艾滋病病毒研究现状课件

1、艾滋病病毒研究现状艾滋病病毒研究现状艾滋病病毒研究现状前言 在当今社会，严重危害人类健康、令人谈之色变的传染性疾病莫过于艾滋病。艾滋病的全名为“获得性免疫缺陷综合征”(acquired immunodeficiency syndrome，AIDS)，是由人类免疫缺陷病毒(human immunodefieiency virus，HIV)感染引起的全身性免疫功能丧失综合征。 自美国1981年诊断出首例艾滋病病人以来，艾滋病病毒在全球范围内的传播速度惊人，已有200余个国家和地区受到艾滋病的严重威胁。 因此，国内外在艾滋病毒的研究上一直投放大量人力财力，非常重视。2020/11/41第1页，共35

2、页。前言 在当今社会，严重危害人类健康、令人谈之色变的传染性疾病莫过于艾滋病。艾滋病的全名为“获得性免疫缺陷综合征”(acquired immunodeficiency syndrome，AIDS)，是由人类免疫缺陷病毒(human immunodefieiency virus，HIV)感染引起的全身性免疫功能丧失综合征。 自美国1981年诊断出首例艾滋病病人以来，艾滋病病毒在全球范围内的传播速度惊人，已有200余个国家和地区受到艾滋病的严重威胁。 因此，国内外在艾滋病毒的研究上一直投放大量人力财力，非常重视。2020/11/42第2页，共35页。HIV结构模式图2020/11/43第3页，共

3、35页。HIV的生命周期2020/11/44第4页，共35页。HIV的生命周期和抗HIV药物靶向目标2020/11/45第5页，共35页。根据HIV-1的生命周期，目前已应用或正在研制的抗艾滋病药物主要针对病毒复制过程的8个重要环节：1）HIV对宿主细胞的依附进入抑制剂；2）辅受体相互作用进入抑制剂；3）HIV与细胞的融合进入抑制剂；4）病毒RNA的逆转录核苷类逆转录酶抑制剂(NRTIs)；5）病毒RNA的逆转录非核苷类逆转录酶抑制(NNRTIs)；6）前病毒DNA的整合整合酶抑制剂；7）DNA的转录；8）病毒蛋白质的表达，病毒的组装，以及病毒粒子的发芽和成熟蛋白酶抑制剂(PIs)2020/1

4、1/46第6页，共35页。 这些环节中所涉及到的酶或受体就成为抗艾滋病药物设计的靶向目标，例如病毒的逆转录酶、蛋白酶、整合酶、多聚酶、糖蛋白gp41和gpl20，以及宿主细胞的CD4受体和辅受体CCR5和CXCR4等。2020/11/47第7页，共35页。目前艾滋病的治疗方法、精选出抗病毒中医药队；、抗基因突变药队及控制转录因素解胎毒；、激发血细胞抗原体系；A、提高整体免疫水平。B、多向免疫调节。C、努力增强人体T细胞，消除产生胸腺萎缩因素二者并重。D、增强吞噬细胞祖系和保护吞噬细胞不受破坏。E、诱发和增生人体干扰素。、补髓并解骨髓中毒，促多能干细胞生成，增强解毒功能，使免疫系统功能有总的源泉

5、和效能发挥，加强吞噬特异抗原特异突变细胞能力。2020/11/48第8页，共35页。HIV 疫苗实验研究的现状 当前用于治疗HIV 感染的药物只能控制病毒复制，不能彻底清除病毒，而且抗HIV药物价格昂贵，具有较严重的副作用，药物使用不当亦会诱发耐药株的产生。因此，研制安全、有效的疫苗是控制HIV传播的重要手段之一。2020/11/49第9页，共35页。HIV 疫苗实验研究的现状 疫苗分预防疫苗和治疗疫苗，预防疫苗的作用是防止感染病毒，针对的是未感染人群。而治疗疫苗的作用，则是诱导人体免疫系统发挥抵抗病毒对人体的损伤，或者增强免疫系统对病毒的抵抗能力，针对的是已经感染病毒的人群。2020/11/

