分子生物学第4章病毒分子生物学

分子生物学第4章病毒分子生物学基因的本质及其功能细胞水平组织水平精巧细胞分化个体发育疾病的发生内因免疫外因适度免疫免疫缺陷过度免疫狭义的分子生物学广义的分子生物学分子水平阐明生命现象病理分子水平个体、群体蛋白异常RNA异常基因异常物理化学……健康：机体是众多对立生理过程和物质的相对统一体，健康是这些过程和物质相互作用而维持的机体相对稳定的生命过程（稳态）。疾病：机体在一定的条件下与病因相互作用，因稳态调节异常而发生的一种异常生命过程（稳态的破坏）。现代科学认为，疾病的发生直接或间接与基因有关人类疾病都是：“基因病”经典单基因病多基因病获得性基因病经典单基因病：主要病因是某个基因位点上产生了缺陷等位基因；多基因病：涉及多个基因及调控这些基因表达的环境因子之间的相互作用；获得性基因病：主要是由病源微生物感染引起的传染病。以病毒病为例:

首先,病毒基因组的侵染依赖于人类基因组所编码的受体蛋白;其次,病毒基因组的复制与扩增依赖于人细胞中的蛋白质合成"机器";

第三,病毒病的实质是破坏了人类基因之间的正常协调与功能发挥。第一节肿瘤与癌症第二节人免疫缺陷病毒——HIV第三节乙型肝炎病毒——HBV第四节基因治疗第一节肿瘤与癌症肿瘤（tumor，neoplasm）：机体在各种致瘤因素作用下，局部组织的细胞在基因水平上失去对其生长的正常调控，导致克隆性异常增生而形成的新生物。良性肿瘤：组织来源+瘤恶性肿瘤：上皮组织的恶性肿瘤：组织来源+癌：部位+良恶性

癌症（Cancer）即上皮组织的恶性肿瘤间叶组织的恶性肿瘤：组织来源+肉癌骨髓白细胞的恶性肿瘤：白血病（血癌）全世界每年约有1000万人新患癌症，有600万人死亡。中国每年约有170万人新患癌症，有120万人丧生。癌症已分别成为城市和农村第一和第三位的死亡原因。人类面临着尽快征服肿瘤的艰巨任务。癌基因发现的足迹癌症的发生与外部因素有关1775年，伦敦医生波特（），扫烟囱的男工上阴囊癌，首次提出癌症与特殊因素或环境有密切关系。德国东部的沥青铀矿矿工患肺癌X线打交道的人皮肤癌和白血病吸烟人群肺癌发病率比不抽烟的人群高20至30倍20世纪初，日本山际克三郎，兔子耳朵反复涂抹煤焦油几个月皮肤癌（美国：3一甲基胆蒽和二甲苯丙蒽致癌）特殊因素能够诱发癌症遗传学家：X线和化学物质能导致基因突变。组织细胞衰竭化学物质和X线癌症（组织细胞增生）基因突变细胞癌化的基本环节和检测标准？基因突变导致癌症发生？化学物质高度诱变细菌的作用（-）有效诱发啮齿类动物肿瘤（-）致癌物质—诱变因素理论：诱变因素损害基因导致癌症。问题：如果以上理论成立，癌细胞必定携有突变基因，必须找到这些突变基因。（化学致癌物细胞中所有DNA）1909;PeytonRousdiscoveredavirusthatcausescancerinchickens(sarcoma)Thecausitiveagentnowknownas"RousSarcomaVirus"(RSV)RousawardedNobelPrizein1966tumorscanbecausedbyvirusesPeytonRousremovetumor&preparecell-freeextractSarcomaSarcomaAvianSarcomaVirus(ASV)Fig3.1Oncogenes(Cooper)Roussarcomavirus(RSV)comparedtoavianleukosisvirus(ALV)IsolationofTemperature-SensitiveMutants

