第 29 章 逆转录病毒

逆转录病毒科是一大组含有逆转录酶 的 RNA 病毒。 分类 RNA 肿瘤病毒属 人类嗜 T 淋巴细胞病毒等 慢病毒属 人类免疫缺陷病毒等 泡沫病毒属 动物与人类泡沫病毒

逆转录病毒特点 球形， nm ，有包膜，包膜外 有刺突 病毒核心为二条相同 +ssRNA ，由 5’ 端部分碱基互补成二倍体。 基因组相似，含有序列和功能相似 的 gag 、 pol 、 env 三个结构基因和 多个调节基因 病毒体含逆转录酶，核酸内切酶和 RNA 酶 H 病毒增殖 : 在逆转录酶作用下先合 成 cDNA ，整合到染色体形成前病 毒（ Provirus ）

1986 年正式命名，分二型 HIV-1 HIV-2 病毒主要引起全身免疫系统的严重损伤 故疾病命名为：获得性免疫缺陷综合症（艾滋病） acquired immunodeficiency syndrome （ AIDS ） 1981 年美国 CDC 首次报道了 5 例不明原因卡氏肺孢 菌肺炎病例，患者都是同性恋者 1983 由法国巴斯德研究所首先从一位同性恋者中 分离到病毒 人类免疫缺陷病毒 Human Immunodeficiency Virus

发展 1999 年全世界发病人数为 3300 万 2002 年全世界发病人数为 4000 万 至 2002 年，共计死亡人数为 2500 万 2005 年全世界死亡 290 万新发病人数 430 万 到 2005 年，全世界共计病人 3950 万 2007 年全球新增艾滋病毒感染者 270

形态结构 nm 球形，有包膜 核心： 两条相同单正链 RNA （ 3 个结构基因， 6 个调节基因） 逆转录酶 内膜蛋白 （ p17 ） 衣壳蛋白（ p24 ） 整合酶和蛋白酶 包膜 脂蛋白 刺突 gp 120 糖蛋白 跨膜蛋白 gp 41 糖蛋白 生物学性状

结构结构 衣壳蛋白 p24 p17 内膜蛋白 核衣壳蛋白 p7 逆转录酶 gp41 gp120 RNA 脂双层包膜 外层 : 脂双层包膜 内层 :p17 内膜蛋白 核心 : 致密柱状核心 gp120 ：包膜表面刺突 gp41 ：跨膜蛋白 病毒 RNA 逆转录酶、整合酶、蛋白酶等 核衣壳蛋白 p7 衣壳蛋白 p24 HIV

基因组全长 9.8 KB 两端含长末端重复序列（ LTR ） 3 个结构基因（ env 、 pol 、 gag ） 6 个调节基因（ tat 、 rev 、 nef 、 vif 、 vpr 和 vpu ） 基因组的结构与功能

p55 P6, P7p24p17 p150 p66/p51p32 p160 gp120gp40 长末端重复序列 核蛋白、衣壳蛋 白和基质蛋白 逆转录酶、整合酶、 RNA 酶 糖蛋白刺突

病毒的复制 HIV 受体的识别 – 靶细胞： CD4+T 细胞、单核 - 巨噬细胞、 Langerhans 细胞、滤泡状树突细胞、脑小胶质 细胞。 – 主要结合受体： gp120—CD4 – 辅助受体： 嗜淋巴细胞： gp120—CXCR4 嗜巨噬细胞： gp120—CCR5

Virus receptor

病毒的复制 gp41 介导病毒包膜与 细胞膜发生融合 ssRNA 逆转录酶 RNA:DNA RNA:DNA 中 RNA 被酶解 dsDNA dsDNA 在整合酶的作用 下，整合入细胞染色体 中，形成前病毒 mRNA ssRNA 加帽加尾形成子 代病毒 RNA 结构蛋白、 非结构蛋白 子代病毒

病毒复制 +ssRNA +ssRNA:-ssDNA ssDNA:+ssDNA +ssRNA 逆 转 录

The animation of the viral life cycle 2 The life cycle of retrovirus whose genome enter the host’s genome.

20 CD4 ? Binding of gp120 To CD4 ? Interaction of co- receptor with gp120 INTERACTION WITH SURFACE RECEPTOR

21 CD4 ? Gp120 conformational change CHANGES IN GP120 CONFORMATION

22 CD4 ? Interaction of fusogen (gp41) with membrane INTEACTION OF EXPOSED GP41 WITH LIPID BILAYER

23 ? CD4 Membrane fusion FUSION OF VIRAL MEMBRANE WITH CELL MEMBRANE

24 CD4 nucleus ? Reverse transcription REVERSE TRANSCRIPTION

25 ? Uncoating ? Entry into nucleus UNCOATING OF CAPSID ENTRY INTO NUCLEUS

26 ? Integration ? Transcription ? Splicing INTEGRATION OF HIV DNA TRANSCRIPTION OF DNA TO RNA SPLICING OF RNA Pol II

