現(xiàn)代分子生物學(xué)課件

基因與人類疾病第一節(jié)腫瘤與癌癥品病癌山一種可怕的疾病細(xì)胞無(wú)休止的分裂組織增生堆積如山1775年，倫敦醫(yī)生PercivalPott發(fā)現(xiàn)，早年曾干過(guò)掃煙囪活計(jì)的男人易患陰囊癌19世紀(jì)早期，人類的平均壽命只有35歲，而癌癥特別喜歡光顧老年人，所以直到19世紀(jì)癌癥一直是一種相對(duì)罕見(jiàn)的疾病。自20世紀(jì)50年代起，吸煙人群的肺癌是非吸煙人群的20-30倍。20世紀(jì)初，與X射線打交道的人易患皮膚癌和白血病。為夜光表涂抹鐳的女工由于常常舔刷毛而易患舌癌。癌癥的地方特征：非洲某地的肝癌18倍于英國(guó)，日本的胃癌11倍于美國(guó)，美國(guó)的結(jié)腸癌10-20倍于非洲某地。當(dāng)人們從世界的一地移居于另一地時(shí)，他們的下一代呈現(xiàn)新居地癌癥的典型特征流行病學(xué)資料癌基因：一般可定義為某種基因，它的異常表達(dá)或表達(dá)產(chǎn)物的異常直接決定細(xì)胞惡性表型的產(chǎn)生。癌基因分兩大類：病毒癌基因（V-onc）：DNA病毒、RNA病毒（主要是反轉(zhuǎn)錄病毒）

細(xì)胞轉(zhuǎn)化基因（c-onc）：使正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化為癌細(xì)胞抑癌基因或稱抗癌基因：與腫瘤抑制基因?qū)偻x詞，是指某種基因當(dāng)其受阻抑、失活、丟失、或其表達(dá)產(chǎn)物喪失功能可導(dǎo)致細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化；反之，在實(shí)驗(yàn)條件下，若導(dǎo)入或激活它則可抑制細(xì)胞的惡性表型。（1）癌基因的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)已知道在腫瘤發(fā)生中，作為環(huán)境因素的病毒、化學(xué)致癌物和射線，它們作用于機(jī)體內(nèi)的靶分子都是DNA，在研究腫瘤病毒如何使宿主細(xì)胞轉(zhuǎn)化和研究腫瘤DNA能否使培養(yǎng)的經(jīng)兩條實(shí)驗(yàn)途徑中，殊途同歸，發(fā)現(xiàn)了癌基因，早在本世紀(jì)初，Rockefeller研究所的Rous醫(yī)生將雞肉瘤組織勻漿后的無(wú)細(xì)胞濾液皮下注射于正常雞，發(fā)現(xiàn)可以引起腫瘤，可惜當(dāng)時(shí)對(duì)病毒還缺乏認(rèn)識(shí)，直到五十年代才重新發(fā)現(xiàn)原來(lái)致瘤的因素是病毒，并以Rous醫(yī)生的名字命名為羅氏肉瘤病毒（RousSarcomaVirus,RSV）。1975年，Bishop從RSV中分離到第一個(gè)病毒癌基因src，該基因編碼分子量為60kDa的磷蛋白質(zhì)，以pp60src表示。1976年Stehelin以實(shí)驗(yàn)證明正常雞成纖維細(xì)胞基因組中存在有與病毒癌基因src的同源序列。此后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)許多禽類和鼠類病毒部基因也有類似情況，即宿主細(xì)胞基因組中含有病毒癌基因的同源序列，稱之為細(xì)胞癌基因（c-onc）。

