備課素材：入侵病毒的免疫逃逸和增殖機(jī)制 高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修1

入侵病毒的免疫逃逸和增殖機(jī)制高中生物學(xué)教材中提及諸多病毒,如感染后一般要經(jīng)過(guò)8—10年的潛伏期才發(fā)病的HIV。盡管感染的病毒不同，但這些病毒都能成功地躲避免疫系統(tǒng)并在體內(nèi)潛伏下來(lái)，最終大量增殖導(dǎo)致個(gè)體患病甚至死亡。那么病毒是如何進(jìn)行免疫逃逸和增殖的呢？1、病毒免疫逃逸機(jī)制病毒在與宿主免疫系統(tǒng)相互作用中,借助其遺傳物質(zhì)易突變的特點(diǎn)，形成一整套針對(duì)免疫系統(tǒng)不同環(huán)節(jié)的逃逸機(jī)制和破壞機(jī)制。面對(duì)機(jī)體的各種抵抗，病毒逃逸機(jī)制的主要類型有隱匿、誘變和抑制。1.1隱匿

隱匿是指病原體感染免疫細(xì)胞或寄生于免疫不到之處而得以逃避。

病毒潛伏于宿主免疫細(xì)胞不易接近的組織或細(xì)胞,這是病毒逃避免疫系統(tǒng)監(jiān)視的重要機(jī)制。中樞神經(jīng)系統(tǒng)的血腦屏障可限制淋巴細(xì)胞進(jìn)入，同時(shí)神經(jīng)細(xì)胞不表達(dá)MHCⅡ類分子，僅低表達(dá)MHCI類分子，這就使針對(duì)病毒的適應(yīng)性免疫應(yīng)答難以啟動(dòng)。因此，中樞神經(jīng)系統(tǒng)是多種病毒（如麻疹病毒、單純性皰疹病毒、帶狀皰疹病毒）長(zhǎng)期感染或潛伏的器官。

另外,某些病毒如人乳頭瘤病毒在細(xì)胞角化過(guò)程中發(fā)生的增殖也易被免疫系統(tǒng)忽視，其機(jī)制為人乳頭瘤病毒感染具有增殖能力的基底細(xì)胞,而基底膜能使感染細(xì)胞與宿主免疫系統(tǒng)隔離；隨著角質(zhì)形成細(xì)胞的角化過(guò)程,人乳頭瘤病毒表達(dá)相關(guān)基因后組裝新的病毒顆粒，并隨皮屑脫落。1.2誘變

誘變是指病原體改變自身的抗原特性而逃避免疫應(yīng)答,常見(jiàn)的誘變類型有三種。1.2.1抗原變異

抗原變異是指病毒通過(guò)表面抗原的變異逃避抗體的中和或調(diào)理作用以基因組分節(jié)段的流感病毒抗原HA和NA為例：①基因突變所致的抗原漂移,因其變異幅度小僅引起局部中小程度流行；②病毒基因重組或重配所致的抗原轉(zhuǎn)換，因其變異幅度大常會(huì)導(dǎo)致全球大流行。MHCI/Ⅱ提呈的病毒抗原肽發(fā)生變異，可干擾T細(xì)胞（

CD8+或CD4+類

）對(duì)病毒抗原的特異性識(shí)別。1.2.2基因整合

某些逆轉(zhuǎn)錄病毒可在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下合成病毒DNA,并以一定方式整合到宿主的核DNA中,在適當(dāng)情況下（如機(jī)體免疫力低下時(shí)）轉(zhuǎn)錄病毒mRNA,繼而翻譯為病毒結(jié)構(gòu)蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白，同時(shí)復(fù)制病毒RNA,以相對(duì)緩慢的速度組裝子代病毒，而后通過(guò)裂解宿主細(xì)胞釋放至細(xì)胞外導(dǎo)致新的感染。1.2.3基因限制性表達(dá)

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，單純性皰疹病毒在神經(jīng)細(xì)胞中潛伏感染,基因組中除有1個(gè)區(qū)轉(zhuǎn)錄外，其他病毒基因表達(dá)完全關(guān)閉，使感染的神經(jīng)細(xì)胞中幾乎檢測(cè)不到任何病毒蛋白，從而逃避免疫系統(tǒng)識(shí)別。

1.3抑制

抑制是指病原體通過(guò)其產(chǎn)物阻斷或抑制機(jī)體的免疫應(yīng)答。病毒可通過(guò)干擾宿主細(xì)胞和細(xì)胞因子或誘導(dǎo)產(chǎn)生免疫耐受等而逃避免疫清除。1.3.1干擾抗原的呈遞

