第9章-疾病与人类健康.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,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,*,第九章 疾病与人类健康,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,),。,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,),。,健康：,疫病：,现代科学认为，很多疾病的发生直接或间接与基因有关,人类疾病都是：“基因病”,单基因病,多基因病,获得性基因病,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。如爱滋病、鼻咽癌等。,常见的单基因病有短指症、,-,地中海贫血、慢性进行性舞蹈病、白化病、苯丙酮尿症、色盲、血友病、,C6PD(,葡萄糖,-6-,磷酸脱氢酶,),缺乏症、抗维生素,D,缺乏病、遗传性慢性肾炎、假肥大型肌营养不良症、马方综合征、软骨发育不全、成骨发育不全、遗传性家族性结肠息肉、黑蒙性痴呆、肝豆状核变性、小头畸形、视网膜色素变性、先天性聋哑等。,临床常见的多基因病有：消化性溃疡、原发性高血压、先天性心脏病、哮喘、精神分裂症、无脑儿、糖尿病等。,9.1,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,：,癌症,（,Cancer,）既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）,人类面临着尽快征服肿瘤的艰巨任务,!,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。,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（,virus oncogene,v-onc.）,目前发现的病毒癌基因有30多种，而且认为它们最初来自细胞癌基因。,细胞癌基因（,cellular oncogene,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,Structure of Retrovirus,9.1.1,反转录病毒,(Retrovirus),致癌基因,LTR(long terminal repeat),=U3-R-U5,Retrovirus genome,v-onc,病毒名称 动物品种,ablAgelson,白血病 小鼠,aktAKT8,病毒 小鼠,cblCax NS-1,小鼠,crkCT10,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,fesGardner-Arnstein,猫肉瘤 猫,fgrGardner-Rasheed,猫肉瘤猫,fins McDonough,猫肉瘤猫,fosFBJ,小鼠成骨肉瘤小鼠,fpsFujinami,肉瘤 鸡,jun,禽类肉瘤17 鸡,kitHardy-Zuckerman,猫肉瘤猫,maf,禽类肉瘤,AS42,鸡,v-onc,病毒名称 动物品种,mosMoloney,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,raf3611,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,rosUR2,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,srcRous,肉瘤 鸡,yesY73,肉瘤 鸡,已发现的反转录病毒癌基因,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,LTR,LTR,GAG,POL,ENV,感染前的,RSV,Sarcoma,LTR,LTR,GAG,POL,ENV,SRC,感染后的,RSV,2.,v-onc,基因的起源,src,是原癌基因,肉瘤病毒,sarcoma virus,属于致癌,RNA,病毒的引起肉瘤的病毒之总称。,美国科学家,M.Bishop,与,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。,Bishop,Varmus,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,(proto-oncogene),v-onc,与,c-onc,的不同,v-onc,无内含子,外显子有微小差别,v-onc,常出现碱基取代或缺失等突变,Oncogene,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存在,!,Oncogene function?,原癌基因的特点：,广泛存在,(p367),；,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,9.1.2,原癌基因产物及其分类,原癌基因的分类：,根据原癌基因产物在细胞中的位置，可分为：,与膜结合的蛋白，如,src,基因产物；,可溶性蛋白，如,mos,基因产物；,核蛋白，如,myc,基因产物。