那么，v-onc與c-onc的關(guān)系如何？這可從二者結(jié)構(gòu)的比較和逆轉(zhuǎn)錄病毒感染宿主后的生活史或復(fù)制周期兩方面加以分析。首先，從結(jié)構(gòu)上看c-onc是間斷的，這是真核基因的特點(diǎn)，即有內(nèi)含子因而基因的跨度較大。然而v-onc卻是連續(xù)的，沒(méi)有內(nèi)含子，所以基因跨度較小，以v-onc和c-src為例如圖。再?gòu)哪孓D(zhuǎn)錄病毒感染宿主細(xì)胞后的復(fù)制周期（圖）分析。逆轉(zhuǎn)錄病毒正常復(fù)制周期主要步驟c-src和v-src結(jié)構(gòu)的比較不難看出，v-onc原本不是病毒的基因，而是動(dòng)物細(xì)胞正?；虻囊粋€(gè)復(fù)本。當(dāng)病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制時(shí)，由于DNA重組而將宿主細(xì)胞基因中帶有v-onc的序列重組到病毒的基因組內(nèi)。所以說(shuō)c-onc是v-onc原型，又稱為原癌基因（proto-oncogene）。

病毒癌基因?qū)Σ《颈旧頍o(wú)關(guān)緊要，卻可使宿主細(xì)胞轉(zhuǎn)化，引起腫瘤，而細(xì)胞癌基因?qū)?xì)胞的生長(zhǎng)、分化和功能活動(dòng)卻是至關(guān)緊要的。正常的細(xì)胞癌基因并不致癌，只是當(dāng)它們異常表達(dá)或其表達(dá)產(chǎn)物異常時(shí)才會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化，迄今發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞癌基因都是一些有十分重要的功能“看家基因”，而且是高度保守的，例如人與小鼠的K-ras基因產(chǎn)物K-Ras的氨基酸序列相差僅為1%，人與大鼠的H-ras基因產(chǎn)物H-Ras的氨基酸序列完全相同。實(shí)驗(yàn)證明，v-onc的致癌或由于表達(dá)的失控，或由于基因的突變，導(dǎo)致產(chǎn)物的量的增多或質(zhì)的改變。已知從自然發(fā)生的人腫瘤組織提取的DNA可以轉(zhuǎn)化HIH/3T3細(xì)胞，盡管只有10%的人的腫瘤DNA具有轉(zhuǎn)化此種細(xì)胞的能力，但癌基因已在所有主要類型人腫瘤中檢出，最先是從T24/EJ膀胱癌細(xì)胞系檢查到的，屬于ras家族成員，以后又用核酸探針檢測(cè)出正常人的細(xì)胞基因組中有ras同源序列存在，與T24細(xì)胞中的ras不同，無(wú)轉(zhuǎn)化能力，二者差別僅僅在于一個(gè)點(diǎn)突變（第12位氨基酸密碼子的G突變?yōu)門(mén)）。（2）細(xì)胞癌基因的激活細(xì)胞癌基因的激活是指原本不致癌c-onc在特定的情況下轉(zhuǎn)變成致癌性的，大體上有以下幾種激活方式。

A、插入激活例如逆轉(zhuǎn)錄病毒MoSV感染鼠類成纖維細(xì)胞后，病毒基因組的LTR整合到細(xì)胞癌基因c-mos鄰近處，使c-mos處于LTR的強(qiáng)啟動(dòng)子和增強(qiáng)子作用之下而被激活，導(dǎo)致成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為肉瘤細(xì)胞，又如禽類白細(xì)胞增生病毒ALV的E成分整合到雞細(xì)胞基因組c-myc附近?？墒筩-myc激活。因此在基因治療中使用逆轉(zhuǎn)錄病毒載體時(shí)必需考慮細(xì)胞癌基因的插入激活問(wèn)題。

B、突變激活典型的是各種ras基因的激活ras基因的表達(dá)產(chǎn)物Ras是一種小分子G蛋白，在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中起重要作用，正常Ras的作用因其自身的GTP酶活性而受到嚴(yán)格控制，而突變了的Rad其GTP酶活性下降或喪失，失去了原有控制，致使增殖信號(hào)持續(xù)作用，細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化，如圖C、基因擴(kuò)增

