3.2 病毒感染
病毒感染是指病毒侵入机体、增殖，并与机体相互作用的总和，可以引起显性感染和隐性感染。
3.2.1 病毒对细胞的损伤作用
病毒对细胞的损伤作用随病毒种类不同而有明显区别，某些病毒呈现高度的杀（溶）细胞作用，细胞在感染病毒后迅速因代谢障碍而死亡，细胞死亡后大量感染性病毒释出于细胞外的体液中。也有一些病毒虽然能在细胞内增殖，似乎并不严重影响细胞的生命活动，被感染细胞甚至还能正常繁殖。病毒粒子借出芽方式释出或呈细胞到细胞的传播。病毒—细胞之间的这类相互关系，称为稳定态感染。一些病毒在某个发育阶段或某种特定条件下，病毒核酸整合于细胞染色体内，并随细胞分裂而增殖，成为细胞转化或恶性变化的原因。
病毒与细胞之间的关系可概括为三个类型：杀（溶）细胞性感染、稳定态感染和整合性感染。
3.2.1.1 细胞死亡
病毒引起细胞死亡是病毒感染直接作用效果之一。其原因比较复杂，病毒粒子可以直接以理化学障碍或毒性作用引起死亡，也可以通过细胞发生病变后的自身性继发作用。细胞在感染病毒后，其本身的蛋白质和核酸代谢发生障碍，在病毒遗传信息的命令下，细胞的核糖体成了病毒蛋白质的加工厂，原来的核酸合成机构也转而生产病毒的DNA或RNA。细胞在感染某些病毒后，细胞内出现了大量病毒粒子堆积。这些作用，都对细胞的正常生命活动造成严重危害，以致引起死亡。各种病毒抑制细胞代谢的方式不同，如T4噬菌体在其DNA进入敏感菌体几分钟，宿主细胞的DNA合成即被抑制。这是由于产生了脱氧胞嘧啶二磷酸酶和三磷酸酶，将DNA的前体转变为单磷酸酯；另外也由于原来用于细胞合成的DNA和蛋白质用于病毒的合成而使细胞的DNA合成受到抑制。
病毒还可以抑制宿主细胞的蛋白质合成，细胞被抑制后没有足够的酶类用于自身DNA的合成。很多病毒在感染细胞后，都能抑制由RNA聚合酶Ⅱ负责的细胞蛋白的转录。腺病毒感染细胞后，细胞自身的RNA转录、加工并不受影响，但宿主细胞mRNA却无法转运到细胞质中。病毒也可以通过影响宿主细胞RNA合成后的加工，抑制细胞的翻译过程。如禽流感病毒在宿主细胞核中转录病毒mRNA时，病毒编码的一种核酸内切酶，能够从宿主细胞mRNA5'末端水解一段宿主细胞RNA片段作为引物来合成病毒mRNA，因此宿主细胞mRNA不能翻译成自身的蛋白质。如脊髓灰质炎病毒感染细胞后，宿主细胞mRNA停止翻译，病毒mRNA的翻译开始进行。
病毒物质的直接毒性作用已在很多病毒中得到证实。将病毒用紫外线、热或γ射线等物理因素灭活以后，加入细胞培养物内或用其注射动物，可见到明显的毒性反应。流感病毒囊膜上的两个糖蛋白，神经氨酸酶和血凝素，是一对毒性蛋白，神经氨酸酶可直接作用于血凝素，使血凝素对蛋白酶敏感，被分解的血凝素是一种毒性很强的蛋白质。
细胞继发性作用主要是指细胞自身的酶活性活动。溶酶体膜在病毒感染过程中通透性增加，甚至发生溶崩，溶酶体内的活性酶类大量释出，对细胞成分呈现自身消化作用。因细胞膜通透性增加而发生的细胞浑浊肿胀，以及核染色质的浓缩及其集中分布于核膜附近的所谓边缘化现象，都可能是细胞发生病变后或细胞死亡以后的非特异性变化。
细胞发生病毒感染后的另一个后果就是核型紊乱，如染色体的破损、断裂、形态结构异常以及数目改变等等。细胞在感染病毒后，细胞抗原成分特别是其表面抗原经常发生改变。
3.2.1.2 包涵体
病毒感染细胞后，于细胞浆和细胞核内出现特殊结构，称为包涵体。包涵体染色后可在光学显微镜下看到，形态各异。包涵体是病毒核酸和病毒蛋白质在细胞内集中合成及装配病毒粒子的场所或病毒粒子发生的部位。一些包涵体由完整的病毒粒子组成，另外一些包涵体则由病毒粒子的某些成分组成。在某种意义上说，包涵体是某些病毒对一定的机体或细胞的病理学特征，具有一定程度的种属（型）性，可以用于某些病毒的特殊鉴定中。
3.2.1.3 细胞融合
