逆转录病毒Retroviridae课件.ppt
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1、逆转录病毒逆转录病毒Retroviridae病原生物学教研室病原生物学教研室 逆转录病毒的分类及其代表病毒逆转录病毒的分类及其代表病毒亚科名亚科名代表病毒代表病毒RNARNA肿瘤病毒亚科肿瘤病毒亚科(爬虫类爬虫类)蛇病毒蛇病毒(禽禽类类)rous)rous肉肉瘤瘤病病毒毒(RSV)(RSV)、rous rous 相相关关病病毒毒(RAV)(RAV)、其其他他鸡肉瘤病毒、禽白血病病毒鸡肉瘤病毒、禽白血病病毒(ALV)(ALV)(哺哺乳乳类类)鼠鼠肉肉瘤瘤病病毒毒(MSV)(MSV)、鼠鼠白白血血病病毒毒(MLV)(MLV)、鼠鼠内内源源性性病病毒毒、猪猪肉肉瘤瘤病病毒毒、牛牛白白血血病病病病毒毒
2、、猪猪白白血血病病病病毒毒、鼠乳腺瘤病毒鼠乳腺瘤病毒(灵灵长长类类)灵灵长长类类肉肉瘤瘤病病毒毒、猴猴白白血血病病病病毒毒、狒狒C C型型肿肿瘤瘤病病毒、毒、mason-pfizermason-pfizer猴病毒猴病毒(MPMV)(MPMV)、langurlangur病毒病毒(人人)人人类类嗜嗜T T细细胞胞病病毒毒型型、型型、型型(HTLV-(HTLV-、)慢病毒亚科慢病毒亚科人人类类免免疫疫缺缺陷陷病病毒毒(HIV)(HIV)、绵绵羊羊脱脱髓髓鞘鞘性性脑脑白白质质炎炎病病毒毒(visnavirus)visnavirus)、绵绵羊羊肺肺腺腺瘤瘤病病毒毒(maedi(maedi virus)v
3、irus)、马马传传染染性贫血病毒性贫血病毒(EIAV)(EIAV)泡沫病毒亚科泡沫病毒亚科灵灵长长类类泡泡沫沫病病毒毒、猫猫、牛牛、人人泡泡沫沫病病毒毒(human(human foamy foamy virus)virus)逆转录病毒的共同特性逆转录病毒的共同特性:1.病毒为球形,有包膜,表面有刺突,病毒为球形,有包膜,表面有刺突,(与病毒的吸附和穿与病毒的吸附和穿入有关入有关)。2.基因组为单正链基因组为单正链RNA双体结构。双体结构。3.病毒体含逆转录酶。病毒体含逆转录酶。4.具有具有gag、pol、env三个结构基因。三个结构基因。5.病毒增殖的突出特点是在复制病毒病毒增殖的突出特点
4、是在复制病毒RNA时要通过时要通过DNA复制中间型复制中间型(DNA replicative intermediate)。并与宿主细胞的。并与宿主细胞的染色体整合。染色体整合。第第1 1节节 人类免疫缺陷病毒人类免疫缺陷病毒 人人类类免免疫疫缺缺陷陷病病毒毒(human(human immunodeficiency immunodeficiency virus,virus,HIV)HIV)是是获获得得性性免免疫疫缺缺陷陷综综合合征征(acquired(acquired immunodeficiency immunodeficiency syndrome,AIDS)syndrome,AIDS)的
5、病原体,俗称的病原体,俗称艾滋病艾滋病。HIVHIV主要有两型主要有两型:HIV-1HIV-1型型:即通常称谓的:即通常称谓的HIVHIV,世界上的,世界上的AIDSAIDS多由多由HIV-1HIV-1所致;所致;HIV-2HIV-2型型:19861986年年在在西西非非发发现现一一种种与与HIV-1HIV-1不不同同的的逆逆转转录录病病毒毒,两两者者的的核核苷苷酸酸序序列列差差异异超超过过40%40%,称称为为HIV-2HIV-2型型,只只在在西西非非呈呈地地区区性性流行。流行。生物学性状生物学性状形态结构形态结构核衣壳核衣壳 核酸核酸:两条两条ssRNAssRNA与核衣壳蛋白与核衣壳蛋白(