,根据原癌基因表达产物的功能，可分为：,细胞增殖因子,(,如,sis(PDGF-,),增殖因子的受体,(,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，,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？,当原癌基因的,结构或调控区,发生变异，基因产物增多或活性增强时，使细胞过度增殖，从而形成肿瘤。,9.1.3,原癌基因的表达调控,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）,translocation,amplification,point mutation,deletion,normal,Activation of,ras,Oncogenes by Point Mutations,Ras,mutations in tumors usually involve codons 12,13,59 and 61.,Mutated,ras,is found in 50%of colorectal cancers（,结肠直肠癌）,and 95%of pancreatic cancers（,胰腺癌）,.,Normal,Met Thr Glu Tyr Lys Leu Val Val Val Gly Ala Gly Gly,RasH,ATG ACG GAA TAT AAG CTG GTG GTG GTG GGC GCC GGC GGT.,Activated,Met Thr Glu Tyr Lys Leu Val Val Val Gly Ala,Val,Gly,EJRasH,GTC,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13,1.,点突变,2、LTR,插入,LTR,是逆转录病毒基因组两段的长末端重复序列，结构中含有很强的启动子序列。,逆转录病毒的启动子和增强子的插入激活了,c-myc,原癌基因,当反转录病毒插入c-,myc,外显子上游5端时,启动子被激活。右边的,LTR,可能作为启动子参与作用，如果前病毒发生了缺失，则会阻止从右边,LTR,起始的转录。,c-,myc,可以被另外一种方式激活，也就是当反转录病毒以转录相反的方向插入到,c-,myc,基因上游的时候;病毒的,LTR,作为增强子,激活转录从,c-,myc,启动子序列处开始。,Burkitts,淋巴瘤,导致染色体数目和结构异常；基因重排包括原癌基因之间以及原癌基因与非原癌基因之间的重排。,3、,基因重排（,re-arrange),染色体移位,(Chromosomal translocation),4、,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。,Burkitts Lymphoma c-,myc,因负调控序列缺失而过度表达。,5、,基因扩增,Proto-oncogene amplification,Multiple copies of proto-oncogenes have been found in various tumors.,均匀染色区(,Homogeneously staining region,HSR)：,被复制的,DNA,串联排列在染色体的同一位置。,双微染色体(,Double minute chromosomes)：,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,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,9.1.4,基因互作与癌基因表达,（,1,）染色体构象对原癌基因表达的影响,基因表达不仅取决于基因本身及其相邻区域的一级结构，也取决于其空间构象，即基因在染色体上的空间排列和染色质的结构。当两个基因相距太近时，往往不易形成有利于高效转录的空间结构。,（,2,）原癌基因终产物对基因表达的调控,某种原癌基因产物对另一种原癌基因表达的调控作用；,某种原癌基因产物对自身表达的反馈调控作用,癌基因产物通过介质传递生长刺激信号的部位有,3,处：,癌基因产物本身模拟了生长因子，因而与相应的受体作用，以自分泌的方式刺激细胞生长；,癌基因产物模拟了已结合配体的生长因子受体，从而在无外源生长因子时提供了促进细胞分裂的信号；,癌基因产物作用于细胞内生长控制途径，解除此途径对外源刺激信号的需求。,（,3,）抑癌基因产物对原癌基因的调控,抑癌基因,(cancer suppressive gene,anti-oncogene),：,抑制细胞过度生长、增殖从而遏制肿瘤形成的基因。