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胞及病毒感染的细胞，是机体抗肿瘤、抗病毒的重要防线，在血中占淋巴细胞的10%。此外，NK细胞尚具有抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用（ADCC）。 （三）炎症和发热反应
病毒感染部位引起炎细胞浸润，中性粒细胞，而后是巨噬细胞、淋巴细胞聚集，导致局部氧利用和酸性产物增加，不利于病毒复制，限制病毒的扩散。巨噬细胞产生IL-1及IFN引起机体发热反应，当超过37℃时大多数病毒复制受到压抑，因此发热是一种保护性机制，使用药物强制退热将延长病毒感染的康复时间。然而过强的炎症反应和高烧也是病情加重的因素。
（四）年龄与生理状态
婴儿有来自母体的lgG及母乳中的lgA，6个月内较少病毒性感染；儿童脊髓灰质炎病毒通常引起轻型或亚临床型感染，然而在成年人则往往是麻痹型感染；老年人因免疫力下降，患带状疱疹较为严重。妊娠期患乙型肝炎有时病情恶化，可能与内分泌变化有关；使用激素治疗虽可控制高烧及过强的炎症反应，但往往加重单纯疱疹和水痘带毒等感染的病情。 （五）遗传因素与种属免疫
动物实验证明遗传因素影响病毒感染的抵抗力或敏感性。近交系小鼠接种少量单纯疱疹病毒便可致命，而其他小鼠可耐受较大剂量病毒的攻击不出现症状，涉及的基因与MHC有关。在人体中难以做出评价，但随着免疫应答基因的深入研究有助于阐明这一问题。 许多病毒有限定的宿主范围，种属免疫可能取决于宿主细胞是否具有相应的受体，如脊液灰质炎病毒的受体仅存在于人和灵长类动物中，因而其他动物具有天然的种属免疫力；人类免疫缺陷病毒、肝炎病毒也是如此。相反，狂犬病毒可感染多种温血动物。 （六）干扰素的抗病毒作用
当二种病毒感染同一细胞时，一种病毒可以增殖，而另一种病毒则被抑制，这种现象称为干扰现象（Interference），这种能干扰病毒增殖的物质称为干扰素(Interferon, IFN) 。
IFN是指在诱生剂和某些细胞因子的作用下，由细胞基因编码产生的一组糖蛋白质，具有高度抗病毒、抗肿瘤及多种免疫调节功能。
IFN无病毒特异性，一种病毒诱生的IFN对其病毒也有效，但有种属特异性，小鼠产生的的IFN在人体内无效。 1、干扰素的分类
现知人的干扰素有3种：IFN-α即白细胞干扰素，IFN-β即成纤维细胞干扰素，IFN-γ即免疫干素（T淋巴细胞产生的一种细胞因子）；前二种属Ⅰ型，后一种属Ⅱ型。编码Ⅰ型IFN的基因位于人类第9对染色体上，编码Ⅱ型IFN的基因位于第12对染色体上。 2、干扰素的诱生
在正常情况下，基因处于静止状态，干扰素的产生受到抑制。如有病毒感染或非病毒性诱生剂（如人工合成的双链聚肌胞，Poly I:C）作用于细胞膜上，激活干扰素编码基因，即开始转录干扰素的mRNA，再转译为干扰素蛋白。因此诱生的干扰素很快释放到细胞外，作用于邻近的未受感染的细胞膜受体上，使细胞建立抗病毒状态。 3、干扰素作用的机理
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图22-4 干扰素的产生及其作用机制