6、P7)(P7)结合形成双体合形成双体结构构 衣壳衣壳:双层壳膜:双层壳膜 内层为衣壳蛋白(内层为衣壳蛋白(P24)P24)外层为内膜蛋白(外层为内膜蛋白(P17)P17)包包 膜膜 脂质双层脂质双层刺刺 突突 gp120,gp41gp120,gp41 生物学性状生物学性状形态结构形态结构 病毒基因组全长约病毒基因组全长约9200bp,其,其5端和端和3端各有一段相同端各有一段相同的核苷酸序列,是长末端重复的核苷酸序列,是长末端重复序列序列(LTR),中间含有,中间含有env、pol、gag 3个结构基因和个结构基因和tat、rev、nef、vif、vpu、vpr等等6个调节基因。个调节基因。生
7、物学性状生物学性状基因组结构与功能基因组结构与功能结构基因结构基因 envenv基因基因:编码:编码gp41gp41:介导病毒包膜与宿主胞膜的融合;:介导病毒包膜与宿主胞膜的融合;gp120gp120:有病毒颗粒与:有病毒颗粒与NTNT抗体及宿主细胞表面抗体及宿主细胞表面 的的CD4CD4分子结合的部位。分子结合的部位。polpol基因基因:编码产生:编码产生逆转录酶逆转录酶(p66/p53)(p66/p53)和和整合酶整合酶(p31)(p31),与,与 病毒的复制有关。病毒的复制有关。gaggag基因基因:编码产生蛋白前体,经酶解后形成:编码产生蛋白前体,经酶解后形成3 3种蛋白种蛋白(P1
8、7(P17、P24 P24、P15)P15)。调节基因:调节基因:tat、rev、nef、vif、vpu、vpr tat tat、revrev和和nefnef的产物对的产物对HIVHIV表达的正、负调节以及对维持表达的正、负调节以及对维持 HIV HIV在细胞中复制平衡和控制在细胞中复制平衡和控制HIVHIV潜伏有重要意义。潜伏有重要意义。长末端重复序列长末端重复序列(LTR):对病毒转录的调控起关键作用。对病毒转录的调控起关键作用。生物学性状生物学性状基因组结构与功能基因组结构与功能 HIV病病毒毒体体的的包包膜膜糖糖蛋蛋白白刺刺突突与与细细胞胞上上的的特特异异受受体体结结合合,然然后后病病
9、毒毒包包膜膜与与细细胞胞膜膜发发生生融融合合。核核衣衣壳壳进进入入细细胞胞质质内内脱脱壳壳,释放其核心释放其核心RNA进行复制。进行复制。病毒的复制病毒的复制生物学性状生物学性状病毒变异性病毒变异性 HIVHIV基因组可发生变异,基因组可发生变异,最易变异的是编码包膜糖最易变异的是编码包膜糖蛋白的蛋白的envenv基因和调节基因基因和调节基因nefnef。估计病毒估计病毒envenv基因核苷酸变异概率每年每个位点约基因核苷酸变异概率每年每个位点约0.1%0.1%,其变异率与流感病毒相似。,其变异率与流感病毒相似。根据根据nefnef基因序列的异同将基因序列的异同将HIV-1HIV-1分为分为M
