二、人免疫缺損病

1、1二、人免疫缺二、人免疫缺損損病毒病毒HIVHIV2 人免疫缺損病毒(HIV)，俗稱(chēng)艾滋病毒(HIV-associated immunodeficiency syndrome，AIDS)，誘發(fā)人類(lèi)獲得性免疫缺損綜合癥。 屬逆轉(zhuǎn)錄病毒科（Retroviridae）慢病毒屬靈長(zhǎng)類(lèi)免疫缺陷病毒亞屬。本亞屬另一成員是猴免疫缺陷病毒 （simian immunodeficiency virus， SIV）。感染獼猴可導(dǎo)致與人艾滋病相似的疾病。 3 HIV有1，2兩型。HIV1是引起全球AIDS流行的病原體；HIV2主要局限于西部非洲，毒力較弱，引起的AIDS病程長(zhǎng)，癥狀輕。4HIV-HIV-病毒粒子病毒

2、粒子結(jié)結(jié)構(gòu)模型構(gòu)模型圖圖內(nèi)膜蛋白內(nèi)膜蛋白外殼蛋白外殼蛋白反反轉(zhuǎn)錄酶轉(zhuǎn)錄酶外殼蛋白外殼蛋白核衣殼核衣殼1 HIV病毒粒子的形態(tài)結(jié)構(gòu)和傳染5 通通過(guò)過(guò)血液、血液制品及人體分泌液等血液、血液制品及人體分泌液等進(jìn)進(jìn)行行傳傳播；播； 感染感染T4T4淋巴淋巴細(xì)細(xì)胞及其他淋巴胞及其他淋巴細(xì)細(xì)胞，形成多核巨胞，形成多核巨細(xì)細(xì)胞，胞，導(dǎo)導(dǎo)致致細(xì)細(xì)胞死亡；胞死亡； HIVHIV病毒可以通病毒可以通過(guò)過(guò)所感染所感染細(xì)細(xì)胞胞擴(kuò)擴(kuò)散到全身，已在散到全身，已在 淋巴淋巴細(xì)細(xì)胞、胞、腦腦、胸腺、脾等、胸腺、脾等組織發(fā)現(xiàn)組織發(fā)現(xiàn)了了該該病毒病毒; ; 自然界中廣泛存在突自然界中廣泛存在突變變株。株。62 HIV基因基因組組

3、及其及其編碼編碼的蛋白的蛋白HIV基因基因組組由兩條由兩條單鏈單鏈正正鏈鏈RNA組組成，每個(gè)成，每個(gè)RNA基因基因組約為組約為9.7kb。在。在RNA5端有一帽子端有一帽子結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)（ （m7G5GmpNp） ）,3端有端有poly(A)尾巴。尾巴。HIV的主要基因的主要基因結(jié)結(jié)構(gòu)和構(gòu)和組織組織形式與其他反形式與其他反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄病毒相病毒相同。均由同。均由5末端末端LTR、 、結(jié)結(jié)構(gòu)蛋白構(gòu)蛋白編碼編碼區(qū)（區(qū)（gag）、）、蛋白蛋白酶酶編碼編碼區(qū)區(qū)（ （pro）、具有多種）、具有多種酶酶活性的蛋白活性的蛋白編碼編碼區(qū)（區(qū)（pol）、）、外膜蛋白外膜蛋白（ （erv） ）和，和，3末端末端LTR組組成

4、。成。78gagp55p24（外殼蛋白，CA）pP17（內(nèi)膜蛋白， MA）p15p9和p7（核衣殼蛋白，NC）polp66（逆轉(zhuǎn)錄酶）p22（整合酶）prop22，切割，促進(jìn)蛋白質(zhì)成熟envgp160糖蛋白gp120（外膜蛋白），與CD4受體結(jié)合gp41（跨膜蛋白）插入寄主細(xì)胞膜P3539 Gp120是外膜蛋白，感染細(xì)胞時(shí)可與細(xì)胞的CD4受體蛋白相結(jié)合，并與G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)家族中的一個(gè)跨膜蛋白發(fā)生相互作用。 Gp41是跨膜蛋白(TM)，嵌入病毒包膜脂質(zhì)中，對(duì)HIV的侵染和致病有非常重要的作用。10HIV-HIV-基因基因結(jié)結(jié)構(gòu)和所構(gòu)和所編碼編碼的主要蛋白的主要蛋白11受體識(shí)別和膜融合