干扰素首先作用于邻近未受感染的细胞膜上的干扰素受体系统，该系统由神经节苷脂组成的结合位点和一个可能由糖蛋白组成的激活位点所组成。现已知Ⅰ型干扰素受体基因在人染色体G21长臂上，Ⅱ型干扰素受体基因位于第6对染色体上，这就决定了IFN具有一定的程属特异性。当IFN与受体结合后，产生一种特殊的因子，使抗病毒蛋白（AVP）基因解除抑制，转录并翻译出AVP，主要是蛋白激酶、2ˊ-5ˊA合成酶、磷酸二酯酶，这些酶与发挥抗病毒活性有密切关系。其中二种酶须经双股RNA及ATP激活，一为蛋白激酶，激活后可使合成蛋白质的起动因子2（eIF-2）同磷酸化而失活，抑制蛋白质合成；另一种为2ˊ-5ˊA合成酶，活化后催化合成2ˊ-5ˊ寡腺苷酸，再激活潜在的核酸内切酶，使病毒mRNA降解，抑制病毒蛋白合成。此外，磷酸二酯酶能降解2ˊ-5ˊA，又能除去tRNA的CCA末端，抑制蛋白合成。
干扰素在病毒学、免疫学、细胞学及分子遗传学等领域，均有理论与实际意义。干扰素制剂已用于治疗一些病毒感染（如慢性乙型肝炎、单纯疱疹病毒毒性角膜炎、带状疱疹及呼吸道病毒感染）和恶性肿瘤（如成骨肉瘤等），似都有一定疗效。在病毒感染时，干扰素的产生较特异性抗体早，因此，对于阻止病毒病的发生及病毒病患者的康复可能起重要作用。 二、抗体介导的抗病毒作用 （一）中和抗体与非中和抗体
具有吸附穿入作用的病毒表面抗原所诱生的抗体，称之为中和抗体。活病毒与中和抗体结合，导致病毒丧失感染力，称为中和反应。结合这种抗体的病毒不能再吸附和穿入易感宿主的细胞。如抗流感病毒血凝素抗原的抗体，为中和抗体，具有免疫保护作用。血流中特异性lgM出现于病毒感染的早期，lgG出现较晚，它们都能抑制病毒的局部扩散和清除病毒血症，并能抑制原发病灶中病毒播散至其他易感组织和器官（靶器官）。粘膜表面分泌型lgA的出现比血流中lgM稍晚，它是呼吸道和肠道抵抗病毒的重要因素。而补体能明显地加强中和抗体的作用。
不具有吸附穿入作用的病毒表面抗原及病毒颗粒内部抗原所诱生的抗体，称之为非中和抗体。如抗流感病毒神经氨酸酶的抗体，不能阻止病毒吸附穿放敏感细胞，但可与病毒表面神经氨酸酶结合，易被吞噬清除；抗流感病毒核蛋白的抗体，没有免疫保护作用。 （二）抗体介导的杀病毒作用方式
1．中和抗体和病毒表面抗原结合，导致病毒表面蛋白质构型的改变，阻止其吸附于敏感细胞。中和作用是机体灭活游离病毒的主要方式。
2．病毒表面抗原（如流感病毒的血凝素和神经氨酸酶）与相应的抗体（中和抗体或非中和
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抗体）结合时，易被吞噬清除。
3．病毒表面抗原和相应的抗体结合后，激活补体，导致有囊膜的病毒裂解。
4．感染细胞表面表达的病毒抗原与相应抗体结合后，或通过ADCC作用或通过激活补体，使靶细胞溶解。
三、细胞介导的抗病毒作用
（一）细胞毒T淋巴细胞（CTL）的抗毒作用
虽然NK细胞和活化的巨噬细胞有杀伤靶细胞的作用，但破坏病毒感染的靶细胞主要靠CTL，CTL由CD+8的和CD+4的杀伤细胞组成.CD+8的淋巴细胞约占成熟T淋巴细胞的30%,包括大多数CTL和抑制性T细胞(Ts).当病毒抗原与宿主细胞MHC-1类抗原一起提呈给CD+8的CTL时才能增殖为活化的杀伤细胞,它们杀伤靶细胞受MHC-1类抗原的限制。CTL杀伤靶细胞的机制可能是释放胰蛋白酶样的丝氨酸蛋白酶和细胞毒性淋巴因子（如穿孔素-Perfarin）等，导致靶细胞溶解。CD+4的淋巴细胞约占成熟T淋巴细胞的70%，主要为辅助性T细胞（Th），尚有少数CTL。它们的活化与杀伤功能受细胞表面相应的MHC-Ⅱ类抗原的限制。