ofRSVFig3.3Oncogenes(Cooper)解释：致癌的基因突变，相应的蛋白在较高温度时丧失功能。MartinIsolationofTransformation-DefectiveMutantsofRSVFig3.2Oncogenes(Cooper)推想：病毒的基因有两部分（病毒的繁殖和致癌的基因），致癌的基因突变使病毒失去致癌能力，但不影响其增殖。VogtTransformation-DefectiveMutantLTRLTRGAGPOLENVLTRLTRGAGPOLENVTransformingRSVReversetranscriptionLTRLTRGAGPOLENVDNALTRLTRGAGPOLENVtheDiscoveryofOncogenes法国：斯蒂朗加利福尼亚：彼绍波、法莫斯RNAsesrcBishopVarmusRousesarcomavirus癌基因：是一类与肿瘤发生和发展密切相关的基因，在体外可促进细胞转化，在体内可诱导肿瘤的发生，其蛋白产物可促进细胞的增殖。癌基因可分为两大类：病毒癌基因（virusoncogene,v-onc.）目前发现的病毒癌基因有30多种，而且认为他们最初来自细胞癌基因。细胞癌基因（cellularoncogene,c-onv）通过分子杂交和细胞转染实验等技术发现细胞癌基因。目前发现的细胞癌基因有100多种，其中部分在病毒中存在。癌基因RetrovirusStructure一、反转录病毒致癌基因（P294）根据反转录病毒的转化细胞的能力将其分为：急性转化型和非急性转化型急性转化型主要特征：1.感染后很短时期（几天或几周）就出现实体瘤或白血瘤；2.所带的癌基因一般位于病毒基因组的内部，也可位于基因组的3‘端，但不会插入结构基因内部；3.具有体外转化能力。非急性转化型感染寄主细胞后需要较长时间（几个月或几年，甚至数十年）后才会致癌。1急性转化型和非急性转化型（P295）LTRLTRGAGPOLENVSRCTransformingRSVLTRLTRGAGPOLENVTransformation-DefectiveMutantsofRSV2.v-onc基因的起源（P296）概念：正常细胞中存在癌基因，在正常情况下它们不具有致癌作用，但在一定情况下被激活后可变成具有致癌作用的癌基因，在正常情况下它们不但无害，而且对细胞的发育、生长和分化的调节起重要作用。

原癌基因（protooncogene）

v-onc

病毒名称

动物品种

abl

Agelson白血病

小鼠

akt

AKT8病毒

小鼠

cbl

CaxNS-1

小鼠

crk

CT10肉瘤

鸡

erbA

禽类成红血细胞增生症ES4

鸡

erbB

禽类成红血细胞增生症ES4

鸡

ets

禽类成细血细胞增生症E26

鸡

fes

Gardner-Arnstein猫肉瘤

猫

fgr

Gardner-Rasheed猫肉瘤

猫

fins

McDonough猫肉瘤

猫

fos

FBJ小鼠成骨肉瘤

小鼠

fps

Fujinami肉瘤

鸡

jun

禽类肉瘤17

鸡

kit

Hardy-Zuckerman猫肉瘤

猫

maf

禽类肉瘤AS42

鸡

......v-onc

病毒名称

动物品种mos

Moloney肉瘤

小鼠

mpl

骨髓增生性白血病

小鼠

myb

禽类髓母细胞增生症

鸡

myc

禽类髓细胞瘤病

鸡

qin

禽类肉瘤31

鸡

raf

3611小鼠肉瘤

小鼠

rasH

Harvey肉瘤

大鼠

rask

Kirsten肉瘤

大鼠

rel

网状内皮增生症

火鸡

ros

UR2肉瘤

鸡sea

禽类成红血细胞增生症S13

鸡

sis

猿猴肉瘤

猴ski

禽类SK

鸡

src

Rous肉瘤

鸡

yes

Y73肉瘤

鸡

...人？

已发现的反转录病毒癌基因(动物)致癌病毒癌基因理化因素致癌人的癌癌基因????人类癌基因的分离DNAShearmRNAcDNAlibraryTransfectCellTransfectCellTransformedPhenotypeTumor麻省工学院，温伯格（weinberg)，EJ膀胱癌细胞，1981.8.27获得癌基因哈佛大学，库柏（cooper)，T24EJ膀胱癌细胞，1981.9.30获得癌基因哥伦比亚大学，威格勒（wigler)，T24EJ膀胱癌细胞！！美国国立癌研究所，巴巴希德，膀胱细胞，1981.11获得癌基因NTH3T3CELL膀胱癌癌基因肺癌大肠癌病毒癌基因ras癌基因成为癌研究的核心1989年诺贝尔生理医学奖得主

美国人M.Bishop与美国科学家Varmus因在70年代发现动物的致癌基因不是来自病毒而是来自动物体内正常细胞内所存在的一种基因──原癌基因而获1989年诺贝尔奖。

BishopVarmusOncogene是否合适?Oncogene只是为了使机体发生癌症而存在吗？proto-oncogene从最简单的生物到人的细胞中都原封不同地存在Proto-oncogene与生命的最基本活动密切相关Oncogenefunction?原癌基因的特点：广泛存在于自然界在进化上高度保守是调节细胞生长、发育和分化的重要蛋白质在结构上与病毒癌基因相近正常情况下表达水平很低在一定条件下可被激活成癌基因

