1、1,Retrovirus,第三十三章 逆转录病毒,2,逆转录病毒科是一大组含有逆转录酶的RNA病毒。可分为3个亚科:,肿瘤病毒亚科：HTLV慢病毒亚科：HIV泡沫病毒亚科,3,逆转录病毒的共同特性：,有包膜，球形，80120nm， 基因组为单正链RNA二聚体 病毒核心中有依赖RNA的DNA多聚酶 复制通过RNA:DNA中间体 能整合于宿主细胞的染色体 多数能引起肿瘤,4,（Human immunodeficiency virus，HIV）,第一节 人类免疫缺陷病毒,5,HIV的发现和命名,1981年6月5日，美国疾病预防控制中心首先向全世界报道AIDS这谜一般的疾病以来，世界各地研究人员积极展
2、开了一场寻找其致病原的竞赛。1983年，法国巴斯德研究所Montagnier和Barre-Sinossi等首先从一淋巴肿大综合征病人体内分离出一种新逆转录病毒，称之为淋巴腺病相关病毒（lymphadenopathy associated virus，LAV)。,6,1984年，美国国立癌症研究所（NCI）的Gallo小组以及加州大学旧金山分校的Levy小组也先后分离出了相同的病毒，分别称之为人类嗜T淋巴细胞病毒型 (human T-lymphoma virus type ，HTLV- )和艾滋病相关病毒（AIDS-related virus，ARV）。,7,1985年4月1517日，在美国亚特
3、兰大召开的国际艾滋病专题会议上，将艾滋病病毒命名为 LAVHTLV-。并将其定为艾滋病病原体。 1986年国际病毒分类委员会把引起艾滋病的逆转录病毒命名为HIV，建议以此代替LAVHTLV-。 WHO在39届世界卫生组织会议上宣布今后艾滋病病毒即以HIV命名，即人类免疫缺陷病毒。,8,HPV、HIV发现者分享2008年诺贝尔医学奖,2008年10月6日上午11时30分左右（北京时间17时30分左右），瑞典卡罗林斯卡医学院宣布将2008年诺贝尔生理学或医学奖授予德国科学家哈拉尔德-楚尔-豪森和两位法国科学家弗朗索瓦丝-巴尔-西诺西和吕克-蒙塔尼。,9,一、生物学性状,10,（一）分类,HIV发现
4、后几年中又有一新型人类免疫缺陷病毒被发现，因而最先发现的被重新命名为型人类免疫缺陷病毒（HlV-1），后来发现的则被称为HIV-2。 两型病毒的氨基酸序列的同源性为40%60% 。 世界上的艾滋病大多由HIV-1所致；HIV-2只在西非地区性流行。,11,（二）形态与结构,电镜下HIV病毒体呈球形，直径约100120nm。成熟的HIV-1呈现一致密的圆锥状核心和病毒包膜。,12,gp120 gp41,基质蛋白 p17双层衣壳 核衣壳核心为单正股RNA二聚体含有逆转录酶、蛋白酶和整合酶。,包膜,p7核衣壳蛋白,p24衣壳蛋白，特异性最高,脂质双层包膜糖蛋白,13,14,gp120,gp41,脂双
5、层膜,衣壳蛋白p24,逆转录酶,基质蛋白p17,正链RNA,15,HIV的基因组为单正链的RNA在5端通过氢键相互连接形成的二聚体，全长约9.7kb，含有三个结构基因及六个调控基因。在病毒基因组的5端和3端各有相同的一段核苷酸序列，称长末端重复序列(long terminal repeat，LTR)，含有启动子、增强子及负调控区，调控病毒基因的表达。,（三）基因组的结构与功能,16,3个结构基因：gag、pol、env 6个调控基因：tat、rev、vif、nef、vpr 、vpu (在HIV-2为vpx),17,1、gag基因,gag基因是编码病毒衣壳、基质等结构蛋白的基因，先编码一个55K