6、410第10页，共35页。HIV 疫苗实验研究的现状目前HIV疫苗的研究包括采用传统疫苗技术研制的减毒活疫苗和灭活疫苗以及采用现代生物技术研制的重组蛋白疫苗、DNA 疫苗、病毒载体疫苗等，有些疫苗已完成了期临床研究，有些正在进行或期临床研究，但大部分仍处在实验室研究阶段。2020/11/411第11页，共35页。HIV 疫苗实验研究的现状一、减毒活疫苗 到目前为止，进行过动物实验的免疫缺陷病毒疫苗中，减毒活疫苗的保护效果是最好的。早期对SIV的减毒集中于nef基因的部分或全部删除，使用nef 基因缺失的SIV减毒株免疫恒河猴，随后用野毒株感染恒河猴，较短时期内不能检测到感染。减毒SIV疫苗还具

7、有一定程度的交叉保护能力。 2020/11/412第12页，共35页。HIV 疫苗实验研究的现状 但经过长期观察，试验动物全部感染减毒株，并发展为AIDS样症状，分析病毒基因发现nef 基因修复了12个核苷酸的缺失研究者删除vpr 基因经过长期追踪观察, 也存在同样的问题。Anita Milicic 等人对nef 的三个保守区进行突变。结果表明，突变后的基因对蛋白酶体的表位加工有很大的影响。因此，HIV-1 减毒活疫苗的安全性问题制约了它的发展。2020/11/413第13页，共35页。HIV 疫苗实验研究的现状二、灭活疫苗 Murphey-Corb 等使用5 %8 %甲醛溶液灭活的SIV病毒

8、免疫9只猕猴，在10倍SID50 (50 % simian infectious dose) 剂量灭活病毒原始株攻毒中，全部免于感染。但当使用其他毒株攻击时，几乎没有保护效果，分析表明保护作用与抗体反应有关。2020/11/414第14页，共35页。HIV 疫苗实验研究的现状 许多研究人员指出在以上实验中使用的灭活病毒和攻击病毒为在人T细胞中培养的SIV，保护作用可能与人源HLA I 类分子诱发的抗体有关。 使用灭活疫苗在HIV-1 感染者中进行的早期人体试验也没有取得预防感染和控制病毒复制的效果，同时由于没有确证病毒灭活完全性的手段，难以保证不会发生由于病毒灭活不完全而导致感染的情况，灭活疫

9、苗的研究受到了很大的限制。2020/11/415第15页，共35页。HIV 疫苗实验研究的现状三、蛋白疫苗 HIV 疫苗设计的主要困难在于鉴别引起中和抗体的异常表位。目前的研究表明，HIV-1 的糖类是主要的抵抗宿主攻击的物质，那么疫苗的设计就可以针对这些糖类，这个想法通过对HIV-1 糖蛋白gp120 上的寡聚甘露糖簇的研究得到实，gp120是广泛的中和抗体2G12 的表位，这项研究表明HIV疫苗的研究朝着糖蛋白疫苗的方向发展着。 2020/11/416第16页，共35页。HIV 疫苗实验研究的现状 HIV膜区蛋白的结构非常复杂，既含有复杂的立体构像，中和性抗体多为构像依赖性抗体，又含有多糖

10、基化位点，过多的糖基化可能会掩盖中和抗体位点的暴露，而且HIV自然感染机体后所诱导的中和抗体普遍较弱。 这些现象提示单纯模仿HIV 膜蛋白天然的抗原结构研制的疫苗将不会产生较强的而且广谱的中和抗体。因此，目前国际上研究的重点是根据HIV膜蛋白的基本特点设计新的免疫原，或对天然的膜蛋白进行改造，其目的是诱导机体产生广谱而且较强的中和抗体。2020/11/417第17页，共35页。HIV 疫苗实验研究的现状四、DNA 疫苗 HIV 是高度变异的，对如此高变异的病毒产生有效的免疫反应是艾滋病疫苗的一个发展方向。另一个难题是鉴定保护性免疫。近来的疫苗主要尝试用重组的核心病毒序列，在小范围内突变而成。自

11、体病毒来源的COT 或CON 序列(HIV-1env 变异体编码广泛的多样性) 对评价抗病毒反应的敏感性可能是有用的。近来科学家发现HIV制造的蛋白质，称为Vif ，这种蛋白质可以防止宿主的攻击。 2020/11/418第18页，共35页。 Nathaniel Landau 等发现了Vif 的工作原理。Vif 可以制约人体内的一种称为APOBEC3G 的蛋白质。人体内，如果没有Vif，APOBEC3G蛋白质可以侵入病毒，取出病毒中的部分DNA的片段，这样病毒就不能起作用了。但是，Vif 可以阻止APOBEC3G工作。这对于研究抗HIV病毒药品和疫苗有巨大的参考价值。 HIV 疫苗实验研究的现状