,Normal Cell,Oncogene,Tumour Suppressor,平衡细胞增殖及行为,Cancer Cell,Oncogene,Tumour Suppressor,异常细胞增殖及入侵行为,癌的发生出现在下列情况：突变,增加了致癌基因功能,并且/或者,降低了肿瘤抑制基因的活动,常见的抑癌基因,（,4,）外源信号对原癌基因表达的影响,快速反应基因：不受蛋白质合成抑制剂的阻断；,短时,癌症的多阶段发生学说(,multi-stage),9.2,人免疫缺陷病毒,HIV,红丝带像一条纽带，将世界人民紧紧联系在一起，共同抗击艾滋病，它象征着我们对艾滋病病人和感染者的关心与支持；象征着我们对生命的热爱和对和平的渴望；象征着我们要用“心”来参与预防艾滋病的工作。,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,2012,年全球艾滋病流行情况,2012,年联合国艾滋病规划署颁布艾滋病全球疫情报告，报告显示，截止,2011,年底，全球存活的艾滋病毒感染者和艾滋病病人估计为,3400,万人，,14-59,岁人群,HIV,感染率约为,0.8%,，,2011,年新发感染,250,万人，艾滋病相关死亡,170,万人。撒哈拉以南地区仍然是艾滋病疫情最为严重的地区，大约每,20,名成人中有,1,名感染,HIV(4.9%),，其次为加勒比海、东欧和中亚地区。,与,2001,年相比，,2011,年全球新发艾滋病毒感染率下降,20%,。,2011,年全球共有,33,万儿童感染艾滋病毒。,目前抗逆转录病毒治疗是最为有效的控制艾滋病的措施。在过去两年内，全球能够获得治疗的人数增加,63%,。,2012,年,中国,艾滋病流行情况,根据我国卫生部的通报，截止,2012,年,10,月底，中国累计报告艾滋病病毒感染者和病人,492191,例，存活者为,383285,例。性传播为主要传播途径，,2012,年,1-10,月新发感染者中性传播所占比例为,84.9%,，其中男男性传播所占比例为,21.1%,。,全球艾滋病尽管取得了一些成就，但也存在一些挑战。许多国家存在艾滋病防治资金不足，效率不高的问题，因感染而受歧视的现象仍然普遍存在。世界上仍有,680,万感染者无法及时得到医治，防治形势依然严峻。,艾滋病造成的影响,新感染者中很大一部分是儿童青少年,人口学变化,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，,儿童受到的打击更大（心理社会）,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,血液传播是,HIV,感染最直接的途径,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）,接触病毒污染注射器、针灸针、拔牙工具,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。,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,怀孕,分娩,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、电话机、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。,9.2.1 HIV,病毒粒子的形态结构和传染,p24 Capsid protein,p18 Matrix protein,编码病毒的核心蛋白,编码反转录酶、整合酶和蛋白酶,编码外膜蛋白TAT and REV are essential for HIV replication,9.2.2 HIV,基因组及其编码的蛋白,HIV-1 PROTEINS:LOCATION OF GENES,PROVIRUS:Note ORFs,HIV,基因、蛋白质产物及功能,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,(?),A retrovirus,Latency,Specific destruction of CD4+cells,How does the virus enter and kill the cell?,Mechanism,9.2.3 HIV,的复制,HIV,的复制,(p379),9.2.5 HIV,的感染及致病机理,艾滋病的临床分期：,急性感染期,潜伏期,艾滋病前期,典型艾滋病期,1、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,2、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。