Th和Ts是重要的免疫调节细胞，在血中正常比率为2：1。病毒抗原大多为胸腺依赖性抗原，Th和Ts分别从正向和反向调节机体抗病毒免疫应答的强弱程度，影响抗体介导的和细胞介导的免疫保护或免疫损伤作用。 （二）细胞因子的抗病毒作用
细胞毒效应细胞（CTL、NK及活化的巨噬细胞）与靶细胞结合后，通过释放出的细胞毒性物质杀伤病毒感染的靶细胞，前已述及。近年来在小鼠体内实验中证实，活化的T细胞释放的LL-2促使T细胞、NK细胞、单核巨噬细胞在病毒感染的部位大量聚集，释放IFN-γ 、IFN-α并形成足够的浓度，从而在基因转录、翻译两个水平上抑制病毒大分子的合成，并诱导邻近正常细胞建立抗病毒状态。因此，它们在机体抗病毒免疫中是极为重要的效应分子。
第二十五章 病毒感染的实验室诊断与防治原则
[目的要求]
熟悉病毒感染的实验室诊断方法。 熟悉病毒疫苗的种类及各自特点。
了解有效的抗病毒药物的抗病毒机制及应用价值。
第一节 病毒感染的实验室诊断
病毒感染的实验室检查包括病毒分离与鉴定、病毒核酸与抗原的直接检出以及特异性抗体的检测。临床医师根据流行病学资料，疾病的症状与体征综合判断可能为何种病毒感染，留取适宜的标本送检。 一、检材的采集与送检
病毒性疾病通常采集血液、鼻咽分泌液、咯痰、粪便、脑脊液、疱疹内容物、活检组织或尸检组织等。供分离病毒、检出核酸及抗原的标本的，要求： （一）尽早采取
在发病初期（急性期）采取，较易检出病毒，越迟阳性率越低。 （二）部位适宜
由感染部位采取，如呼吸道感染采取鼻咽洗漱液或咯痰；肠道感染采取粪便；脑内感染采取脑脊液；皮肤感染采取病灶组织；有病毒血症时采取血液。
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（三）冷藏速送
病毒离活体后在室温下很易死亡，故采得检材应尽快送检。若距离实验室较远，应将检材放入装有冰块或干冰的空器内送检。病变组织则应保存于50%的甘油缓冲盐水中。污染检材，如鼻咽分泌液、粪便等应加入青霉素、链霉素或庆大毒素等，以免杂菌污染细胞或鸡胚，而影响病毒分离。
检测特异性抗体需要采取急性期与恢复期双份血清，第一份尽可能在发病后立即采取，第二份在发病后2～3周采取。血清标本放4℃-20℃保存，试验前血清标本以56℃30分钟处理去除非特异性物质及补体。无菌性脑炎患者也可取脑脊液检测特异性lgM。
二、病毒的分离与鉴定 （一）病毒的分离
病毒分离的一般程序是：
易感的动物→出现病状
检验标本→杀灭杂菌(青、链鸡胚→病变或→鉴定病毒种型(血霉素)→接种 死亡 清学方法)
细胞培养→细胞病变
无菌标本(脑脊液、血液、血浆、血清)可直接接种细胞、动物、鸡胚；无菌组织块经培养液洗液洗涤后制成10～20%悬液离心后，取上清接种；咽洗液、粪便、尿、感染组织或昆虫等污染标本在接种前先用抗生素处理，杀死杂菌。 1．细胞培养 用分散的活细胞培养称细胞培养（Cell culture）。所用培养液是含血清（通常为胎牛血清）、葡萄糖、氨基酸、维生素的平衡溶液， pH7.2～7.4。细胞培养适于绝大多数病毒生长，是病毒实验室的常规技术。
原代细胞培养(Primary cell culture) 用胰蛋白酶将人胚（或动物）组织分散成单细胞，加一定培养液，37℃孵育1-2天后逐渐在培养瓶底部长成单层细胞，如人胚肾细胞、兔肾细胞。原代细胞均为二倍体细胞，可用于产生病毒疫苗，如兔肾细胞生产风疹疫苗，鸡成纤维细胞产生麻疹疫苗，猴肾细胞生产脊液灰质炎疫苗。因原代细胞不能持续传代培养，故不便用于诊断工作。