27 ? Translation of polyproteins Proteolysis of polyprotein TRANSLATION OF RNA TO POLYPROTEIN CLEAVAGE OF POLYPROTEIN

28 Assembly ASSEMBLY AT THE CELL SURFACE

29 BUDDING THROUGH CELL MEMBRANE MATURALION

病毒的型别与变异 病毒基因组可发生变异, 主要是决定包 膜糖蛋白的 env 基因和调节基因 nef ，从而 造成包膜蛋白抗原性的高度变异。 HIV-1 HIV-2

弱 培养 56 ℃ 30 分钟灭活 对各类消毒剂敏感 但在室温（ 20 ℃ ~22 ℃ ）可保存活力七天 抵抗力 只感染 CD4 阳性的 T 细胞和巨噬细胞 常用新分离的 T 细胞或 T 细胞株培养 敏感动物为恒河猴及黑猩猩

致病性和免疫性 HIV 无症状携带者或艾滋病患者 传染源 我国主要传染来源是： 1 、由泰国和印度经缅甸传入云南边境 2 、由泰国传至广东、福建 3 、非洲，出国劳务人员感染后带入 4 、其他来源传至各大城市

性传播 约占 75% ，男性传给女性的概率更高 血源传播 输血、血制品、污染的注射器、器官移植等 血制品的传播占很大比例 静脉吸毒者极易感染， 我国云南静脉吸毒者的感染率达 60% 以上 垂直感染 HIV 感染者传给婴儿的感染率约 12~40% 12% 的婴儿可经感染母亲的乳汁感染 传播途径

致病机理 病毒能选择性地感染 CD4 阳性细胞（主要辅助 T 细胞） 引起以 CD4 细胞缺损和功能障碍为中心的严重免疫缺陷 HIV 损伤 CD4 阳性细胞的机制： 1 、细胞膜表达病毒糖蛋白的 CD4 阳性细胞，与 正常 CD4 阳性细胞融合成多核巨细胞而死亡 2 、特异性 CTL 的直接杀伤作用或 ADCC 作用 3 、病毒与细胞膜有共同抗原，引起免疫病理 4 、 病毒感染诱导 CD4 阳性 T 细胞的凋亡

神经细胞的损害 约有 40%-90% 的 AIDS 患者有不同程度神经症状， 如 HIV 脑病、脊髓病变、周围神经炎和痴呆 病毒通过受染的单核细胞进入 CNS ，单核细胞 释放单核细胞因子，对神经元有毒性，同时使 炎性细胞浸润产成脑部组织损伤

病毒免疫逃逸的机理 CD4+ T 细胞大量减少，使整个免疫系统失效 病毒基因整合位于染色体，细胞可以不表达或 少表达病毒抗原，使宿主细胞长期呈 “ 无抗原 ” 状态 病毒包膜蛋白一些区段有高度变异性，致使不 断出现新抗原而逃逸免疫系统的识别

原发感染期 临床潜伏期 AIDS 相关综合征 AIDS 期 HIV 感染的临床过程

原发感染 – HIV 进入机体后约需 8-12 周出现病毒血症， 3-6 周在 许多感染者（ 50-70% ）体内发展成急性单核细胞增 多症样表现，其后大多数以前病毒形式整合于宿主 细胞染色体中，进入长期、无症状的潜伏感染期。 潜伏感染 长达 6 月 -10 年，不表现症状 AIDS 相关综合症期（ AIDS-related complex, ARC ） 早期有发热、盗汗、全身倦怠、体重下降、皮疹及 慢性腹泻症状，并有进行性淋巴结病

典型 AIDS ：出现中枢神经系统疾患，合并条件性细菌、 真菌和寄生虫感染，并发肿瘤（ Kaposi 肉瘤） 原虫（ Protozoal ） toxoplasmosis, crytosporidosis 真菌（ Fungal ） 白假丝酵母菌病（ candidiasis ），新生隐球菌感染 （ crytococcosis ）, histoplasmosis, 卡氏肺孢菌（ pneumocystis carinii ） 细菌（ Bacterial ） 结核（ Mycobacterium avium complex ）, 鸟－胞内分枝杆菌感染 （ atypical mycobacterial disease ）, 沙门菌败血症（ salmonella septicaemia ）, 多发性反复化脓性细胞感染（ multiple or recurrent pyogenic bacterial infection ） 病毒（ Viral ） CMV, HSV, VZV, HBV 死亡多发生在临床症状出现后两年内， 5 年内死亡率高达 90%

Kaposi’s Sarcoma

艾滋病病人与卡波氏肉瘤 上腭上腭 下腭下腭

Pneumocystis carinii

Candida Albicans Candida infections are common with AIDS, but most often appear as oral thrush, which is a nuisance but not life- threatening. Disseminated infections are uncommon, but here is a rare Candida pneumonia, which resembles a bacterial bronchopneumonia.

