麻疹病毒属副黏液病毒科(paramyxoviridae)，麻疹病毒属(morbillivirus)，与其他副黏液病毒不同之处为无特殊的神经氨酸酶活力，麻疹病毒为单股负链核糖核酸(RNA)病毒，对较大，镜下一般呈球形，径150～300nm，形态多变，有时可呈丝状，病毒中心由核糖核酸和对称的螺旋形衣壳组成，外盖脂蛋白包膜，上有短小突起带血凝素，可凝集猴红细胞，对最早分离的麻疹病毒Edm株进行基因测序，已知其基因组不分节，长度约15893bp，共有六个结构基因，编码六个结构蛋白，从3端开始依次为：核蛋白(N)分子量60×103，磷酸蛋白(P)分子量72×103，膜蛋白(M)分子量37×103，血溶素(F)分子量60×103，血凝素蛋白(H)分子量78×103～80×103以及依赖于RNA的RNA聚合酶-大蛋白(L)分子量210×103，其中N，P，L蛋白与病毒RNA结合，而另外三种M，H，F蛋白则与病毒包膜结合，N蛋白为麻疹病毒的主要蛋白，以磷酸化形式存在，在基因包装，复制和表达方面发挥主要作用，还参加RNA的结合，核膜结构的形成等，P基因可编码三种长度不同的蛋白，即P，C，V蛋白，P蛋白为磷酸化的聚合酶结合蛋白，与N及mRNA结合成复合物，参与RNA的包膜和调控N蛋白的细胞定位，V蛋白和C蛋白可能具有调控复制与转录的功能，L基因编码的蛋白与一般依赖RNA的RNA聚合酶相同，P与L蛋白和核衣壳共同形成核蛋白复合物，M基因编码的膜蛋白处于病毒包膜与核壳体之间，为一种非糖基化蛋白，形成病毒包膜的内层，维持病毒颗粒的完整，作用于病毒的繁殖，与病毒装配和芽生有关，F基因编码融合蛋白，为一种糖基化蛋白，在包膜表层，其前体F0无生物活性，裂解为F1和F2蛋白时才具活性，F蛋白与病毒的血溶活性和细胞膜融合活性有关，当病毒扩散时，使细胞与细胞融合，H基因编码血凝蛋白，为一种糖基化表面蛋白，有血凝作用，为血凝素，在病毒黏附于宿主细胞时起作用，现已知H蛋白含细胞受体结合位点，可与存在于宿主细胞表面的麻疹病毒受体(CD46)结合，启动病毒在宿主体内的感染过程，麻疹感染时，人体可产生对这三种包膜复合蛋白的抗体，F蛋白和H蛋白是麻疹病毒接触人体免疫系统，引起机体产生抗体应答的主要病毒抗原，有认为缺乏对F蛋白的抗体可在临床上引起异型麻疹，而缺乏对M蛋白的抗体则与麻疹亚急性硬化性全脑炎(SSPE)的发病相关。
麻疹病毒可适应人，猴，狗的组织细胞培养，也易在鸡胚细胞中培养传代，从患者标本中分离病毒，一般应用原代人胚肾或猴肾细胞最易成功，细胞培养中可出现两种病变：一为发生细胞融合，形成巨大融合细胞，可含10～130余个核，并有核内包涵体;另一种病变为细胞变成梭形或放线状，人类是麻疹病毒唯一的自然宿主，猴也可发生感染，症状较轻，麻疹病毒野毒株不能感染实验室中小动物，但疫苗株麻疹病毒已可经脑内注射感染新生乳鼠。
麻疹病毒在体外较不稳定，易失活，对热，干燥，紫外线及脂肪溶剂如乙醚，氯仿等极为敏感，故煮沸，日照及一般消毒剂均易灭活，在56℃
30min即可灭活，在pH7时病毒生存好，而pH<5或>10均不能存活，随患者飞沫排出体外的麻疹病毒在一般室温下其活力至少可维持34h，若病毒悬存于含有蛋白质的物质如黏液中，则其存活时间可延长，因蛋白质可保护病毒不受热和光的影响，受蛋白质保护的麻疹病毒可在-70℃下保存活力5年以上。
遗传因素：
