一、病毒的感染
(一)病毒感染细胞的类型
在病毒与宿主细胞的相互作用过程中,病毒在细胞内的复制是关键,据此可确定病毒感染细胞的类型和细胞的最终结局。
1.杀细胞性感染 病毒在宿主细胞内复制增殖的过程中,阻断了细胞自身的合成代谢,胞膜功能衰退,待病毒复制成熟后,在很短的时间内,一次释放出大量病毒,以致细胞裂解;同时,又引起细胞内溶酶体膜的通透性增高,释放出过多的水解酶于胞质中,而使细胞溶解。释放出的病毒再侵犯其他易感的宿主细胞。脊髓灰质炎病毒、柯萨奇病毒及鼻病毒等无囊膜的小RNA病毒感染属于这一类。
2.稳定性感染 有囊膜的病毒在细胞内增殖的过程中,不阻碍细胞本身的代谢,也不改变溶酶体膜的通透性,因而不会使细胞溶解死亡。它们是以“出芽”方式从感染的宿主中逐个释放出来,只有机械性损伤和合成的毒性产物,可使细胞发生混浊肿胀、皱缩,出现轻微的细胞病变,在一段时间内宿主细胞并不立即死亡。有时受染细胞还可增殖,病毒可传给子代细胞,或通过直接接触,感染邻近的细胞。单纯疱疹病毒、脑炎病毒、麻疹病毒及流感病毒等的感染都属于这一类型。
3.整合感染 某些DNA病毒的全部或部分DNA及逆转录病毒合成的cDNA插入宿主细胞基因中,形成前病毒(provirus),导致细胞遗传性状的改变,称为整合感染。整合的宿主细胞不复制期间为潜伏感染,偶尔复制出完整病毒时为复发感染。在适宜条件下细胞也可转化为癌细胞,细胞膜上出现肿瘤抗原。HTLV-1、EBV、HPV、HBV均可造成这一类型的感染。
(二)病毒感染机体的类型
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。毒力一般指同一病毒不同毒株所致疾病的严重程度。致病力是指不同病毒所致疾病的严重程度。因此,病毒的特性及机体免疫应答状态决定了病毒感染机体的类型和结局。
1.亚临床感染(subclinical infection) 不出现临床症状的感染称为亚临床感染或隐性感染。许多病毒性疾病流行时为此型感染,是机体获得特异性免疫的主要来源。例如:脊髓灰质炎流行时,隐性感染者约占99%,隐性感染者仍能向周围环境散布病毒,而传染他人。
2.急性感染(acute infection)临床所见的绝大多数病毒感染,如麻疹、乙型脑炎、流感、脊髓灰质炎、水痘等都为急性感染。病毒侵入机体内,在一种组织或多种组织中增殖,并经局部扩散,或经血流扩散到全身。经2~3天甚至2~3周的潜伏期后,病毒繁殖到一定水平,由于局部或组织广泛损伤,引起临床感染。从潜伏期起,宿主动员了非特异性和特异性免疫力,除致死性疾病外,宿主一般能在症状出现后1~3周内,消除体内的病毒。通常在症状出现前后的一段时间内及病后数天到2周,从组织或分泌物中可分离出病毒。
根据病毒在体内的传播方式,可分为下列两类(表14-1)。
①局部感染(local infection) 病毒仅在入侵部位的组织细胞中繁殖,扩散到邻近细胞或直接通过细胞间桥从一个细胞进入另一个细胞,病毒没有远距离扩散的能力,限于局部表面感染,引起局部或全身症状。如流感病毒、副流感病毒、呼吸道合胞病毒、腺病毒及轮状病毒的感染。(https://www.daowen.com)
②全身感染(systemic infection) 病毒从被感染的细胞释放出细胞外,再感染邻近细胞,并且往往通过血流传播至全身。脊髓灰质炎病毒从肠道侵入,先在肠道黏膜以及肠系膜淋巴结中增殖,进入血流形成第一次病毒血症,病毒随血液流入全身淋巴结及脾等合适部位增殖,形成第二次病毒血症,然后侵犯靶器官——中枢神经系统。
表14-1 病毒感染的类型

