逆转录病毒优秀课件.ppt

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1、逆转录病毒第1页，本讲稿共41页山东大学医学院赵蔚明 教授逆转录病毒第2页，本讲稿共41页本章重点与难点本章重点与难点1.逆转录病毒的种类及主要特性逆转录病毒的种类及主要特性2.HIV的形态结构特点及抗原变异的形态结构特点及抗原变异3.HIV的细胞受体及复制过程的细胞受体及复制过程4.HIV的传染源、传播途径及致病机制的传染源、传播途径及致病机制5.HIV感染的微生物学检查感染的微生物学检查6.HIV感染的药物治疗原则感染的药物治疗原则第3页，本讲稿共41页一组含有逆转录酶一组含有逆转录酶（reverse transcriptase）的的RNA病毒。病毒。逆转录病毒逆转录病毒对人类致病的逆转录

2、病毒主要有：对人类致病的逆转录病毒主要有：1.人类免疫缺陷病毒人类免疫缺陷病毒（HIV）：）：是人类艾滋病的病原体是人类艾滋病的病原体。2.人类嗜人类嗜T细胞病毒（细胞病毒（HTLV）：）：HTLV-1型型 引起成人引起成人T淋巴细胞白血病淋巴细胞白血病。HTLV-2型型 引起引起人类人类毛细胞白血病。毛细胞白血病。第4页，本讲稿共41页共同特性共同特性球形，直径为球形，直径为80120 nm,包膜表面有刺突。包膜表面有刺突。基因组为两条相同的基因组为两条相同的+ssRNA，病毒体含逆转录酶和整合酶，病毒体含逆转录酶和整合酶。复制有独特的逆转录过程，病毒复制有独特的逆转录过程，病毒RNA先逆转

3、录为双链先逆转录为双链DNA，然后整合到细胞然后整合到细胞DNA中中,构成前病毒。构成前病毒。具有具有gag、pol和和env 3个结构基因和多个调节基因。个结构基因和多个调节基因。宿主细胞受体决定病毒的组织嗜性，成熟病毒以芽生方式释放。宿主细胞受体决定病毒的组织嗜性，成熟病毒以芽生方式释放。第5页，本讲稿共41页人类免疫缺陷病毒人类免疫缺陷病毒（Human immunodeficiency virus,HIV）第一节第一节第6页，本讲稿共41页HIV-1于于1983年从一例淋巴腺综合症患者的淋巴结中分离出。年从一例淋巴腺综合症患者的淋巴结中分离出。*分类：逆转录病毒科分类：逆转录病毒科（Re

4、traviridae）慢病毒属慢病毒属（Lentivirus）*型别：有两型型别：有两型HIV-1：在全球流行，大多数在全球流行，大多数AIDS由由HIV-1引起。引起。HIV-2：主要在西非和西欧局部流行。主要在西非和西欧局部流行。人类免疫缺陷病毒人类免疫缺陷病毒（HIV）第7页，本讲稿共41页AIDS全球重要的公共卫生问题全球重要的公共卫生问题自自美美国国1981年年诊诊断断出出首首例例艾艾滋滋病病患患者者以以来来，HIV在在全全球球的的传传播播速速度度惊惊人人。根根据据联联合合国国艾艾滋滋病病规规划划署署发发布布的的2011年年世世界界艾艾滋滋病病日日报报告告，截截止止2010年年年年底

5、底全全球艾滋病感染者达到球艾滋病感染者达到3400万人。万人。我我国国处处于于艾艾滋滋病病快快速速增增长长期期，艾艾滋滋病病群群体体已已由由高危人群向普通人群高危人群向普通人群扩散。扩散。第8页，本讲稿共41页2012年年12月月1日日，是是第第25个个“世世界界艾滋病日艾滋病日”主题是主题是:行动起来，向行动起来，向“零零”艾滋迈进艾滋迈进全民参与，全力投入，全面预防全民参与，全力投入，全面预防 12月月1日世界艾滋病日日世界艾滋病日第9页，本讲稿共41页我国我国HIVAIDS感染特点感染特点*疫情依然呈上升趋势，但增速减缓；疫情依然呈上升趋势，但增速减缓；*注注射射毒毒品品传传播播和和血血