12、2020/11/419第19页，共35页。 DNA疫苗进入细胞核内部表达所携带的外源基因，在诱发细胞免疫反应方面具有优势。HIV DNA疫苗研究中多采用包括多个病毒基因的方式来增加细胞免疫反应的强度和广泛性。如Fuller 等使用gag-pol-env 的DNA疫苗黏膜途径免疫猕猴，在异源SHIV-1 黏膜攻击中，可保护4/7只猕猴免于感染。质粒DNA进入细胞核表达外源蛋白，能进行正确的翻译后加工并保持天然构像，在诱发体液免疫反应方面具有特殊优势。HIV 疫苗实验研究的现状2020/11/420第20页，共35页。HIV 疫苗实验研究的现状五、病毒载体疫苗 为了增加外源基因进入宿主体细胞的能力

13、和表达效率，增加疫苗诱发的免疫反应强度，研究者发展了多种活病毒载体疫苗。其中最具代表性的是痘病毒(Vaccinia virus，VAC) 载体。从安全性和免疫效果综合考虑，MVA为其中的佼佼者，MVA为Ankara株痘病毒在鸡胚细胞中经过570次传代，获得丢失六处共长达10 kb基因片断限制了其宿主细胞谱系的减毒株。不同于一些保留较强复制能力的痘病毒减毒株通过删除病毒的细胞因子(如IFN-) 受体为减毒手段，并以宿主能产生足够强度的特异性免疫反应为前提来确保安全性。2020/11/421第21页，共35页。 MVA 在人体内复制水平很低，几乎检测不到。MVA多种途径接种放射线照射和抗T细胞抗体

14、清除T淋巴细胞的猕猴，虽然在动物全身多个器官检出了MVA基因，但没有分离到活病毒颗粒。同时，MVA可诱生IFN-、TNF-等细胞因子，但它自身不表达IFN和TNF可溶性受体，从而可间接增强细胞免疫反应。 使用rMVA-gag-pol-env 89.6P 免疫恒河猴，SHIV89.6P攻毒后，对照组动物出现明显的AIDS 样症状，攻毒后168 d半数死亡，免疫组动物表现出强的Gag-特异性细胞免疫反应和高滴度的中和抗体，到168 d观察终点，CD4 + T淋巴细胞保持正常水平，病毒载量控制在检出范围(500-1000 拷贝/mL) 以下，无1 例出现AIDS 样症状。 现代探针技术带着潜在的可产

15、生保护性细胞免疫反应的优势，已经在临床试验上得到了证实。腺病毒探针的出现肯定了这种说法，而泡沫病毒在人体内引起有效的细胞免疫反应没有得到证实。 2020/11/422第22页，共35页。HIV 疫苗实验研究的现状六、DNA-病毒载体疫苗联合免疫 动物实验表明，已经存在的针对载体病毒的免疫反应能够严重影响免疫效果。以Prime-Boost 方式, 使用携带gag-pol-env的DNA/rMVA 和rMVA/rMVA 同时免疫猕猴，rMVA/rMVA方式免疫的猕猴其CTL反应强度比DNA/rMVA方式低10倍。以腺病毒作为载体的疫苗中，这种现象比MVA还要明显。使用DNA-活病毒载体疫苗,以Pr

16、ime-Boost方式免疫，可以避免这种现象。2020/11/423第23页，共35页。HIV 疫苗实验研究的现状七、治疗性疫苗 艾滋病被称为“世纪瘟疫”，人类至今尚未找到医治这一顽症的理想方法。现在普遍采用的“鸡尾酒”疗法，就是让患者服用抗逆转录酶等抗病毒药物，以控制病情的进一步发展，但它无法完全杀灭病毒，而且还会产生毒副作用。用“治疗疫苗”抑制艾滋病毒的新思路的原理是：既然艾滋病患者最主要的问题是免疫功能的丧失，那么只要找到一种能够有效触发并恢复其自身免疫能力的方法，病情应该可以得到控制。2020/11/424第24页，共35页。艾滋病研究新消息2020/11/425第25页，共35页。感

