基因与人类疾病

第八章

基因与人类疾病2022/9/101第一节肿瘤与癌症第二节乙肝第三节艾滋病第四节非典第五节基因诊断第六节基因治疗本章主要内容序：人类基因病症三大类：1、经典单基因病:表现为孟德尔遗传2、多基因病：表现为基因与环境相互作用3、获得性基因病：表现为病原微生物与人类基因组间相互作用，基因结构与表达模式改变。第一节肿瘤与癌症品病癌山一种可怕的疾病细胞无休止的分裂组织增生堆积如山1775年，伦敦医生PercivalPott发现，早年曾干过扫烟囱活计的男人易患阴囊癌19世纪早期，人类的平均寿命只有35岁，而癌症特别喜欢光顾老年人，所以直到19世纪癌症一直是一种相对罕见的疾病。自20世纪50年代起，吸烟人群的肺癌是非吸烟人群的20-30倍。20世纪初，与X射线打交道的人易患皮肤癌和白血病。为夜光表涂抹镭的女工由于常常舔刷毛而易患舌癌。癌症的地方特征：非洲某地的肝癌18倍于英国，日本的胃癌11倍于美国，美国的结肠癌10-20倍于非洲某地。当人们从世界的一地移居于另一地时，他们的下一代呈现新居地癌症的典型特征流行病学资料癌基因：一般可定义为某种基因，它的异常表达或表达产物的异常直接决定细胞恶性表型的产生。癌基因分两大类：病毒癌基因（V-onc）：DNA病毒、RNA病毒（主要是反转录病毒）

细胞转化基因（c-onc）：使正常细胞转化为癌细胞抑癌基因或称抗癌基因：与肿瘤抑制基因属同义词，是指某种基因当其受阻抑、失活、丢失、或其表达产物丧失功能可导致细胞恶性转化；反之，在实验条件下，若导入或激活它则可抑制细胞的恶性表型。（1）癌基因的发现现已知道在肿瘤发生中，作为环境因素的病毒、化学致癌物和射线，它们作用于机体内的靶分子都是DNA，在研究肿瘤病毒如何使宿主细胞转化和研究肿瘤DNA能否使培养的经两条实验途径中，殊途同归，发现了癌基因，早在本世纪初，Rockefeller研究所的Rous医生将鸡肉瘤组织匀浆后的无细胞滤液皮下注射于正常鸡，发现可以引起肿瘤，可惜当时对病毒还缺乏认识，直到五十年代才重新发现原来致瘤的因素是病毒，并以Rous医生的名字命名为罗氏肉瘤病毒（RousSarcomaVirus,RSV）。1975年，Bishop从RSV中分离到第一个病毒癌基因src，该基因编码分子量为60kDa的磷蛋白质，以pp60src表示。1976年Stehelin以实验证明正常鸡成纤维细胞基因组中存在有与病毒癌基因src的同源序列。此后陆续发现许多禽类和鼠类病毒部基因也有类似情况，即宿主细胞基因组中含有病毒癌基因的同源序列，称之为细胞癌基因（c-onc）。

那么，v-onc与c-onc的关系如何？这可从二者结构的比较和逆转录病毒感染宿主后的生活史或复制周期两方面加以分析。首先，从结构上看c-onc是间断的，这是真核基因的特点，即有内含子因而基因的跨度较大。然而v-onc却是连续的，没有内含子，所以基因跨度较小，以v-onc和c-src为例如图。再从逆转录病毒感染宿主细胞后的复制周期（图）分析。逆转录病毒正常复制周期主要步骤c-src和v-src结构的比较不难看出，v-onc原本不是病毒的基因，而是动物细胞正常基因的一个复本。当病毒在宿主细胞内复制时，由于DNA重组而将宿主细胞基因中带有v-onc的序列重组到病毒的基因组内。所以说c-onc是v-onc原型，又称为原癌基因（proto-oncogene）。

病毒癌基因对病毒本身无关紧要，却可使宿主细胞转化，引起肿瘤，而细胞癌基因对细胞的生长、分化和功能活动却是至关紧要的。正常的细胞癌基因并不致癌，只是当它们异常表达或其表达产物异常时才会导致细胞的恶性转化，迄今发现的细胞癌基因都是一些有十分重要的功能“看家基因”，而且是高度保守的，例如人与小鼠的K-ras基因产物K-Ras的氨基酸序列相差仅为1%，人与大鼠的H-ras基因产物H-Ras的氨基酸序列完全相同。实验证明，v-onc的致癌或由于表达的失控，或由于基因的突变，导致产物的量的增多或质的改变。已知从自然发生的人肿瘤组织提取的DNA可以转化HIH/3T3细胞，尽管只有10%的人的肿瘤DNA具有转化此种细胞的能力，但癌基因已在所有主要类型人肿瘤中检出，最先是从T24/EJ膀胱癌细胞系检查到的，属于ras家族成员，以后又用核酸探针检测出正常人的细胞基因组中有ras同源序列存在，与T24细胞中的ras不同，无转化能力，二者差别仅仅在于一个点突变（第12位氨基酸密码子的G突变为T）。（2）细胞癌基因的激活细胞癌基因的激活是指原本不致癌c-onc在特定的情况下转变成致癌性的，大体上有以下几种激活方式。

A、插入激活例如逆转录病毒MoSV感染鼠类成纤维细胞后，病毒基因组的LTR整合到细胞癌基因c-mos邻近处，使c-mos处于LTR的强启动子和增强子作用之下而被激活，导致成纤维细胞转化为肉瘤细胞，又如禽类白细胞增生病毒ALV的E成分整合到鸡细胞基因组c-myc附近。可使c-myc激活。因此在基因治疗中使用逆转录病毒载体时必需考虑细胞癌基因的插入激活问题。

B、突变激活典型的是各种ras基因的激活ras基因的表达产物Ras是一种小分子G蛋白，在信号转导中起重要作用，正常Ras的作用因其自身的GTP酶活性而受到严格控制，而突变了的Rad其GTP酶活性下降或丧失，失去了原有控制，致使增殖信号持续作用，细胞发生恶性转化，如图C、基因扩增

已发现人类肿瘤细胞中扩增的细胞癌基因如下表表：人类肿瘤细胞中扩增的细胞癌基因（＊DM：双微体；HSR：均匀染色区）c-onc肿瘤扩增倍数DM/HSR*c-myc早幼粒白血病细胞系HL60小细胞肺癌细胞系20×5-30×＋？N-myc原发神经母细胞瘤Ⅲ-Ⅳ级及神经母细胞瘤细胞系视网膜母细胞瘤小细胞肺癌5-1000×10-200×50×＋＋＋L-myc小细胞肺癌10-20×？c-myb急粒AML结肠癌细胞系5-10×10×？？c-erbB类表皮癌细胞系，原发胶质瘤30×？c-K-ras原发肺癌，结肠癌，膀胱癌，直肠癌4-20×？N-ras乳癌细胞系5-10×？D、基因重排/染色体易位典型的如伯基特淋巴瘤细胞的染色体易位t（8：14），致使c-myc激活，参看图：Burkitt淋巴瘤常见的染色体易位t(8:14)不同的癌基因有不同的激活方式，一种癌基因也可有几种激活方式。例如c-myc的激活就有基因扩增和基因重排两种方式，很少见c-myc的突变；而ras的激活方式则主要是突变，细胞转化实验证明，各种癌基因之间存在协同作用。Weingerg按转染细胞表型的变化将癌基因分为两个类，一类是核内作用的能使细胞永生化的癌基因，例如myc，fos等，另一类是引起细胞恶性表型变化的定位于质膜和胞浆的癌基因，例如ras、erbB、src等。事实表明肿瘤的发生是多步骤，多因素的，不同的癌基因作用于肿瘤发生的不同阶段。（3）抑癌基因抑癌基因又称肿瘤抑制基因，它的发现较癌基因晚，迄今克隆到的抑癌基因的数目亦较少，这并不意味着客观存在的抑癌基因就一定比癌基因少，只是由于技术上的原因，要想分离、鉴定、确认一个抑癌基因比较困难。早在六十年代，有人将癌细胞与同种正常双倍体成纤维细胞融合，所获杂种细胞的后代只要保留某些正常亲本染色体时就可表现为正常表型。然而，随着染色体的丢失又可重新出现恶变细胞。这一现象表明，正常染色体内可能存在某些抑制肿瘤发生的基因，它们的丢失、突变或失去功能，好可使潜在的致癌因素如激活的癌基因发挥作用而致癌。癌症多步起源说癌细胞正常细胞正常细胞融合推测正常细胞可能存在抑制肿瘤形成的基因发现肿瘤抑制基因癌症多步起源说Rb活性RbRb无活性Rb失活视网膜神经胶质瘤1986，美国眼科医生Dryla发现……说明Rb基因具有抑制肿瘤发生的作用发现肿瘤抑制基因癌症多步起源说正常细胞Rb基因体外培养的视网膜神经胶质瘤细胞注入正常细胞提取培养发现肿瘤抑制基因结论

