二、人免疫缺损病.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,二、人免疫缺损病毒,HIV,1,人免疫缺损病毒,(HIV),，俗称艾滋病毒,(HIV-associated immunodeficiency syndrome,，,AIDS),，诱发人类获得性免疫缺损综合症。,属逆转录病毒科（,Retroviridae,）慢病毒属灵长类免疫缺陷病毒亚属。本亚属另一成员是猴免疫缺陷病毒（,simian immunodeficiency virus,，,SIV,）。感染猕猴可导致与人艾滋病相似的疾病。,2,HIV,有,1,，,2,两型。,HIV,1,是引起全球,AIDS,流行的病原体；,HIV,2,主要局限于西部非洲，毒力较弱，引起的,AIDS,病程长，症状轻。,3,HIV-,病毒粒子结构模型图,内膜蛋白,外壳蛋白,反转录酶,外壳蛋白核衣壳,1 HIV,病毒粒子的形态结构和传染,4,通过血液、血液制品及人体分泌液等进行传播；,感染,T4,淋巴细胞及其他淋巴细胞，形成多核巨细胞，导致细胞死亡；,HIV,病毒可以通过所感染细胞扩散到全身，已在,淋巴细胞、脑、胸腺、脾等组织发现了该病毒,;,自然界中广泛存在突变株。,5,2 HIV,基因组及其编码的蛋白,HIV,基因组由两条单链正链,RNA,组成，每个,RNA,基因组约为,9.7kb,。在,RNA5,端有一帽子结构（,m7G5GmpNp,）,3,端有,poly(A,),尾巴。,HIV,的主要基因结构和组织形式与其他反转录病毒相同。均由,5,末端,LTR,、,结构蛋白,编码区（,gag,）、,蛋白酶,编码区（,pro,）、具有多种酶活性的蛋白编码区（,pol,）、,外膜蛋白,（,erv,）和，,3,末端,LTR,组成。,6,7,gag,p55,p24,（外壳蛋白，,CA,）,pP17,（内膜蛋白，,MA,）,p15,p9,和,p7,（核衣壳蛋白，,NC,）,pol,p66,（逆转录酶）,p22,（整合酶）,pro,p22,，切割，促进蛋白质成熟,env,gp160,糖蛋白,gp120,（外膜蛋白），与,CD4,受体结合,gp41,（跨膜蛋白）插入寄主细胞膜,P353,8,Gp120,是,外膜蛋白,，感染细胞时可与细胞的,CD4,受体蛋白相结合，并与,G,蛋白偶联受体,(GPCR),家族中的一个跨膜蛋白发生相互作用。,Gp41,是,跨膜蛋白,(TM),，嵌入病毒包膜脂质中，对,HIV,的侵染和致病有非常重要的作用。,9,HIV-,基因结构和所编码的主要蛋白,10,受体识别和膜融合过程,:,gp120,非共价键结合,gp41,三聚体,gp120,与,CD4,结合后，构象变化形成共受体的结合位点,gp41,的,H1,螺旋从中央拉出,gp120,进一步与趋化因子受体,CKR,的结合使之与,gp41,完全脱离，,随即,H1,伸展出来，使,N,末端的融膜肽到达宿主细胞表面并牢固地 插入细胞膜中,11,HIV I,感染小神经质,细胞和巨噬细胞过程,中信号传导及与其受,体,CD4,和辅助趋化因,子受体,(,chemokine,recepter,CKR),相互作,用示意图。,CKR,：,7,次跨膜,G,蛋白偶联受体超家族（,GPCRs,，,G-protein coupled receptors,）,12,HIV,膜蛋白,gp120,的主要功能区,P354,（,1,）主要抗原决定簇；,（,2,）,T,细胞决定簇；,（,3,）,CD4,受体结合区,(423-427,位,C4,区）,13,3 HIV,的复制,HIV,主要侵染,T,淋巴细胞及巨噬细胞。,通过病毒膜蛋白,gp120,与细胞表面,CD4,受体蛋白结合。,HIV,与受体结合后，病毒核心蛋白和两条,RNA,链进入细胞。,反转录酶以病毒,RNA,为模板合成单链,DNA,，并由宿主细胞,DNA,聚合酶合成双链,DNA(,原病毒,),，进入细胞核并整合到染色体上，随细胞的分裂传代可长期潜伏。