6、液液传传播播的的比比例例逐逐年年下下降降，性性传播成为主要传播途径；传播成为主要传播途径；*自高危人群向普通人群扩散；自高危人群向普通人群扩散；*地域分布差异大，局部地区疫情严重。地域分布差异大，局部地区疫情严重。第10页，本讲稿共41页一、生物学性状一、生物学性状第11页，本讲稿共41页HIV的形态学特征的形态学特征 球形、直径球形、直径100120nm；有有包包膜膜，刺刺突突含含两两种种糖糖蛋蛋白白gp120和和gp41；包膜的内侧衬有内膜蛋白（包膜的内侧衬有内膜蛋白（p17）；）；核核心心含含两两条条相相同同的的+ssRNA、核核衣衣壳壳蛋蛋白白（p7）、衣衣壳壳蛋蛋白白（p24），并并

7、携携带带逆逆转转录录酶酶、整合酶、蛋白酶和整合酶、蛋白酶和RNA酶酶H。第12页，本讲稿共41页第13页，本讲稿共41页*gp120 为包膜为包膜表面糖蛋白，与病毒的吸附有关（与靶细表面糖蛋白，与病毒的吸附有关（与靶细胞表面胞表面CD4分子结合）；有中和抗原表位，能刺激机体产分子结合）；有中和抗原表位，能刺激机体产生中和抗体；易发生变异，有利于病毒逃避免疫清除。生中和抗体；易发生变异，有利于病毒逃避免疫清除。*gp41 为跨膜糖蛋白，介导病毒包膜与宿主细胞膜的为跨膜糖蛋白，介导病毒包膜与宿主细胞膜的融合。融合。第14页，本讲稿共41页基因组：基因组：+ssRNA(二聚体二聚体)，有，有3个结构

8、基因以及个结构基因以及6个调节基因；两端有个调节基因；两端有LTR。第15页，本讲稿共41页HIV基因及其编码蛋白基因及其编码蛋白基因编码蛋白蛋白质的功能结构基因 gagp24和p7p17衣壳蛋白和核衣壳蛋白内膜蛋白 pol逆转录酶RNA酶H蛋白酶整合酶逆转录酶活性和DNA聚合酶活性水解RNA：DNA中间体中的RNA链切割前体蛋白使病毒DNA与细胞DNA整合envgp120gp41使病毒吸附于靶细胞表面CD4分子介导病毒包膜与宿主细胞膜融合调节基因 tatTat反式激活蛋白，激活HIV基因的转录revRev促进病毒mRNA转运至细胞质Nef Nef提高HIV的复制能力和感染性第16页，本讲稿共

9、41页病毒的复制病毒的复制 细胞受体细胞受体：主要受体主要受体：CD4分子（主要表达于分子（主要表达于CD4+T淋巴细胞，淋巴细胞，在单核在单核-巨噬细胞等也有表达巨噬细胞等也有表达）。）。辅助受体辅助受体：CXCR4、CCR5.HIV借助于借助于gp120与靶细胞表面的与靶细胞表面的CD4分子结合，然分子结合，然后再与辅助受体结合，后再与辅助受体结合，gp41融合肽暴露，介导膜融融合肽暴露，介导膜融合，使病毒侵入细胞。合，使病毒侵入细胞。第17页，本讲稿共41页病病毒毒的的复复制制第18页，本讲稿共41页分分 型型*HIV-1：分分M组组（AK11个个亚亚型型）、O组组、（O亚型亚型)、N组

10、（组（N亚型亚型)*HIV-2：分：分7个个亚型亚型（AG）HIV-1 M组组在在全全球球流流行行，不不同同地地区区流流行行的的亚亚型不同。型不同。HIV-2和和HIV-1的的O组组/N组组主主要要局局限限于于西西非非等等地流行。地流行。第19页，本讲稿共41页变变 异异 性性*HIV具有高度变异性具有高度变异性（显著特点之一）（显著特点之一）主要原因：主要原因：逆转录酶无校正功能逆转录酶无校正功能env基因（基因（编编码码gp120）变异率最高）变异率最高第20页，本讲稿共41页抵抵 抗抗 力力 对理化因素的抵抗力较弱。对理化因素的抵抗力较弱。*常用化学消毒剂处理常用化学消毒剂处理1030

11、min，可灭活，可灭活HIV。*高高压压蒸蒸汽汽灭灭菌菌，或或煮煮沸沸100 20 min均均 可可灭活灭活HIV。*HIV在在2022液液体体中中可可存存活活15天天；在在冷冷冻血制品中须冻血制品中须6872 h才能保证灭活才能保证灭活HIV。*HIV对紫外线不敏感。对紫外线不敏感。第21页，本讲稿共41页二、致病性与免疫性二、致病性与免疫性第22页，本讲稿共41页传染源和传播途径传染源和传播途径*传传染染源源：HIV感感染染者者和和AIDS患患者者，病病毒毒主主要要存存在在于于血血液液、精液、阴道分泌物、乳汁。精液、阴道分泌物、乳汁。*主要传播途径：主要传播途径：性传播性传播 HIV的主要

