免疫系统采用协调的先天和适应性机制来对抗病毒感染。了解这些抗病毒反应对于开发疫苗、抗病毒疗法和对抗病毒免疫逃避的策略至关重要。

先天抗病毒防御

先天免疫系统提供了针对病毒的第一道防线，通过检测病毒成分的模式识别受体 (PRR) 在几分钟到几小时内识别感染。 Toll 样受体 (TLR) 是关键传感器：TLR3 检测病毒复制过程中产生的双链 RNA (dsRNA)，TLR7 和 TLR8 识别单链 RNA，TLR9 检测病毒基因组中常见的未甲基化 CpG DNA 基序。 RIG-I 样受体 (RLR)，包括 RIG-I 和 MDA5，是胞质传感器，可检测 dsRNA 并通过接头 MAVS 触发信号传导。这些受体的参与会激活 IRF3、IRF7 和 NF-κB 等转录因子，从而产生 I 型干扰素（IFN-α、IFN-β）和促炎细胞因子，从而建立抗病毒状态。

I 型干扰素反应

I 型干扰素是抗病毒先天反应的核心细胞因子。分泌后，IFN-α 和 IFN-β 与受感染细胞和邻近细胞上的干扰素-α/β 受体 (IFNAR) 结合，激活 JAK-STAT 信号通路。这导致数百个干扰素刺激基因（ISG）的转录，其产物直接抑制病毒复制。关键的 ISG 包括蛋白激酶 R (PKR)，它磷酸化 eIF2α 以抑制蛋白质合成； 2’,5’-寡聚腺苷酸合成酶 (OAS)，可激活 RNase L 降解病毒 RNA； Mx 蛋白（MxA、MxB），可阻止病毒核衣壳运输；和系链蛋白，它通过将出芽的病毒粒子物理束缚到细胞表面来防止包膜病毒的释放。

抗病毒免疫中的自然杀伤细胞

自然杀伤 (NK) 细胞是先天性淋巴细胞，可杀死病毒感染的细胞并产生 IFN-γ 和 TNF-α 等细胞因子。 NK 细胞活性受激活受体（NKG2D，天然细胞毒性受体）和识别 MHC I 类分子的抑制受体的平衡调节。许多病毒下调 MHC I 类以逃避细胞毒性 T 细胞，但这种抑制信号的丧失会通过缺失自我识别机制激活 NK 细胞。 NK 细胞还通过 Fc 受体 CD16 介导抗体依赖性细胞介导的细胞毒性 (ADCC)，将先天性和适应性抗病毒反应联系起来。

适应性抗病毒免疫

适应性免疫需要数天的时间才能形成，但可以针对病毒病原体提供高度特异性和持久的保护。 CD8+ 细胞毒性 T 淋巴细胞 (CTL) 识别 MHC I 类分子上呈递的病毒肽，并通过释放穿孔素和颗粒酶、激活 Fas-FasL 死亡途径以及分泌抗病毒细胞因子（如 IFN-γ）来杀死受感染的细胞。 CD4+ 辅助 T 细胞通过为 B 细胞抗体生成和 CD8+ T 细胞激活提供必需信号来支持抗病毒反应，而 Th1 细胞通过 IFN-γ 生成对于抗病毒免疫尤其重要。体液免疫涉及产生病毒特异性抗体的 B 细胞，包括通过与表面蛋白结合阻止病毒进入的中和抗体、增强吞噬作用的调理抗体以及激活补体介导的包膜病毒粒子裂解的抗体。

病毒逃避免疫反应

病毒已经进化出多种策略来逃避宿主的免疫反应。通过表面蛋白突变产生的抗原变异使流感病毒（抗原漂移）和 HIV 能够逃脱预先存在的中和抗体。一些病毒，例如单纯疱疹病毒和人类巨细胞病毒，编码干扰 MHC I 类呈递的蛋白质，而另一些病毒则阻断干扰素信号传导，例如甲型流感病毒的 NS1 蛋白抑制 RIG-I 信号传导和 PKR 激活。以疱疹病毒和艾滋病毒为例，潜伏期使病毒基因组持续处于转录沉默状态，避免免疫识别，并定期重新激活，确保传播到新宿主。腺病毒和痘病毒产生诱饵细胞因子受体，中和免疫介质，如 TNF-α、IL-1 和趋化因子。

抗病毒效应机制

补体激活通过多种机制有助于抗病毒防御：经典途径由抗体-病毒复合物激活，凝集素途径由甘露糖结合凝集素识别病毒糖蛋白激活，旁路途径由病毒表面激活。补体蛋白可以通过膜攻击复合物（MAC）的形成直接中和包膜病毒，调理病毒的吞噬作用，并增强抗体反应。自噬还可作为一种抗病毒机制，通过降解自溶酶体中的病毒成分、将病毒核酸递送至内体 TLR 以增强 IFN 的产生，并促进 MHC II 类病毒抗原的呈递。

病毒感染的免疫病理学

虽然免疫反应对于控制病毒感染至关重要，但它们也会导致组织损伤。在严重流感中，以高水平 TNF-α、IL-6 和 IL-1β 为特征的过度炎症反应（细胞因子风暴）会导致急性肺损伤。在乙型和丙型肝炎病毒感染中，肝损伤主要是通过 CTL 杀死受感染的肝细胞介导的，而不是直接的病毒细胞病变作用。病毒感染还可以通过分子拟态引发自身免疫反应，如空肠弯曲菌感染后的吉兰-巴利综合征以及可能的病毒后综合征中所见。