5、過(guò)程 : gp120非共價(jià)鍵結(jié)合gp41三聚體 gp120與CD4結(jié)合后，構(gòu)象變化形成共受體的結(jié)合位點(diǎn) gp41的H1螺旋從中央拉出 gp120進(jìn)一步與趨化因子受體CKR的結(jié)合使之與gp41完全脫離， 隨即H1伸展出來(lái)，使N末端的融膜肽到達(dá)宿主細(xì)胞表面并牢固地 插入細(xì)胞膜中12HIV I感染小神經(jīng)質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞過(guò)程中信號(hào)傳導(dǎo)及與其受體CD4和輔助趨化因子受體(chemokinerecepter CKR)相互作用示意圖。CKR：7次跨膜G蛋白偶聯(lián)受體超家族（GPCRs，G-protein coupled receptors）13HIV膜蛋白gp120的主要功能區(qū)P354 （1）主要抗原決定簇；

6、 （2）T細(xì)胞決定簇； （3）CD4受體結(jié)合區(qū)(423-427位,C4區(qū)）143 HIV的復(fù)制 HIVHIV主要侵染主要侵染T T淋巴淋巴細(xì)細(xì)胞及巨噬胞及巨噬細(xì)細(xì)胞。胞。 通通過(guò)過(guò)病毒膜蛋白病毒膜蛋白gp120gp120與與細(xì)細(xì)胞表面胞表面CD4CD4受體蛋白受體蛋白結(jié)結(jié)合。合。 HIVHIV與受體與受體結(jié)結(jié)合后，病毒核心蛋白和兩條合后，病毒核心蛋白和兩條RNARNA鏈進(jìn)鏈進(jìn)入入細(xì)細(xì)胞。胞。 反反轉(zhuǎn)錄酶轉(zhuǎn)錄酶以病毒以病毒RNARNA為為模板合成模板合成單鏈單鏈DNADNA，并由宿，并由宿主主細(xì)細(xì)胞胞DNADNA聚合聚合酶酶合成雙合成雙鏈鏈DNA(DNA(原病毒原病毒) )， ，進(jìn)進(jìn)入入細(xì)細(xì)胞核

7、并整合到染色體上，隨胞核并整合到染色體上，隨細(xì)細(xì)胞的分裂胞的分裂傳傳代可代可長(zhǎng)長(zhǎng)期潛伏。期潛伏。15HIV-在人體細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制和侵染過(guò)程示意圖在人體細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制和侵染過(guò)程示意圖3 HIV的復(fù)制的復(fù)制原病毒整合到宿主染色體上無(wú)癥狀新的病毒顆粒從寄主細(xì)胞中釋放出來(lái)侵染其它健康細(xì)胞寄主細(xì)胞瓦解死亡164 HIV-基因的表達(dá)基因的表達(dá)調(diào)調(diào)控控與大多數(shù)反與大多數(shù)反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄病毒相比，病毒相比，HIV的最大特點(diǎn)就的最大特點(diǎn)就是含有是含有許許多多調(diào)調(diào)控基因控基因。 。這這些基因些基因編碼編碼相相應(yīng)應(yīng)的的調(diào)調(diào)控蛋白，它控蛋白，它們們?cè)诓《驹诓《綬NA的的轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄、 、轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄后加工、蛋白后加工、蛋白質(zhì)質(zhì)翻翻譯譯

8、包裝以及病包裝以及病毒毒顆顆粒的粒的釋釋放等各個(gè)放等各個(gè)過(guò)過(guò)程中程中發(fā)揮發(fā)揮重要作用。重要作用。174.1 LTR4.1 LTR序列序列 HIVHIV基因基因組組兩端，在兩端，在HIV IHIV I與與HIV IIHIV II及及SIVSIV之之間間的保的保守性達(dá)守性達(dá)95%95%以上。以上。 LTR 5LTR 5端含有端含有HIVHIV基因基因調(diào)調(diào)控所必需的多個(gè)特定控所必需的多個(gè)特定調(diào)調(diào)控區(qū)（真核控區(qū)（真核類(lèi)類(lèi)增增強(qiáng)強(qiáng)子和啟子和啟動(dòng)動(dòng)子子單單位），位）， 根據(jù)各區(qū)根據(jù)各區(qū)調(diào)調(diào)控功能的異同分控功能的異同分為調(diào)為調(diào)控控單單位、核心位、核心單單位和反式激活效位和反式激活效應(yīng)應(yīng)元件元件單單位，位，

