒感染细胞后不 抑制细胞的生物合成，反而促进细胞DNA的 合成，并使细胞生物行为发生改变。
包涵体的形成 病毒感染细胞后，在细胞核或 细胞质内出现光镜可见的结构，称包涵体（ inclusion body)
二、病毒感染的免疫病理作用
—— 机体水平上致病机理
1、病毒对组织器官的亲嗜性和组织器官的损伤
病毒的感染与致病机制 金玉怀 2017
病毒感染的来源
病人 病毒携带者 患病及携带病毒的动物
病毒的感染
病毒的传播方式 一、水平传播 horizontal transmission
病毒在人群不同个体间及动物与人之间的传播
消化道 皮肤 呼吸道
医源性传播
二、垂直传播 vertical transmission
通过胎盘、产道、生殖细胞和哺乳， 病毒由亲代传给子代的方式
胎盘 产道
病毒在体内的播散
• 直接接触播散 局部感染 • 经血液播散 常出现二次病毒血症 • 经神经播散
感染的类型
隐性感染 向外播散病毒
机体获得特异性免疫
显性感染
急性感染 持续性感染
持续性病毒感染
1 潜伏感染 经感染后，病毒基因存在于组织细胞中 ，可反 复激活，急性发作。病毒只有在急性发作时 才被检出。 如 HSV、ZVZ 2 慢性感染 病程长病毒可检出 如HBV 3 慢发病毒感染 潜伏期长，发病后为亚急性进行性 直至死亡 如HIV 、狂犬病、朊粒
4 急性感染的迟发并发症 SSPE
病毒与肿瘤
人类嗜T细胞病毒 T细胞白血病 HBV HCV 原发性肝细胞癌 EBV 鼻咽癌、淋巴瘤 人乳头瘤病毒 宫颈癌 人疱疹病毒8型 卡波济肉瘤
病毒的致病机制
一、病毒对宿主细胞的致病作用
—— 细胞水平上致病机理
1、杀细胞效应：阻断细胞大分子的合 成，损伤细胞器，溶酶体的结构和通 透性改变，病毒的毒性蛋白 的毒性 作用，病毒抗原插入包膜
5 病毒对免疫系统的致病作用 引起免疫抑制、 对免疫活性细胞的杀伤 、 引起自身免疫病。
病毒的免疫逃逸
1 严格细胞内寄生 2 抗原变异 3 抗原结构复杂、病毒型别多 4 损伤免疫细胞 5 抑制细胞MHC-1的表达 6 抗体的免疫增强作用
抗病毒免疫
一、非特异性免疫
1、 屏障作用 2、 巨噬细胞的作用 3、 干扰素——获得性非特异性免疫