3.持续性感染(persistent infection) 持续性感染包括潜伏感染、慢性感染及慢发性感染。造成持续性感染的原因有病毒本身的特性因素,如整合感染倾向、缺损干扰颗粒(DIP)形成、抗原性变异或无免疫原性;同时也与机体免疫应答异常有关,如免疫耐受、细胞免疫应答低下,以及抗体功能异常、干扰素产生低下等。
①潜伏感染(latent infection) 指病毒的DNA或逆转录合成的cDNA以整合形式或环状分子形式存在于细胞中,造成潜伏状态,无症状期查不到完整病毒,当机体免疫功能低下时病毒基因活化并复制完整病毒,发生一次或多次感染,甚至诱发恶性肿瘤。
②慢性感染(chronic infection) 指感染性病毒处于持续的增殖状态,机体长期排毒,病程长,症状长期迁延,往往可检测出不正常的或不完全的免疫应答。乙型肝炎病毒感染后10%的患者血液持续存在HBsAg,血清中可检出免疫复合物,而细胞免疫功能低下者,发展成慢性活动性乙型肝炎。又如,四个月内的胎儿感染风疹病毒后,母体抗体不能清除细胞内的风疹病毒,受染细胞分裂速度减慢,胎儿发育不正常,出生后出现多种多样的先天性缺陷或畸形,称为风疹综合征。随着年龄的增长,细胞免疫功能增强,才能消除产生病毒的靶细胞。此外,与疣有关的乳头瘤病毒可形成慢性感染,这是由于病毒隐藏在无血管的上皮细胞内,逃避了免疫监视,该病毒基因也可整合到宿主细胞DNA中。
③慢发性感染(slow infection) 慢发性感染不同于慢性感染,其特点是潜伏期很长,通常为数月或数年,而后呈现慢性进行性病程,直至患者死亡。
4.病毒与癌症 研究证实许多动物中存在RNA肿瘤病毒,它们可以水平传播方式从一个动物传给另一个动物,也可以垂直传播方式传给子代的生殖细胞和体细胞。前者为外源性感染,后者为内源性感染。在20世纪70年代,人们发现逆转录酶后,把RNA肿瘤病毒归为逆转录病毒科(Retroviridae)肿瘤病毒亚科(Oncovirinae)。DNA病毒中的乳多空病毒可引起恶性和良性肿瘤。当多种肿瘤病毒感染体外培养的细胞后,细胞转化为肿瘤细胞,这在病毒致癌机理的研究中起重要作用,此后发现许多DNA病毒也具有这种作用。
①病毒癌基因 大多数逆转录病毒有特殊的致癌基因,可使细胞发生恶性转化。除逆转录病毒外,RNA病毒无致癌作用。逆转录病毒首先与受体结合,进入胞质后脱去衣壳,病毒单链RNA逆转录为双链DNA,并整合到宿主细胞基因组中形成前病毒,而后可处于静止状态,前病毒持续存在;也可由宿主细胞的聚合酶转录出mRNA,翻译成病毒结构成分,与病毒RNA组装成子代病毒,出芽释放;也可从病毒致癌基因转录mRNA,翻译癌基因产物(如蛋白激酶),修饰并活化细胞的某些蛋白,导致细胞转化,克隆增殖,形成恶性肿瘤。病毒癌基因产物不参与病毒结构的组成,但在转化的细胞表面出现肿瘤(T)抗原。
②细胞原癌基因 在研究病毒癌基因时发现正常的鸟类、鱼类、哺乳动物细胞中有病毒癌基因的同源序列,分子结构略不同,但均编码相同功能的蛋白质,称为细胞原癌基因。至今已查明的有60余种,间接造成细胞恶性转化,这种现象称为插入诱变作用(insertional mutagenesis)。此外,细胞生长抑制基因的缺失和突变,导致机体失去正常控制细胞增殖的能力,也是细胞恶性转化的因素。
癌症是由多种因素诱发的细胞恶性转化,细胞代谢增殖速率加快,分化为肿瘤细胞。除上述病毒与细胞本身的因素外,尚与宿主因素有关,如遗传性、饮食习惯、激素水平、免疫抑制、免疫缺陷等。也与外界因素有关,多种诱变剂刺激可造成细胞恶性转化,包括离子射线、化学致癌物质。