10、 M、O O、N N等等3 3组组(group)12(group)12个亚型个亚型(subtype)(subtype);HIV-2HIV-2型为型为A AF F等等6 6个亚型。个亚型。在非洲主要流的是在非洲主要流的是HIV-1HIV-1的的 A A、C C、D D、和、和E E亚型,我亚型,我国云南省感染者主要为国云南省感染者主要为B B和和C C亚型。全球流行将以亚型。全球流行将以C C和和E E亚亚型为主,另外各亚型的流行时间和传播情况也不同。型为主,另外各亚型的流行时间和传播情况也不同。生物学性状生物学性状 HIV仅感染表面有仅感染表面有CD4受受体的细胞。实验室中常用正体的细胞。实验
11、室中常用正常人常人T细胞分离病毒。感染细胞分离病毒。感染病毒的细胞出现病毒的细胞出现CPE。动物。动物模型可用模型可用HIV感染恒河猴和感染恒河猴和黑猩猩。黑猩猩。培养特性培养特性生物学性状生物学性状1)56加热加热 30min;2)冻干血制品需冻干血制品需68 72h方能保证污染病毒的灭活;方能保证污染病毒的灭活;3)高压蒸气灭菌(高压蒸气灭菌(103.4kpa/121.3)20min可被灭活可被灭活;4)10%漂漂白白粉粉液液、0.5%次次氯氯酸酸钠钠、50%乙乙醇醇、35%异异丙丙醇醇、0.3%H2O2、0.5%来来苏苏等等消消毒毒液液中中室室温温10min保保证证完完全全被灭活。被灭活
12、。抵抗力抵抗力HIV的抵抗力不强,以下条件可被灭活:的抵抗力不强,以下条件可被灭活:生物学性状生物学性状致病性与免疫性致病性与免疫性传染源和传播途径传染源和传播途径传染源传染源 a)HIVHIV无症状携带者无症状携带者 b)艾滋病患者艾滋病患者 2)血液传播:医源性)血液传播:医源性 吸毒者吸毒者 1)性传播:性传播:STD之一之一 同性恋同性恋 异性恋异性恋传播途径传播途径 3)母母致病性与免疫性致病性与免疫性婴传播:胎盘婴传播:胎盘 产道产道 哺乳哺乳临床表现临床表现 1)原发感染原发感染致病性与免疫性致病性与免疫性 HIV进入机体后病毒开始复制,进入机体后病毒开始复制,约在约在812w时
13、出现病毒血症,此期时出现病毒血症,此期病毒在体内广泛播散,并开始在淋巴病毒在体内广泛播散,并开始在淋巴样器官种植,样器官种植,36w在许多病人在许多病人(50%70%)体内发展成急性单核)体内发展成急性单核细胞增多症样表现,其后大多数病毒细胞增多症样表现,其后大多数病毒以前病毒的形式整合于宿主细胞染色以前病毒的形式整合于宿主细胞染色体内,进入长期的、无症状的潜伏感体内,进入长期的、无症状的潜伏感染期。染期。2)潜伏感染潜伏感染致病性与免疫性致病性与免疫性 此期可长达此期可长达6 6个月至个月至1010年。年。临床无症状,有些病人可出现无临床无症状,有些病人可出现无痛性淋巴结肿大。当机体受到各痛
14、性淋巴结肿大。当机体受到各种因素的激发使潜伏感染的病毒种因素的激发使潜伏感染的病毒再次大量增殖而引致免疫损害时,再次大量增殖而引致免疫损害时,才出现临床症状,进入才出现临床症状,进入AIDSAIDS相关相关综合征期。综合征期。临床表现临床表现 3)AIDS相关综合征相关综合征致病性与免疫性致病性与免疫性临床表现临床表现(AIDS-rilated(AIDS-rilated complex,ARC)complex,ARC)早期有发热、早期有发热、盗汗、全身倦怠、体重下降、盗汗、全身倦怠、体重下降、皮疹及慢性腹泻等胃肠道症皮疹及慢性腹泻等胃肠道症状,并有进行性淋巴结病及状,并有进行性淋巴结病及舌上白