,14,HIV-,在人体细胞内的复制和侵染过程示意图,3 HIV,的复制,原病毒整合到宿主染色体上,无症状,新的病毒颗粒从寄主细胞中,释放出来侵染其它健康细胞,寄主细胞瓦解死亡,15,4 HIV-,基因的表达调控,与大多数反转录病毒相比，,HIV,的最大特点就是含有,许多调控基因,。,这些基因编码相应的调控蛋白，它们在病毒,RNA,的转录、转录后加工、蛋白质翻译包装以及病毒颗粒的释放等各个过程中发挥重要作用。,16,4.1 LTR,序列,HIV,基因组两端，在,HIV I,与,HIV II,及,SIV,之间的保守性达,95%,以上。,LTR 5,端含有,HIV,基因调控所必需的多个特定调控区（真核类增强子和启动子单位），,根据各区调控功能的异同分为调控单位、核心单位和反式激活效应元件单位，,在,LTR,中发现了许多细胞转录因子结合位点。,17,鸡卵蛋白转录因子,COUP,（负）,上游激活因子,USF,（负）,激活蛋白,1,（正）,激活,T,细胞核因子,NFAT,（正）,T,细胞因子,TCF,（正）,核因子,NFkB,（正）,（,1,）核心调控元件,该元件从,LTR,起始延伸到,-78,位核苷酸，至少包含,6,个可与细胞转录调控因子结合的区域。,（,2,）核心转录单位,有,TATA,区和,SP1,结合位点，对转录的激活具有重要作用，一旦缺失将使,LTR,失去启动子,活性。,（,3,）反式激活因子应答元件（,TRA,）,在,HIV,基因组,+1,+60,位的核苷酸序列是反式激活因子（,Tat,）激活,HIV I,转录所必需的，,称为反式激活应答元件。是,HIV,复制所不可缺少的重要调控位点。,18,4.2,调控蛋白,Tat,蛋白,：转录激活因子，促进,RNA,聚合酶,转录起始复合物的组装。,Rev,蛋白,：反式激活因子，对结构基因起正调控作用，增加未编辑的基因组全长转录产物。,Nef,蛋白,：负调控因子和磷酸化蛋白，非复制必需，抑制前病毒基因的表达，提高,HIV,的含量。,Vpr,蛋白,：,R,蛋白，作用于,LTR,，提高,HIV,的复制速度，在早期中起作用。,Vpu,蛋白,：,U,蛋白，磷酸化蛋白，存在于细胞膜中，可能促进,HIV,的组装、成熟和释放。,Vif,蛋白,：增加,HIV,的侵染性。,19,（,1,）,Tat,蛋白,是一个转录激活因子，在,HIV I,、,HIV II,和,SIV,中高度保守，是病毒复制所必需的。,HIV I,的,tat,基因与,env,编码区有部分重叠，含有两个外显子（,101aa,）。第一个外显子所编码的,67,个氨基酸,组成的多肽具有反式激活作用。,20,21,Tat,蛋白有,3,个功能域,酸性氨基酸区，,与,Tat,激活,HIV I,基因表达有关；,富含,Cys,区，,有,7,个,Cys,，与二价金属离子结合并形成,Tat,二聚体。其中有,6,个是维持,Tat,活性所必需的。,第三个功能区,由带正电的碱性氨基酸残基构成，行使两个功能：,+48,+52,位的,GRKKR,序列,，是,核,-,核仁定位信号,，可介导自身或异种蛋白进入细胞核；,2.,与,TAR RNA,凸出部的特异性结合，通过,Tat,第,52,和第,53,位,Arg,残基与后者的磷酸基团相互作用得以实现。,Tat,的主要作用可能是促进,RNA,聚合,II,转录起始复合物的组装,22,Tat,与,TAR,对,HIV,复制的协同调控作用,P359,Tat,和,TAR,结合并不能有效地激活,HIV,基因表达,Tat,与,TAR,对,HIV,复制的调控还需,寄主细胞编码白的协同作用、上游启动子和增强子的影响。,23,（,2,）,Rev,蛋白,rev,基因由,两个外显子,组成，编码,116,个氨基酸的调控结构蛋白表达活性的,Rev,蛋白,是一个重要的,反式,激活因子，,调控,RNA,剪切和运输,，与,RRE,结合增加,env,的翻译。,对,HIV,的许多调控蛋白编码基因有,负调控作用,，对其结构蛋白基因有,正调控,作用。