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病毒概述

作者:

Laura D Kramer

, PhD, Wadsworth Center, New York State Department of Health

医学审查 3月 2023
看法 进行患者培训

病毒是最小的寄生虫,通常从0.02到0.3 μm,虽然最近发现几个非常大的病毒可达1 μm(百万病毒,潘多拉病毒)。病毒的复制完全是依赖于细胞(细菌,植物或动物)。一些病毒有一个由蛋白质和脂质组成的外膜,包围着蛋白质衣壳复合物,其中含有基因组 RNA 或 DNA,有时还有病毒复制第一步所需的酶。

病毒的分类主要是根据其基因组序列,考虑到其基因组的性质和结构以及复制方法,而不是根据其引起的疾病(见 国际病毒分类委员会(ICTV),2021年发布)。因此,存在的DNA病毒和RNA病毒;每种类型可以具有遗传物质的单链或双链。单链RNA病毒进一步分为正义链RNA和反义链RNA。正义 RNA 病毒具有单链 RNA 基因组,可作为信使 RNA (mRNA),直接翻译产生氨基酸序列。负义 RNA 病毒具有单链负义基因组,该基因组必须首先合成互补的正义抗原组,然后用于制造基因组负义RNA。DNA病毒一般在宿主细胞核内复制,而RNA病毒通常在细胞质中复制。

某些单链,正义链RNA被称为逆转录病毒使用一个截然不同的复制方法。逆转录病毒通过逆转录病毒创建复制其RNA基因组的双链DNA(原病毒),并将其被插入到宿主细胞的基因组中。逆转录通过携带在病毒外壳内的逆转录酶完成。逆转录病毒的例子就是人免疫缺陷病毒和人T细胞白血病病毒。一旦前病毒整合到宿主细胞的DNA,则使用典型的细胞机制进行转录,以产生病毒蛋白和遗传物质。

如果生殖细胞被逆转录病毒感染,整合的原病毒可以形成内源性逆转录病毒,并传播给后代。人类基因组的测序表明,人类基因组中至少1%由内源性逆转录病毒的序列构成,提示过去人类的进化过程中曾遭遇过逆转录病毒。一些内源性的人类逆转录病毒仍然保留转录活性和产生功能性蛋白(例如,有助于人类胎盘的结构的合胞体蛋白)(1 参考文献。 病毒是最小的寄生虫,通常从0.02到0.3 μm,虽然最近发现几个非常大的病毒可达1 μm(百万病毒,潘多拉病毒)。病毒的复制完全是依赖于细胞(细菌,植物或动物)。一些病毒有一个由蛋白质和脂质组成的外膜,包围着蛋白质衣壳复合物,其中含有基因组... Common.TooltipReadMore )。一些专家推测,一些不明原因的疾病,如多发性硬化,某些自身免疫性疾病和各种癌症可能由内源性逆转录病毒引起的。

因为RNA的转录与DNA的转录相比没有相同的错误检查机制,RNA病毒,特别是逆转录病毒,尤其容易发生突变。

病毒的基因组很小;RNA病毒基因组范围从3.5个千碱基(一些反转录病毒)到27个千碱基(一些呼吸道肠道病毒),而DNA病毒的基因组范围从5个千碱基(一些细小病毒)到280个千碱基(有些痘病毒)。这种可控的大小与现有的核苷酸测序技术进展结核在一起意味着部分的病毒和全病毒基因组测序将成为疾病暴发的流行病学调查的重要组成部分。

感染发生时,病毒首先通过细胞表面的单个受体分子或多个受体分子之一附着到宿主细胞表面。然后病毒DNA或RNA进入到宿主细胞,从外壳中脱离(脱壳),并且在特定酶的作用下在宿主细胞内大量复制。新合成的病毒成分组装成一个完整的病毒颗粒。宿主细胞通常死亡,释放新的病毒感染宿主的其他细胞。病毒复制的每个步骤涉及不同的酶和底物,并提供了一个干扰感染进程的机会。

病毒感染的后果有很大的不同。很多病毒感染在短暂的潜伏期后引起急性期症状。但有一些感染是没有症状的或者仅引起轻微的症状。而有些潜伏在宿主体内,部分导致慢性疾病。

潜伏感染即病毒RNA或DNA留在宿主细胞中,很长一段时间不复制也不引发疾病,有时该状态长达数年。 潜伏感染的病毒可在无症状期传播,促进人与人之间的传播。 有时一个诱因(特别是免疫抑制状态下)都会导致再激活。