已發(fā)現(xiàn)人類腫瘤細(xì)胞中擴(kuò)增的細(xì)胞癌基因如下表表：人類腫瘤細(xì)胞中擴(kuò)增的細(xì)胞癌基因（＊DM：雙微體；HSR：均勻染色區(qū)）c-onc腫瘤擴(kuò)增倍數(shù)DM/HSR*c-myc早幼粒白血病細(xì)胞系HL60小細(xì)胞肺癌細(xì)胞系20×5-30×＋？N-myc原發(fā)神經(jīng)母細(xì)胞瘤Ⅲ-Ⅳ級(jí)及神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞系視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤小細(xì)胞肺癌5-1000×10-200×50×＋＋＋L-myc小細(xì)胞肺癌10-20×？c-myb急粒AML結(jié)腸癌細(xì)胞系5-10×10×？？c-erbB類表皮癌細(xì)胞系，原發(fā)膠質(zhì)瘤30×？c-K-ras原發(fā)肺癌，結(jié)腸癌，膀胱癌，直腸癌4-20×？N-ras乳癌細(xì)胞系5-10×？D、基因重排/染色體易位典型的如伯基特淋巴瘤細(xì)胞的染色體易位t（8：14），致使c-myc激活，參看圖：Burkitt淋巴瘤常見(jiàn)的染色體易位t(8:14)不同的癌基因有不同的激活方式，一種癌基因也可有幾種激活方式。例如c-myc的激活就有基因擴(kuò)增和基因重排兩種方式，很少見(jiàn)c-myc的突變；而ras的激活方式則主要是突變，細(xì)胞轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明，各種癌基因之間存在協(xié)同作用。Weingerg按轉(zhuǎn)染細(xì)胞表型的變化將癌基因分為兩個(gè)類，一類是核內(nèi)作用的能使細(xì)胞永生化的癌基因，例如myc，fos等，另一類是引起細(xì)胞惡性表型變化的定位于質(zhì)膜和胞漿的癌基因，例如ras、erbB、src等。事實(shí)表明腫瘤的發(fā)生是多步驟，多因素的，不同的癌基因作用于腫瘤發(fā)生的不同階段。（3）抑癌基因抑癌基因又稱腫瘤抑制基因，它的發(fā)現(xiàn)較癌基因晚，迄今克隆到的抑癌基因的數(shù)目亦較少，這并不意味著客觀存在的抑癌基因就一定比癌基因少，只是由于技術(shù)上的原因，要想分離、鑒定、確認(rèn)一個(gè)抑癌基因比較困難。早在六十年代，有人將癌細(xì)胞與同種正常雙倍體成纖維細(xì)胞融合，所獲雜種細(xì)胞的后代只要保留某些正常親本染色體時(shí)就可表現(xiàn)為正常表型。然而，隨著染色體的丟失又可重新出現(xiàn)惡變細(xì)胞。這一現(xiàn)象表明，正常染色體內(nèi)可能存在某些抑制腫瘤發(fā)生的基因，它們的丟失、突變或失去功能，好可使?jié)撛诘闹掳┮蛩厝缂せ畹陌┗虬l(fā)揮作用而致癌。癌癥多步起源說(shuō)癌細(xì)胞正常細(xì)胞正常細(xì)胞融合推測(cè)正常細(xì)胞可能存在抑制腫瘤形成的基因發(fā)現(xiàn)腫瘤抑制基因癌癥多步起源說(shuō)Rb活性RbRb無(wú)活性Rb失活視網(wǎng)膜神經(jīng)膠質(zhì)瘤1986，美國(guó)眼科醫(yī)生Dryla發(fā)現(xiàn)……說(shuō)明Rb基因具有抑制腫瘤發(fā)生的作用發(fā)現(xiàn)腫瘤抑制基因癌癥多步起源說(shuō)正常細(xì)胞Rb基因體外培養(yǎng)的視網(wǎng)膜神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞注入正常細(xì)胞提取培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)腫瘤抑制基因結(jié)論