Rb具有肿瘤抑制作用抑癌基因概念是在研究视网膜母细胞瘤（RB）的遗传损害时提出来的。RB有家族性和散发性两种类型，其发闰机制不同。前者有先天的隐性遗传损害，其种系基因是有缺陷的，患RB的频率可高达80-90%，且往往是双侧，散发性RB，两次体细胞突变发生在同一个细胞，机率很小，患病也是单侧，Kundson早在1971年就提出RB发病的“两次击中学说”。现代分子遗传学分析手段的发展充分支持这一学说（图）。1986年Draper统计，RB携带者发生第二原发癌的机率比一般人群要高数百倍。关于抑癌基因如何起作用所知甚少，总体上总对生长起着控制作用，是一类生长控制基因或负调控基因，若功能丧失则失去负调控，细胞只能接受正调控信号，抑癌基因产物的功能多种多样，已确定的几中抑癌基因产物及其功能如表癌症多步起源说发现肿瘤抑制基因细说Rb抑癌基因两次灭活论RbRbRbRbRbRb第一次突变灭活第二次突变灭活

Rb基因的突变失活不仅导致视网膜神经胶质瘤……在多种癌症中也发现了它的踪影：骨肉瘤、前列腺癌、软组织肉瘤、小细胞肺癌、乳腺癌、食道癌…表：已确定的几种抑癌基因

（*p53的野生型是抑癌基因，而其突变型属癌基因）基因染色体定位相关肿瘤基因产物及功能RB13q14RB、成骨肉瘤、胃癌、SCLC、乳癌、结肠癌p105，控制生长WT11p13WT、横纹肌肉瘤、肺癌、膀胱癌、乳癌、肝母细胞瘤WT-ZFP，负调控转录因子NF-117p12神经纤维瘤、嗜铬细胞瘤、雪旺氏细胞瘤、神经纤维肉瘤GAP，拮抗p21rasBDCC18q21.3结肠瘤P192,细胞粘附分子p53817p13星状细胞瘤、胶质母细胞瘤、结肠癌、乳癌、成骨肉瘤、SCLC、胃癌、磷状细胞肺癌P53控制生长erbA17q21ANLLT3受体，含锌指结构的转录因子发现生长因子信号处理系统生长因子受体第二信使调节蛋白DNA复制细胞分裂癌基因的产物（癌蛋白）抑癌基因的产物（抑癌蛋白）+-癌基因与抑癌基因的搏斗肿瘤转移发现肿瘤转移基因淋巴干细胞T细胞T细胞迁移迁移骨髓胸腺脾淋巴结神经嵴细胞神经管左右鳃弓软骨颅骨软骨肾上腺髓质脊神经节迁移迁移第二节乙肝一、生物学性状（一）形态与结构1．大球形颗粒：亦称Dane颗粒，它是一种由一个囊膜和一个含有DNA分子的核衣壳组成的病毒颗粒，直径约42nm。核衣壳为20面体对称结构。游离的核衣壳只能在肝细胞核内观察到。血中Dane颗粒浓度以急性肝炎潜伏期后期为最高，在疾病起始后则迅速下降。Dane颗粒表面含有HBsAg，核心中还含有双股有缺口的DNA链和依赖DNA的DNA多聚酶。目前认为Dane颗粒即完整的HBVHBVDNA的两链长短不一，长链（L）完整，为负链，长度恒定，约3200个核苷酸。短链（S）为正链，长度可变，约为长链长度的50～100%，链的增生按5′-3′顺序进行。在不同分子中短链3′端的位置是可变的，而短链和长链的5′端位置固定点为粘性末端，通过250～300个核苷酸碱基配对，以维持DNA分子的环状结构。在粘性末端两侧，两链5′端各有一个由11个bp组成的直接重复序列(DirectrepeatDR)-5′TTCACCTCTCC，该DR位于第1824个核苷酸者称DR1，位于第1590个核苷酸者称DR2，在病毒复制中起作用。2．小形球颗粒：直径约22nm的小球形颗粒是HBV感染后血液中最多见的一种。它由HBsAg，即病毒的囊膜组成。化学组成为脂蛋白，可按其特有的密度与正常血清蛋白部分分离。在此颗粒中未检出达DNA多聚酶活性。目前认为HBV的小颗粒不是HBV，可能是它感染肝细胞时合成过剩的囊膜而游离于血循环中。3.管形颗粒：直径约22nm，长度可在100～700nm之间。实际上它是一串聚合起来的小颗粒，但同样具有HBsAg的抗原性。（二）基因结构目前，已可从感染HBV病人的血清中及感染肝脏提纯的病毒核心中分离出环状双股DNA，从而确定HBV属DNA病毒。研究Dane颗粒DNA结构发现，DNA分子含有约3，200个核苷酸。它包括两个链；一个长度固定的负链和另一长度不定的正链。由于DNA生物合成是在多聚酶作用DNA引物生长末端3′－OH与加入的脱氧核苷酸的5'-磷酸基形成磷酸二脂键完成的，因此，链的增生按5'-3'顺序进行，而且加到链上的每种脱氧核苷酸是按模板DNA的碱基配对互补规律进行，长链在1,800或1,818核苷酸附近有一个制品。短链的5'-末端通过长达250-300个核苷酸的碱基配对而维持分子的环状结构。DNA多聚酶作用不断延长短链3′端以修补缺口。缺口可能与HBV的DNA在感染细胞内的整合有关。目前，由于克隆化DNA完整核苷酸已经确定，现已证实HBsAg和HBcAg都是由Dane颗粒的DNA所编码，并且二类基因存在同一DNA分子上。有人比较病毒基因编码能力和病毒多少，发现HBVDNA负链能编码全部已知的HBV蛋白质，而其正链开放读码区，不能编码病毒蛋白。HBVDNA负链有四个开放区，分别称为S、C、P及X（图26-2），能编码全部已知的HBV蛋白质。S区可分为二部分，S基因和前S基因。S基因（核苷酸155～833）能编码主要表面蛋白。S基因之前是一个能编码163个氨基酸（2，848-154）的前S基因，编码PreS1和PreS2蛋白。C区基因包括前C基因和C基因，分别编码HBeAg和HBcAg。P区最长，约占基因组75%以上，编码病毒体DNA多聚酶。X区（核苷酸1，374～1，835）可能编码有154个氨基酸的碱性多肽，长链的裂口位于此区。（三）乙型肝炎病毒血清型和基因型

乙型肝炎病毒亚型有aywl、ayw2、ayw3、ayw4、adw2、adw4、ayr、adrq+及adrq—九种，已发现的HBV基因型有A—H八种。不同的亚型可属同一基因型，而同一亚型又可分布于不同基因型。亚型并不能反映基因组的异质性。