6、D的前体蛋白（55），再在蛋白酶作用下裂解形成24、17和15 。 p24形成锥体核，其特异性较强。 p17附着脂质双层膜的内层，起稳定作用。 p15可进一步裂解为与RNA结合的蛋白（p9和p7）。,18,2、pol基因,pol基因编码HIV复制所需的酶类，基因一部分与gag重叠，表达融合蛋白p160，然后水解成3个片段。 p11是蛋白酶：抗病毒位点 p66/p51是具有逆转录酶、RNase H、DNA多聚酶活性 p32是整合酶。,19,3、env基因,env基因编码包膜糖蛋白，先编码一个88KD的蛋白，经糖基化后分子量增至160KD，即包膜糖蛋白的前体gp160，在蛋白酶作用下裂解为gp12
7、0和gp41。 gp120：是病毒与易感细胞结合的部位；亦是与中和抗体结合的位点。 gp41:具有介导病毒包膜与宿主细胞膜融合的作用。,20,21,HIV基因及其编码蛋白,22,六个调节基因是：,(1)tat基因：编码TAT蛋白，与LTR上的反应成分结合后，启动及促进病毒基因的mRNA转录。为HIV的转录过程所必须，是HIV最早表达的蛋白质之一。,23,(2)rev基因：编码REV蛋白，即病毒体蛋白表达调节因子。是重要的调节HIV基因复制的反式激活因子，促进HIV基因表达由最初调节蛋白mRNA的转录，转向结构蛋白mRNA的转录。 此外尚有结构蛋白mRNA从胞核内向胞质转运的作用，因此缺乏rev
8、基因的HIV不能表达晚期蛋白。,24,(3) nef基因：编码负调节因子（negative regulator factor，nef）。其积极功能可能有： 激活CD4淋巴细胞； 增加病毒颗粒的感染性； 增加CD4分子和MHC分子的内吞，从而减少CD4和MHC分子在细胞膜表面的数量； 防止受感染细胞的凋亡。,25,(4) vif基因：编码病毒感染因子（virion infectivity factor，vif）。为HIV在体内复制所必须。在体外vif基因缺失的HIV尽管仍可复制和形成病毒颗粒，但其感染性远低于有此基因的HIV。,26,(5) vpu基因：编码病毒蛋白U（viral protein
9、 U，vpu）。vpu为HIV-1特有基因，虽非病毒复制所必需，但若缺乏此基因，可能会影响感染性病毒颗粒的装配和从宿主细胞膜的出芽释放。,27,(6) vpr基因：编码病毒蛋白r（viral protein r，vpr）。具有反转录激活因子作用，可促进HIV在易感细胞内的增殖和增强细胞病变作用。此外，vpr蛋白尚可作用于LTR上，上调受其控制的病毒复制。,28,1、吸附2、穿入3、脱壳4、生物合成5、组装、成熟和释放,（四）HIV的复制,29,病毒受体与细胞亲嗜性,HIV感染人体细胞，要求两个受体的共同作用： (1)病毒选择性的吸附于靶细胞的CD4受体；除CD4+的T淋巴细胞外，一些其他细胞亦
10、能表达CD4，并能复制HIV-1。这些细胞包括血液中的单核细胞、组织的巨噬细胞、皮肤的郎格罕细胞、中枢神经系统的小神经胶质细胞和多核巨细胞。,30,(2)gp120与靶细胞的辅助受体（通常是趋化因子受体，如CCR5、CXCR4）结合后，引起gp41介导病毒包膜与靶细胞融合，使病毒核衣壳进入宿主细胞。,31,HIV感染需要细胞表面的受体和辅助受体（巨噬细胞和CD4+T细胞） HIV-1 和细胞表面受体相互作用，主要是CD4，还有CXCR4 and CCR5，通过构象改变和细胞接触更紧密。,32,(+)ssRNA,逆转录酶,RNA:DNA,RNase H,dsDNA,ssDNA,整合于宿主染色体（
11、前病毒）,随宿主细胞分裂传代,子代病毒RNA,mRNA,病毒蛋白,HIV生物合成:,33,34,35,36,37,38,39,HIV出芽,40,（五）变异性,HIV的一个显著特点是具有高度变异性，这是HIV在免疫和药物选择压力下赖以生存的基础，是形成慢性和持续性病毒感染的主要原因，也是病毒难以清除的主要原因和疫苗研制的主要障碍。,41,HIV的逆转录酶无校正功能、错配性高是导致HIV基因频繁变异的重要因素。 变异在基因组内的分布是不均匀的，较多集中于包膜糖蛋白env基因，特别是其导致的gp120的变异。,42,（六）培养特性,在体外，HIV只感染CD4+ T细胞和巨噬细胞 实验室常用 新鲜分离