人和动物在许多疾病过程中出现多核细胞的现象，如结核、球孢子虫病等。宿主细胞被病毒粒子吸附后，发生细胞凝集。几分钟至几十分钟后，病毒粒子从细胞表面消失，而且就在这个部位，邻接细胞的细胞膜融合，胞浆得以相互交流，最后形成融合细胞。在多个细胞发生融合时，细胞核有时呈车轮状排列。一般认为，细胞融合是细胞发生病毒感染时的一种伴随现象。由病毒崩解部位的细胞膜部位，为邻接细胞的融合创造了条件，或者是病毒外膜在细胞之间呈现架桥作用，随后由于细胞膜自身酶的作用而完成融合过程。近年来已发现了一些在细胞融合现象中起主要作用的蛋白。细胞融合现象对细胞的生命活动呈现损害作用，因为融合细胞大多数丧失功能，并且最后死亡。
3.2.1.4 红细胞凝集
有些病毒具有囊膜突起-血凝素（糖蛋白），这种血凝素与红细胞表面的黏蛋白受体发生结合，结果形成红细胞-病毒-红细胞复合体，表现为红细胞凝集。有关病毒血凝作用在病毒感染中的致病意义还不明了。
3.2.1.5 细胞转化
某些病毒有使细胞发生转化的能力。转化细胞具有高度生长和增殖势能，分裂周期缩短，并能够无限制地旺盛生长，也就是成为无限地连续传代的传代细胞。转化细胞的形态异常，染色体变形，细胞表面或细胞内部出现新的病毒特异抗原，同时由于“接触性抑制”的丧失，细胞生长方向杂乱，经常交叉重叠。转化细胞最大的威胁就是能够转变为肿瘤，但不是所有的转化细胞都能成为肿瘤。
3.2.2 构成机体病毒感染的因素
机体内病毒感染的表现形式和结局，随病毒、机体（细胞）和环境条件三者的相互影响而定。
3.2.2.1 病毒
病毒的质和量是决定病毒感染和发病的重要因素，最重要的是病毒的毒力，不同的病毒致病力是不同的。病毒的数量是另一个必要条件。其数量与毒力有关，如口蹄疫病毒其水疱液的10-7稀释液1mL，即可使牛感染，而乙型脑炎病毒皮下感染3周龄的小鼠，需要10-1～10-2稀释液1mL才能引起发病和死亡。病毒的自然感染途径和在体内的传播方式是病毒长期适应环境的结果。各种病毒多有其各自的比较严格的侵入和体内传播途径，食物传播性病毒病多数经消化道感染。病毒的自然感染途径和传播方式并不是绝对的，还取决于病毒的种类、毒力和宿主细胞的免疫功能状态等条件，而且经常可以人为地改变。病毒在细胞间的传播方式也是决定机体内病毒感染的重要因素。病毒对敏感细胞感染的结局（如细胞融合、溶细胞、整合性感染等）不同，病毒传播到其他敏感细胞的方式就有所不同。可将这些不同方式归纳为四种方式：①细胞外传播：病毒由感染细胞释放后，通过体液再侵入其他敏感细胞。具有溶细胞作用的急性病毒感染大都呈现该种传播方式，如脊髓灰质炎病毒。芽生病毒可能不破坏细胞，释放后也通过体液传播途径传播给其他敏感细胞，但出现于细胞表面的芽生病毒抗原，在遇到病毒特异性抗体或免疫活性细胞时，也会导致细胞破坏及病毒释放。②细胞间传播：病毒在敏感细胞内增殖后不释放出来，通过细胞间桥直接传播给相邻敏感细胞，病毒不必离开细胞即可传播。③细胞亲—子代传播：病毒感染细胞后，病毒基因组整合到宿主细胞染色体中，成为前病毒（provirus）。前病毒可以随着细胞的分裂增殖传播给子代细胞。许多反转录病毒引起的持续性感染呈现该种传播方式。由于机体产生的抗病毒抗体不能进入细胞，因此体液免疫在这类病毒感染中不起重要作用。④多种方式传播：有些病毒呈现多种传播方式。
3.2.2.2 机体
机体的抵抗力是决定病毒感染的另一个重要因素。年龄是影响机体病毒感染的一个因素，幼年比成年对病毒易感，可能是免疫机制不健全的缘故。神经活动对病毒感染有重要影响，表现在发病率和症状严重程度上。激素特别是可的松制剂，常有激发病毒感染的作用。X射线等也有提高机体对病毒感染的敏感性作用。机体的体温对病毒感染也有很大的影响，体温增高对抵抗病毒病具有较好的增强作用。外界环境条件直接影响病毒的感染，如气候条件、地理环境等。
3.2.3 病毒感染的类型和机制