常见的潜伏感染病毒有

在长时间的潜伏期后,病毒的再激活可导致中枢神经系统感染而引起某些疾病。 疾病包括

慢性病毒感染的特征在于持续的、长期的病毒脱落;比如 先天性风疹病毒感染 先天性风疹 先天性风疹是一种在妊娠期从母亲获得的病毒感染。表现为可致胎儿死亡的多种先天性畸形。诊断依据血清学检查。无特异治疗。可经常规免疫接种预防。 ( Professional.See also page 风疹 和 和新生儿感染的概述。) 先天性风疹是由母亲原发感染引起的。... Common.TooltipReadMore 巨细胞病毒 先天性和围产期巨细胞病毒感染 (CMV) 巨细胞病毒感染,可在产前或围产期获得。若出生时有症状,则表现为宫内发育迟缓、未成熟、小头畸形、黄疸、皮肤淤点、肝脾肿大、脑室周围钙化、脉络膜视网膜炎和肺炎,肝炎和感觉神经性听力损失。婴儿期可发生肺炎、肝脾肿大、肝炎、血小板减少症、败血症样综合征和异型淋巴细胞增多症。... Common.TooltipReadMore 先天性和围产期巨细胞病毒感染 (CMV) 感染和 持续性乙型肝炎病毒感染 B型肝炎,慢性 乙型肝炎是慢性肝炎常见的原因。患者可无症状或有非特异性表现,如疲劳和不适。诊断是通过血清学检测。如果不进行治疗,则通常引发肝硬化;即使没有肝硬化,肝细胞癌的风险也会增加。抗病毒药物不能治愈,但可以控制病毒。 (参见 肝炎的原因, 慢性肝炎综述... Common.TooltipReadMore 持续性丙型肝炎病毒感染 丙型肝炎,慢性 丙型肝炎是慢性肝炎的常见原因。在慢性肝病的表现出现前,常常是无症状的。初次感染后,抗HCV阳性和HCV-RNA阳性≥6个月可确诊。 治疗采用直接作用的抗病毒药物,永久性清除病毒RNA是可能的。 (参见 肝炎的原因, 慢性肝炎综述, 和 急性丙型肝炎... Common.TooltipReadMore 艾滋病病毒 人类免疫缺陷病毒感染 由人免疫缺陷病毒(HIV)的两类相似的反转录病毒(HIV-1和HIV-2)感染引起CD4+T细胞损伤和细胞免疫功能破坏,进而导致发生某些感染和肿瘤的危险性增加。最初的感染可能导致不典型的发热性疾病。之后,由HIV感染所带来的疾病风险取决于免疫缺陷的程度,也即CD4+T淋巴细胞的减低程度。病毒可直接损... Common.TooltipReadMore 人类免疫缺陷病毒感染 可引潜伏集慢性感染。

有几百种病毒可以感染人体。病毒主要是通过呼吸道和肠道传播,为输血收集的血液经过了多种病毒检测(见表)。许多病毒通过啮齿动物或节肢动物媒介传播,蝙蝠最近被确定为许多哺乳动物病毒的宿主,包括一些引起严重的人类感染的病毒(如 SARS-CoV-2 COVID-19 COVID-19 是一种由新型冠状病毒 SARS-CoV-2 引起的急性、有时是严重的呼吸道疾病。预防是通过疫苗接种、感染控制预防措施(例如,戴口罩、洗手、保持社交距离、隔离感染者)实现的。通过抗原或PCR(聚合酶链反应)检测上呼吸道或下呼吸道分泌物进行诊断。治疗采用支持性护理、抗病毒药物或皮质类固... Common.TooltipReadMore )。