9、在在LTRLTR中中發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)了了許許多多細(xì)細(xì)胞胞轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄因子因子結(jié)結(jié)合位點(diǎn)。合位點(diǎn)。18雞雞卵蛋白卵蛋白轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄因子因子COUP（ （負(fù)負(fù)） ）上游激活因子上游激活因子USF（ （負(fù)負(fù)） ）激活蛋白激活蛋白1（正）（正）激活激活T細(xì)細(xì)胞核因子胞核因子NFAT（正）（正）T細(xì)細(xì)胞因子胞因子TCF （正）（正）核因子核因子NFkB （正）（正）（ （1 1）核心）核心調(diào)調(diào)控元件控元件該該元件從元件從LTRLTR起始延伸到起始延伸到-78-78位核苷酸，至少包含位核苷酸，至少包含6 6個(gè)可與個(gè)可與細(xì)細(xì)胞胞轉(zhuǎn)錄調(diào)轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子控因子結(jié)結(jié)合的區(qū)域。合的區(qū)域。（ （2 2）核心）核心轉(zhuǎn)錄單轉(zhuǎn)錄單位位有有TA

10、TATATA區(qū)和區(qū)和SP1SP1結(jié)結(jié)合位點(diǎn)，合位點(diǎn)，對(duì)轉(zhuǎn)錄對(duì)轉(zhuǎn)錄的激活具有重要作用，一旦缺失將使的激活具有重要作用，一旦缺失將使LTRLTR失去啟失去啟動(dòng)動(dòng)子子活性?；钚浴＃?（3 3）反式激活因子）反式激活因子應(yīng)應(yīng)答元件（答元件（TRATRA） ）在在HIVHIV基因基因組組+1+1+60+60位的核苷酸序列是反式激活因子（位的核苷酸序列是反式激活因子（TatTat）激活）激活HIV I HIV I 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄所必需的，所必需的，稱(chēng)稱(chēng)為為反式激活反式激活應(yīng)應(yīng)答元件。是答元件。是HIV HIV 復(fù)制所不可缺少的重要復(fù)制所不可缺少的重要調(diào)調(diào)控位點(diǎn)。控位點(diǎn)。194.2 調(diào)控蛋白Tat蛋白蛋白： ：轉(zhuǎn)

11、錄轉(zhuǎn)錄激活因子，促激活因子，促進(jìn)進(jìn)RNA聚合聚合酶酶轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的起始復(fù)合物的組組裝。裝。Rev蛋白蛋白：反式激活因子，：反式激活因子，對(duì)結(jié)對(duì)結(jié)構(gòu)基因起正構(gòu)基因起正調(diào)調(diào)控作用，增加未控作用，增加未編輯編輯的基的基因因組組全全長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物。物。Nef蛋白蛋白： ：負(fù)調(diào)負(fù)調(diào)控因子和磷酸化蛋白，非復(fù)制必需，抑制前病毒基因的控因子和磷酸化蛋白，非復(fù)制必需，抑制前病毒基因的表達(dá)，提高表達(dá)，提高HIV的含量。的含量。Vpr蛋白蛋白： ：R蛋白，作用于蛋白，作用于LTR，提高，提高HIV的復(fù)制速度，在早期中起作的復(fù)制速度，在早期中起作用。用。Vpu蛋白蛋白： ：U蛋白，磷酸化蛋白，存在于蛋白，磷