二、原癌基因产物及其分类（P298）原癌基因的五大功能细胞增殖因子（如sis(PDGF-β）)增殖因子等的受体（如erbB，trk）蛋白磷酸化酶（如src）G蛋白如ras家族中的H-ras，K-ras，转录因子如myc家族，fos家族，Jun家族，三、原癌基因的表达调控（P298）原癌基因：单拷贝、正常情况下低水平表达或根本不表达癌基因？？（功能或表达异常）translocationamplificationpointmutationdeletionnormalActivationofrasOncogenesbyPointMutations

Rasmutationsintumorsusuallyinvolvecodons12,13,59and61.Mutatedrasisfoundin50%ofcolorectalcancers（结肠直肠癌）and95%ofpancreaticcancers（胰腺癌）.Normal MetThrGluTyrLysLeuValValValGlyAlaGlyGly……RasH ATGACGGAATATAAGCTGGTGGTGGTGGGCGCCGGCGGT...Activated MetThrGluTyrLysLeuValValValGlyAlaValGly……EJRasH GTC12345678910111213Activationofthec-mycproto-oncogenebyretroviralpromoterandenhancerinsertions.(a)Thepromotercanbeactivatedwhentheretrovirusinsertsupstream(5’)ofthec-mycexons.Theright-handLTRmaythenactasapromoteriftheprovirushasadefectpreventingtranscriptionthroughtotheright-handLTR.Thec-mycgeneisshownascontainingtwoexons;thereisafurtherupstreamexonbutithasnocodingsequences.(b)Thec-mycgenecanalsobeactivatedwhenaretrovirusinsertsupstreamofthec-mycgeneintheoppositetranscriptionaldirection;aviralLTRactsasanenhancer,activatingtranscriptionfromthec-mycpromotersequence.[ModifiedfromactualcasesofretroviralinsertiondescribedinG.G.Payneetal.,1982,Nature

295:209.]2、LTR插入Burkitt’sLymphoma3、基因重排（rearrange)

染色体移位（Chromosomaltranslocation）CreationofthePhiladelphiachromosomeFoundin>95%ofCML（chronicmyelogenousleukemia.慢性髓细胞性白血病）patients.Chromosomes9and22containthegenesc-ablandbcrattheirbreakpoint,respectively.Formationofbcr-ablchimericgeneFormationofbcr-ablchimericRNAFormationofbcr-ablchimericprotein4、缺失（Deletion）oncogene(-)cancer一些原癌基因5’上游存在负调控序列，该序列的缺失或突变，则丧失抑制癌基因表达的能力。Burkitt’sLymphomac-myc因负调控序列缺失而过度表达。5、基因扩增Proto-oncogeneamplification

Multiplecopiesofproto-oncogeneshavebeenfoundinvarioustumors.均匀染色区(Homogeneouslystainingregion,HSR)：被复制的DNA串联排列在染色体的同一位置。双微染色体(Doubleminutechromosomes)：被复制的DNA呈细小成对的染色体样结构。

6．逆转录病毒转导Transductionviaretroviruses点突变LTR插入基因重排（染色体易位）基因缺失基因扩增逆转录病毒转导原癌基因激活的机制TumorsAreClonalExpansionsNormalTumor物理、化学、生物等诱变因素Proto-oncogeneoncogene1celltumour正常细胞与癌细胞的较量Fig9.1Oncogenes(Cooper)正常细胞有抑制肿瘤发生的基因？？？1969，牛津大学哈里斯（Harris)加利福尼亚大学斯坦布里奇（Stanbridge)将单一一条正常细胞的染色体导入癌细胞成功地抑制细胞的癌化。四、抑癌基因(tumorsuppressorgene)视网膜母细胞瘤(Retinoblastoma)Mostcommoncancerofinfantsandchildren.Survival>90%withearlydiagnosisandtreatment.Individualsatgreaterriskofdevelopingothercancers.RetinoblastomaSporadic（散发性）：2岁后随年龄增大而增加，多为单眼。Inherited（遗传性）：兄弟姐妹及后代患癌，出生后随年龄增大直线上升，双眼多。RetinoblastomaSporadic（散发性）：2岁后随年龄增大而增加，多为单眼。Inherited（遗传性）：兄弟姐妹及后代患癌，出生后随年龄增大直线上升，双眼多。Knudson,1971:“two-hit”modelRetinoblastoma发生过程中需要有两次基因突变的存在遗传性：出生时从双亲获得了变异的致病基因，之后又出现一次基因变异。散发性：生后发生两次基因变异。Retinoblastoma中存在癌基因？？一个基因发生两次变异/两个基因分别发生变异？？费城癌症研究所DeletioninChromosome13→RetinoblastomaFig9-4,Oncogenes(Cooper)明尼苏达大学，尤尼斯（Yunis)，Retinoblastoma细胞13号染色体长臂缺失一段推测缺失的一段包含致病基因Knudson,缺失的一段中存在抑制肿瘤发生的基因抗癌基因（anti-oncogene)癌抑制基因（Tumorsuppressorgene)1986，眼科专家Dryja获得Rb基因；1987，Stanbridge等分离了人类13号染色体，将它注入培养的成骨肉瘤细胞中，结果导致了癌细胞逆转。1987，李文华获得Rb基因；把Rb转化到培养的癌细胞中使其逆转。Rb有抑癌作用Cloningoftumorsuppressorgenes癌症的多阶段发生学说(multi-stage)癌细胞成为靶心—2001年十大科学进展2001年是能精确瞄准导致癌症的具体生化缺陷的“智能炸弹”型特定药物出现的一年。第二节人免疫缺陷病毒