,3、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：淋巴结肿大；毒性疾病的全身不适、肌肉疼痛等全身症状；经常出现各种特殊性或复发性的非致命性感染；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。,4、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：,（,1,）严重的细胞免疫缺陷发生各种致命性机会性感染,（,2,）发生各种恶性肿瘤,（,3,）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。,9.2.6,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”,9.3,乙型肝炎病毒,HBV,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,HAV,HBV,HCV,HDV,HEV,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,ss RNA（+）,7.8kb,dsDNA,3,2kb,ssRNA(+),10.5kb,ssRNA(-),1.7kb,ssRNA(+),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）,25/1545,75/40120,50/1590,50/2575,40/2030,慢性化,无,310%,4070%,270%,无,暴发性肝炎,0.2%,0.2%,0.2%,220%,0.210%,五型病毒性肝炎比较,9.3.1,肝炎病毒的分类地位及病毒粒子结构,HBV,病毒粒子结构,大球形（,Dane）,颗粒（直径42,nm,）,小球形颗粒,（直径22,nm）,数量最多,管形颗粒,（2240400,nm）,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”,。,9.3.2,HBV,基因组及其所编码的主要蛋白,双链部分环状结构：两链长短不一,短链和长链的5端通过240,bp,配对维持环状结构,长链(,L),完整、恒定3.2,Kb,，负链,短链(,S),为正链，长度可变，约为长链长度的5080%（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,9.3.3,HBV,的复制,dsDNA,不是,通过半保留复制方式复制,流行性感冒：,一个古老而沉重的话题,流行性感冒（,influenza,）是人类发病率最高、传染性最强、危害最大、也最容易被轻视而导致严重后果的传染病之一,9.4,人禽流感的分子生物学机制,流行性感冒病毒,(influenza virus),是一种造成人类及动物患流行性感冒的,RNA病毒,，在分类学上，流感病毒属于正黏液病毒科，它会造成急性上呼吸道感染，并借由空气迅速的传播，在世界各地常会有周期性的大流行。,流感病毒,包括,人流感病毒,和,动物流感病毒；,其中人类流感病毒根据其核蛋白的抗原性可以分为三类,:,甲型流感病毒（,Influenza A virus,），又称,A,型流感病毒,乙型流感病毒（,Influenza B virus,），又称,B,型流感病毒,丙型流感病毒（,Influenza C virus,），又称,C,型流感病毒,其中甲型流感病毒抗原性易发生变异，多次引起世界性大流行；乙型流感病毒对人类致病性较低；丙型流感病毒只引起人类不明显的或轻微的上呼吸道感染，很少造成流行。甲型流感病毒于,1933,年分离成功，乙型流感病毒于,1940,年获得，丙型流感病毒直到,1949,年才成功分离。,20,世纪流感三次世界性大流行,时 间,毒株亚型,死亡人数,1918-1919,年,H1N1,流感病毒,约,5000,万人,1957-1958,年,H2N2,流感病毒,约,100,万人,1968-1969,年,H3N2,流感病毒,约,75,万人,感染鸟类、猪等其他动物的流感病毒，其核蛋白的抗原性与人甲型流感病毒相同，但是由于甲型、乙型和丙型流感病毒的分类只是针对人流感病毒的，因此通常不将,禽流感病毒,等非人类宿主的流感病毒称作甲型流感病毒。,禽流感为何如此受到重视,?,几次全球性暴发的惨痛教训；,病毒的变异与整合使人类缺乏免疫力；,与,SARS,类似的呼吸道传播途径不容易控制；,至今缺乏人高致病性禽流感的特效药物和疫苗。,什么是人禽流感,?,人禽流感,(human avian influenza),是由甲型流感病毒,(,Influenza virus,),某些感染禽类亚型中的一些毒株引起的急性呼吸道传染病。,临床表现为高热、咳嗽和呼吸急促，病情轻重不一，严重者可致败血症、休克、多脏器功能衰竭以及,Reye,综合征等多种并发症而致人死亡。,香港禽流感历史,第,1,个人类感染禽流感的病例是,1997,年在香港出现的。禽流感亚型,H,5,N,1,的爆发影响的区域面积不大但是人口密集。