Rb具有腫瘤抑制作用抑癌基因概念是在研究視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤（RB）的遺傳損害時(shí)提出來(lái)的。RB有家族性和散發(fā)性兩種類型，其發(fā)閏機(jī)制不同。前者有先天的隱性遺傳損害，其種系基因是有缺陷的，患RB的頻率可高達(dá)80-90%，且往往是雙側(cè)，散發(fā)性RB，兩次體細(xì)胞突變發(fā)生在同一個(gè)細(xì)胞，機(jī)率很小，患病也是單側(cè)，Kundson早在1971年就提出RB發(fā)病的“兩次擊中學(xué)說(shuō)”?，F(xiàn)代分子遺傳學(xué)分析手段的發(fā)展充分支持這一學(xué)說(shuō)（圖）。1986年Draper統(tǒng)計(jì)，RB攜帶者發(fā)生第二原發(fā)癌的機(jī)率比一般人群要高數(shù)百倍。關(guān)于抑癌基因如何起作用所知甚少，總體上總對(duì)生長(zhǎng)起著控制作用，是一類生長(zhǎng)控制基因或負(fù)調(diào)控基因，若功能喪失則失去負(fù)調(diào)控，細(xì)胞只能接受正調(diào)控信號(hào)，抑癌基因產(chǎn)物的功能多種多樣，已確定的幾中抑癌基因產(chǎn)物及其功能如表癌癥多步起源說(shuō)發(fā)現(xiàn)腫瘤抑制基因細(xì)說(shuō)Rb抑癌基因兩次滅活論RbRbRbRbRbRb第一次突變滅活第二次突變滅活

Rb基因的突變失活不僅導(dǎo)致視網(wǎng)膜神經(jīng)膠質(zhì)瘤……在多種癌癥中也發(fā)現(xiàn)了它的蹤影：骨肉瘤、前列腺癌、軟組織肉瘤、小細(xì)胞肺癌、乳腺癌、食道癌…表：已確定的幾種抑癌基因