——HIV人免疫缺陷病毒（HIV），俗称艾滋病（AIDS)病毒，诱发人类获得性免疫缺损综合症（艾滋病）。反转录病毒科慢病毒属：灵长类免疫缺损病毒亚属1983年，法国巴斯德研究所montaginer和美国国家卫生研究院癌症研究所Callo等人首次证实HIV是艾滋病的病因。HIV-I是从欧洲和美洲分离的毒株，与猴艾滋病毒只有约45％的相识性，致病能力很强，是引起全球艾滋病流行的主要病源；HIV-II与猴艾滋病毒相识性高达75％，毒力较弱，引起艾滋病的病程较长，症状较轻，主要局限于西部非洲。HIV概述艾滋病感染及患者人数 共 4,200万

成人 3,860万

15岁以下儿童 320万2002年新感染者人数 共 500万

成人 420万

15岁以下儿童 80万2002年艾滋病死亡人数 共 310万 成人 250万

15岁以下儿童 61万全球艾滋病流行概况

(至2002年12月)

Source:ReportontheGlobalHIV/AIDSEpidemic,UNAIDS,2002资料来源:联合国艾滋病规划署2002年《全球艾滋病流行状况报告》2003年每天有1万4千人感染艾滋病毒95%以上在收入较低的国家15岁以下儿童有2000人15-49岁有12000人一半是妇女一半15-24岁艾滋病造成的影响

新感染者中很大一部分是儿童、青少年年富力强者死亡家庭结构变化孤儿--在感染最严重的一些国家，2010年将有15%的儿童成为孤儿。儿童受到的打击更大（心理社会）中国（大陆）艾滋病流行概况中国艾滋病流行分为三个时期：

输入期（1985-1988）播散期（1989～1993）增长期（1994至今）感染情况：我国艾滋病病毒（HIV）感染者人数约为100万，约占总人口的0.067％（1/1300，截止2002年）高危人群：吸毒人群、有偿供血者、性病患者、暗娼、流动人口医务工作者一、HIV病毒粒子的形态结构和传染（P308）HIV病毒侵犯人体T4淋巴细胞HIV主要感染T4淋巴细胞病毒RNA反转录获得的cDNA可整合进入感染细胞基因组病毒基因随免疫细胞DNA复制表达而复制表达新增殖病毒再感染更多的细胞HIV通过感染细胞扩散到全身，在淋巴细胞、脑、胸腺、脾等组织发现了该病毒。摧毁人体免疫系统使机体一开始就处于丧失防御能力HIV病毒破坏人体免疫系统艾滋病传播的三种途径HIV依靠血液、血液制品、以及人体分泌液进行传播，主要通过以下三种途径：性接触传播同HIV感染者发生无保护的性行为血液传播接受了被HIV污染的血液母婴传播被感染的母亲传染给未出生的婴儿性接触传播无论是同性、异性、还是两性之间的性接触都会导致艾滋病的传播。全世界约有3/4的艾滋病毒传播是通过性接触进行的。印度政府张贴推广安全套的挂幅：正确使用安全套是预防艾滋病的有效途径之一血液传播Ⅰ.输入被病毒污染的血液（输血前HIV的检测，HIV感染1周～3个月后能测出相应抗体，新近HIV感染者的血液仍有危险）Ⅱ.接触病毒污染注射器、针灸针、拔牙工具Ⅲ.接触病毒污染的血液制品（人血清白蛋白、Igs和抗凝血因子等，我国已有数例血友病人因注射进口抗凝血因子浓缩物而感染HIV）在我国，HIV病毒感染者80％是因为在吸毒中共用注射针头而感染的。