12、传播方式。的主要传播方式。血血液液传传播播 通通过过输输血血、血血制制品品、器器官官移移植植、注注射射等等方方式式传播。传播。母婴传播母婴传播 通过胎盘、产道或哺乳等方式传播。通过胎盘、产道或哺乳等方式传播。第23页，本讲稿共41页致病机制致病机制 感染细胞：感染细胞：CD4+T淋淋巴巴细细胞胞（表表达达大大量量CD4分分子子和和CXCR4）主要靶细胞主要靶细胞 受受感感染染的的 CD4+T细细胞胞数数量量进进行行性性减减少少和和功功能能丧丧失，继发免疫缺陷综合征。失，继发免疫缺陷综合征。第24页，本讲稿共41页HIV损伤损伤CD4+T细胞的机制：细胞的机制：*CD4+T细胞破坏增加：细胞破坏

13、增加：诱导细胞融合、抑制细胞生物合成，导致细胞死亡；诱导细胞融合、抑制细胞生物合成，导致细胞死亡；促进细胞凋亡；促进细胞凋亡；CTL、抗体介导的、抗体介导的ADCC对靶细胞的杀伤作用等。对靶细胞的杀伤作用等。*CD4+T细细胞胞产产生生减减少少：HIV侵侵犯犯胸胸腺腺细细胞胞、骨骨 髓髓造造血血干干细细胞胞，使使CD4+T细胞产生减少。细胞产生减少。*CD4+T细细胞胞功功能能受受损损：Th1/Th2失失衡衡，Th2呈呈极极化化优优势势，造造成成CD4+T细胞功能障碍。细胞功能障碍。第25页，本讲稿共41页*单核单核-巨噬细胞：巨噬细胞：表达少量表达少量CD4分子，其辅助受体为分子，其辅助受体

14、为CCR5单单核核-巨巨噬噬细细胞胞感感染染后后不不被被溶溶解解，长长期期携携带带HIV，使使病毒向其他组织播散。病毒向其他组织播散。HIV潜伏的重要场所潜伏的重要场所：CD4+记忆记忆T细胞细胞单核单核-巨噬细胞巨噬细胞第26页，本讲稿共41页临床特点临床特点*潜伏期长，大约潜伏期长，大约10年左右。年左右。*临床感染过程分为临床感染过程分为4个时期：个时期：急性感染期急性感染期 约约23周周,非特异症状非特异症状无症状潜伏期无症状潜伏期 10年左右，年左右，HIV抗体阳性抗体阳性1.AIDS相关综合征相关综合征 开始出现症状开始出现症状2.免免疫疫缺缺陷陷期期 典典型型AIDS期期，合合并

15、并机机会会性性感感染染和和AIDS相关恶性肿瘤。相关恶性肿瘤。第27页，本讲稿共41页CTL、中和抗体、中和抗体，以及以及NK细胞的细胞的ADCC效应均在抗效应均在抗HIV感染中发挥作用。感染中发挥作用。*细胞内细胞内HIV的清除主要依靠细胞免疫反应。的清除主要依靠细胞免疫反应。*细细胞胞免免疫疫可可限限制制病病毒毒感感染染，但但不不能能完完全全清清除除病病毒毒，并随疾病进展而下降。并随疾病进展而下降。*HIV抗原频繁变异逃避了免疫清除作用。抗原频繁变异逃避了免疫清除作用。免疫性免疫性第28页，本讲稿共41页三、微生物学检查法三、微生物学检查法第29页，本讲稿共41页检测目的检测目的AIDS的

16、诊断；的诊断；指导抗病毒药物治疗；指导抗病毒药物治疗；筛查和确认筛查和确认HIV感染者，以阻断感染者，以阻断HIV的传的传播途径播途径。第30页，本讲稿共41页*检测病毒抗体：检测病毒抗体：ELISA 筛查筛查Westernblot 确认确认*检测病毒抗原：检测检测病毒抗原：检测HIV p24抗原抗原,早期辅助诊断早期辅助诊断 *检测病毒核酸：定量检测病毒核酸：定量RT-PCR*病病毒毒分分离离：特特征征性性细细胞胞病病变变为为融融合合细细胞胞,一一般般不不用于临床常规诊断用于临床常规诊断 第31页，本讲稿共41页四、防治原则四、防治原则第32页，本讲稿共41页1.治疗治疗HIV感染的药物感染

