病毒感染
作者: 医知苑
最后更新时间: 2024-05-05
作者: 医知苑
最后更新时间: 2024-05-05
病毒是一种小型传染原，可在其他生物体的细胞内复制。由病毒引起的常见疾病包括普通感冒、流感和水痘（水痘带状疱疹病毒）。
一旦感染开始，它就会引起宿主的免疫反应，通常会消除入侵的病毒——同样的免疫反应也可以使用“死亡”或“失活”病毒产生，这在疫苗接种中得到了利用。
本文将讨论基本的病毒结构、病毒复制以及病毒如何避免被免疫系统检测到。
病毒结构
病毒的大小可以小至20纳米到300纳米，所有病毒都具有相同的基本特征：
- DNA 或 RNA 核心（不能两者兼有）
- 蛋白质外壳由单个壳粒组成
- 螺旋、立方或更复杂的排列
- 无细胞质
- 可能有来自宿主细胞的包膜
- 需要细胞内生物体才能复制
图 1 – 显示基本病毒结构的图表。
病毒复制
病毒只能在活细胞内繁殖，并且需要宿主细胞才能生存。宿主细胞必须含有合成病毒蛋白和核酸所需的机制。
病毒复制发生在几个阶段，即：
- 附着—— 病毒通过特定的细胞受体附着在细胞上，这些受体可以是糖蛋白、磷脂或糖脂。
- 进入——病毒附着后可以进入细胞，最常见的是通过受体介导的内吞作用。这与许多激素进入细胞的过程相同。
- 脱壳—— 一旦进入宿主细胞，病毒衣壳必须脱壳以释放病毒核酸。脱壳可以通过降解衣壳的宿主或病毒酶来实现。
- 复制——一旦脱去包被，病毒（DNA或RNA）就会通过将宿主机制从细胞蛋白质合成切换到病毒合成来进行复制，并产生病毒蛋白质。
- 组装——新合成的病毒蛋白经过转录后修饰并包装成病毒粒子，病毒粒子可以从受感染的宿主细胞中释放以感染其他细胞。
- 释放——病毒粒子通过裂解或出芽从细胞中释放。在裂解过程中，受感染的细胞死亡，病毒粒子被释放。在出芽过程中，病毒体在离开时会带走一些宿主细胞的膜——这通常不会杀死受感染的细胞。
图 2 – 显示病毒复制周期的图表。
病毒逃避免疫系统
病毒在不断进化——这是它们逃避免疫系统的最大优势之一。可以使用许多不同病毒位点的突变，包括改变抗体结合位点的蛋白质：这称为抗原漂移。病毒突变还意味着开发有效的病毒疫苗极具挑战性。
一些病毒使用的另一种策略是潜伏——在细胞中缓慢生长和保持休眠状态会使免疫系统难以识别它们，正如疱疹病毒所使用的那样。
此外，病毒可以与宿主免疫系统相互作用，降低其有效性，例如通过产生损害免疫功能的免疫抑制分子。
临床相关性 - 人类免疫缺陷病毒/艾滋病
人类免疫缺陷病毒（HIV）感染免疫细胞（特别是CD4+ T细胞），从而抑制免疫系统并导致艾滋病（获得性免疫缺陷综合症）。该病毒通过以下途径传播：
- 受感染的体液与粘膜组织/血液/破损的皮肤接触
- 静脉注射吸毒者共用针头
- 医疗程序：血液/血液制品、皮肤移植、器官捐赠
- 怀孕/分娩期间
HIV 病毒是一种逆转录病毒，通常利用其病毒包膜上的一种名为 gp120 的蛋白质附着在 T 细胞的 CD4 分子上来接触 CD4+ T 细胞；由 T 细胞辅助受体 CXCR4 辅助。病毒进入细胞并使用病毒整合酶结合到宿主细胞的基因组中。
病毒进行逆转录，病毒逆转录酶将单链病毒 RNA 转化为双链 DNA 。然后病毒粒子组装、出芽并离开宿主细胞，准备感染其他细胞。
在感染艾滋病毒后的头一到两周内，通常会出现类似流感的症状，随后出现血清转化；这是第一次在血液中检测到艾滋病毒抗体的时候。急性HIV感染后，病毒载量和CD4+T细胞计数保持相对稳定，直至病毒进展为临床艾滋病。
一旦艾滋病发展起来，CD4+ T 细胞的水平就会稳步下降，导致机会性 疾病并最终死亡。
如今，有许多有效的艾滋病毒治疗方法可以显着延长寿命并阻止疾病的进展。该疾病的治疗方法是抗逆转录病毒疗法（ART），旨在针对病毒编码的蛋白质，这些蛋白质对于病毒复制至关重要，但正常人体细胞中不存在。该疗法涉及不同药物的组合，以最大限度地降低病毒进化逃避治疗的风险。