二倍体细胞培养(Diploid cell cultune) 原代细胞只能传2-3代细胞就退化，在多数细胞退化时，少数细胞能继续传下来，且保持染色体数为二倍体，称为二倍体细胞。二倍体细胞生长迅速，并可传50代保持二倍体特征，通常是胚胎组织的成纤维细胞（如WI-38细胞系）。二倍体细胞一经建立，应尽早将细胞悬浮于10%二甲基亚砜中，大量分装安瓿贮存于液氮（-196℃ ）内，做为“种子”，供以后传代用。目前多用二倍体细胞系制备病毒疫苗，也用于病毒的实验室诊断工作。
传代细胞培养 (Continous cell culture) 通常是由癌细胞或二倍体细胞突变而来（如 Hela 、Hep-2、 Vero细胞系等），染色体数为非整倍体，细胞生长迅速，可无限传代，在液氮中能长期保存。目前广泛用于病毒的实验室诊断工作，根据病毒对细胞的亲嗜性，选择敏感的细胞系使用。
表23-3 病毒增殖用部分细胞系及来源
细胞系名称 二倍体细胞系 HDCS
来源 人胚肺细胞
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MRC-9 WI-38
传代细胞系 Hela Hep-2 Vero BHK
人宫颈癌细胞 人上皮细胞 猴肾细胞 地鼠肾细胞
淋巴细胞培养（Lymphocyte culture） 正常成熟的淋巴细胞不经特殊处理不能在体外传代培养。然而EBV感染的B淋巴细胞却能在体外持续传代，这是病毒转化细胞的例证，也是分离出EBV的标志。T淋巴细胞在加入T细胞生长因子（IL-2）后可在体外培养，为研究人类逆转录病毒（HIV、HTLV）提供了条件，HIV在T淋巴细胞培养物中增殖形成多核巨细胞。 2．动物试验 这是最原始的病毒分离培养方法。常用小白鼠、田鼠、豚鼠、家兔及猴等。接种途径根据各病毒对组织的亲嗜性而定，可接种鼻内、皮内、脑内、皮下、腹腔或静脉，例如嗜神经病毒（脑炎病毒）接种鼠脑内，柯萨奇病毒接种乳鼠（一周龄）腹腔或脑内。接种后逐日观察实验动物发病情况，如有死亡，则取病变组织剪碎，研磨均匀，制成悬液，继续传代，并作鉴定。 3．鸡胚培养 用受精孵化的活鸡胚培养病毒比用动物更加经济简便。根据病毒的特性可分别接种在鸡胚绒毛尿囊膜、尿囊腔、羊膜腔、卵黄囊、脑内或静脉内，如有病毒增殖，则鸡胚发生异常变化或羊水、尿囊液出现红细胞凝集现象，常用于流感病毒及腮腺炎病毒等的分离培养；但很多病毒在鸡胚中不生长。
（二）分离病毒的鉴定
1．病毒在细胞内增殖的指征
（1）细胞病变作用(Cytopathogenic effect,CPE) 病毒在细胞内增殖引起细胞退形性变，表现为细胞皱缩、变圆、出现空泡、死亡和脱落。某些病毒产生特征性CPE，普通光学倒臵显微镜下可观察上述细胞病变，结合临床表现可做出预测性诊断（表23-4）。免疫荧光（IF）法用于鉴定病毒具有快速、特异的优点，细胞内的病毒或抗原可被荧光素标记的特异性抗体着色，在荧光显微镜下可见斑点状黄绿色荧光，根据所用抗体的特异性判断为何种病毒感染。
表23-4 病毒在细胞内增殖的指征
病毒 CPE病毒 小RNA病毒 单纯疱疹病毒 腺病毒 副粘病毒 HIV 非CPE病毒 正粘病毒 副粘病毒 风疹病毒 鼻病毒
增殖指征
细胞园缩、单层破坏 细胞肿大变园 细胞变园堆积成葡萄状 多核巨细胞（合胞体） 红细胞吸附现象
干扰并阻止其他病毒（如ECHO病毒）的细胞致病作用
（2）红细胞吸附现象（Hemadsorption phenomenon） 流感病毒和某些副粘病毒感染细胞后