12、的正常人T细胞病人自身分离的T细胞培养H9或CEM等T细胞株 感染后细胞出现不同程度的病变，培养液中可测到逆转录酶活性，而培养细胞中可查到病毒的抗原。 动物接种：恒河猴、黑猩猩,43,（七）抵抗力,HIV在外界环境中的生存能力较弱，对理化因素的抵抗力较弱。 对热敏感，56处理30 min可将HIV灭活。但病毒在室温下可保存活力达7d。被HIV污染的物品至少3d内有传染性。,44,对常用的消毒剂敏感： 0.2%次氯酸钠、0.1%漂白粉、70%乙醇、50%乙醚、0.3%H2O2或0.5%来苏处理5min，对病毒均有灭活作用。 对紫外线或射线不敏感。,45,二、致病性与免疫性,46,AIDS全球重要
13、的公共卫生问题,自美国1981年诊断出首例艾滋病患者以来，HIV在全球的传播速度惊人。据2010年联合国艾滋病规划署发表的2010年全球艾滋病疫情报告统计，全球的艾滋病病毒感染者总数约3330万。,47,2009年全球新增HIV感染者260万，约有180万死于艾滋病。,48,我国第一例艾滋病发现于1985年，每年以30%的速度递增。1985年至1988年为传入期1989年至1995年为增长期1996年至今为扩散期,我国艾滋病流行情况,49,50,51,52,53,截至2011年底，中国现有HIV感染者和病人约78万。,54,（一）传染源与传播途径,HIV无症状携带者和艾滋病患者。血液/精液/阴
14、道分泌物/唾液/乳汁均可分离到病毒。脑脊髓液、骨髓、皮肤及中枢神经组织等标本中也可分离到病毒。,（1）传染源,55,（二）传播途径,主要传播方式有三种: 通过同性或异性间的性接触； 输入带HIV的血液或血制品、器官或骨髓移植、人工授精、静脉药瘾者共用污染的注射器及针头； 母婴传播，包括经胎盘、产道或经哺乳等方式引起的传播。,56,（三）临床表现,急性期 无症状期/潜伏期 AIDS相关综合征期 典型AlDS期,57,急性HIV感染期,HIV初次进入机体开始大量复制和扩散。表现类似于急性单核细胞增多症或流感，表现为突发的非特异性病毒感染症状如发热、皮疹、淋巴结肿大、关节痛、肌肉痛、斑丘疹、腹痛、腹
15、泻。症状持续周，自行缓解。 抗体检测阴性，可检测到HIV抗原P24 大多数病毒以前病毒形式整合于宿主细胞染色体上长期潜伏下来。,58,59,潜伏期(无症状期),持续6个月至10年或更长，病人一般无临床症状或症状轻微。 血清中HIV抗原消失或处于极低水平，抗HIV阳性。 此期不是静止期，更不是安全期，病毒与免疫系统相对峙的阶段，免疫系统渐进性衰退。,60,AlDS相关综合征期,已具备AIDS基本特征：细胞免疫缺陷，但症状较轻。表现为： 持续性全身淋巴结肿大； 全身症状：发热盗汗、全身倦怠、1/3患者体重减轻10%以上、周期性低热、皮疹及慢性腹泻等胃肠道症状； 各种感染：特殊性或复发性的非致命感染
16、。,61,62,典型AlDS期,严重细胞免疫缺陷：CD4+TH200/L； 各种致死性机会感染：卡氏肺囊虫肺炎、白色念珠菌感染、巨细胞病毒感染等； 恶性肿瘤：kaposi肉瘤、淋巴瘤。 神经系统异常：记忆力衰退、偏瘫、痴呆等症状AIDS 5年死亡率约为90%，死亡多发生在临床症状出现后的2年内。,63,64,65,卡波济肉瘤,66,（三）HIV所致的免疫损伤：侵犯CD4T细胞，引起以CD4细胞缺损和功能障碍为中心的严重免疫缺陷。,67,（四） HIV感染的免疫应答,抗gp120是主要中和抗体，能降低急性感染期血液中病毒抗原量。 CTL和NK细胞，在杀伤病毒感染细胞和阻止病毒经细胞接触而扩散等方