（*p53的野生型是抑癌基因，而其突變型屬癌基因）基因染色體定位相關(guān)腫瘤基因產(chǎn)物及功能RB13q14RB、成骨肉瘤、胃癌、SCLC、乳癌、結(jié)腸癌p105，控制生長(zhǎng)WT11p13WT、橫紋肌肉瘤、肺癌、膀胱癌、乳癌、肝母細(xì)胞瘤WT-ZFP，負(fù)調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子NF-117p12神經(jīng)纖維瘤、嗜鉻細(xì)胞瘤、雪旺氏細(xì)胞瘤、神經(jīng)纖維肉瘤GAP，拮抗p21rasBDCC18q21.3結(jié)腸瘤P192,細(xì)胞粘附分子p53817p13星狀細(xì)胞瘤、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、結(jié)腸癌、乳癌、成骨肉瘤、SCLC、胃癌、磷狀細(xì)胞肺癌P53控制生長(zhǎng)erbA17q21ANLLT3受體，含鋅指結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)錄因子發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)因子信號(hào)處理系統(tǒng)生長(zhǎng)因子受體第二信使調(diào)節(jié)蛋白DNA復(fù)制細(xì)胞分裂癌基因的產(chǎn)物（癌蛋白）抑癌基因的產(chǎn)物（抑癌蛋白）+-癌基因與抑癌基因的搏斗腫瘤轉(zhuǎn)移發(fā)現(xiàn)腫瘤轉(zhuǎn)移基因淋巴干細(xì)胞T細(xì)胞T細(xì)胞遷移遷移骨髓胸腺脾淋巴結(jié)神經(jīng)嵴細(xì)胞神經(jīng)管左右鰓弓軟骨顱骨軟骨腎上腺髓質(zhì)脊神經(jīng)節(jié)遷移遷移第二節(jié)乙肝一、生物學(xué)性狀（一）形態(tài)與結(jié)構(gòu)1．大球形顆粒：亦稱Dane顆粒，它是一種由一個(gè)囊膜和一個(gè)含有DNA分子的核衣殼組成的病毒顆粒，直徑約42nm。核衣殼為20面體對(duì)稱結(jié)構(gòu)。游離的核衣殼只能在肝細(xì)胞核內(nèi)觀察到。血中Dane顆粒濃度以急性肝炎潛伏期后期為最高，在疾病起始后則迅速下降。Dane顆粒表面含有HBsAg，核心中還含有雙股有缺口的DNA鏈和依賴DNA的DNA多聚酶。目前認(rèn)為Dane顆粒即完整的HBVHBVDNA的兩鏈長(zhǎng)短不一，長(zhǎng)鏈（L）完整，為負(fù)鏈，長(zhǎng)度恒定，約3200個(gè)核苷酸。短鏈（S）為正鏈，長(zhǎng)度可變，約為長(zhǎng)鏈長(zhǎng)度的50～100%，鏈的增生按5′-3′順序進(jìn)行。在不同分子中短鏈3′端的位置是可變的，而短鏈和長(zhǎng)鏈的5′端位置固定點(diǎn)為粘性末端，通過(guò)250～300個(gè)核苷酸堿基配對(duì)，以維持DNA分子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。在粘性末端兩側(cè)，兩鏈5′端各有一個(gè)由11個(gè)bp組成的直接重復(fù)序列(DirectrepeatDR)-5′TTCACCTCTCC，該DR位于第1824個(gè)核苷酸者稱DR1，位于第1590個(gè)核苷酸者稱DR2，在病毒復(fù)制中起作用。2．小形球顆粒：直徑約22nm的小球形顆粒是HBV感染后血液中最多見(jiàn)的一種。它由HBsAg，即病毒的囊膜組成?；瘜W(xué)組成為脂蛋白，可按其特有的密度與正常血清蛋白部分分離。在此顆粒中未檢出達(dá)DNA多聚酶活性。目前認(rèn)為HBV的小顆粒不是HBV，可能是它感染肝細(xì)胞時(shí)合成過(guò)剩的囊膜而游離于血循環(huán)中。3.管形顆粒：直徑約22nm，長(zhǎng)度可在100～700nm之間。實(shí)際上它是一串聚合起來(lái)的小顆粒，但同樣具有HBsAg的抗原性。（二）基因結(jié)構(gòu)目前，已可從感染HBV病人的血清中及感染肝臟提純的病毒核心中分離出環(huán)狀雙股DNA，從而確定HBV屬DNA病毒。研究Dane顆粒DNA結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，DNA分子含有約3，200個(gè)核苷酸。它包括兩個(gè)鏈；一個(gè)長(zhǎng)度固定的負(fù)鏈和另一長(zhǎng)度不定的正鏈。由于DNA生物合成是在多聚酶作用DNA引物生長(zhǎng)末端3′－OH與加入的脫氧核苷酸的5'-磷酸基形成磷酸二脂鍵完成的，因此，鏈的增生按5'-3'順序進(jìn)行，而且加到鏈上的每種脫氧核苷酸是按模板DNA的堿基配對(duì)互補(bǔ)規(guī)律進(jìn)行，長(zhǎng)鏈在1,800或1,818核苷酸附近有一個(gè)制品。短鏈的5'-末端通過(guò)長(zhǎng)達(dá)250-300個(gè)核苷酸的堿基配對(duì)而維持分子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。DNA多聚酶作用不斷延長(zhǎng)短鏈3′端以修補(bǔ)缺口。缺口可能與HBV的DNA在感染細(xì)胞內(nèi)的整合有關(guān)。目前，由于克隆化DNA完整核苷酸已經(jīng)確定，現(xiàn)已證實(shí)HBsAg和HBcAg都是由Dane顆粒的DNA所編碼，并且二類基因存在同一DNA分子上。有人比較病毒基因編碼能力和病毒多少，發(fā)現(xiàn)HBVDNA負(fù)鏈能編碼全部已知的HBV蛋白質(zhì)，而其正鏈開(kāi)放讀碼區(qū)，不能編碼病毒蛋白。HBVDNA負(fù)鏈有四個(gè)開(kāi)放區(qū)，分別稱為S、C、P及X（圖26-2），能編碼全部已知的HBV蛋白質(zhì)。S區(qū)可分為二部分，S基因和前S基因。S基因（核苷酸155～833）能編碼主要表面蛋白。S基因之前是一個(gè)能編碼163個(gè)氨基酸（2，848-154）的前S基因，編碼PreS1和PreS2蛋白。C區(qū)基因包括前C基因和C基因，分別編碼HBeAg和HBcAg。P區(qū)最長(zhǎng)，約占基因組75%以上，編碼病毒體DNA多聚酶。X區(qū)（核苷酸1，374～1，835）可能編碼有154個(gè)氨基酸的堿性多肽，長(zhǎng)鏈的裂口位于此區(qū)。（三）乙型肝炎病毒血清型和基因型