长年以来一直认为麻疹病毒是遗传性，抗原性稳定的一种病毒，只有一个血清型，但从20世纪80年代以来世界各地分离到的麻疹病毒野毒株，与五六十年代相比，在生物学特性和抗原性上出现不少差异，主要表现为血凝和血吸附性消失，细胞培养敏感范围缩小及发生抗原性漂移，通过测定各地流行的麻疹病毒野毒株基因序列，发现存在各种基因变异，2001年WHO将其划分为八个基因组(A，B，C，D，E，F，G，H)和20余个基因型(A，B1-3，C1-3，D1-9，E，F，G1-3，H1-2)，A型首次于1954年分离到，在全世界分布广泛，几乎包含了所有疫苗株病毒，B型1983首先在非洲分离到，C型70年代曾在美国分离出，以后则在欧洲流行，近年来在高免疫率地区中造成几次暴发流行，D1型于1974年在英国首先发现，其后D3～D5型在亚洲流行，我国台湾也分离到D3型，在南非，美洲近年来有D3，D6型流行，E型1971在美国发现，德国也有，现已不再流行，F型1979于西班牙SSPE患者中发现，G型1983于美国发现，1998年我国首次报道麻疹野毒株分子流行病学情况，证实1993，1994年分离到H型，湖南，山东，河北，北京，海南，安徽等地分离到了H1型，后在越南分离到H2型，上述麻疹野毒株的分子流行病学研究有利于找到麻疹病毒发生变异的因素;鉴定变异毒株及其起源地，流行途径等，对改进现有麻疹疫苗，更好更快地达到消除麻疹的世界目标十分重要。
免疫反应：
(1)特异抗体的升降：麻疹病毒自然感染后4～10天血凝抑制抗体和中和抗体就在血液中开始上升，而于4～6周达高峰，1年后下降到1/4，但几乎终身保存一定水平，如不再接触麻疹病毒，15年后抗体水平可降至1/16，仍有一定免疫力，补体结合抗体出现较晚，持续时间也短，原发感染后产生的抗体基本都存在于IgM和IgG中，IgM抗体在发热后2～3天即可在血液中检查到，迅速上升，约10天达高峰，其水平可达1∶10万，30～60天后逐渐下降消失，阳性表示近期感染，IgG抗体可与IgM同时或稍晚出现，25～30天达高峰，以后抗体水平渐渐下降，6个月内降至1/4～1/2，以后下降缓慢，维持在低水平，阳性常表示以往感染，在呼吸道局部还可检出sIgA分泌增高，一般在出疹后几天IgG抗体就可高达1∶10万，血凝抑制抗体≥1∶512，患麻疹后能长期保存抗麻疹病毒的免疫力，其机制至今尚不十分清楚，有人认为与患病后曾反复再接触麻疹病毒有关，再接触麻疹病毒后往往不发生明显症状而呈隐性感染，但体内抗体滴度可再次上升，增强特异免疫力，此外，认为对麻疹病毒产生的细胞免疫在预防麻疹再感染中发挥重要作用，即使在抗体水平下降到最低时也能保护机体不发生再感染，从麻疹病毒分子生物学分析中观察到病毒各种基因编码的结构蛋白在感染机体后都可引起各自相应的抗体，其消长动态也各不相同，如抗N，P蛋白抗体在麻疹出疹时就能查到，且滴度上升很迅速，不久即达高水平，抗H蛋白抗体能阻止病毒吸附于敏感的宿主细胞，在皮疹出现时也已可检出，2～3周内滴度明显上升，抗F蛋白抗体能阻止病毒在细胞间扩散，其血液中抗体滴度始终稳定在较低水平，H血凝抑制抗体和F血溶抑制抗体都在中和病毒时起作用，是防止再感染的主要抗体，后者比前者更重要，M膜蛋白抗体在疾病初期3周内只能有50%患者呈阳性，抗体水平也较低。