17、面起重要作用。 感染早期产生的特异性免疫不能完全清除体内的病毒，一经感染便终生携带病毒，最终因致死性感染或发生恶性肿瘤而死亡。,68,三、微生物学检查法,有两大类：1、检测抗体2、检测病毒及其组分,69,1、检测抗体,初筛：主要的方法有ELISA、IFA、RIA，有一定的假阳性。 确证试验：免疫印迹(western-blot,WB)，可检测出针对HIV不同结构蛋白的抗体，至少有对两种HIV抗原同时测定其抗体，方可肯定诊断。如血清中同时检出P24，gp120抗体时阳性时，可判断为受HIV感染。,70,2、检测病毒及其组分,(1) 病毒分离：当出现CPE后，可用间接免疫荧光检测培养细胞中的病毒抗原
18、，以确定HIV的存在。 (2) 测定病毒抗原：用ELISA检测HIV的核心蛋白P24。 (3) 测定病毒核酸：可用RT-PCR和支链DNA扩增反应(bDNA)定量检测血浆中的HIV RNA。 3、CD4T细胞计数 是判断HIV感染治疗效果的指标。,71,HIV抗体筛查检测流程,72,四、防治原则,（一）抗病毒治疗临床上用于治疗艾滋病的药物分为三类： 核苷类逆转录酶抑制剂 非核苷类逆转录酶抑制剂 蛋白酶抑制剂,73,联合使用2种HIV逆转录酶抑制剂和1种蛋白酶抑制剂即高效抗逆转录病毒治疗（highly active anti-retrovial therapy，HAART，又称“鸡尾酒疗法“，可
19、有效抑制病毒在体内的复制，因而能减轻病人症状及延长感染者和病人的生命。,74,（二）疫苗研究,HIV疫苗研究遇到最大的问题是包膜糖蛋白的高度易变性，不同亚型HIV毒株的gp120存在明显的差异，因此要得到具有广泛保护性的疫苗有困难。目前研究得最多的是： (1)基因工程亚单位疫苗； (2)合成寡肽疫苗； (3)重组病毒活载体疫苗,75,（三）HIV感染的控制措施,目前尚无满意治疗措施，预防是控制该病的关键。 广泛开展宣传教育，普及AIDS的传播途径和预防知识，提倡安全性生活和远离毒品等； 建立和加强HIV感染的监测体系，掌握流行动态，采取应对措施，控制疾病的流行蔓延； 加强进出口管理，严格国境检
20、疫，严防传入； 加强对献血、器官、精液的检测，确保血液及血制品的安全。禁止共用注射器、注射针等，避免医源性传播。,76,为提高人们对艾滋病的认识，世界卫生组织于1988年1月将每年的12月1日定为世界艾滋病日，号召世界各国和国际组织在这一天举办相关活动，宣传和普及预防艾滋病的知识。,世界艾滋病日标志 红绸带,77,颍州的孩子79届奥斯卡获最佳纪录短片奖,78,“四免一关怀”政策：,“四免”是指：对农村居民和城镇居民中经济困难的艾滋病病人免费提供抗病毒治疗；提供免费自愿咨询检测；为感染艾滋病病毒的孕妇免费提供母婴阻断药物；艾滋病病人的孤儿免费上学； “一关怀”是指对生活困难的艾滋病病人给予生活救
21、济与关怀；加强艾滋病防治知识宣传，避免对艾滋病感染者和病人的歧视。,79,第二节 人类嗜 T细胞病毒,80,人类嗜T细胞病毒(human T-cell lymphotropic virus，HTLV)是从白血病患者外周血淋巴细胞中培养分离出的一种人类逆转录病毒，属于逆转录病毒科RNA肿瘤亚科。 可分为HTLV-型和HTLV-型。,81,1、生物学特性,100nm大小、球型颗粒 核心为+ssRNA，含逆转录酶 有包膜,82,2、致病性,传播途径：性接触感染、血源感染、垂直感染 致病机理：感染CD4+T细胞 所致疾病：HTLV-I ： T细胞白血病HTLV-II：毛细胞白血病、慢性CD4+淋巴瘤,83,本章学习重点内容,逆转录病毒的共同特点 HIV的形态结构、复制 HIV的传播途径、临床表现 HIV的微生物学检查 HIV的防治原则,