表

HBV亚型和基因型的关系

HBV基因型

HBV亚型

A型

adw2和adwl

B型

adw2和aywl

C型

adr、ayr和adw2

D型

ayw2和ayw3

E型

ayw4

F型

adw4、ayw4和adw2

G型

adw2

H型

adw3（四）乙肝病毒基因组的结构特点和功能乙肝病毒（HBV）的基因组DNA结构很奇特，是一环状的部分双螺旋结构,长约3.2kb。其中的2/3为双螺旋结构，1/3为单链，这就是说，DNA中的两条链不等长。长链的5'端与3'端无共价连接，而是与一种蛋白质共价相连。长链的5'端以250-300对碱基互补结合。长链为负链，短链为正链。短链的长度视病毒而异，一般长约1.6-2.8kb,约为长链的2/3。短链之间的空隙可由病毒颗粒中的DNA聚合酶充填。乙肝病毒是目前已知的感染人类最小的双链DNA病毒。为了能在细胞内独立复制，病毒在很小的基因组中尽量容纳大量的遗传信息。因而HBV的基因组结构显得特别精密浓缩，充分利用其遗传物质。1、重叠的基因序列比较多，HBV基因组中已确定的开放读框有4个,分别编码病毒的核壳（C）和包膜（S）蛋白，病毒复制酶（聚合酶)及一种似乎与病毒基因表达有关的蛋白质X。在S基因前面的两个小ORFs与S基因ORF属于同一个读框，可以将ORFS通读下去，编码两种S蛋白相关的抗原，这两种抗原也存在于病毒颗粒的表面，这两个抗原分别称为前-S1(pre-S1)和前－S2(pre-S2)。同样，在ORFC前面也有一短的ORF，称为前－C(pre-C)，编码一较大的C蛋白相关抗原。所有这些ORF都在负链DNA（长链）上，其中S基因完全重叠于聚合酶基因中，X基因与聚合酶基因、C基因重叠，C基因与聚合酶也有重叠。最近，Miller等人在HBV基因组中又发现两个ORF,即ORF-5和ORF-6，这两个ORFs与X基因重叠，其中ORF6不是由负链DNA编码的，而是由正链DNA编码。这两个ORF的功能目前尚不清楚。2、调节序列位于基因内部，这也是HBV节约使用遗传物质的一种方式。与HBV基团组复制有关的序列有：短链顺向复制序列（DR1和DR2）和U5样序列（因与反转录病毒末端的U5序列类似面得名）。DR1和U5位于前－CORF中，是合成DNA长链的起始部位，DR2位于聚合酶基因与X基因重叠处，是DNA短链合成的起始部位。3、与HBV基因表达有关的信号序列有4种：[1]启动子，[2]增强子，[3]polyA附加信号，[4]糖皮质激素敏感因子（GRE）。由于HBV基因组中的基因分别转录于3种HBVmRNA转录本上，因此，相应地在病毒基因组中每一转录本近5'端也至少应有3种RNA聚合酶Ⅱ启动子，虽然这些启动子的基因序列尚不知，但这些启动子显然存在于编码蛋白质序列内。增强子（ENH）位于聚合酶基因中；polyA附加信号位于CORF中；而GRE位于SORF和聚合酶基因中。GRE是与激素受体结构的DNA片段，结合后能使某一已知基因转录水平增加。4、GRE有许多增强子的特征：[1]是起顺式作用的因子，[2]在转录的两个方向均有作用，[3]在距其调节的基因不同距离处均可起作用。从以上可以看出HBV基因组结构严密，组织高效，在已知的病毒中是罕见的。HBVDNA不但在结构上有其独特的地方，而且其DNA复制过程也非常特别。当HBVDNA进入宿主细胞后，首先成为完整的闭环双螺旋DNA，以负链为模板合成全长的“+”链RNA（称为前基因组RNA）。该“+”链RNA被包装在未成熟的核心样颗粒中，同时还有DNA聚合酶和一种蛋白质也被包装在颗粒中。在该颗粒中“+”链RNA作为模板由反转录酶催化合成“-”链DNA，具体机制尚不清楚，可能与腺病毒DNA的复制相似，因为在“-"链DNA的5'端也有共价结合的蛋白质。“＋”链DNA的合成便以该负链DNA为模板和一段RNA为引物而聚合延伸，核心样病毒颗粒在这过程中也成为成熟的病毒颗粒。这时，正链DNA仍没有合成完毕，因而造成病毒基因组两条DNA链长度不一样。第三节HIV与AIDS由人类免疫缺陷病毒（HIV）引起的获得性免疫缺陷综合症（AIDS）。艾滋病，又称爱滋病，是英文全称AcquiredImmuneDeficiencySyndrome的字头AIDS缩写的译音，中文全称为获得性免疫缺陷综合症，这是由一种逆转录病毒引起的传染病，临床上以淋巴肿大、厌食、慢性腹泻、体重减轻、发热、乏力等全身症状起病，逐渐发展至各种机会性感染、继发性肿瘤、精神神经障碍而死亡。HIV在病毒分类学上属逆转录病毒科慢病毒属，目前已发现两种HIV，分别为HIV-1和HIV-2。两者具有相似的病毒结构和传播途径。HIV-2主要分布于非洲西部，在欧洲和美洲的一些感染者中也被检测到。其毒力和传播力都低于HIV-1，引起的艾滋病病程较慢且较缓和。HIV-1广泛分布于世界各地，是引起全世界AIDS流行的病原，目前HIV的研究也是以HIV-1为主进行的。一、简史与流行情况1983年，法国巴斯德研究所LucMontagnier等首先从1例持续性淋巴结病综合征(LAS)的男性同性恋者分离到一种含逆转录酶的病毒，命名为淋巴腺病相关病毒(LymphadenopathyAssociatedVirus，LAV)。1984年5月美国国立癌肿研究所RobertGallo等从1名艾滋病患者活体组织中分离到病毒，命名为嗜人T淋巴细胞III型病毒(HumanT-cellLymphotropicvirustype3，HTLV-III)。同年，美国加州大学Levy等分离出艾滋病相关病毒(AIDSrelatedvirus,ARV)并首次提示了艾滋病病毒的携带状态。不久从病毒分子生物学特性、交叉免疫反应、免疫印迹法、病毒限定图谱(RestrictionMap)证明这些先后分离出的病毒基本相同，但与HTLV的蛋白完全不同，基因组的亲缘关系也较远。1986年，国际微生物学会及病毒分类学会将这些病毒统一命名为HIV，1986年1月Clavel从西非分离到一种逆转录病毒，与非洲猿猴逆转录病毒(STLV)有较近亲缘性，而只与HIV核心蛋白有部分交叉反应，但同样可引起类似HIV所致的艾滋病临床表现和流行病学特征，不过临床症状较轻，病死率也低，新分离到的病毒称之为HIV-2，把1983年分离到的目前世界上广泛流行的HIV称为HIV-1。HIV-1和HIV-2是引起AIDS的逆转录病毒，但引起人类其他疾病的逆转录病毒尚有HTLV-1和HTLV-2，虽然两者传播途径十分相似，但临床表现不一，病变机理不一，尤其后两种引起人类白血病的逆转录病毒潜伏期长，可高达20-30年之久。此外，尚有动物艾滋病逆转录病毒，已知有6种，即SIVagin、SIVagmc、SIVmnd、SIVsin、SIVcpz和SIVsyk。初步看来有时有交叉感染，尤其在饲养管理人员和实验研究人员中有交叉本病在美国从1978年在纽约发现第1例以后，1979年7例，1980年12例，1981年204例，1982年750例，到1983年已累计发生1739例，逐年直线上升，世界卫生组织宣布到1992年7月底统计已达164个国家，约50万人以上患AIDS，病人随着年代的推进，累积数量不断增加，1995年6月30日，世界卫生组织公布，全世界登记在册的艾滋病病例已接近117万。世界卫生组织认为，实际数要比此数高得多，估计全世界AIDS病例总数可能已超过500万，全世界目前HIV感染者的总数已超过2000万人，每天还约增加600人。死亡病人数近100万人，故称之为世纪绝症。目前以美洲为最多，其次是亚洲，欧洲名列第三。但亚洲HIV感染人数正飞速上升，本世纪未下世纪初期，亚洲处于艾滋病扩散期。在泰国，印度，已从高危人群扩散到一般人群，成人已有20%受感染。产前妇女HIV阳性率高达8%，再过5年，大多数新感染的病例将来自于亚洲。