病毒感染是一个极其复杂和不断变化的生物学和病理学过程，目前关于机体病毒感染的所谓各种不同类型，都是从某个侧面或某个角度加以描述，不能全面反映事物的本来面目。下文中所谓的分型也是相对的，只是便于记忆。
3.2.3.1 阴性感染
包括一切不引起临床症状的病毒感染，可能是病毒不能最后侵犯或到达靶器官，因而不呈现或极少呈现临床症状。这类感染最为常见，是人与动物天然自动获得抗病毒特异性免疫力的主要来源。同时阴性感染具有重要的流行病学意义，阴性感染仍具有向外界散布病毒成为进一步感染源的危险。阴性感染的发生，既决定于病毒的性质，也决定于机体的免疫状态。正常人体内可能存在有像正常菌谱那样的病毒谱。
3.2.3.2 显性感染
显性感染是具有临床症状的病毒感染。
（1）急性感染 一般潜伏期短，发病急，恢复或者死亡也快，如口蹄疫、禽流感。
（2）持续性感染 病毒在宿主体内持续存在，达数月甚至终生，但不一定持续增殖和持续引起症状，特点是长达几个月至几年的潜伏期；病原体长期持续存在；病变和症状与免疫病理或免疫缺陷有关，发病后常继续呈进行性，愈后大多不良；除少数外，自然感染病例的宿主范围极窄，临床症状和病理变化也较严重。持续感染是病毒与机体相互之间的一种复杂特殊的关系，经常表现为：①持续性感染的病毒在适当的条件下被激活而引起急性发作；②病毒与抗体形成抗原—抗体复合物，沉积在血管基底膜等部位，引起肾小球肾炎等，或因致敏淋巴细胞或浆细胞浸润引起实质细胞坏死等多种免疫病理性疾病；③由于病毒及病毒核酸的长期存在及整合性感染，可能使原癌基因激活，导致肿瘤形成；④持续性感染的人或动物反复不断地排出感染型病毒。持续性感染又可分为慢性感染、潜伏感染和慢病毒感染。慢病毒感染又称长程感染，是指潜伏期长，发病慢性进行性，最后转归于死亡的一种病毒感染，如疯牛病潜伏期可长达10年以上。
构成持续性感染的病毒方面的原因包括：
① 病毒基因组整合到宿主细胞DNA中。少数整合的病毒可能持续复制，从而形成持续性感染。
② 病毒侵犯免疫细胞或在有掩护的部位或细胞内增殖。
③ 病毒抗原发生变异。
④ 缺损干扰颗粒的出现。缺损干扰颗粒是一种普遍存在的不完全病毒颗粒，简称DI颗粒（defective interfering particle），它在抗原性上与完整病毒相似，但其基因组缺乏某些部分或片段，因此只含部分的病毒基因组，不能进行正常的复制。在有同种或密切相关的感染性病毒存在时，则可复制，并因强烈的竞争病毒聚合酶而降低感染性病毒的产量。
构成持续性病毒感染的机体因素：
① 免疫耐受：对某一病毒具有不反应性或反应性低，造成病毒持续性感染。
② 抗体功能异常或引起靶细胞表面病毒抗原的改变。
③ 干扰素产生能力的低下。
④ 细胞免疫应答低下。
⑤ 宿主细胞遗传因素。
（3）局部感染 由病毒引起的真正局部感染不多见，局部病变或局部症状大多是全身感染的局部表现。
① 皮肤感染 只侵害表皮细胞。
② 呼吸道感染 呼吸道感染大致可分为四种类型：一是某些病毒经呼吸道侵入机体，病毒在呼吸道内增殖，引起轻度的呼吸道症状，并向外界排毒，并不引起明显的全身症状；二是某些病毒经呼吸道侵入，随即散布到机体其他部位，引起全身感染，呼吸道症状不明显；三是某些病毒经呼吸道侵入后，就在呼吸道内大量增殖并引起病变，呈现明显的呼吸道症状以及发热等全身反应；四是某些病毒在侵入呼吸道后，并不在呼吸道内进行最后增殖，而是在颈部淋巴组织内出现，随后扩展到其他淋巴组织中，增殖后在皮肤、呼吸道等上皮细胞内出现，并引起相应病变和症状。
③ 消化道感染 虽然消化道是病毒侵入的主要途径，但是真正局限于消化道内的病毒感染并不多。
④ 神经系统感染 某些全身性病毒感染可能侵犯神经系统而呈现脑症状，如脊髓灰质炎病毒、疯牛病病毒。全身性病毒感染和脑炎病毒主要通过血源性途径侵入中枢神经系统。
（4）全身性感染 全身性病毒感染虽然都有病毒血症和病毒广泛分布于全身内脏器官的特征，但却呈现极不相同的病理和临床症状。