血液传播是HIV感染最直接的途径静脉注射毒品是我国艾滋病传播的主要途径母婴传播HIV感染的母亲可将病毒传播给孩子Ⅰ.怀孕Ⅱ.分娩Ⅲ.母乳喂养一名乌干达妇女带着18个月大的孩子接受检查。这名30岁的妇女当天刚刚被确诊为艾滋病病毒携带者，她的丈夫目前也染病在家日常生活接触不会传染艾滋病一般的工作生活接触不会感染艾滋病艾滋病不会经马桶圈、机、餐饮具、卧具、游泳池或公共浴池等公共设施传播。艾滋病也不会通过一般社交上的接吻、拥抱传播。咳嗽、蚊虫叮咬不会传染艾滋病。

二、HIV基因组及其编码的蛋白（P308）HIV-1GENOMEDiploid,1XRNA,Size=9,749nteachmoleculetRNA(LYS)primerattachedtoeachRNA5’capand3’PolyAtailCap-R-U5-PrimerBind-(TENORFs)-U3-R-PolyALTRofPROVIRUS(2XDNA):U3-R-U5=634bpeachLTRU3=453bp R=98bp U5=83bp小的非结构性蛋白早期(early)TAT:转录反式激活子（TransActivatorofTranscription）REV:病毒蛋白表达的调控子（RegulatorofVirionProtein）ExpressionNEF:负性调控因子（NegativeRegulatoryFactor）晚期(late)VIF:病毒侵袭性因子（VirionInfectivityFactor）VPU:病毒蛋白U（ViralProteinU）VPR:病毒蛋白R（ViralProteinR）TAT

和REV

为HIV

复制所必须4、HIVadditionalgenes表2

HIV基因、蛋白质产物及其功能Gag：P25(p24)，衣壳结构蛋白质

p17，基质蛋白质

p7/6(NC)，核衣壳蛋白质Pol：P51、p66，逆转录酶（RT）

IN：P32，HIVcDNA整合

pR：P10，蛋白酶Env：gp120,包膜表面蛋白质gp41(gp36)，包膜表面蛋白质Tat：P14，正调控因子（与LTR结合激活病毒基因表达）Rev：P19，调控因子（增强gag、env基因表达）Nef：P27，负调控因子vif：P23，侵染因子Vpr：P18，有助病毒复制；激活转录Vpu：P15，有助HIV的释放；可能为新病毒子的包装所需（？）AretrovirusLatencySpecificdestructionofCD4+cellsHowdoesthevirusenterandkillthecell?Mechanism三、HIV的复制（P311）1、LTR序列（1）核心调控元件：多个与转录因子结合的区域（U3portionoftheLTR）（2）核心转录单位：启动子单位（3）反式激活因子应答元件：反式激活应答元件（TAR）四、HIV—I基因的表达调控（P313）TARTATbindstoTAR（1）TATPROTEINBINDSTOTARSEQUENCE(only~70nt)THATSTOPSRANSCRIPTIONANDALLOWSTRANSCRIPTIONTOPROCEED2参与HIV复制的调控蛋白（3）Nef：负调控因子和磷酸化蛋白，抑制由特异性转录的HIV-I前病毒基因的表达。（4）vif：病毒感染性因子（5）Vpr：作用于HIVLTR，促进病毒复制（6）Vpu：研究推测Vpu促进病毒粒子组装、成熟和释放艾滋病的临床分期：Ⅰ.急性感染期Ⅱ.潜伏期Ⅲ.艾滋病前期Ⅳ.典型艾滋病期不是每个感染者都会完整的出现四期表现四个时期是一个渐进的和连贯的发展过程五、HIV的感染及致病机理（P318）急性感染期（窗口期）HIV侵袭人体后对机体的刺激所引起的反应病人发热、皮疹、淋巴结肿大、还会发生乏力、出汗、恶心、呕吐、腹泻、咽炎等，有的还出现急性无菌性脑膜炎，表现为头痛、神经性症状和脑膜刺激症。末梢血检查，白细胞总数正常，或淋巴细胞减少，单核细胞增加。急性感染期时，症状常较轻微，容易被忽略在被感染2—6周后，血清HIV抗体可呈现阳性反应此后，临床上出现一个长短不等的、相对健康的、无症状的潜伏期。潜伏期潜伏期指的是从感染HIV开始，到出现艾滋病临床症状和体征的时间潜伏期感染者可以没有任何临床症状症潜伏期不是静止期，更不是安全期，病毒在持续繁殖，具有强烈的破坏作用艾滋病的潜伏期是2-10年，这对早期发现病人及预防都造成很大困难。病毒几乎从血循环中消失艾滋病前期艾滋病前期是潜伏期后开始出现与艾滋病有关的症状和体征，直至发展成典型的艾滋病的一段时间。也称“艾滋病相关综合症”、“淋巴结病相关综合症”等。这时，病人已具备了艾滋病的最基本特点，即细胞免疫缺陷，只是症状较轻而已。主要的临床表现有：Ⅰ.淋巴结肿大Ⅱ.毒性疾病的全身不适、肌肉疼痛等全身症状Ⅲ.经常出现各种特殊性或复发性的非致命性感染Ⅳ.口腔可出现毛状白斑，毛状白斑的存在是早期诊断艾滋病的重要线索。典型的艾滋病期典型的艾滋病期是艾滋病病毒感染的最终阶段。此期具有三个基本特点：Ⅰ.严重的细胞免疫缺陷发生各种致命性机会性感染Ⅱ.发生各种恶性肿瘤Ⅲ.艾滋病的终期，免疫功能全面崩溃，病人出现各种严重的综合病症，直至死亡。卡氏肺囊虫感染卡波济氏肉瘤念珠菌感染：如鹅口疮念珠菌性肺炎AIDS病程AIDS病程AIDS病程HIV致病机制—