在我国大陆，自1986年首次发现一美籍阿根廷人在西安发病，经多方检查确诊为AIDS。距世界首例报道AIDS相隔4年。同年在浙江省从血友病病人中又检出HIV感染者4例，为我国首次发现HIV带毒者。此后在我国陆续发现外国人HIV带毒者约17名之多。直至1989年从云南发现HIV带毒者146例，又在北京及河北发现3例HIV带毒者。

进入90年代我国的HIV病情情况更加不可阻挡地迅猛发展，按国家卫生部公布的数字，1990年HIV带毒者为492人，AIDS仅为5名，其后逐年上升，至1995年HIV感染者为3341人，AIDS为117名，专家估计我国实际HIV感染人数应为5万-10万人。这仅仅只有5年其增长速度是十分惊人的。二、HIV的生物学特征

（一）

形态和结构：艾滋病病毒（HIV）颗粒呈球形，直径90nm～130nm。病毒的核心呈中空锥形，由两条相同的单链RNA链、逆转录酶和蛋白质组成。核心之外为病毒衣壳，呈20面体立体对称，含有核衣壳蛋白质。最外层为包膜，包膜上的糖蛋白有刺突状结构，是HIV与宿主细胞受体结合位点和主要的中和位点（图）。HIV属逆转录病毒科慢病毒属，其RNA中含有gag、env和pol基因以及6种调控基因〔tat,vif,vpr,vpx(vpu),nef,rev〕。gag基因编码病毒的核心蛋白；pol基因编码病毒复制所需要的酶类（逆转录酶、整合酶和蛋白酶）；env基因所编码病毒包膜蛋白，是HIV免疫学诊断的主要检测抗原。调控基因编码辅助蛋白，调节病毒蛋白合成和复制。HIV基因组结构除包括两端的长末端重复序列(LTR)外，中间有9个开放阅读框架，即gag、pol、env、3`orf(LTR，B.E'，F)、SOT(VIF，A,P,Q)、tat、R(VPR)、art和VPU(但HIV-2为VPX)。与病毒核心紧密连接的是Vif和Nef蛋白，在核心外很可能存在vpr(VPX)。Tat也可能位于病毒内部。核心蛋白(gag)、被膜蛋白(env)和多聚酶蛋白(pol)是HIV三种结构蛋白。pol的基因产物为逆转录酶RT、核糖核酸酶RiboH及整合酶INT，env的基因产物是包膜外的亲水性的gp160，成熟后裂解为位于包膜外的亲水性的gp120和疏水性的跨膜蛋白gp41(HIV-2为gp36)，位于包膜内的3`orf、sor、tat、R及art的产物具有调节病毒的复制及转化作用(二)亚型HIV病原特性

HIV病原具有极大的变异性，对病毒的基因特别是V3区进行PCR扩增和序列测定，有助于HIV-1和HIV-2之间，以及每一种内部之间的序列差异比较。现在已经知道，HIV-1型至少可以分为13个亚型，归乃于M、O和N三个组，其中M组有A、B、C、D、E、F、G、H、I、J和K11个亚型；O组有O亚型和N组有N亚型。HIV-2型至少有A、B、C、D、E、F和G7个亚型。HIV亚型在病源学、流行病学、实验诊断、临床症状、药物筛查和评估、疫苗研制上颇为重要。当前突出的问题是亚型可变性和亚型重组，对诊断和耐药影响很大(三)HIV对外界抵抗力

HIV可在人体外环境中生存，但取决于伴随物质与外界温度，一般比肝炎病毒对外界抵抗力低得多，对热很敏感，60℃以上就可被杀死。因此，注射器、医疗用具经过高温消毒、煮沸或蒸气消毒后完全可以达到消毒目的。HIV对化学品也十分敏感。常用的漂白粉、新鲜2%戊二醛溶液、4%福尔马林溶液、2%氯胺、6%过氧化氢都能杀死HIV，但是最近发现70%酒精溶液和碳酸溶液对HIV作用不稳定(四)分类从毒株种类分，无疑地有HIV-1和HIV-2之分，目前广泛流行于全球的毒株是HIV-1型。HIV-2毒株虽然发现于西非地区，随着时间的推移，该毒株在欧洲、美国和南美、亚洲一些感染者中也被检测到，尤其亚洲印度的HIV-2感染者数量正在迅速增加，我国在新疆、上海等地区也已陆续发现。当然不论从全球乃至我国，HIV-1是当前主要的艾滋病流行毒株，大量的研究也证明HIV-2在每次性活动中HIV-2比HIV-1的传染性低5～9倍，在母婴传播中HIV-2比HIV-1低15～30倍。感染HIV-2机体自然可发展成艾滋病，但潜伏期相对长，症状表现较轻，存活期则长。现有两型HIV：HIV-1和HIV-2，它们主要区别在于包膜糖蛋白上。HIV是一种变异性很强的病毒，不同的病毒株之间差异很大，甚至同一毒株在同一感染者体内仅数月就可以改变，使原中和抗体失去中和效能，这给HIV疫苗的研制造成很大困难。目前在全球流行的HIV-1毒株已出现三个组，即M、O和N组，其中M组又可分为A到J共10个亚型，而且亚型间的重组体已有发现。HIV-2现有A～F共6个亚型。目前也有学者根据病毒的生物学特性对HIV-1进行分群，如根据病毒与宿主细胞结合所利用的辅助受体的不同（CCR5、CXCR4），分为R5和X4毒株；或根据宿主范围及复制特性不同，分为非合胞体诱导株（NSI）和合胞体诱导株（SI）；有毒力株和无毒力株；快/高型和低/慢型等。三、传播方式（一）性接触

1．同性恋和（或）双性恋约占70%病例。男同性恋者HIV感染率甚高，尤以有色人种居多。HIV感染者精液中的HIV经直肠粘膜传给健康的同性性伴。2．异性恋约占4%病例。精液中的HIV感染细胞与子宫腔中Mφ、淋巴细胞、上皮细胞相互作用而使女方感染。阴道分泌物中的HIV感染细胞能将HIV传给男性（二）注射途径1．输血约占2.5%病例。HIV感染者的血液、血浆中的游离HIV特别是病毒感染血细胞可使受血者被感染。2．血制品约占1%病例。输注带有或污染有HIV的人血清白蛋白、Igs和抗凝血因子等可染上HIV。3．静脉毒瘾者因共用污染有HIV的针头和注射器而被感染约占18%病例。（三）母婴垂直传播HIV可经胎盘和母乳传递给下一代。四、基因组结构及功能：HIV基因组为单股正链RNA二倍体，每条RNA链长约9.8kb，两条链的5’端借氢键形成二聚体。与其他逆转录病毒相同，HIV的基因结构从5’端到3’端依次为5’LTR-gag-pol-env-3’LTR。5’端有帽状结构m7G5ppp5GmpNp，3’端有polyA序列。除三个编码结构蛋白的基因gag、pol、env外，HIV还有较其他逆转录病毒更多的调节基因和附加基因，其编码的的调节蛋白在病毒的整个感染及复制过程中具有非常重要的作用，目前已发现至少有7种：tat、rev、nef、vpr、vpu、vpx和vif。

1．长未端重复序列：

HIV基因组两端的长未端重复序列（LTR）不编码病毒产物，对于病毒基因表达的起始和调节至关重要，其上有许多细胞转录因子的结合位点，可分为调节单位、核心转录单位和反式激活效应元件单位（TAR）三个不同的调控功能区。

2．Gag基因：

即组特异性抗原基因，编码分子量为55KD的前体蛋白（P55），由未拼接的病毒mRNA表达。P55经病毒蛋白酶切割，由N端至C端形成P17、P24、P15三种蛋白。P17称为基质蛋白（MA），附着于病毒脂质又层膜的内侧，形成毒粒的内膜，起稳定毒粒的作用。P24称及壳蛋白，形成病毒的锥形核。P15进一步被裂解为P9和P7两种核壳蛋白，与病毒的RNA结合。3．Pol基因：