(2)特异的细胞免疫反应：麻疹病毒感染可引起宿主细胞免疫反应，使T细胞致敏，可出现对麻疹病毒特异的I和Ⅱ类具有细胞毒的T细胞，可引起细胞病变，释放淋巴细胞活性因子，导致单核细胞浸润，多核巨细胞形成和受侵细胞的坏死，同时也使病毒感染终止，麻疹感染过程中，CD8+和CD4+T细胞被激活，参与清除病毒和导致出疹的过程。
(3)干扰素的作用：感染麻疹病毒或接种麻疹活疫苗后6～11天时可在血清中出现干扰素水平上升，持续30天后消失，此种由麻疹病毒引起的干扰素具有保护作用。
(4)麻疹的恢复和抗再感染麻疹病毒感染的恢复主要依靠细胞免疫，特异抗体和干扰素的产生，三者同时在疾病早，中，晚期发生复杂的互动作用，单纯免疫球蛋白缺乏者如得麻疹，其疾病过程仍如一般正常人，病愈后也未出现重复感染;而细胞免疫低下者患麻疹即使采用大剂量免疫球蛋白治疗，其麻疹病程常较严重，迁延不愈，常因而致死，故认为在麻疹恢复过程中细胞免疫所起的作用可能比体液免疫更为重要，然而在预防麻疹感染中血清抗体却起着重要作用，被动免疫的防病机制即在于此，因此，对麻疹病毒的免疫应答应该是机体综合的免疫功能。
(5)非特异免疫反应：麻疹过程中尚伴有其他非特异免疫反应：如急性期中性粒细胞移动能力减弱，白细胞(包括中性粒细胞和淋巴细胞)总数下降，血小板减少，补体系统也受抑制，C3，C4，C1q及C5下降，淋巴细胞转化反应受抑，T细胞和B细胞均减少，血清免疫球蛋白IgA下降，IgM上升，而IgG改变不多，皮肤迟发性超敏反应在自然感染和疫苗接种后都可减弱，这可能与麻疹时细胞免疫反应有关，常由抑制性细胞因子白细胞介素-4的上升引起，由于麻疹病毒感染过程中机体各种免疫反应明显下降，因而使患者原有的湿疹，哮喘症，肾病综合征等疾病暂时得到缓解，但患者却容易出现肺部继发感染，原有结核病灶可出现恶化，结核菌素反应原先呈阳性者，麻疹时或其后可暂时转阴性，伤口愈合也往往迟缓等不良后果。
病理变化
当麻疹病毒侵犯各类组织和细胞时，主要引起炎症，有广泛单核细胞浸润和细胞坏死，融合形成多核巨细胞，此种巨细胞大小不等，形状不一，可含100个以上的细胞核，胞质内及胞核内均可见到嗜酸性包涵体，也可见到聚合的病毒衣壳体，尤以胞质内为多，在单核巨噬细胞系统中见到的多核巨细胞称为华-佛巨细胞(Warthin-Finkeldey
cell)，广泛存在于咽部淋巴组织，扁桃体，支气管旁及肠系膜淋巴结，阑尾及肠壁淋巴组织中;在呼吸道和肠道黏膜，皮肤上皮表层等组织找到的融合多核巨细胞称之为上皮巨细胞，呼吸道卡他症状明显时，呼吸道上皮巨细胞常从表面脱落，可在呼吸道分泌物中找到，有一定诊断意义。
麻疹皮疹病理活检中可找到典型的上皮巨细胞，皮肤上皮细胞肿胀，空泡变性，出现坏死，继而角化脱屑，皮疹真皮层毛细血管内皮细胞肿胀，增生，伴淋巴细胞和组织细胞浸润，血管扩张，也曾在皮疹处找到病毒抗原，科氏斑病变与皮疹相仿，可坏死成小溃疡，大多为病毒血症结果，而非原发病灶。
单纯麻疹过程中，病理损伤以呼吸系统，淋巴组织及黏膜皮肤为主，整个呼吸系统病变较显著，黏膜有充血水肿，单核细胞浸润，甚至黏膜坏死，形成溃疡，肺部发生间质性肺炎，以多核巨细胞病变为主，称麻疹巨细胞肺炎(Hacht巨细胞肺炎)，尤多见于免疫功能低下的患者，当并发细菌感染时，则可有肺实质化脓性炎症，在肠壁和小肠阑尾的淋巴细胞中可见含包涵体的多核巨细胞和炎症改变，麻疹脑炎患者的脑和脊髓可呈现肿胀充血，可见散在出血灶，血管周围渗血及淋巴细胞浸润，后期可见中枢神经系统广泛的脱髓鞘病变。