有些病毒通过粘膜接触进行性传播,例如 寨卡病毒 寨卡病毒感染 寨卡病毒是一种蚊媒黄病毒,它在抗原和结构上与引起登革热、黄热病和西尼罗病毒类似。 寨卡病毒感染通常无症状,但也可引起发烧、皮疹、关节疼痛或结膜炎;孕期寨卡病毒感染可引起小头畸形(严重的出生缺陷)和眼部异常,以及一些被称为先天性寨卡综合症的发育障碍。... Common.TooltipReadMore 。其他病毒通过血液转移(如被污染的针头穿刺或输血)传播,包括 甲型 甲型肝炎 甲型肝炎是由肠道传播的RNA病毒引起的,在年龄较大的儿童和成人产生病毒性肝炎的典型症状,包括食欲不振,全身乏力,黄疸。幼儿可无症状在拥有充足和有效的水处理和卫生设施的国家,暴发性肝炎和死亡很少见。本病不引起慢性肝炎。抗体检测可明确诊断。采用支持治疗。疫苗接种和既往感染具有保护性。... Common.TooltipReadMore 乙型 B型肝炎,慢性 乙型肝炎是慢性肝炎常见的原因。患者可无症状或有非特异性表现,如疲劳和不适。诊断是通过血清学检测。如果不进行治疗,则通常引发肝硬化;即使没有肝硬化,肝细胞癌的风险也会增加。抗病毒药物不能治愈,但可以控制病毒。 (参见 肝炎的原因, 慢性肝炎综述... Common.TooltipReadMore 丙型 丙型肝炎,慢性 丙型肝炎是慢性肝炎的常见原因。在慢性肝病的表现出现前,常常是无症状的。初次感染后,抗HCV阳性和HCV-RNA阳性≥6个月可确诊。 治疗采用直接作用的抗病毒药物,永久性清除病毒RNA是可能的。 (参见 肝炎的原因, 慢性肝炎综述, 和 急性丙型肝炎... Common.TooltipReadMore 戊型 戊型肝炎 戊肝由肠道传染的RNA病毒引起的,导致病毒性肝炎典型症状,包括厌食,不适,和黄疸。除了妊娠期间,暴发性肝炎及死亡罕见。通过抗体检测明确诊断。 除非发生慢性感染,否则治疗是支持性的。 参见 病毒的病因和 急性病毒性肝炎概述。 戊型肝炎病毒(HEV)有4种基因型所有基因型都能够引起急性病毒性肝炎。... Common.TooltipReadMore ,肝炎病毒,以及以下虫媒病毒:

病毒无所不在,人体通过多种方式来限制其传播:先天耐受、初级免疫和疫苗、卫生保健和一些公共卫生安全措施、还有就是有预防作用的抗病毒药物。

病毒和癌症

有些病毒具有致癌性并且容易导致相应的癌症:

参考文献。

  • 1.Dupressoir A, Lavialle C, Heidmann T: From ancestral infectious retroviruses to bona fide cellular genes: role of the captured syncytins in placentation. Placenta 33(9):663-671, 2012.doi:10.1016/j.placenta.2012.05.005

  • 2.Schindell BG, Webb AL, Kindrachuk J: Persistence and sexual transmission of filoviruses.Viruses 10(12):683, 2018.doi: 10.3390/v10120683

病毒感染的诊断

一些病毒性疾病可以诊断如下:

主要是在特异性治疗可能获益时,或者当病原体可能成为公共健康威胁(如艾滋病毒)时,有必要进行明确的实验室诊断。通常医院检验科可以检测一些病毒,但对于不常见的疾病(如 狂犬病 狂犬病 狂犬病(rabies)是经受感染的蝙蝠或其他特定的哺乳动物的唾液传播的病毒性脑炎。症状包括抑郁、发热,而后出现激惹、唾液分泌增多和恐水症。 诊断是通过皮肤活检与荧光抗体或聚合酶链反应测试。 易感人群应注射疫苗。被受感染动物咬后,预防措施包括伤口处理、被动和主动免疫;经及时恰当处理,可避免患狂犬病。否... Common.TooltipReadMore 、东方马脑炎、人类细小病毒B19),标本必须送到州卫生检验部门或CDC。

急性期和恢复期的血清学检查对疾病诊断的特异度和敏感度都比较高,但是所需时间较长;对于某些病毒,特别是黄病毒,交叉反应使诊断变得困难。有时可以使用培养、PCR(polymerase chain reaction)或病毒抗原检测进行更快速的诊断。电镜(不是光镜)下的组织病理学检查有时也能有助于诊断。具体的诊断程序,请参阅 感染性疾病的实验室诊断 感染性疾病的实验室诊断介绍 实验室检查可直接对微生物进行检测(如:肉眼观察、显微镜观察、病原体培养)或者间接对微生物进行检测(如抗体检测)。一般的检测手段包括 显微镜检查 培养 免疫学试验(凝集反应试验如乳胶凝集试验、酶免疫测定、蛋白印迹法、沉淀试验、补体结合试验) 核酸为基础的鉴定方法 Common.TooltipReadMore