Pol基因编码病毒的逆转录酶（RT）P66和整合酶（IN）P32，由未拼接的病毒mRNA表达。RT由两个亚单位P66和P51构成，其N端完全一致，具DNA聚合酶活性，而C端由于病毒蛋白酶的不对称切割，使一个亚单位C端的部分氨基酸被切除而失去RNA酶H的功能，另一亚单位C端的RNA酶H功能域则未被切除。HIV进行复制时，首先在RT的N端的DNA聚合酶功能区的作用下，以RNA为模板合成互补的DNA，表现出逆转录酶活性，然后在P51的协助下，P66C端的RNA酶H功能区降解RNA/DNA双链中的RNA链，表现为RNA酶H活性，最后以此单链DNA为模板，由P66亚单位合成互补DNA而成双链DNA，表现出DNA聚合酶功能。整合酶能够将逆转录成的双链DNA整合入宿主染色体DNA，整合过程可分三步：首先由IN在病毒线状平端DNA的3’端由3’→5’方向切下2个核苷酸，形成CA-OH-3’，同时在宿主DNA双链整合部位上各切开一5bp的切口，然后在IN的作用下，CA-OH-3’与宿主DNA切开部位的5’-P形成磷酸二酯键，最后整合部位被修补完整。4．

Env基因：

Env基因编码病毒的膜蛋白，由单一拼接的mRNA进行表达，首先在内质网内合成分子量为88KD的蛋白质，在向高尔基体的转运过程中被糖基化而成为分子量160KD（gp160）的包膜糖蛋白前体，糖基化为病毒的传染性所必须。gp160被蛋白酶切割为gp120和gp41两部分，gp120位于感染细胞和毒粒的表面，称外膜蛋白，其上有5个高变区（V1~V5）和6个保守区（C1~C6）。高变区中的V3环区是阻断HIV传播的中和抗体结合的主要靶位，gp41镶嵌于病毒的脂质双层中，称跨膜蛋白，在病毒感染过程中能够介导病毒脂膜与细胞膜的融合。gp120与gp41的N端以非共价键结合，当HIV感染T淋巴细胞或巨噬细胞时，gp120首先与细胞表面的CD4分子结合，导致空间构象发生改变，使gp41与细胞膜充分接触而发生病毒与细胞膜的融合，病毒核心进行细胞5．Tat基因：

Tat基因由两个外显子构成，编码HIV复制和基因表达所必须的反式激活蛋白(Tat)，又称反式激活因子，能够增强病毒复制的起始，促进mRNA的转录和翻译。Tat与HIVRNA5’端LTR结合后能够极大地提高HIV基因的转录水平。另外，tat可能还具有转录延伸因子的作用，延长mRNA的转录。6．Nef基因：

Nef基因由单一外显子构成，编码27KD的甲基化蛋白。Nef蛋白是HIV复制过程中的负调节因子，具多种功能，既可进行正调节，也可进行负调节。能够增强或减弱病毒的复制，既能激活T细胞，增加病毒感染，又能抑制病毒的超感染。7．Rev基因：

Rev基因由两个外显子组成，分别编码25个氨基酸和91个氨基酸的肽段，由完全拼接的mRNA进行表达，两个肽段结合形成19KD的病毒颗粒蛋白表达调节因子（Rev）在胞质内合成后由其上的核定位信号（NLS）介导进入核内聚集于核仁。Rev蛋白是HIV复制非常重要的一个反式激活因子，能够促进HIV的基因转录由早期向晚期转变，即由调节蛋白基因的转录向结构蛋白基因的转录进行转变。因此，Rev蛋白对HIV的调节基因具有负调控作用，而对病毒结构基因和附加基因具正调控作用。另外，Rev与其应答元件（RRE）的结合还可促进未拼接或未完全拼接的病毒mRNA由胞核向胞浆运输。8．其他调节蛋白基因：

Vpr基因编码病毒蛋白r，高度保守。Vpr蛋白非HIV复制所必须，能反式激活病毒基因的表达，在HIV感染未分裂的细胞时使细胞停留在细胞周期的G2期。另外，Vpr基因的存在还可使HIV感染细胞时致细胞病变效应增加。Vpu基因编码病毒蛋白u，为HIV-1所特有，Vpu蛋白为非HIV复制所必须的双亲性膜整合蛋白，能够增强病毒颗粒的组装和释放，介导内质网中CD4分子的快速降解。Vif基因编码病毒颗粒感染性因子（Vif）。Vif蛋白亦非HIV复制所必须，能够增加病毒颗粒的感染性。病毒感染和复制

HIV主要侵犯人体的CD4+T淋巴细胞和巨噬细胞，其感染过程包括病毒的吸附、侵入、逆转录、基因组的整合、表达及释放等过程。当感染发生时，病毒的外膜糖蛋白gp120首先与细胞表面的CD4分子结合并与辅助受体CCR5或CXCR4等结合，gp120空间构象发生改变，暴露出跨膜蛋白gp41与细胞膜作用，导致病毒包膜与细胞膜融合，病毒核心进入细胞内，脱壳后病毒基因组在RT作用下以病毒RNA为模板合成cDNA，再以此cDNA为模板合成双链DNA，经环化后在病毒IN的作用下随机整合到细胞染色体上成为前病毒而长期存在并随细胞的分裂而传至子代细胞。此前病毒即为病毒复制时的转录模板，病毒进行复制时，早期转录的长链mRNA经拼接后表达病毒的调节蛋白，待调节蛋白的量到达一定阈值后，病毒进入晚期转录，产生的未拼接的mRNA部分用来指导合成病毒的结构蛋白，部分作为病毒的基因组，与结构蛋白进行装配成为病毒核心颗粒，由胞膜出芽时获得包膜及膜蛋白。五、HIV的致病机理在HIV感染人体的初期会有病毒血症的出现，并有轻度的发热及淋巴结肿大等症状，随后病毒血症大幅降低至难以检测的水平，抗核心蛋白及包膜蛋白的抗体陆续出现，病程进入无症状带毒期，即潜伏感染期，病毒可潜伏存在长达数年甚至十多年，其潜伏机制目前尚不清楚。在某些因素的作用下，病毒大量复制，机体再次出现病毒血症并出现艾滋病症状，体内大量的辅助性T细胞被病毒破坏，造成机体细胞及体液免疫功能降低，无法抵御外界病原微生物的侵袭而发生免疫缺陷综合症。有关HIV的致病机理，目前还不十分清楚，一般认为，HIV感染CD4+

T细胞后，病毒通过基因组整合，以前病毒形式存在于CD4+

细胞，在感染的早期，通过Th1细胞分必细胞因子IL-2等，在IL-2刺激下CD8+

T淋巴细胞对CD4+细胞产生强大的免疫抑制作用，从而使病毒处于被抑制的潜伏状态。在感染的晚期，Th2细胞的分泌占优势，通过分泌IL-10等细胞因子，使CD8+T细胞失去对CD4+

细胞的抑制，病毒增殖并释放出新的病毒颗粒去感染更多CD4+细胞，从而造成CD4+

细胞的大量死亡最后耗竭而失去其免疫功能。（一）、

HIV感染对CD4T淋巴细胞的影响

HIV进入人体后能选择性地侵犯有CD4受体的淋巴细胞，以CD4T淋巴细胞为主。当HIV的包膜蛋白gp120与CD4T淋巴细胞表面的CD4受体结合后，在gp41透膜蛋白的协助下，HIV的膜与细胞膜相融合，病毒进入细胞内。当病毒进入细胞内后迅速脱去外壳，为进一步复制作好准备。最近研究表明，HIV进入细胞内除CD4受体外，还需要细胞表面的蛋白酶同gp120的V3环发生相互作用才能完成。HIV病毒在宿主细胞复制开始，首先二条RNA在病毒逆转录酶的作用下逆转为DNA，再以DNA为模板，在DNA多聚酶的作用下复制DNA，这些DNA部分存留在细胞浆内。进行低水平复制。部分与宿主细胞核的染色质的DNA整合在一起，成为前病毒，使感染进入潜伏期，经过2-10年的潜伏性感染阶段，当受染细胞被激活，前病毒DNA在转录酶作用下转录成RNA，RNA再翻译成蛋白质。经过装配后形成大量的新病毒颗粒，这些病毒颗粒释放出来后，继续攻击其他CD4T淋巴细胞。大量的CD4+T淋巴细胞被HIV攻击后，细胞功能被损害和大量破坏是AIDS患者免疫功能缺陷的原因。