当时,18,人感染此病毒，,9,例是,10,岁以下的儿童，其中,6,人死亡，损失约达,8000,万港币。,1999,年这种病毒在香港重现，,从,2,名患病女孩分离到,H9N2,禽流感病毒。,两次病毒传播被认为是香港的病鸡引起的。,1997-2005,年人感染,H,5,N,1,病例：,1997,年 香港：,18,人住院，,6,人身亡,2003,年 中国大陆与香港：,2,例、,1,名康复，,1,名死亡,2004,年至,2005,年 泰国和越南：越南,92,例，,42,人死亡；泰国,21,例，,13,人死亡,2005,年 柬埔寨、中国和印度尼西亚：柬埔寨发现,4,例感染，均死亡。印尼报告,11,例感染，,7,人死亡。中国证实了,2,个病例，,1,人死亡,病原学,流感病毒和禽流感病毒的关系,流感病毒,是正粘病毒科流感病毒属的一个成员，由特异的核糖核蛋白抗原区分为甲、乙、丙三型，均能引起人类急性呼吸道传染病，其中甲、乙型可引起人类流感流行，乙、丙型仅能对人致病，甲型则可对人、猪、马、海洋哺乳动物和禽致病。,禽流感病毒,系甲型流感病毒中的一些毒株，某些亚型,(H5,、,H7),对禽类有高致命性，但近年发现可传染给人。,甲型（禽）流感病毒,甲型（禽）流感病毒大多呈球形，直径,80,120nm,，有囊膜。基因组为单股负链,RNA,，在丙烯酰胺,-,琼脂糖,-,尿素凝胶上电泳可得到,8,个基因片断。,依其外膜血凝素,(A),和神经氨酸酶,(N),蛋白的抗原性，目前可分为,16,个,H,亚型,(H1,H16),和,9,个,N,亚型,(Nl,N9),。,H1,H3,亚型和,N1,、,N2,亚型与人流感有关；,H5,和,H7,亚型通常只感染禽类，其中的一些毒株（以,H5N1,、,H7N7,为代表）所引起的禽类疾病称,高致病性禽流感,(high pathogenic influenza),；,近年发现禽类能将上述毒株传染给人（主要为,H5N1,、,H9N2,、,H7N7,、,H7N2,、,H7N3,），具有启动人类新的流感大流行的潜在威胁。,H5N1,禽流感病毒（蓝色小球）正在攻击、破坏健康人红细胞（红色部分）,患禽流感或携带禽流感病毒的鸡、鸭、鹅等家禽,其它禽类、野禽或猪也可成为传染源,已有证据显示病人也有可能成为传染源,传染源,野鸭等,水栖候鸟携带,H5N1,病毒最多，但它们对病毒具有免疫力,禽流感病毒易感动物,家禽,如鸡、鸭、火鸡等对病毒高度易感，家禽与野生,候鸟,直接或间接接触，可能是禽流感暴发的原因之一,禽流感病毒易感动物,其它禽类,有鹌鹑、雉鸡、鸽、鹧鸪、鹦鹉、虎皮鹦鹉等，国外报道，已发现带毒鸟类达,88,种,禽流感病毒易感动物,活禽市场,可能是禽流感病毒传播的重要场所,禽流感病毒易感动物,H5N1,H7N7,H1-1,6,;N1-9,H1N1H1N2,H3N2,H4N6,H9N2,H7N7,H3N8,H3N2,H4N5,H7N7,H5N1,H3N8,H5N1,H9N2,H4N6,H7N2,H4,5,7,9,10;N1,2,4,7,H3N2,H13N9,保存宿主,中间宿主,(,主要,),中间宿主,(,次要,),中间宿主,(,次要,),H1N1,H2N2,H3N2,H5N1,H9N2,H5N1,H7N7,H9N2,鸡,虎,猫,海狮,狗,马,人,人,鹅,H5N1,H5N3,H9N2,H5N1,斑头雁,H5N1,猪,鹌鹑,鲸,野鸭,流感病毒的自然分布及传播途经,H9N2,候鸟是禽流感风险最大的传播途径,野生动物很强的活动能力本身可加速疫病的传播，野生动物中活动能力最强的类群是鸟。,鸟类迁徙的活动范围具有全球性，它是每年春季和秋季之间，往返于越冬地与繁殖地的一种定期、群集飞迁的生活习性，在其长途跋涉过程中还要中途停歇以补充能量和体力，同时有可能与家禽接触，病原交叉感染。,由于鸟类具有这种跨国界的迁徙行为，因此，为可能携带的各种病原向外界传播创造了条件。鸟类的这种迁徙行为也是一种风险最大的疾病传播途径。,主要经呼吸道传播,通过密切接触感染的禽类及其分泌物、排泄物，受病毒污染的水等被感染,目前尚缺乏人与人之间传播的确切证据,传播途径,什么因素决定流感是否大流行？,流感病毒的变异引起传播力的改变。,当一种新的流感病毒出现时即发生大流行，它通过咳嗽和打喷嚏像普通流感一样非常容易传播。由于它是一种新病毒，人类的免疫系统不具备预存免疫性。这种情况很可能使感染大流行性流感的人易患比普通流感更为严重的疾病。,9.5,基因治疗,基因治疗的概念,基因治疗,(,gene therapy,),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。