获得性免疫缺陷1.机体HIV感染后产生特异性细胞和体液免疫，但不足以清楚所有病毒终生携带HIV2.潜伏7~8年后产生大量病毒，HIV感染的CD4+细胞与未感染的CD4+细胞融合，改变细胞膜的通透性，引起细胞的溶解和破坏3.受HIV感染的CD4+细胞与其他细胞融合而丧失功能4.游离的gp120与未感染的CD4+T淋巴细胞结合成为靶细胞，被免疫系统清除（ADCC、CTL）5.gp120封闭T细胞的CD4分子，抑制其辅佐功能6.gp120与CD4结合后产生抗CD4抗体，阻断T细胞功能7.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8.HIV感染对其他免疫细胞的影响，HIV还可感染其它具有CD4受体及无此受体的细胞，在其他一些淋巴细胞、脑、胸腺、脾等组织发现了该病毒，HIV可经Mφ、单核细胞扩散。促进AIDS发生的因素HIV感染后长时间在体内保持极低水平的复制，一是由于免疫应答抑制了病毒复制，二是HIV潜伏于CD4+淋巴细胞一些细胞因子能激活HIV的复制和表达，糖皮质激素和白介素（IL-4，IL-6和IL-10等）能增强HIV的复制；肿瘤坏死因子（TNF）α、β和IL-1能增强HIV的表达其他病毒的基因产物能激活HIV的复制和表达有些病毒能协同HIV-1破坏CD4+T淋巴细胞，临床上AIDS患者常常合并感染巨细胞病毒、疱疹病毒、EB病毒、人类T淋巴细胞白血病病毒等，促使病情发展。HIV大量复制和播散、AIDSHIV感染免疫缺陷AIDS免疫系统：抵抗外部感染初期：抑制HIV的感染（但不能清除）HIV变异免疫系统被破坏免疫系统被进一步破坏免疫系统对HIV的感染无能为力促发因素HIV感染与肿瘤在HIV感染者中卡波济肉瘤，B细胞淋巴瘤，何杰金病及其它一些肿瘤发生率升高原因：Ⅰ.机体免疫功能破坏Ⅱ.病毒感染，如HIV感染者出现B细胞淋巴瘤与EBV有关HIV并不能直接引起肿瘤，在肿瘤细胞DNA内并不能证明有病毒序列存在1.HIV侵入人体后感染CD4+细胞，复制并部分整合于细胞染色体DNA中成为潜伏型；2.机体免疫应答对HIV的抵抗作用，使感染初期的HIV低水平复制，同时也促使HIV变异；3.在其他促发因素的作用下，潜伏的HIV被激活而大量复制，HIV广泛侵入并损伤CD4+T淋巴细胞及其它淋巴细胞，导致整个免疫功能缺陷；4.免疫系统对HIV的感染无能为力，HIV大量复制和播散，最终发生一系列顽固性机会感染和肿瘤的发生。HIV感染后的发病机理可归纳如下：六、爱滋病的治疗及预防AIDS尚无特效药和疫苗HIV具有迅速变异能力人体产生相应的抗体总落后于病毒的变异给目前特效药和疫苗研制工作造成了极大困难最强大的预防武器是宣传教育筑起强有力的社会“免疫系统”课堂作业（2）1、假定你从一新发现的病毒中提取了核酸。请用最简单的方法确定：（1）它是DNA还是RNA？（2）它是单链还是双链？2、简述热激蛋白调控的基因表达机制。3、简述真核细胞与原核细胞在基因转录、翻译