HIV感染CD4+T淋巴细胞后，首先引起细胞功能的障碍。表现有对可溶性抗原如破伤风毒素的识别和反应存在缺陷，虽然对有丝分裂原植物血凝素（PHA）的反应仍然正常。细胞因子产生减少，IL-2R表达减少和对B淋巴细胞提供辅助能力降低等。当HIV病毒在宿主细胞内大量繁殖，导致细胞的溶解和破裂。HIV在细胞内复制后，以芽生方式释出时可引起细胞膜的损伤。由于HIV可抑制细胞膜磷脂的合成从而影响细胞膜的功能，导致细胞病变。HIV还可以感染骨髓干细胞导致CD4+T淋巴细胞减少。当受HIV感染的CD4+T淋巴细胞表面存在的gp120发生表达后，它可以与未感染的CD4+T淋巴细胞CD4分子结合，形成融合细胞，从而改变细胞膜的通透性，引起细胞的溶解和破坏。游离的gp120也可以与未感染的CD4+T淋巴细胞结合，作为抗体介导依赖性细胞毒作用的抗原，使CD4+T淋巴细胞成为靶细胞，受K细胞攻击而损伤。gp41透膜蛋白，能抑制有丝分裂原和抗原刺激淋巴细胞的增殖反应，从而使CD4+T淋巴细胞减少。HIV感染后一般首先出现CD4T淋巴细胞轻度至中度降低，该细胞总数可持续数年不变，反应病毒为免疫应答所抑制。历经一段时间后，

CD4+T细胞逐渐进行性下降，表明病毒逐渐逃脱了免疫应答的控制。当CD4+T淋巴细胞一旦下降至0.2×109/L（200细胞/μl）或更低时，则就可出现机会性感染。（二）、HIV感染对其他免疫细胞的影响1、单核巨噬细胞：研究发现被HIV感染的单核巨噬细胞有播散HIV感染的作用，它可以携带HIV进入中枢神经系统。2、CD8+T淋巴细胞：CD8+T淋巴细胞有对HIV特异的细胞溶解能力，在HIV感染初期，具有抑制病毒复制和传播作用，当CD8+T淋巴细胞功能受损时HIV感染者病情发展。在HIV感染的进展期，HIV-1特异的细胞毒T淋巴细胞（CTL）的数目进行性减少，说明CD8+T淋巴细胞对HIV特异的细胞溶解活力的丧失，可能与CTL减少有部分关系。3、B淋巴细胞：HIV感染后，可通过多克隆抗体激活B淋巴细胞，使外周血液中B淋巴细胞数量增加，分泌免疫球蛋白，使IgG和IgM的水平增高。同时B淋巴细胞对新抗原刺激的反应性降低。主要临床表现（1）艾滋病病毒感染：感染艾滋病病毒后没有任何临床症状，仅血里检查艾滋病病毒抗体阳性。约有90%新感染艾滋病病毒的人不发展为艾滋病相关综合症或艾滋病。但当机体抵抗力下降或机体遭到疾病侵袭或创伤时，则会发病。（2）艾滋病相关综合症：病人出现腹股沟淋巴结以外的两处以上原因不明的淋巴结肿大持续3个月以上，并出现全身症状，如发热、疲劳、食欲不振、消瘦、体重减轻、持续性腹泻、夜间盗汗等，至少有以上两种症状和两项艾滋病实验室检查不正常，可以诊断为艾滋病相关综合症。一部分人停留在这种状态，而另一部分病人则发展为严重的艾滋病。（3）艾滋病阶段：突出表现为致病性感染，其中包括原虫、真菌、病毒、细菌感染，恶性肿瘤的发生如卡波西氏肉瘤（Kaposi肉瘤）、淋巴瘤等，以及找不到原因的细胞免疫缺陷。艾滋病临床表现有四种类型。

A、肺型：表现缺氧、呼吸困难、胸痛和X线检查呈弥漫性肺部浸润。肺部感染占艾滋病症状的50%，其中卡氏肺囊虫引起的肺炎占80%。

B、中枢神经系统型：约30%艾滋病病例出现此型，由病原体感染中枢神经系统或肿瘤、血管并发症及中枢系统的脑损害，出现头痛、意识障碍、痴呆、抽搐以及局灶性和周围神经功能障碍，导致严重后果。

C、胃肠型：水样便泻，每天10-20次，失水。养分消耗与丢失，体重减轻，衰弱。病原体主要为隐孢子虫。

D、发热原因不明型：因病原体感染，出现高热、不适、乏力及全身淋巴结肿大。六、治

疗由于目前对病毒感染性疾病没有特效的治疗药物，所以对AIDS也没有有效的治疗办法。加之，HIV病毒核酸与宿主染色体DNA整合，利用宿主细胞进行复制，给药物治疗带来了困难。HIV感染的早期治疗十分重要。通过治疗可减缓免疫功能的衰退。HIV感染者患结核、细菌性肺炎和卡氏肺囊虫肺炎的危险性增加，进行早期预防十分重要。

1、

支持疗法、尽可能改善AIDS患者的进行性消耗。

2、

免疫调节剂治疗：

（1）白细胞介素2（IL-2）：（2）粒细胞集落刺激因子（G-CSF）及粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（3）灵杆菌素（4）干扰素（IFN）：α-干扰素（IFN-α）3、

抗病毒制剂：

（1）

抑制HIV与宿主细胞结合及穿入的药物：可溶性rsCD4能与HIV结合，占据CD4结合部位，使HIVgp120不能与CD4T淋巴细胞上的CD4结合，不能穿入感染CD4T淋巴细胞。

剂量：rsCD4临床试验30mg/日，肌注或静注，连续28天。

（2）

抑制HIV逆转录酶（RT）的药物：通过抑制逆转录酶，阻断HIV复制。效果较好的药物有：叠氮胸苷、双脱氧胞苷。

七、预

防

一）、

特异性预防

（一）

随着1993年美国CDC分类诊断标准，扩大了AIDS的诊断范围，有利于AIDS的预防及治疗，依据CD4T淋巴细胞减少，给予一定的投药。

（二）

艾滋病疫苗：美国对含有gp120成份的两种艾滋病疫苗进行了第二期296人的试验，由于已有6人发生了感染，而暂时终止。泰国正进行UBI合成疫苗试验。

（三）

阻断母婴传播：CD4+T

淋巴细胞>200/μl的艾滋病孕妇，用AIT于产前，产程内及婴儿治疗，有一定的保护效果。

二）、

综合预防

（一）

普及宣传艾滋病的预防知识，了解传播途径和临床表现及预防方法；

（二）

加强道德教育，禁止滥交，尤其与外籍人员性乱行为，取缔暗娼；

（三）

避免与HIV感染者、艾滋病病人及高危人群发生性接触；

（四）

禁止与静脉药隐者共用注射器、针头；

（五）

使用进口血液，血液成份及血液制品时，必须进行HIV检测；

（六）

国内供血者严格排选，应逐步做到检测HIV阴性方能供血，严防HIV传播；

（七）

献血、献器官、组织及精液者应做HIV检测；

（八）

建立艾滋病检测中心；

（九）

提倡使用避孕套和避免肛交；

（十）

艾滋病或HIV感染者应避免妊娠，出生婴儿应避免母乳喂养。

相关资料－艾滋病最新警报

目前全世界感染艾滋病病毒者已达4000万左右，其中包括2500万年龄在15岁以下的儿童。今年世界平均每天有14000人感染艾滋病病毒，超过8000人死于艾滋病。

新华网伦敦2003年11月25日电（记者曹丽君）联合国艾滋病联合规划署执行干事彼得·皮奥25日在伦敦举行新闻发布会说，2003年全球艾滋病传播形势依然严峻。到目前为止，今年世界新感染艾滋病病毒人数已达500万，同时有300万人死于艾滋病，达到了历史上的最高峰。

