病毒感染的体液免疫
病毒感染的体液免疫因子包括特异性抗体以及非特异性物质如补体。这里主要介绍特异性抗体的免疫作用。病毒感染后机体产生相应的抗体以清除病毒,这是脊椎动物为了维持机体的完整性所发展的适应免疫。越是高等动物,免疫系统的发展越复杂,抗体的种类也越多,功能也越有效、越特异。从进化的角度看,最初的抗体是IgM,随着动物的进化,先后出现IgG、IgA、IgD、分泌型IgA、IgE。而在病毒感染中IgM、IgG及分泌型IgA起重要作用。IgD和IgE在病毒感染中起何作用还不清。
病毒有多种抗原或抗原决定簇,因此机体受感染后,就针对各种抗原产生相应抗体。在活疫苗免疫或自然感染中,机体产生针对病毒表面抗原和内部抗原的抗体; 但用灭活疫苗免疫,由于病毒已不能再复制,机体一般产生对病毒表面抗原的抗体。
麻疹病毒的表面血溶素抗原对甲醛不稳定,用甲醛灭活的麻疹疫苗免疫后,机体产生的主要是血凝素抗体,而不是血溶素抗体。
不同性质的病毒抗原促使机体产生抗体的种类和速度是不同的。多糖抗原是不依赖胸腺的抗原,不需要T细胞的帮助,B细胞就能直接产生抗体,所产生的抗体在一般情况下为IgM。蛋白抗原为胸腺依赖抗原,需要在T细胞的帮助下,由B细胞产生抗体,主要是IgG。事实上,任何抗原都可以使机体先产生IgM,后产生IgG抗体,这取决于抗原的量。如可溶性抗原,分子量在5,000道尔顿以上者就有抗原性,一般情况下促使机体产生IgG; 但如免疫剂量很小,也可先产生IgM。用人血清蛋白免疫实验动物,小剂量时仅产生IgM; 中剂量时则先产生IgM,后产生IgG; 大剂量时,则仅产生IgG。多糖抗原需要较大的分子量(60万道尔顿)才有抗原性,一般情况下产生的抗体是IgM,但大剂量免疫时也可先产生IgM,后产生IgG。同一种抗原使机体产生IgG的剂量较产生IgM要大50~100倍。
病毒的表面抗原为糖蛋白。病毒糖蛋白是胸腺依赖抗原,都促使机体先产生IgM后产生IgG,因此可通过检查IgM抗体来作早期诊断。由于病毒再度感染的回忆反应仅产生IgG,因此检出IgM一般说明是初次感染。但也有例外,如麻疹病毒引起的亚急性硬化性全脑炎(SSPE)虽主要的抗体反应是IgG,但特异性IgM抗体也有报告。病毒侵入机体,随感染途径不同,机体的抗体反应也有差别。呼吸道病毒(如流感病毒、副流感病毒)或肠道病毒,经呼吸道或消化道侵入机体后,分别在局部发生感染,机体在抗原刺激部位产生局部免疫反应,产生分泌型IgA。这种抗体是阻止呼吸道和肠道感染的病毒进入机体内部,控制呼吸道或肠道感染发展的主要抗体。将病毒或抗原用注射方法注入机体,则机体不产生局部抗体而仅产生循环系统的免疫反应,除非抗原或病毒来到了局部,才有可能产生局部抗体。这说明机体的局部免疫系统与循环系统免疫反应有一定的独立性。这种独立性不仅表现在抗体的产生,也表现在细胞免疫的产生上。
因此,应该考虑对呼吸道感染的疫苗免疫,一般以采用局部免疫法更为合理。皮下注射灭活疫苗能否保护局部免受感染,则取决于体液抗体的滴度。对脊髓灰质炎灭活疫苗皮下免疫的研究指出,如血清中和抗体效价高达1∶2000以上,可以完全保护肠道不受感染,中和抗体的滴度在此以下能保护不使发病,但不能阻止肠道感染。体液IgG抗体越低,病毒在肠道内增殖越好,表现为病毒排出的持续时间越长。
关于抗体对病毒的作用机理,有以下三种解释。
(1) 中和抗体与病毒表面抗原结合成复合物,导致病毒与抗体蛋白结构上的改变,从而减少病毒附着于细胞的能力,或阻止病毒进入细胞。任何病毒经免疫血清中和作用后,无论是用过量血清甚至是反复处理,最后仍有一小部分病毒不被中和,并具有感染性,这是由于病毒表面有不少中和抗原,如流感病毒颗粒表面大约有300~450个突起的HA中和抗原,每个突起为一个中和决定点,而一个分子的中和抗体是不能中和多个中和决定点的。
此外,非中和抗体和相应的非中和抗原结合(如流感病毒表面的神经氨酸酶抗原) 还可能影响或限制中和抗体与HA的结合,形成空间阻碍,使病毒保存其感染力。而且,中和抗体与中和抗原的结合是可逆的。
(2)病毒抗原无论是中和抗原还是非中和抗原,与相应IgM或IgG抗体结合导致病毒凝集成为复合物,易被排除或吞噬。
(3)病毒与抗体和补体结合,导致病毒溶解。这是不可逆的。
抗体在预防方面能阻止病毒的感染,用不加佐剂的灭活疫苗仅能使机体产生抗体,不产生细胞免疫,但能保护机体。这清楚地说明抗体在预防病毒感染中的作用。被动免疫中,胎盘球蛋白的注射能保护麻疹、甲型肝炎等接触者避免得病,也说明抗体在预防上的作用。
抗体对某些病毒病的恢复也起一定作用。