,24,25,Rev,蛋白通过与,env,和,gag/,pol,mRNA,上的,Rev,效应元件,实现其功能，具有,HIV I,特异性。,能增加含有,Rev,效应原件,RNA,的稳定性，促进它们向,细胞质运转,。,通过阻碍剪接子的组装,抑制,RNA,的编辑,，增加这些,mRNA,的翻译，促进,HIV,基因表达由早期向晚期的转变。,26,（,3,）,Nef,蛋白,是,负调控因子,和磷酸化蛋白，,不是,HIV,复制所必需的，但抑制由,HIV LTR,特异性转录的,HIV I,前病毒基因的表达。,27,（,4,）,Vpr,蛋白,(,病毒,R,蛋白,),由,96,个氨基酸组成，存在于病毒颗粒中但不是,HIV,复制所必需的。,Vpr,蛋白可作用于,HIV I,的,LTR,区,，提高,HIV,复制速度,2-3,倍，在病毒早期侵染中有作用。,28,（,5,）,Vpu,蛋白,HIV I,特有的,膜定位蛋白,，编码由,81,个氨基酸组成的磷酸化蛋白，称为病毒,U,蛋白。,Vpu,蛋白的翻译受,Rev,调控。,有利于,HIV I,病毒粒子的,组装、成熟和释放,，有助于,gp160/CD4,复合体的解聚。,29,（,6,）,Vif,蛋白,是相对分子质量为,2.3,10,4,的病毒感染性因子，为,HIVI,侵染,所必需。,缺失,vif,基因的,HIV I,虽仍在细胞内正常复制并产生病毒粒子，但其侵染性不及野生,HIVI,病毒粒子的,1/1000,。,Vif,蛋白是病毒在,巨噬细胞扩散,所必需的,。,30,Tat,、,Rev,和,Nef,对,HIV,基因表达的影响分析,31,5 HIV,的感染及致病机理,HIV,的主要靶细胞是细胞表面表达,CD4,分子的细胞，主要是,CD4+T,淋巴细胞,，还有,单核细胞,、,巨噬细胞等,。,细胞表面,CD4,分子是,HIV,受体，通过,HIV,膜蛋白,gp120,与细胞膜上,CD4,结合后，由,gp41,介导使病毒传入易感细胞内，造成细胞破坏。,32,无症状潜伏期,：无任何临床症状，外周血中,HIV,抗原含量很低甚至检测不到。,随感染时间的延长，,HIV,重新开始大量复制并造成免疫系统损伤。,临床上病人感染逐步发展到持续性全身性淋巴腺病（,PGL,）、艾滋病相关综合症（,APC,）等，直至发展到艾滋病。,33,34,HIV,感染后的发病机理如下,HIV,侵入人体后首先与细胞表面含有,CD4,受体,CD4+T,淋巴细胞结合，进入细胞进行复制，部分整合于细胞染色体,DNA,中成为潜伏型,机体细胞免疫和体液免疫对,HIV,的抵抗作用，使感染初期的,HIV,低水平复制,在其他因素的作用下，潜伏的,HIV,被激活而大量复制，广泛侵入,CD4+T,淋巴细胞，使,CD4+T,淋巴细胞、单核,巨噬细胞、,B,淋巴细胞、,CD8+T,淋巴细胞和,NK,细胞等功能受损，最后导致整个免疫功能缺陷，最终发生一系列顽固性机会感染和肿瘤的发生。,35,HIV,除在细胞内大量繁殖造成细胞死亡外，还可通过以下几种途径导致免疫功能下降：,HIV,粒子表面的,gp120,蛋白脱落，与正常细胞膜上,CD4,受体结合，使该细胞被免疫系统误认为病毒感染细胞而遭杀灭；,因,T,细胞,CD4,受体被,gp120,封闭，影响了其免疫辅助功能；,HIV,的,gp120,蛋白可刺激机体产生抗,CD4,结合部位的特异性抗体，阻断,T,细胞功能；,带有病毒包膜蛋白的细胞可与其他细胞融合形成多核巨细胞而丧失功能,。,36,6.,艾滋病的治疗与预防,迄今为止仍无任何药物可以完全抑制,HIV,在感染者体内的增殖并彻底治愈艾滋病。,目前主要用核苷酸型和非核苷酸型反转录酶抑制 来进行治疗。,37,38,抗病毒治疗药物,核苷类逆转录酶抑制剂,(NRTI),：,AZT,、,3TC,、双汰芝,非核苷类逆转录酶抑制剂,(NNRTI),：,NVP,蛋白酶抑制剂,(PI),：,IDV,39,有效药物的联合应用,40,