根据该规划署和世界卫生组织25日联合公布的《2003年度全球艾滋病流行报告》，目前全世界感染艾滋病病毒者已达4000万左右，其中包括2500万年龄在15岁以下的儿童。今年世界平均每天有14000人感染艾滋病病毒，超过8000人死于艾滋病。

皮奥说，撒哈拉沙漠以南的非洲地区依然是艾滋病流行最严重的地区。该地区的人口仅占世界总人口的2％，而该地区的艾滋病感染人数和艾滋病患者人数占全世界的30％左右。今年，该地区新感染艾滋病病毒的人数超过300万，死于艾滋病的人数超过230万。妇女是该地区最易感染艾滋病的人群，特别是青少年。年龄在15至24岁的女性感染艾滋病的几率是同年龄段男性的2.5倍。他说，“因为缺乏接受预防艾滋病教育和抗逆转录病毒治疗的途径，艾滋病在该地区肆虐。”报告显示，位于该地区的博茨瓦纳是目前全球艾滋病流行最严重的国家之一，该国艾滋病病毒携带者几乎达到了其总人口的40％。

据英国媒体11月26日报道，在2003年世界艾滋病日到来前夕，联合国艾滋病规划署发表了这份最新的调查报告，公布了一些令人们触目惊心的数字。

调查报告指出，在过去一年中，全球有300多万人死于艾滋病，较之2002年的艾滋病死亡人数280万，今年又有所增加。

此外，一年来，全世界又新增500万艾滋病例，全球艾滋病感染者和病毒携带者目前已经上升到了约4200万人，其中15岁以下的儿童就有250万人。2003年，全世界平均每天有1.4万人感染艾滋病病毒，8000多人死于艾滋病。报告公布了一些详细的调查结果，其中，非洲是艾滋病蔓延最严重的地区，目前共有2660万艾滋病病毒感染者，320万艾滋病患者，2003年死亡230万人。南部非洲病情更为严重，成年人中每5个人就有1个艾滋病患者，博茨瓦纳和斯威士兰的患病率更是高达40%。

亚洲则是艾滋病泛滥的第二大陆，艾滋病病毒感染者人数已达到740万，其中100多万为近一年来新增病例，死亡50万人。印度的状况相对严重，新增病例达30万，病毒感染者有300多万。

拉丁美洲和加勒比海地区的艾滋病病毒携带者如今也有200多万人，并有10万人死亡。

东欧和中亚地区的状况也不容乐观，俄罗斯的病毒感染者达100多万，在白俄罗斯、哈萨克斯坦和摩尔达维亚等地，艾滋病也一直在不断蔓延。

报告还说，2003年主要发达国家的艾滋病病毒感染者人数达160万，其中新增病例8万。同时，发达国家由于采用抗逆转病毒治疗，艾滋病患者死亡人数呈下降趋势，2003年仅有1．8万患者死亡，而2002年的死亡人数是2．3万。据卫生部统计显示，近年来中国艾滋病传播呈快速增长趋势，传播途径主要以经注射吸毒感染为主，占总数的68%，经采血、血浆途径感染人数占9.7%，经血液制品感染人数占1.5%，此外，经性接触感染人数占7.2%，母婴传播为0.2%，其余13.4%传播途径不详。个别调查显示，同性恋感染率高达1%-5%。

据公安部门统计，中国登记吸毒人数逐年递增，去年已经达到90万人，估计全国每天发生共用注射器吸毒次数超过45万。从1995年到2000年5年间，全国注射吸毒者平均艾滋病感染率增加500倍。在未来数年里，经注射方式传播将是中国艾滋病流行的主要传播方式。卖淫妇女平均艾滋病感染率从1995年到2000年增长了66倍，所以，经性途径传播的威胁很大。近10几年，全国性病发病报告逐年上升，经性接触传播艾滋病应引起社会的广泛注意。”但由于我国人口基数大，艾滋病病毒感染者的绝对数很大，艾滋病防治形势不容乐观。据专家预测，如不采取积极有效的措施，到2010年，我国艾滋病病毒感染者将超过1000万人。

云南艾滋病带病人数全国居首。云南地处东南亚湄公河流域，边境线长，受周边国家艾滋病流行的威胁十分严重，云南的艾滋病流行就是“金三角”地域艾滋病流行在地理上的延伸。云南自1989年在西部边境地区静脉吸毒人群中成批发现艾滋病毒感染者后，艾滋病疫情一直呈上升趋势。特别是1996年以来，云南省的艾滋病疫情日趋严峻，疫区已波及16个地州的107个县(市)区。中国已经到了艾滋病防治的关键期。中国现在要做的除了增加用于防治工作与研究的资金投入外，还需要进一步加强有关艾滋病防治知识的宣传与教育，以求到二００二年使艾滋病防治知识的知晓率在城市达到百分之七十以上，在农村达到百分之四十，在流动人口等高危人群中达到百分之八十。

据介绍，中国政府在其制定的一九九八年到二０一０年控制艾滋病中长期防治规划中表示，到二００二年时中国要阻断HIV通过采供血途径的传播，遏制HIV感染在吸毒者中的蔓延势头；到二０一０年实现HIV感染者控制在一百五十万人以内。第四节非典（冠状病毒）（简介）2003年3月，兩個研究團隊先後找出SARS的可能致病原，並於4月10日發表在《新英格蘭醫學期刊》網路版。兩篇論文均指出，一種突變的新種冠狀病毒（coronavirus）應為引發SARS的元兇。冠狀病毒是一群具有套膜的RNA病毒，其正性單股RNA約由27000~30000多個鹼基組成，為已知最大的RNA病毒。過去將冠狀病毒分為三大類，其中兩類感染哺乳動物，另一類只感染鳥類，基本上這類病毒的宿主相當專一，主要引發呼吸道與腸道感染，然而此次引發SARS的冠狀病毒似乎沒有這麼容易對付，因此盡速確定其基因特性乃當務之急。SARS冠状病毒在种属分类上属于“ssRNApositive-strandviruses”家系的“Nidovirales”族中的“Coronaviridae”系。它是冠状病毒家族中新出现的一个子类（Figure1）。全长29,736bp，已知有11个编码序列（cds），而其中的一个cds（putativeorf1abpolyprotein）与鼠类的肝炎病毒（murinehepatitisvirus）结构类似，依据鼠类的肝炎病毒的结构模式，推断出该段cds应该编码了14个蛋白质（Figure2，Table1）。为了及时准确地在动植物及产品、食品中检测非典病毒，北京出入境检验检疫局、本元正阳基因技术股份公司和国家质检总局动植物检疫实验所三家单位联合成立课题组，在国家质检总局的领导和科技部有关部门大力支持下，研究人员日夜奋战，研制出冠状病毒全基因组生物芯片，并开发出一整套检测系统，在国内率先建立起“ＳＡＲＳ冠状病毒全基因组芯片”检测方法。

