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病毒发病机制

病毒发病机制是病毒在受感染宿主中引发疾病的多方面过程。它涉及病毒毒力因子与宿主防御机制的相互作用,决定从无症状感染到严重疾病或死亡的结果。

进入途径

  1. 呼吸道:流感病毒、鼻病毒、SARS-CoV-2和麻疹病毒通过吸入气溶胶飞沫进入。呼吸道上皮的局部复制先于全身播散。
  2. 胃肠道:轮状病毒、诺如病毒和脊髓灰质炎病毒能抵抗胃酸并感染肠上皮细胞或派尔斑的M细胞。
  3. 泌尿生殖道:HIV、单纯疱疹病毒(HSV)和人乳头瘤病毒(HPV)在性接触期间通过粘膜表面进入。
  4. 肠胃外:乙型肝炎、丙型肝炎和HIV通过血液或针刺伤进入,绕过粘膜屏障。
  5. 皮肤:狂犬病病毒通过咬伤进入;HSV通过皮肤破损进入;虫媒病毒由节肢动物媒介传播。

局部与全身性播散

  1. 局部感染停留在进入部位(如上呼吸道的鼻病毒、上皮细胞中的乳头瘤病毒)。
  2. 全身性感染通过淋巴系统和血流(病毒血症)播散。麻疹和水痘-带状疱疹病毒首先感染淋巴组织(原发性病毒血症),然后播散到靶器官(继发性病毒血症)。
  3. 嗜神经病毒(狂犬病、HSV、脊髓灰质炎病毒)通过轴突运输沿神经通路播散,逃避体液免疫。

组织嗜性

  1. 嗜性由宿主细胞上特定受体的存在决定。HIV感染CD4+ T细胞;HBV通过NTCP受体靶向肝细胞。
  2. 细胞内因子(转录因子、RNA剪接机制、蛋白酶)必须与病毒复制要求相容。
  3. 宿主免疫反应可限制病毒向某些组织的播散。

组织损伤机制

  1. 直接细胞病变效应:病毒复制引起细胞裂解(脊髓灰质炎病毒)、合胞体形成(RSV、HIV)、凋亡(HIV、流感)或包涵体形成(狂犬病)。
  2. 免疫病理学:过度或不适当的免疫反应造成组织损伤。乙型和丙型肝炎的肝损伤主要由T细胞介导;重症流感和COVID-19中的细胞因子风暴驱动急性呼吸窘迫综合征。
  3. 肿瘤发生:HPV(E6/E7癌蛋白)、HBV(慢性炎症)、HTLV-1(Tax蛋白)和EBV(LMP1)通过破坏细胞周期调控促进恶性转化。

发病机制中的宿主因素

  1. 年龄:新生儿和老年人由于免疫系统不成熟或衰老,通常经历更严重的疾病。
  2. 免疫状态:免疫功能低下者(HIV、移植受者)发生严重病毒感染和潜伏病毒再激活的风险更高。
  3. 遗传因素:CCR5-Δ32突变赋予对HIV的抵抗力;HLA类型影响HIV、肝炎和流感的进展。

病毒对宿主防御的逃逸

  1. 抗原变异:甲型流感经历抗原漂移(逐渐突变)和转变(重配);HIV在宿主体内快速进化。
  2. 干扰素干扰:许多病毒抑制干扰素诱导(流感的NS1)或干扰素信号传导(HBV、HCV)。
  3. 免疫伪装:CMV产生MHC同源物;HSV通过TAP抑制抗原呈递。一些病毒建立潜伏期(HSV在神经元中,HIV在静止T细胞中)。