12、酸化蛋白，存在于細(xì)細(xì)胞膜中，可能促胞膜中，可能促進(jìn)進(jìn)HIV的的組組裝、成熟和裝、成熟和釋釋放。放。Vif蛋白蛋白：增加：增加HIV 的侵染性。的侵染性。20（1）Tat蛋白 是一個(gè)轉(zhuǎn)錄激活因子，在HIV I、HIV II和SIV中高度保守，是病毒復(fù)制所必需的。 HIV I的tat基因與env編碼區(qū)有部分重疊，含有兩個(gè)外顯子（101aa）。第一個(gè)外顯子所編碼的67個(gè)氨基酸組成的多肽具有反式激活作用。2122Tat蛋白有3個(gè)功能域 酸性氨基酸區(qū)，酸性氨基酸區(qū)，與與TatTat激活激活HIV IHIV I基因表達(dá)有關(guān)；基因表達(dá)有關(guān)； 富含富含CysCys區(qū)，區(qū)，有有7 7個(gè)個(gè)CysCys，與二價(jià)金屬

13、離子，與二價(jià)金屬離子結(jié)結(jié)合并形成合并形成TatTat二聚二聚體。其中有體。其中有6 6個(gè)是個(gè)是維維持持TatTat活性所必需的?；钚运匦璧摹５谌齻€(gè)功能區(qū)第三個(gè)功能區(qū)由由帶帶正正電電的堿性氨基酸殘基構(gòu)成，行使兩個(gè)功的堿性氨基酸殘基構(gòu)成，行使兩個(gè)功能：能：+48+48+52+52位的位的GRKKRGRKKR序列序列，是，是核核- -核仁定位信號(hào)核仁定位信號(hào)，可介，可介導(dǎo)導(dǎo)自身或異種蛋白自身或異種蛋白進(jìn)進(jìn)入入細(xì)細(xì)胞核；胞核；2. 2. 與與TAR RNATAR RNA凸出部的特異性凸出部的特異性結(jié)結(jié)合，通合，通過(guò)過(guò)TatTat第第5252和第和第5353位位ArgArg殘基與后者的磷酸基殘基與后者

14、的磷酸基團(tuán)團(tuán)相互作用得以相互作用得以實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)。 。TatTat的主要作用可能是促的主要作用可能是促進(jìn)進(jìn)RNARNA聚合聚合II II轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的起始復(fù)合物的組組裝裝23Tat與TAR對(duì)HIV復(fù)制的協(xié)同調(diào)控作用P359 TatTat和和TARTAR結(jié)結(jié)合并不能有效地激活合并不能有效地激活HIVHIV基因表達(dá)基因表達(dá)TatTat與與TARTAR對(duì)對(duì)HIVHIV復(fù)制的復(fù)制的調(diào)調(diào)控控還還需需寄主寄主細(xì)細(xì)胞胞編碼編碼白的白的協(xié)協(xié)同作用、上游啟同作用、上游啟動(dòng)動(dòng)子和增子和增強(qiáng)強(qiáng)子的影響。子的影響。24（2）Rev蛋白 rev基因由兩個(gè)外顯子組成，編碼116個(gè)氨基酸的調(diào)控結(jié)構(gòu)蛋白表達(dá)活性的Rev蛋白

15、 是一個(gè)重要的反式激活因子，調(diào)控RNA剪切和運(yùn)輸，與RRE結(jié)合增加env的翻譯。 對(duì)HIV的許多調(diào)控蛋白編碼基因有負(fù)調(diào)控作用，對(duì)其結(jié)構(gòu)蛋白基因有正調(diào)控作用。2526 Rev蛋白通過(guò)與env和gag/pol mRNA上的Rev效應(yīng)元件實(shí)現(xiàn)其功能，具有HIV I特異性。 能增加含有Rev效應(yīng)原件RNA的穩(wěn)定性，促進(jìn)它們向細(xì)胞質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)。 通過(guò)阻礙剪接子的組裝抑制RNA的編輯，增加這些mRNA的翻譯，促進(jìn)HIV基因表達(dá)由早期向晚期的轉(zhuǎn)變。27（3）Nef蛋白 是負(fù)調(diào)控因子和磷酸化蛋白， 不是HIV復(fù)制所必需的，但抑制由HIV LTR特異性轉(zhuǎn)錄的HIV I前病毒基因的表達(dá)。28（4）Vpr蛋白(病毒R蛋白