15、斑等口腔损害。舌上白斑等口腔损害。4)典型典型AIDS致病性与免疫性致病性与免疫性临床表现临床表现 出现中枢神经系统疾患出现中枢神经系统疾患;合并各种条件致病菌合并各种条件致病菌(如如分枝杆菌、念珠菌、卡氏肺孢分枝杆菌、念珠菌、卡氏肺孢菌等菌等)或其他病毒或其他病毒(如如EBVEBV,CMVCMV、HHV-8HHV-8型等型等)感染;感染;并发卡波济肉瘤并发卡波济肉瘤(Kaposi(Kaposi sarcoma)sarcoma)。在感染后在感染后1010年内约有年内约有50%50%的人会发展为的人会发展为AIDSAIDS。AIDSAIDS的的5 5年间死亡率约为年间死亡率约为90%90%,多于
16、临,多于临床症状出现后床症状出现后2 2年内死亡。年内死亡。HIVHIV的致病机制的致病机制1 1)选选择择性性地地侵侵犯犯CD4CD4+T T 细细胞胞,CD4/CD8CD4/CD8比比例例倒倒置置,导导致致免免疫疫功功能能紊乱。紊乱。2 2)HIVHIV感感染染后后B B细细胞胞多多克克隆隆活活化化,出出现现高高丙丙球球蛋蛋白白血血症症,循循环环血血中中免免疫疫复复合合物物及及自自身身抗抗体体含含量量增增高高,但但对对新新抗抗原原刺刺激激的的应应答答受到很大阻碍。受到很大阻碍。3 3)单单核核巨巨噬噬细细胞胞也也表表达达少少量量CD4CD4分分子子,受受HIVHIV感感染染后后通通常常不不
17、被被杀死,成为感染后较长时期的病毒储存者。杀死,成为感染后较长时期的病毒储存者。4 4)HIVHIV感感染染所所致致神神经经细细胞胞损损害害:约约有有40409090的的AIDSAIDS患患者者出出现现不不同同程程度度的的神神经经异异常常,包包括括HIVHIV脑脑病病、脊脊髓髓病病变变、周周围围神神经经炎炎和严重的和严重的AIDSAIDS痴呆综合征。痴呆综合征。致病性与免疫性致病性与免疫性HIVHIV对对CD4CD4+T T 细胞损害的细胞损害的机制机制 1)病毒感染对细胞的直接杀伤作用病毒感染对细胞的直接杀伤作用a.a.病毒包膜糖蛋白插入细胞膜或病毒的出芽释放,增加了细胞膜的通透性;病毒包膜
18、糖蛋白插入细胞膜或病毒的出芽释放,增加了细胞膜的通透性;b.HIVb.HIV增殖时可产生大量未整合的病毒增殖时可产生大量未整合的病毒cDNA,cDNA,干扰细胞的正常生物合成;干扰细胞的正常生物合成;c.c.感染感染T T细胞表面的细胞表面的gp120gp120与非感染细胞的与非感染细胞的CD4CD4结合,细胞融合死亡,结合,细胞融合死亡,T T细胞减少。细胞减少。2)免疫病理所引起的细胞损伤:免疫病理所引起的细胞损伤:a.受染细胞膜上表达病毒的包膜糖蛋白,可激活特异性受染细胞膜上表达病毒的包膜糖蛋白,可激活特异性CTL的识别,或与特异的识别,或与特异 性抗体结合后通过性抗体结合后通过ADCC
19、作用而破坏细胞;作用而破坏细胞;b.HIV的的gp120与细胞膜上的与细胞膜上的MHC类分子有一同源区,抗类分子有一同源区,抗gp120抗体能与这类抗体能与这类 T细胞起交叉反应,即病毒诱导的自身免疫使细胞造成免疫病损害或功能障碍细胞起交叉反应,即病毒诱导的自身免疫使细胞造成免疫病损害或功能障碍。3)HIV感染诱导细胞凋亡:感染诱导细胞凋亡:病毒激活病毒激活T细胞凋亡基因,表达细胞凋亡基因,表达FAS受体,当其与细胞表面受体,当其与细胞表面FAS结合后最终导致结合后最终导致感染细胞死亡。感染细胞死亡。致病性与免疫性致病性与免疫性3.3.机体对机体对HIVHIV感染的免疫应答感染的免疫应答 机机
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