備課素材：入侵病毒的免疫逃逸和增殖機制 高二上學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制高中生物學教材中提及諸多病毒,如感染后一般要經(jīng)過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)并在體內潛伏下來，最終大量增殖導致個體患病甚至死亡。那么病毒是如何進行免疫逃逸和增殖的呢？1、病毒免疫逃逸機制病毒在與宿主免疫系統(tǒng)相互作用中,借助其遺傳物質易突變的特點，形成一整套針對免疫系統(tǒng)不同環(huán)節(jié)的逃逸機制和破壞機制。面對機體的各種抵抗，病毒逃逸機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胞不易接近的組織或細胞,這是病毒逃避免疫系統(tǒng)監(jiān)視的重要機制。中樞神經(jīng)系統(tǒng)的血腦屏障可限制淋巴細胞進入，同時神經(jīng)細胞不表達MHCⅡ類分子，僅低表達MHCI類分子，這就使針對病毒的適應性免疫應答難以啟動。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）長期感染或潛伏的器官。

另外,某些病毒如人乳頭瘤病毒在細胞角化過程中發(fā)生的增殖也易被免疫系統(tǒng)忽視，其機制為人乳頭瘤病毒感染具有增殖能力的基底細胞,而基底膜能使感染細胞與宿主免疫系統(tǒng)隔離；隨著角質形成細胞的角化過程,人乳頭瘤病毒表達相關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答,常見的誘變類型有三種。1.2.1抗原變異

抗原變異是指病毒通過表面抗原的變異逃避抗體的中和或調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換，因其變異幅度大常會導致全球大流行。MHCI/Ⅱ提呈的病毒抗原肽發(fā)生變異，可干擾T細胞（

CD8+或CD4+類

）對病毒抗原的特異性識別。1.2.2基因整合

某些逆轉錄病毒可在逆轉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,在適當情況下（如機體免疫力低下時）轉錄病毒mRNA,繼而翻譯為病毒結構蛋白和非結構蛋白，同時復制病毒RNA,以相對緩慢的速度組裝子代病毒，而后通過裂解宿主細胞釋放至細胞外導致新的感染。1.2.3基因限制性表達

實驗發(fā)現(xiàn)，單純性皰疹病毒在神經(jīng)細胞中潛伏感染,基因組中除有1個區(qū)轉錄外，其他病毒基因表達完全關閉，使感染的神經(jīng)細胞中幾乎檢測不到任何病毒蛋白，從而逃避免疫系統(tǒng)識別。

1.3抑制

抑制是指病原體通過其產物阻斷或抑制機體的免疫應答。病毒可通過干擾宿主細胞和細胞因子或誘導產生免疫耐受等而逃避免疫清除。1.3.1干擾抗原的呈遞

某些病毒可通過影響抗原-MHC復合物的形成使其無法呈遞抗原進而干擾機體免疫應答。例如.型腺病毒早期蛋白E3可與MHC分子結合,從而抑制MHC分子末端糖基化并干擾其表達和加工,最終抗原無法正常呈遞。1.3.2干擾細胞因子的功能

干擾素在抗病毒中起重要作用,許多病毒通過干擾干擾素的效應而逃避殺傷。例如痘病毒T2蛋白與TNF受體高度同源，其與TNF結合可阻止TNF發(fā)揮效應。1.3.3誘導免疫耐受的產生免疫耐受是指T細胞和B細胞在抗原刺激下，沒有被其激活,不能產生特異性免疫效應細胞和抗體,從而不能執(zhí)行正常免疫應答的現(xiàn)象。例如高復制狀態(tài)的乙肝病毒可表達大量抗原，抗原過度刺激可引起某些特異性T細胞凋亡，并誘導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外殼構成。此外,某些病毒還有囊膜結構。根據(jù)病毒的遺傳物質和轉錄方式不同,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、負鏈RNA（-RNA）病毒和逆轉錄病毒六大類。

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的增殖過程大致為：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，通過其遺傳物質控制子代DNA和蛋白質外殼的合成，之后將兩者組裝成結構完整、具侵染力的子代噬菌體,最后裂解宿主細胞并將其釋放出來。事實上，其他病毒的增殖過程和噬菌體極其類似,均可分為吸附、侵入（脫殼）、復制合成、（成熟）裝配和釋放5個階段（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

在免疫學中,感染與免疫在本質上相互對立,但兩者發(fā)生于同一宿主使其成為矛盾的統(tǒng)一體。病原體攻克機體三道防御屏障后在其體內先逃逸再增殖，此過程會產生有害物質從而對機體造成傷害即感染;宿主則動員全部防御機制（包括固有免疫及適應性免疫）與病原體進行抵抗直至最終清除，在機體恢復常態(tài)的同時使機體獲得對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感染過程，并決定感染的發(fā)生、發(fā)展及結局。例、奧密克戎和德爾塔都是新冠病毒的變異株。二者突變位點數(shù)量不同，前者是后者的2倍，前者變異株具有更強的免疫逃逸能力。下列有關敘述正確的是（）A.可以通過核酸檢測、感染者病癥不同來區(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.奧密克戎產生的蛋白質的種類更多樣，會導致病毒逃避免疫，疫苗免疫能力減弱D.針對變異株，無法通過滅活疫苗、蛋白疫苗、基因疫苗達到防范效果解析：A、病毒的遺傳物質具有特異性，引起的病癥也不相同，故可以通過核酸檢測、感染者病癥不同來區(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，