某些病毒可通過(guò)影響抗原-MHC復(fù)合物的形成使其無(wú)法呈遞抗原進(jìn)而干擾機(jī)體免疫應(yīng)答。例如.型腺病毒早期蛋白E3可與MHC分子結(jié)合,從而抑制MHC分子末端糖基化并干擾其表達(dá)和加工,最終抗原無(wú)法正常呈遞。1.3.2干擾細(xì)胞因子的功能

干擾素在抗病毒中起重要作用,許多病毒通過(guò)干擾干擾素的效應(yīng)而逃避殺傷。例如痘病毒T2蛋白與TNF受體高度同源，其與TNF結(jié)合可阻止TNF發(fā)揮效應(yīng)。1.3.3誘導(dǎo)免疫耐受的產(chǎn)生免疫耐受是指T細(xì)胞和B細(xì)胞在抗原刺激下，沒(méi)有被其激活,不能產(chǎn)生特異性免疫效應(yīng)細(xì)胞和抗體,從而不能執(zhí)行正常免疫應(yīng)答的現(xiàn)象。例如高復(fù)制狀態(tài)的乙肝病毒可表達(dá)大量抗原，抗原過(guò)度刺激可引起某些特異性T細(xì)胞凋亡，并誘導(dǎo)高帶耐受或免疫逃逸。2、病毒的增殖

自然界中的病毒多為真病毒類，如教材中所涉及到的T2噬菌體、煙草花葉病毒、勞氏肉瘤病毒等。它們主要由核酸和蛋白質(zhì)外殼構(gòu)成。此外,某些病毒還有囊膜結(jié)構(gòu)。根據(jù)病毒的遺傳物質(zhì)和轉(zhuǎn)錄方式不同,可將其分為雙鏈DNA病毒、正鏈DNA（+DNA）病毒、雙鏈RNA病毒、正鏈RNA（+RNA）病毒、負(fù)鏈RNA（-RNA）病毒和逆轉(zhuǎn)錄病毒六大類。

盡管病毒不同宿主不同,但所有病毒侵入宿主后都要面臨增殖。T2噬菌體在大腸桿菌內(nèi)的增殖過(guò)程大致為：吸附大腸桿菌后并注入DNA,借助宿主的核苷酸、氨基酸、核糖體、酶系統(tǒng)及能源等物質(zhì)，通過(guò)其遺傳物質(zhì)控制子代DNA和蛋白質(zhì)外殼的合成，之后將兩者組裝成結(jié)構(gòu)完整、具侵染力的子代噬菌體,最后裂解宿主細(xì)胞并將其釋放出來(lái)。事實(shí)上，其他病毒的增殖過(guò)程和噬菌體極其類似,均可分為吸附、侵入（脫殼）、復(fù)制合成、（成熟）裝配和釋放5個(gè)階段（圖1）

注：+DNA+RNA表示其核苷酸序列mRNA序列一致，-DNA/-RNA表示其核苷酸序列mRNA序列互補(bǔ)

在免疫學(xué)中,感染與免疫在本質(zhì)上相互對(duì)立,但兩者發(fā)生于同一宿主使其成為矛盾的統(tǒng)一體。病原體攻克機(jī)體三道防御屏障后在其體內(nèi)先逃逸再增殖，此過(guò)程會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)從而對(duì)機(jī)體造成傷害即感染;宿主則動(dòng)員全部防御機(jī)制（包括固有免疫及適應(yīng)性免疫）與病原體進(jìn)行抵抗直至最終清除，在機(jī)體恢復(fù)常態(tài)的同時(shí)使機(jī)體獲得對(duì)同類病原體再次入侵的抵抗力即免疫。

病原體與宿主的相互作用貫穿整個(gè)感染過(guò)程，并決定感染的發(fā)生、發(fā)展及結(jié)局。例、奧密克戎和德?tīng)査际切鹿诓《镜淖儺愔?。二者突變位點(diǎn)數(shù)量不同，前者是后者的2倍，前者變異株具有更強(qiáng)的免疫逃逸能力。下列有關(guān)敘述正確的是（）A.可以通過(guò)核酸檢測(cè)、感染者病癥不同來(lái)區(qū)分上述病毒種類B.出現(xiàn)變異株的主要原因是RNA病毒所處環(huán)境發(fā)生了巨大變化C.奧密克戎產(chǎn)生的蛋白質(zhì)的種類更多樣，會(huì)導(dǎo)致病毒逃避免疫，疫苗免疫能力減弱D.針對(duì)變異株，無(wú)法通過(guò)滅活疫苗、蛋白疫苗、基因疫苗達(dá)到防范效果解析：A、病毒的遺傳物質(zhì)具有特異性，引起的病癥也不相同，故可以通過(guò)核酸檢測(cè)、感染者病癥不同來(lái)區(qū)分上述病毒種類，A正確；B、出現(xiàn)變異株的主要原因是RNA為單鏈，