17、染HIV的T细胞（红色为HIV病毒，绿色为宿主细胞） 加拿大和美国研究人员21日在英国自然医学发表论文称，他们发现了可能会彻底治愈艾滋病的新方法，艾滋病将有可能不再是不治之症。治愈艾滋病的关键在于找到艾滋病病毒潜伏池。研究人员说，他们找到了这种潜伏池，即记忆T细胞。他们提出了结合化学疗法和抗逆转录病毒疗法来治疗艾滋病的新方法，其中，抗逆转录病毒疗法杀死人体内大部分艾滋病病毒，而化学疗法则专门针对“躲藏”在记忆T细胞中的艾滋病病毒，这使得艾滋病病毒在人体中再无藏身之地。HIV 的新藏身之处2020/11/426第26页，共35页。 美国科学杂志发表了由浙江大学教授于晓方领导的科研小组的研究成果，

18、揭示了艾滋病发病的新机理。该研究在国际上首先发现一组使HIV避过人体细胞天然防御系统而在人体细胞内大量复制的蛋白，阐明了HIV突破宿主细胞防御系统分子机制，并提出了新的HIV防治策略。 这组蛋白的发现对于了解HIV如何战胜宿主防御系统至为关键，有望成为HIV治疗的新靶点，从而为预防和治疗艾滋病提供了一种全新的理念和途径，具有十分重大的理论意义和实际应用价值。艾滋病病毒含有一种病毒感染因子，该因子通过一组蛋白复合体，增加了艾滋病的感染机会。一系列实验发现，只要阻断病毒感染因子和泛素连接酶的共同作用，艾滋病的感染率就降低了90。这个新发现有可能开发出防治HIV感染的新药和新疗法。HIV 突破宿主细

19、胞防御系统分子机制2020/11/427第27页，共35页。 美国科研人员最近利用基因技术成功遏制老鼠体内的艾滋病病毒，这一方法为控制艾滋病病毒增殖提供了新思路。 这一技术的关键在于负责指导合成CCR5蛋白的一种基因。CCR5蛋白是艾滋病病毒入侵机体细胞的“帮凶”。科研人员很早就发现，如果CCR5蛋白基因发生有利的变异，那么人体就可能出现针对艾滋病病毒的免疫抵抗力。美国南加州大学的葆拉坎农等人在新一期英国自然-生物工艺学杂志上报告说，他们用老鼠做实验时，借助一种名为cutter的酶，删除了未成熟造血细胞中的CCR5蛋白基因，因此这些细胞成熟分化时不会产生CCR5蛋白。研究人员把这些细胞注入感染

20、了艾滋病病毒的老鼠体内，并把它们与感染艾滋病病毒的普通老鼠进行比较，结果发现12周后在接受注射的老鼠体内，免疫T细胞水平有所恢复，艾滋病病毒含量保持在较低水平。而对照组老鼠的免疫系统能力减弱，艾滋病病毒大量分裂增殖。基因技术遏制艾滋病毒2020/11/428第28页，共35页。“阴性艾滋病”的恐慌 日前传言内地多个省市发现一种“阴性艾滋病”的神秘病毒，据说这些患者出现类似艾滋病的症状，但是检验结果却呈阴性，而这个人群大多有过高危性行为。 “阴性艾滋病”患者出现了淋巴肿胀、皮下出血、舌苔生绒毛等和艾滋病患者极为相像的症状，还有免疫力下降、头疼等其他表现。但是，经过多次HIV检查却仍然显示阴性，临

21、床报告显示他们是“无明显的器质性病变”，因此他们自称是“艾滋病阴性感染者”。2020/11/429第29页，共35页。传言一：“阴性艾滋病”是艾滋病的变异传言二：“阴性艾滋病”是一种新病毒传言三：“阴性艾滋病”是传染病传言四：“阴性艾滋病”无法根治，可致死关于“阴性艾滋病”的四大传言2020/11/430第30页，共35页。传言一：“阴性艾滋病”是艾滋病的变异【检测结果可排除该人群感染艾滋病病毒或变种】 2009年7月，中国疾控中心开始启动相关调查工作，至2010年1月，招募了59名自愿接受调查的“自述疑似艾滋病感染者”进行了第一次调查。调查结果表明，该人群艾滋病抗体检测均为阴性，未检测到相关致病病