及DNA的空间结构方面的差异。

第三节乙型肝炎病毒——HBV（P320）病毒性肝炎中国是病毒性肝炎的高发区。目前已知的甲、乙、丙、丁、戊、己、庚及TTV型肝炎在我国均有发生，其中尤以甲、乙、丙、戊4个型别的流行情况严重。仅乙肝病毒携带者以达1.2亿之多。病毒性肝炎是对我国危害最为严重的传染病。肝炎病毒甲型肝炎病毒与戊型肝炎病毒由消化道传播，引起急性肝炎，不转为慢性肝炎或慢性携带者。乙型与丙型肝炎病毒主要由输血、血制品或注射器污染而传播，除引起急性肝炎外，可致慢性肝炎，并与肝硬化及肝癌相关。丁型肝炎病毒为一种缺陷病毒（与乙肝病毒有关）已型肝炎病毒（HFV）庚型肝炎病毒（HGV）TT型肝炎病毒（TTV）项目甲型肝炎乙型肝炎丙型肝炎丁型肝炎戌型肝炎病毒HAVHBVHCVHDVHEV病毒分类微小核糖核酸病毒嗜肝脱氧核糖核酸病毒黄病毒缺陷病毒杯状病毒基因组ssRNA（+）7.8kb

dsDNA3,2kbssRNA(+)10.5kbssRNA(-)1.7kbssRNA(+)3.5kb传播途径肠道传播肠道外及性传播多数肠道外传播多数和肠道外传播肠道传播潜伏期/范围（天）25/15～4575/40～12050/15～9050/25～7540/20～30慢性化无3～10%40～70%2～70%无暴发性肝炎0.2%0.2%0.2%2～20%0.2～10%五型病毒性肝炎比较一

肝炎病毒的分类地位及病毒粒子结构（P321）HBV属嗜肝DNA病毒土拨鼠肝炎病毒地松鼠肝炎病毒鸭乙型肝炎病毒苍鹭乙型肝炎病毒乙肝病毒的分类地位AnimalModelsofHepadnavirusesHBV病毒粒子结构大球形（Dane）颗粒（直径42nm）小球形颗粒（直径22nm）数量最多管形颗粒（22×40～400nm）Dane颗粒（完整的病毒）形态囊膜和核衣壳组成核衣壳为20面体游离的核衣壳只能在肝细胞核内观察到HBV的小球形颗粒和管形颗粒“空心汤团”均为过剩的病毒外壳仅含HBsAg无感染性HBV感染后出现于血液由HBsAg（病毒的囊膜）组成颗粒中未检出DNA多聚酶活性不是HBV，是HBV感染肝细胞时过剩囊膜游离于血循环中的“空心汤团”。二、HBV基因组及其所编码的主要蛋白（P321）双链部分环状结构：两链长短不一短链和长链的5′端通过240bp配对维持环状结构长链(L)完整、恒定3.2Kb，负链短链(S)为正链，长度可变，约为长链长度的50～80%（100%）S链可按5′-3′增生S链3′端的位置是可变的5′末端蛋白和具有帽子结构的小RNA与病毒的复制有关两条链互补区两恻各有一个11个碱基的直接重复序列，称DR1和DR2。1.