,Naked DNA,Target Cell,Therapeutic Protein,AAV,Retrovirus/Lentivirus,Adenovirus,Nucleus,Gene Therapy Principles,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,基因治疗的前景分析,基因治疗与基因工程比较：,治疗基因,人体细胞/,目的基因,其它物种细胞（纯化）,基因治疗：降低成本,理论上所有治疗基因（包括非分泌蛋白）均可开展基因治疗,基因治疗：技术上难度大，有效性和安全性要求高基因治疗：仅10年历史，技术不够成熟，风险大,9.5.1,基因治疗的两大途径,又称间接体内基因转移，基本途径是：,个体供者,组织或细胞移植物,组织培养,治疗基因或标记基因,培养细胞,选择或富集转基因细胞,转染细胞,实验动物或受试病人的靶器官,1.通过回体,(,ex vivo,),基因转移的治疗途径,又称直接体内基因转移，将插入目的基因的表达载体直接导入体内的方法。基本途径是：,含治疗基因表达载体直接注射/与介质结合后直接注射或用基因枪导入体内,包装细胞系中包装好的复制缺陷型病毒颗粒,优点：简便省时省力，能很快观察到外源基因的表达及作用,缺点：,DNA,在体内不易进入细胞，易被降解，以病毒颗粒的形式导入人体则易引起免疫反应和被补体灭活。,2.过体内,(,in vivo,)）,基因转移的途径,基因转移的方法,1.,生物学方法,逆转录病毒载体,腺病毒载体,腺病毒相关病毒载体,单纯疱疹病毒载体,2.非生物学方法,直接注射,脂质体,受体介导,9.5.2,基因治疗的病毒载体,应该具有的基本条件：,携带外源基因并能组装成病毒颗粒,介导外源基因的转移和表达,对机体没有致病能力,充分了解载体病毒的基因组结构和功能（编码区/非编码区、结构蛋白/非结构蛋白、必须基因/非必须基因、包装容量等）,外源基因插入病毒基因组的非必须区,致病基因（裂解细胞、癌基因使细胞转化）,删除,插入外源基因长度受限,删除非,必须基因/必须基因（由辅助病毒或宿主细胞提供该基因的功能）,1.,病毒载体的产生,2.,病毒载体在基因治疗中的应用,重组型病毒载体,选择性删除部分,必须基因，如,删除早期调控基因，,并导入细胞外源基因弥补该基因功能。,无病毒基因的病毒载体,(,由重组载体和辅助系统组成,),重组载体：外源基因表达盒、病毒复制和包装所需顺式作用元件,辅助系统：病毒复制和包装所需反式作用元件,优点：安全、容量大,缺点：辅助病毒可能污染产品,病毒载体,反转录病毒(,Retrovirus,RV),载体,优点：基因转移的效率高，细胞宿主范围较广泛，,DNA,整合效率高于其它病毒载体等。,缺点：只感染分裂状态的细胞，载体容量小,(,8,kb)，,目的基因在未分化的细胞中常丢失，随机整合潜在致癌的危险。,重组反转录病毒载体在转染反转录病毒包装细胞后可获得重组病毒颗粒,优点：,安全，不整合到染色体上,不需要宿主细胞的分裂增殖就能进入细胞,缺点：,免疫原性较强,不能整合到宿主细胞基因组使得外源基因表达持续时间有限,插入外源,DNA,的能力也有限（7,kb）。,腺病毒(,AV),载体,缺乏,AV,时,AAV,潜伏的感染，当用,AAV,和,AV,共感染时，导致裂解感染，产生,AAV,粒子。,优点：,AAV,潜伏感染可转导,DNA,到各种细胞型（无论分裂的和未分裂的细胞）,基因组高度特异性地整合到人基因组中（人19号染色体上单一的整合位点）,缺点：插入外源,DNA,的能力有限（4.7,kb）,腺病毒相关病毒,(AAV),载体,腺病毒相关病毒载体系统,优点：,嗜神经组织,能插入较长外源基因（20,kb,或略长些,缺点：,较大的基因组使得遗传操作较难进行,不整合到宿主细胞基因组，表达持续的时间受限,包含大量功能基因，安全水平尚待进一步观察,疱疹病毒（,HSV）,载体,优点：,安全，痘病毒在人类历史上已经广泛应用,外源基因的容量可达30,kb,适用广泛的细胞型（可感染非分裂的细胞）,缺点：,不整合入细胞基因组，故外源基因表达的时间不能持久,载体过大，受免疫系统的影响也较大。,痘病毒（,Poxvirus,PV）,载体,3.,基因治疗中问题,基因治疗：,治疗基因,导入,机体纠正或补偿相应,基因功能,1.靶向性基因导入系统,基因治疗的关键问题是将治疗基因送入特定得靶细胞，并在该细胞中得到高效表达；,2.外源基因表达的可控性,导入基因后无调控表达将会产生严重后果。最理想的可控性是模拟人体内基因本身的调控形式；,3.治疗基因过少,9.5.3,非,病毒载体,1.裸,DNA,2.脂质体/,DNA,复合物,3.多聚物/,DNA,复合物,4.其它方法,1.裸,DNA,方法：直接注射或基因枪轰击,溶液类型对基因表达有影响：,重组,DNA,可贮存于5%30%的蔗糖溶液中,也可用生理盐水或,PBS,2.脂质体/,DNA,复合物,形成高效包装,DNA,的人造膜，与细胞膜极为相似。,形成脂质双层包围水溶液的脂质微球，与细胞融合后被细胞内吞。,无毒性和免疫原性,可生物降解，不会在体内堆积,可制成球状(0.0350,m,)，,包容大小不同的生物分子,可带有不同的电荷,具有不同的膜脂流动性、稳定性、及温度敏感性，能适应不同的生理要求,人工脂质体膜具有如下特点,3.多聚物/,DNA,复合物,阳离子多聚体,DNA,带负电,细胞表面带负电,4.其它方法,受体介导基因转移技术,磷酸钙共沉淀法,电穿孔法,显微注射法,