“ＳＡＲＳ冠状病毒全基因组芯片”覆盖了非典冠状病毒基因组的全部序列，能够在检测非典冠状病毒的同时全面监测病毒全基因组变化，能灵敏和准确地检出非典病毒。更为重要的是，这种非典病毒全基因组芯片在检测非典病毒的同时可给出非典病毒基因组更详细的信息。专家认为，这项科研成果可以广泛应用于检验检疫领域，并在非典病毒的基因变异筛查、环境检测以及寻找非典冠状病毒来源等方面，提供进一步的技术支持。科学家从实验中发现，SARS病毒颗粒周围环绕着像日冕一样的圆环，圆环之上和外壳表面分布着大大小小的蛋白。但是对感染患病起重要作用的可能是6种关键蛋白：E蛋白、S蛋白、M蛋白、N蛋白、多聚酶和（3CL）蛋白水解酶。据研究介绍：E蛋白是小的包膜相关蛋白，在冠状病毒的自我组装过程中起至关重要的作用；N蛋白是冠状病毒中一种重要的结构蛋白、含有其它冠状病毒N蛋白中不存在核转移的信号序列，研究推测SARS病毒在侵入宿主细胞以后是通过这个核转移信号序列进入到细胞核中，并与宿主DNA整合发挥其生物学作用；（3CL)蛋白水解酶与SARS病毒的复制密切相关，是抗SARS病毒药物筛选的理想靶点。第五节基因诊断基因诊断的对象1、病原生物的侵入:直接检测病原生物的遗传物质可以大大提高诊断的敏感性。而肝在无法得到商业化抗体时，基因诊断就成为检测病原微生物感染，尤其是病毒感染的唯一手段。诊断的特异性也大为提高。2、先天遗传性疾患：已有多种传统的遗传性疾患的发病原因被确定为特定基因的突变。用基因诊断的方法检测这些位点的改变，不仅对临床诊断，而且对疾病的病因和发病机理的研究都具有重要的意义3、后天基因突变引起的疾病：这方面最典型的例子就是肿瘤。4、其它：如DNA指纹、个体识别，亲子关系识别，法医物证等。基因诊断的方法从理论上说所有检测基因水平或结构的方法都应可用于基因诊断。1、核酸杂交：酸杂交是从核酸分子混合液中检测特定大小的核酸分子的传统方法。其原理是核酸变性和复性理论。即双链的核酸分子在某些理化因素作用下双链解开，而在条件恢复后又可依碱基配对规律形成双边结构。杂交通常在一支持膜上进行，因此又称为核酸印迹杂交。根据检测样品的不同又被分为DNA印迹交和RNA印迹杂交。其基本过程包括下列几个步骤。（1）制备样品：首先需要从待检测组织样品提取DNA或RNA。DNA应先用限制性内切酶消化以产生特定长度的片段，然后通过凝胶电泳将消化产物按分子大小进行分离。一般来说DNA分子有其独特的限制性内切酶图谱，所以经酶切消化和电泳分离后可在凝胶上形成特定的区带。再将含有DNA片段的凝胶进行变性处理后，直接转印到支持膜上并使其牢固结合。这样等检测片段在凝胶上的位置就直接反映在了转印在膜上。RNA样品则可直接在变性条件下电泳分离，然后转印并交联固定。（2）制备探针：探针是指一段能和待检测核酸分子依碱基配对原则而结合的核酸片段。它可以是一段DNA、RNA或合成的寡核苷酸。在核酸杂交实验中，探针需要被标记上可直接检测的元素或分子。这样，通过检疫与恩印膜上的核酸分子结合上的探针分子，既可知道被检测的核酸片段在膜上的位置，也就是在电泳凝胶上的位置，也就知道了它的分子大小。（3）杂交：首先要进行预杂交，即用非特异的核酸溶液封闭膜上的非特异性结合位点。由于转印在膜上的核酸分子已经是变性的分子，所以杂交过程中只需变性标记好的探针，再让探针与膜在特定的温度下反应，然后洗去未结合的探针分子即可。（4）检测：检测的方法依标记探针的方法而异。用放射性同位素标记的探针需要用放射自显影来检测其在膜上的位置；而如果是用生物素等非同位素方法标记的探针则需要用相应的免疫组织化学的方法进行检测。2、聚合酶链反应用聚合酶链反应来扩增靶分子以特异性地增加靶分子量，达到提高敏感性的目的。聚合酶链反应（PCR）的反应本身是在同一试管内利用DNA聚合酶催化的反应反复进行同一段DNA片段的合成（图23-1）。聚合酶反应的模板是待检测核酸分子：DNA可直接用于反应，而RNA则需要用反转录酶反转录成为cDNA，然后用作聚合酶反应的模板。反应的引物有两条，分别位于待扩增DNA片段的两端，可启动相对方向的DNA合成。这样从一个模板分子起始的话，经过n次聚合酶反应后就可以合成2n个模板分子。假如进行了30轮反应，则可从一个待检分子合成出230，即约109个待检分子。对于一段500碱基对的DNA片段来说，这大约等于1ng的DNA。所以从很小时的样品即有可能扩增出电泳后肉眼可见的产物。最初的聚合酶链反应是用DNA聚合酶I的Klenow片段或T4DNA聚合酶催化的。但是由于每轮反应都需要三个温度点，尤其是模板变性需在较高的温度下进行，所以最初的PCR需要在每轮反应中加入DNA聚合酶。这个问题在发现了耐热DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）后才得以完满的解决。TaqDNA聚合酶分离自水栖高温菌，其最适反应温度为75-80摄氏度，且经90摄氏度以上的加温后仍可在温度恢复后复性。所以这种酶特别适合于在不同温度点进行循环加温与降温而不丧失酶的活性。因此被广泛应用于各种PCR。以爱滋病的临床检测为例，简要说明一下PCR在病毒感染的基因诊断中的应用。组织中总RNA的提取

↓利用反转录酶合成cDNA↓PCR反应：反应液组织：反应缓冲液模板（上述合成的cDNA）

底物（dATP,dGTP,dCTP,dTTP）

引物（爱滋病病毒特异性引物）

TaqDNA聚合酶50μl循环：95℃，30sec（变性）↓55℃，1min（退火）30循环↓72℃，1min（聚合）检测：电泳或核酸杂交第六节基因治疗序：许多疾病如遗传性疾病、肿瘤等与人体的基因异常有密切的因果关系。早在DNA重组技术之前就有人提出将正常基因顺序导入病人体内进行基因水平治疗的设想。EdwardTatum和JoshuaLederberg在60年低曾提出可利用病毒作为基因转移的载体。但直到1990年才成功地实现了用基因治疗手段尝试治疗腺苷酸脱氨酶缺乏症（adenosinedeaminasedeficiency）。到目前为止，已报道的基因治疗方案已超过百种。有300多病人接受了这种新的治疗方式。基因治疗的对象不再局限于遗传病，而被扩展到肿瘤和传染病等多种疾病。其发展相当迅速，前景十分看好，我国学者也在用基因治疗方式治疗血友病方面做了一定工作。目前已积累了一定的经验和教训，有了一些可遵循的操作程序及可供选择的治疗方式。但这种新的治疗方式仍有许多环节需要不断改进和提高。（一）基因治疗的概念和策略基因治疗(genetherapy)就是用正常或野生型(wildtype)基因矫正或置换致病基因的一种治疗方法。在这种治疗方法中，目的基因被导入到靶细胞（targetcells）内，他们或与宿主细胞（hostcell）染色体整合成为宿主遗传物质的一部分，或不与染色体整合而位于染色体外，但都能在细胞中得到表达，起到治疗疾病的作用。目前基因治疗的概念了较大的扩展，凡是采用分子生物学的方法和原理，在核酸水平上开展的疾病治疗方法都可称为基因治疗。随着对疾病本质的深入了解和新的分子生物学方法的不断涌现，基因治疗方法有了较大的发展。根据所采用的方法不同，基因治疗的策略大致可分为以下几种：基因置换（genereplacement）：基因置换就是用正常的基因原位替换病变细胞内的致病基因，使细胞内的DNA完全恢复正常状态。这种治疗方法最为理想，但目前由于技术原因尚难达到。基因修复（genecorrection）：基因修复是指将致病基因的突变碱基序列纠正，而正常部分予以保留。这种基因治疗方式最后也能使致病基因得到完全恢复，操作上要求高，实践中有一定难度。基因修饰（geneaugmentation）又称基因增补，将目的基因导入病变细胞或其它细胞，目的基因的表达产物能修饰缺陷细胞的功能或使原有的某些功能得以加强。在这种治疗方法中，缺陷基因仍然存在于细胞内，目前基因治疗多采用这种方式。如将组织型纤溶酶原激活剂的基因导入血管内皮细胞并得以表达后，防止经皮冠状动脉成形术诱发的血检形成。基因失活（geneinactivation）：利用反义技术能特异地封闭基因表达特性，抑制一些有害基因的表达，已达到治疗疾病的目的。如利用反义RNA