体液免疫：机体可产生抗 HIV 抗体 包括抗 -gp120 的中和抗体 细胞免疫： ADCC 、 CTL 、 NK 免疫性 这些免疫有一定的保护作用， 但不能彻底清除体内潜伏感染的细胞， 病毒仍能在体内活跃复制，构成长期慢性感染

微生物学检查 检测病毒相应抗体：目前最常用的方法 常用方法： ELISA 、 IFA 、 RIA 所测抗体：抗结构蛋白抗体 至少两种抗体阳性 检测病毒及其组分 病毒分离培养：使用正常淋巴细胞 检测病毒抗原： ELISA 等（ P24 等） 检测病毒核酸： PCR 等方法检测病毒核酸 HIV 抗原与其他逆转录病毒（如 HTLV ）有交叉反 应，易造成假阳性结果。 因此只用于初筛, 阳性者必须经 Western blot 验证

ELISA for HIV antibody Screening tests should be as sensitive as possible Microplate ELISA for HIV antibody: coloured wells indicate reactivity

病毒数量预测生存时间 HIV-1 的数量（ ml ） 1

防治原则 一般性预防 普及预防知识，认识传播方式，采取多种预防措施 建立 HIV 感染的监测系统，掌握流行动态 对供血者进行 HIV 抗体检查，确保输血和血制品安全

疫苗研制有困难： 特异性预防 安全性问题 潜伏感染的特点 HIV 的弱免疫原性 快速变异 缺乏合适的动物模型来测定和评估疫苗

抗病毒治疗： 核苷类逆转录酶抑制剂 非核苷类逆转录酶抑制剂 蛋白酶抑制剂 联合疗法 抗病毒治疗

治疗：鸡尾酒疗法（ HAART ） 联合交替使用 2 种 HIV 逆转酶抑制剂和一种蛋白酶 抑制剂（ Saquinavir 、 Ritonavir ）可有效将血液 中 HIV 含量降到最低，极大延长感染者寿命 无法清除整合的病毒，不能彻底清除病毒 药物有副作用 在中国年均费用 8 万 RMB

Action of Zidovudine 叠氮胸苷

Reverse transcriptase inhibitors

Action of HIV Protease Inhibitor

近年国家统计数据 截至 2009 年底，估计中国现存活艾滋病病 毒感染者和病人约 74 万人，性传播成为艾 滋病传染的主要途径。 截至 2010 年 3 月，中国通过血液检测确认的 HIV 感染者已达到 33.7 万人。 截至 2011 年底，我国存活艾滋病病毒感染 者和艾滋病病人预计在 78 万人，当年新发 病毒感染者 4.8 万人，死于艾滋病相关疾病 者达 2.8 万人

HIV 在中国传播的特点 感染者以 20—39 岁为主 主要分布在农村 男女比例为 5.2 : 1 最主要传播途径是性传播，静脉注射毒品。 性传播是深圳检出感染者的主要传播方式（云 南、贵州、新疆等地，艾滋病毒 70% 是由静脉 注射为传播途径 ） 中国的重灾区：云南、广西、新疆、河南

措施 建立艾滋病综合防治示范区 加强艾滋病紧急医疗救治 广泛开展艾滋病宣传教育 加强艾滋病干预工作 – 我国已在 22 个行政区对 11 种高危人群建立了 6000 个干 预点 加强疾病预防控制机构建设，提高防治能力 组织开展联合督导 积极开展国际合作，为我国艾滋病防治工作争取 资金和技术支持

针对中国疫情的预防措施 正确使用避孕工具 拒绝毒品 避免不必要的输血和注射

生命的渴望

天真遭 “ 邪 ”

无辜的受害者

This is not the end. It is not even the beginning of the end But it is, perhaps, the end of the beginning. W.Churchill

人类嗜 T 细胞病毒 共有两种型别 HTLV-I HTLV-II H uman T-cell Lymphotropic V irus

能感染 CD4+T 细胞导致 T 细胞白血病 生物学特性 100nm 大小球型颗粒 有包膜，表面含有 gp120 特异性蛋白与 CD4+ 结合 核心为 RNA ，含逆转录酶 HTLV-I 和 HTLV-II 基因组的同源性几近 50%

致病性 传播途径：性感染、血源性感染、垂直感染 致病机理：感染 CD4 + T 细胞 ，使受染细胞转化 所致疾病： HTLV-I ： T 细胞白血病 热带下肢痉挛性瘫痪 B 细胞淋巴瘤 HTLV-II ： 毛细胞白血病 慢性 CD4 ＋ 细胞淋巴瘤