病毒感染的治疗

抗病毒药物

对于抗病毒药物应用方面的研究发展迅速,抗病毒作用可以直接作用于病毒复制的不同时期。抗病毒药物的机制可以针对病毒复制的各个阶段。他们可以是

  • 干扰病毒颗粒附着于宿主细胞膜或病毒核酸脱壳

  • 抑制病毒复制所需的细胞受体或因子

  • 阻断宿主细胞中产生的特定病毒编码酶和蛋白,这些酶或蛋白对病毒复制至关重要,对正常宿主细胞代谢却不是必需的

通常应用治疗性和预防性抗病毒药物来治疗 疱疹病毒 疱疹病毒 有8型疱疹病毒可以感染人类( Professional.see table 感染人类的疱疹病毒)。所有的疱疹病毒在首次感染后都会潜伏在特异的宿主细胞中,以后适时会复发。由原发感染引起的临床症状可能与由这些病毒重新激活引起的临床症状有很大差异。疱疹病毒在体外存活时间不长,因此,只有密切接触才会导致疾病... Common.TooltipReadMore (包括 巨细胞病毒 巨细胞病毒 (CMV) 感染 巨细胞病毒(CMV,人类疱疹病毒5型)感染可以导致很多严重程度不同的感染。没有严重咽炎的传染性单核细胞增多症综合征是常见的。严重的局部病变,包括视网膜炎主要发生在HIV感染患者,此外在接受器官移植的患者和其他免疫缺陷患者中也有发生。严重的全身性感染主要是在新生儿和免疫缺陷者中发生。实验室检查可以帮助... Common.TooltipReadMore )、 呼吸道病毒 呼吸道病毒感染 病毒感染通常会影响上呼吸道和下呼吸道。 虽然 呼吸道感染可以按照病源来分类(如 流感),但是通常都是以临床症状来给疾病分类(如 普通感冒、 细支气管炎、 喉炎、 肺炎)。 尽管不同的病原学可以产生不同的临床表现(如鼻病毒和普通感冒或 呼吸道合胞病毒... Common.TooltipReadMore HIV 人类免疫缺陷病毒感染 由人免疫缺陷病毒(HIV)的两类相似的反转录病毒(HIV-1和HIV-2)感染引起CD4+T细胞损伤和细胞免疫功能破坏,进而导致发生某些感染和肿瘤的危险性增加。最初的感染可能导致不典型的发热性疾病。之后,由HIV感染所带来的疾病风险取决于免疫缺陷的程度,也即CD4+T淋巴细胞的减低程度。病毒可直接损... Common.TooltipReadMore 人类免疫缺陷病毒感染 慢性乙型肝炎 B型肝炎,慢性 乙型肝炎是慢性肝炎常见的原因。患者可无症状或有非特异性表现,如疲劳和不适。诊断是通过血清学检测。如果不进行治疗,则通常引发肝硬化;即使没有肝硬化,肝细胞癌的风险也会增加。抗病毒药物不能治愈,但可以控制病毒。 (参见 肝炎的原因, 慢性肝炎综述... Common.TooltipReadMore 慢性丙型肝炎 丙型肝炎,慢性 丙型肝炎是慢性肝炎的常见原因。在慢性肝病的表现出现前,常常是无症状的。初次感染后,抗HCV阳性和HCV-RNA阳性≥6个月可确诊。 治疗采用直接作用的抗病毒药物,永久性清除病毒RNA是可能的。 (参见 肝炎的原因, 慢性肝炎综述, 和 急性丙型肝炎... Common.TooltipReadMore 。然而,有些抗病毒药物对其他病毒也有疗效。一些抗HIV的药物在另外一些病毒感染如乙型肝炎时也有效。

干扰素

干扰素是一种复合物,当宿主细胞感染病毒或受到外界抗原的刺激产生应答后分泌出来。

不同的干扰素产生不同的效应,主要作用是在不干扰宿主细胞正常功能的前提下,阻断病毒RNA的转录和翻译过程从而阻止病毒复制。

有时让干扰素与聚乙烯乙二醇结合(聚乙二醇化),这样可以使干扰素持续而缓慢地释放。

干扰素抗病毒治疗的疾病包括

不良反应包括干扰素的副作用包括发热,寒战,疲劳,和肌肉疼痛。通常发生在第一次注射后的第7到第12小时,最长持续12小时。如果使用大剂量的干扰素还可能出现抑郁,肝损伤,骨髓抑制。