HBV基因组2.HBV转录产物基因重叠均有polyAL链3.5kb/2.1kbS链2.4kb/0.7kb3.5kbL链？推测末端来自共价闭环的双链区(1)启动子C启动子：调控3.5kbmRNA前S1启动子：调控2.4kbmRNA附近有肝细胞特异性转录因子HNF1的结合位点，前S2启动子：调控2.1kbmRNA，可与特异的调控蛋白结合而影响转录X启动子：调控0.7kbmRNA3.HBV基因转录的调控HBV基因组中存在两个激活HPV转录的增强子区域：增强子IⅠ.肝细胞特异性，HBV嗜肝性的基础Ⅱ.含多个细胞反式作用因子结合位点Ⅲ.促进前S1、前S2、X和C启动子的转录增强子II（根据与主要核蛋白的结合位点分为A、B区Ⅰ.A区为正调控元件，与肝细胞专一性有关，单独无活性Ⅱ.B区为增强子II的基本单位(2)增强子X蛋白具有反式作用因子功能Ⅰ.激活HBV自身启动子（前S1、前S2、X和C启动子）及增强子IⅡ.激活多种异源启动子和增强子，如-IFN、HIV-I等(3)反式作用因子pre-S1pre-S1蛋白pre-S2pre-S2蛋白SHBsAgpre-CHBeAgCHBcAgPDNAPXHBxAg4.HBV的编码区及产物分为S基因和前S基因二部分S基因编码主要表面蛋白（表面抗原主要成分，疫苗）前S基因编码PreS1和PreS2蛋白中蛋白：PreS2蛋白-S蛋白大蛋白：PreS1、S2蛋白-S蛋白(1)S编码区HBsAgHBsAg：三种形态的颗粒所共有广义的HBsAg由三种蛋白组成：Ⅰ.主要表面蛋白（S蛋白，小分子HBsAg），226aaⅡ.中分子蛋白（中分子HBsAg），226aa+55aaⅢ.大分子蛋白（大分子HBsAg），226aa+55aa+119aa狭义HBsAg指S蛋白，是HBV囊膜表面抗原的主要成份Ⅰ.以二硫键相连形成二聚体，代表HBsAg的结构单位，具备完整的抗原性，二聚体解离，HBsAg抗原性明显下降。Ⅱ.能刺激机体产生相应抗体，该抗体具有免疫保护作用。Ⅲ.HBsAg的检出是HBV感染的标志之一。前S蛋白前S蛋白2(PreS2)暴露于HBV囊膜外层，具有多聚人血清白蛋白(PolymenizedHumanSerumAlbumin,PHSA)的受体（PHSA-R），能与PH-SA结合。肝细胞表面也有PHSA-R，HBV能通过血循环中存在的PHSA的介导，吸附到肝细胞表面，最后经胞饮作用进入肝细胞内。PreS2有良好的免疫原性。PreS1有较强免疫原性，并能增强PreS2和HBsAg的免疫原性P区最长(占基因组75%以上)，包含全部S编码区并与C和X编码区部分重叠编码区有三个功能区和一个间隔区组成Ⅰ.末端蛋白（引物酶）Ⅱ.间隔区Ⅲ.反转录酶/DNA多聚酶Ⅳ.RNaseH多肽小的功能型多肽(2)P编码区mRNA(3)C编码区包括前C基因和C基因，编码HBeAg和HBcAgHBeAg是HBcAg的降解产物？HBVC基因前C区C区前C蛋白HBeAgC蛋白HBcAg转录分泌到细胞外前C区C区C区翻译、加工存在于血清中HBcAg存在于Dane颗粒的核心和乙型肝炎患者的肝细胞核内一般从HBcAg阳性尸检肝或实验感染的黑猩猩肝脏提取在乙型肝炎的急性期、恢复期和HBcAg携带者中常可测出抗～HBc该抗体对病毒无中和作用体内如发现HBcAg或抗～HBc表示HBV在肝内持续复制

HBeAgHBeAg是一种溶性抗原一般不出现在HBV病毒粒子中X区最短，编码X蛋白覆盖长链的裂口部位X蛋白具有反式作用因子功能，与肝癌的发生有关(4)X编码区三、HBV的复制dsDNA,不是通过半保留复制方式复制

病毒抗原抗体系统检测结果分析HBsAgHBeAg抗-HBs抗-HBe抗-HBc结果分析+----HBV感染或无症状携带者++---急性或慢性乙型肝炎，或无症状携带者++--+急性或慢性乙型肝炎（传染性强，“大三阳”）+--++急性感染趋向恢复（“小三阳”）--+++既往感染恢复期--++-既往感染恢复期----+既往感染或“窗口期”--+--既往感染或接种过疫苗第四节基因治疗（P327）基因治疗的概念

基因治疗（genetherapy）——就是向有功能缺陷的细胞补充相应功能基因，以纠正或补偿其基因缺陷，从而达到治疗的目的。1．体细胞基因治疗：把外源基因导入患者的体细胞，以治疗或预防基因接纳者个人的疾病，只有特定的个体受益，但不能遗传给后代。

2．种系细胞的基因治疗：在生殖细胞（精子、卵子或未分化的受精卵）中引入正常基因或修复缺陷基因以校正遗传缺陷。引入的外源基因（整合到基因组）能遗传给后代。优点：目的基因转移到机体的所有组织并遗传给后代。目前尚未开展，一是涉及伦理学问题；二是技术困难（诊断困难、引起新的插入突变的危险）基因治疗的类型一、基因治疗的前景分析基因治疗与基因工程比较：1.治疗基因人体细胞/目的基