17、的药物 逆逆转转录录酶酶抑抑制制剂剂：包包括括核核苷苷类类逆逆转转录录酶酶抑抑制制剂剂（NRTI）和和非非核核苷苷类类逆逆转转录录酶酶抑抑制制剂剂（NNRTI）；）；蛋白酶抑制剂（蛋白酶抑制剂（PI）；）；病病毒毒入入胞胞抑抑制制剂剂：包包括括融融合合抑抑制制剂剂（FI）和和 CCR5 拮抗剂；拮抗剂；整合酶抑制剂（整合酶抑制剂（INSTI）第33页，本讲稿共41页治疗原则：联合用药（治疗原则：联合用药（“鸡尾酒鸡尾酒”疗法）疗法）*高效抗逆转录病毒治疗（高效抗逆转录病毒治疗（highly active anti-retrovial therapy,HAART)联合应用联合应用2种核苷类药种核

18、苷类药 1种非核苷类药或蛋种非核苷类药或蛋白酶抑制剂白酶抑制剂第34页，本讲稿共41页2.预预 防防目前尚无临床有效的目前尚无临床有效的 HIV 疫苗。疫苗。一般预防措施：一般预防措施：普遍开展预防普遍开展预防AIDS的宣传教育；的宣传教育；建建立立全全球球和和地地区区性性HIV感感染染的的监监测测网网，及时掌握疫情；及时掌握疫情；第35页，本讲稿共41页对对献献血血、献献器器官官、献献精精液液者者必必须须做做HIV抗体检测抗体检测,并辅助核酸或抗原检测；并辅助核酸或抗原检测；提倡安全性生活；提倡安全性生活；禁止共用注射器、注射针、牙刷和剃须刀等；禁止共用注射器、注射针、牙刷和剃须刀等；HIV

19、抗抗体体阳阳性性妇妇女女，应应避避免免怀怀孕孕或或避避免免用用母乳喂养婴儿等。母乳喂养婴儿等。第36页，本讲稿共41页人类嗜人类嗜T细胞病毒细胞病毒（human T lymphotropic viruses，HTLV）第二节第二节 第37页，本讲稿共41页人类嗜人类嗜T细胞病毒（细胞病毒（HTLV）为）为RNA肿瘤病毒具有典型逆肿瘤病毒具有典型逆转录病毒的形态与结构。转录病毒的形态与结构。传播途径：传播途径：血液传播、性接触传播，母婴传播。血液传播、性接触传播，母婴传播。致病致病：HTLV-1：引起成人：引起成人T淋巴细胞白血病淋巴细胞白血病（adult T cell leukemia，ATL

20、）HTLV-2：引起毛细胞白血病：引起毛细胞白血病第38页，本讲稿共41页思考题思考题1.逆转录病毒的主要特性。逆转录病毒的主要特性。2.HIV的主要生物学特性。的主要生物学特性。3.HIV的复制周期有哪些特点？的复制周期有哪些特点？4.HIV的传染源、传播途径及致病机制。的传染源、传播途径及致病机制。5.如何初筛和确认如何初筛和确认HIV感染者？感染者？6.目前治疗目前治疗HIV感染的药物主要有几类？感染的药物主要有几类？7.AIDS的治疗原则及预防措施。的治疗原则及预防措施。8.HTLV的传播途径及所致疾病。的传播途径及所致疾病。第39页，本讲稿共41页中英文关键词中英文关键词 逆转录酶逆

21、转录酶 reverse transcriptase人类免疫缺陷病毒人类免疫缺陷病毒 human immunodeficiency virus，HIV 获得性免疫缺陷综合征获得性免疫缺陷综合征 acquired immunodeficiency syndrome，AIDS 人类嗜人类嗜T细胞病毒细胞病毒 human T lymphotropic viruses，HTLV成人成人T淋巴细胞白血病淋巴细胞白血病 adult T cell leukemia，ATL 前病毒前病毒 provirus高效抗逆转录病毒治疗高效抗逆转录病毒治疗 highlyactive antiretrovialtherapy,HAART第40页，本讲稿共41页课外阅读资料目录课外阅读资料目录1BrooksGF,Jawetz,Melnick&AdelbergsMEDICALMICROBIOLOGY25thEdition2黄文林主编，分子病毒学(第二版)，人民卫生出版社，2006-123金奇主编，医学分子病毒学，科学出版社，2001-024郭礼和朱丽华，美国Science杂志评出2011年十大科学突破介绍阻断艾滋病传播的突破性研究成果，中国细胞生物学学报，2012,34(2):1951965张福杰等，国家免费艾滋病抗病毒药物治疗手册,人民卫生出版社,2007年12月第41页，本讲稿共41页