抗体

预防病毒感染

疫苗

疫苗 免疫接种概述 的作用在于刺激免疫。一般使用的病毒疫苗包括

腺病毒, 天花 预防 天花是一种具有高度传染性的疾病,由正痘病毒属的天花病毒引起。死亡率约30%。自然感染已经被消灭。可造成疫情暴发的主要原因是生物恐怖主义。表现为严重的全身症状和特征性的脓疱性皮疹。治疗以支持治疗为主,并可能给予抗病毒药物。预防包括疫苗接种,因为该疫苗接种存在风险,所以要有选择的进行接种。... Common.TooltipReadMore 预防 , 和 mpox Mpox(猴痘) Mpox(猴痘)是由猴痘病毒感染所致,这种正痘病毒在结构上与天花病毒有关。患者出现水疱或脓疱皮疹,可能伴有疼痛,常伴有发热、不适和淋巴结肿大。诊断通过聚合酶链反应(PCR)。治疗以支持治疗为主,并可能给予抗病毒药物。预防包括接种疫苗。... Common.TooltipReadMore Mpox(猴痘) 疫苗,以及 裂谷热 裂谷热 虫媒病毒(节肢动物传播病毒)是指由某种吸血节肢动物,主要是昆虫(主要是蚊和虱)以及蛛形纲动物进行传播至脊椎动物和人类的病毒。 Mayaro 病毒是披膜病毒科中的一种甲病毒。 马亚罗病是由感染马亚罗病毒的蚊子传播的 登革热样疾病。它在巴西和玻利维亚很常见,在南美洲热带地区(特立尼达、苏里南、法属圭亚那... Common.TooltipReadMore 东部马脑炎 脑炎 脑炎是脑实质的炎症,由病毒直接入侵引起,或作为感染后免疫并发症(由对病毒或其他外来蛋白的超敏反应引起)发生。症状有发热、头痛、精神状态改变,经常伴有癫痫或局灶性神经功能缺损。诊断需要CSF分析和影像学检查。治疗包括在需要时使用抗病毒药物(例如,单纯疱疹病毒性脑炎),否则为支持性治疗。... Common.TooltipReadMore 疫苗是可用的,但仅用于高危人群(例如新兵)。

病毒性疾病可以通过良好的疫苗被根除。天花在1978年被完全根除,牛瘟(由人类麻疹病毒病毒密切相关的病毒所引起)在2011年被根除。大规模疫苗接种几乎已消灭 脊髓灰质炎 脊髓灰质炎疫苗 广泛的疫苗接种几乎已在世界范围内根除了 脊髓灰质炎。 然而,在免疫接种不完全的地区,如撒哈拉以南非洲和南亚仍时有发生。 脊髓灰质炎病毒(一种 肠病毒)有3种血清型。 For more information, see Polio Advisory... Common.TooltipReadMore 在世界范围内,但在免疫不完全的地区,例如撒哈拉以南非洲和南亚,病例仍然发生。 麻疹几乎已经从世界上某些地区根除,尤其是美洲,但由于麻疹传染性极强,并且疫苗接种覆盖并不全面,即便在被认为已根除的地区亦不全面,因此并不能被马上完全根除。

开发疫苗和消灭其他更棘手的病毒感染(如HIV)的前景非常不明确。

免疫球蛋白

免疫球蛋白 被动免疫 被动免疫涉及向生物体或生物体产生的毒素提供抗体。 被动免疫在以下情况下进行: 当无法生成抗体时 当在病原暴露时无免疫力或发生暴露后可能导致并发症的情况下 当已经发生感染,必须减轻毒素引起的影响 Common.TooltipReadMore 仅在有限条件下用于被动免疫预防治疗。 可用于暴露前预防(比如甲肝),暴露后治疗(如狂犬病、水痘、呼吸道合胞病毒、病毒性肝炎),以及治疗疾病(如种痘后湿疹)。

防护措施

许多病毒感染都可以通过常识性的保护措施进行预防(根据不同的传播方式采取不同的预防措施)。

重要措施包括

  • 洗手

  • 适当的食物准备和水处理

  • 避免与病人接触

  • 安全的性行为

  • 戴口罩

  • 适当时保持身体距离(例如,为了预防 COVID-19)

对于昆虫媒介(例如蚊子、蜱虫)感染,针对媒介叮咬的个人防护非常重要,例如驱虫剂、合适的衣服。

对于 埃博拉病毒感染 埃博拉疫苗 rVSV-ZEBOV 是美国食品和药物管理局 (FDA) 批准的唯一一种用于预防 埃博拉病毒病的疫苗。 Ad26.ZEBOV/MVA-BN-Filo 是 Ad26.ZEBOV 和 MVA-BN-Filo 两种疫苗的组合,已获得欧盟委员会(EC)的上市许可。... Common.TooltipReadMore 等传染病,避免接触患者的血液和体液(如尿液、粪便、唾液、汗液、呕吐物、母乳、羊水、精液和阴道液)是一项重要的保护措施。应避免接触埃博拉病毒感染康复者的精液,直到检测显示病毒已从他的精液中消失。

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