16、) 由由9696個(gè)氨基酸個(gè)氨基酸組組成，存在于病毒成，存在于病毒顆顆粒中但不粒中但不是是HIVHIV復(fù)制所必需的。復(fù)制所必需的。 VprVpr蛋白可作用于蛋白可作用于HIV IHIV I的的LTRLTR區(qū)區(qū)，提高，提高HIVHIV復(fù)復(fù)制速度制速度2-32-3倍，在病毒早期侵染中有作用。倍，在病毒早期侵染中有作用。29（5）Vpu蛋白 HIV I特有的膜定位蛋白，編碼由81個(gè)氨基酸組成的磷酸化蛋白，稱(chēng)為病毒U蛋白。 Vpu蛋白的翻譯受Rev調(diào)控。 有利于HIV I病毒粒子的組裝、成熟和釋放，有助于gp160/CD4復(fù)合體的解聚。30（6）Vif蛋白 是相對(duì)分子質(zhì)量為2.3104的病毒感染性因子，

17、為HIVI侵染所必需。 缺失vif基因的HIV I雖仍在細(xì)胞內(nèi)正常復(fù)制并產(chǎn)生病毒粒子，但其侵染性不及野生HIVI病毒粒子的1/1000。 Vif蛋白是病毒在巨噬細(xì)胞擴(kuò)散所必需的。31TatTat、 、RevRev和和NefNef對(duì)對(duì)HIVHIV基因表達(dá)的影響分析基因表達(dá)的影響分析325 HIV5 HIV的感染及致病機(jī)理的感染及致病機(jī)理 HIV的主要靶細(xì)胞是細(xì)胞表面表達(dá)的主要靶細(xì)胞是細(xì)胞表面表達(dá)CD4分子的細(xì)胞，主要是分子的細(xì)胞，主要是CD4+T淋巴細(xì)胞淋巴細(xì)胞，還，還有有單核細(xì)胞單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等巨噬細(xì)胞等。 細(xì)胞表面細(xì)胞表面CD4分子是分子是HIV受體，通過(guò)受體，通過(guò)HIV膜蛋白膜蛋白gp

18、120與細(xì)胞膜上與細(xì)胞膜上CD4結(jié)合后，結(jié)合后，由由gp41介導(dǎo)使病毒傳入易感細(xì)胞內(nèi)，造成介導(dǎo)使病毒傳入易感細(xì)胞內(nèi)，造成細(xì)胞破壞。細(xì)胞破壞。33 無(wú)癥狀潛伏期：無(wú)任何臨床癥狀，外周血中HIV抗原含量很低甚至檢測(cè)不到。 隨感染時(shí)間的延長(zhǎng)，HIV重新開(kāi)始大量復(fù)制并造成免疫系統(tǒng)損傷。 臨床上病人感染逐步發(fā)展到持續(xù)性全身性淋巴腺病（PGL）、艾滋病相關(guān)綜合癥（APC）等，直至發(fā)展到艾滋病。3435HIV感染后的發(fā)病機(jī)理如下感染后的發(fā)病機(jī)理如下 HIV侵入人體后首先與細(xì)胞表面含有侵入人體后首先與細(xì)胞表面含有CD4受體受體CD4+T淋巴細(xì)胞淋巴細(xì)胞結(jié)合，進(jìn)入細(xì)胞進(jìn)行復(fù)制，部分整合于細(xì)胞染色體結(jié)合，進(jìn)入細(xì)胞進(jìn)行復(fù)制，部分整合于細(xì)胞染色體DNA中成中成為潛伏型為潛伏型 機(jī)體細(xì)胞免疫和體液免疫對(duì)機(jī)體細(xì)胞免疫和體液免疫對(duì)HIV的抵抗作用，使感染初期的的抵抗作用，使感染初期的 HIV低水平復(fù)制低水平復(fù)制 在其他因素的作用下，潛伏的在其他因素的作用下，潛伏的HIV被激活而大量復(fù)制，被激活而大量復(fù)制，廣泛侵入廣泛侵入CD4+T淋巴細(xì)胞，使淋巴細(xì)胞，使CD4+T淋巴細(xì)胞、單核淋巴細(xì)胞、單核 巨巨噬細(xì)胞、噬細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、CD8+T淋巴細(xì)胞和淋巴細(xì)胞和NK細(xì)胞等功能受細(xì)胞等功能受損，最后導(dǎo)致整個(gè)免疫功能缺陷，最終發(fā)