乙型肝炎病毒亞型有aywl、ayw2、ayw3、ayw4、adw2、adw4、ayr、adrq+及adrq—九種，已發(fā)現(xiàn)的HBV基因型有A—H八種。不同的亞型可屬同一基因型，而同一亞型又可分布于不同基因型。亞型并不能反映基因組的異質(zhì)性。

表

HBV亞型和基因型的關(guān)系

HBV基因型

HBV亞型

A型

adw2和adwl

B型

adw2和aywl

C型

adr、ayr和adw2

D型

ayw2和ayw3

E型

ayw4

F型

adw4、ayw4和adw2

G型

adw2

H型

adw3（四）乙肝病毒基因組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能乙肝病毒（HBV）的基因組DNA結(jié)構(gòu)很奇特，是一環(huán)狀的部分雙螺旋結(jié)構(gòu),長(zhǎng)約3.2kb。其中的2/3為雙螺旋結(jié)構(gòu)，1/3為單鏈，這就是說(shuō)，DNA中的兩條鏈不等長(zhǎng)。長(zhǎng)鏈的5'端與3'端無(wú)共價(jià)連接，而是與一種蛋白質(zhì)共價(jià)相連。長(zhǎng)鏈的5'端以250-300對(duì)堿基互補(bǔ)結(jié)合。長(zhǎng)鏈為負(fù)鏈，短鏈為正鏈。短鏈的長(zhǎng)度視病毒而異，一般長(zhǎng)約1.6-2.8kb,約為長(zhǎng)鏈的2/3。短鏈之間的空隙可由病毒顆粒中的DNA聚合酶充填。乙肝病毒是目前已知的感染人類最小的雙鏈DNA病毒。為了能在細(xì)胞內(nèi)獨(dú)立復(fù)制，病毒在很小的基因組中盡量容納大量的遺傳信息。因而HBV的基因組結(jié)構(gòu)顯得特別精密濃縮，充分利用其遺傳物質(zhì)。1、重疊的基因序列比較多，HBV基因組中已確定的開(kāi)放讀框有4個(gè),分別編碼病毒的核殼（C）和包膜（S）蛋白，病毒復(fù)制酶（聚合酶)及一種似乎與病毒基因表達(dá)有關(guān)的蛋白質(zhì)X。在S基因前面的兩個(gè)小ORFs與S基因ORF屬于同一個(gè)讀框，可以將ORFS通讀下去，編碼兩種S蛋白相關(guān)的抗原，這兩種抗原也存在于病毒顆粒的表面，這兩個(gè)抗原分別稱為前-S1(pre-S1)和前－S2(pre-S2)。同樣，在ORFC前面也有一短的ORF，稱為前－C(pre-C)，編碼一較大的C蛋白相關(guān)抗原。所有這些ORF都在負(fù)鏈DNA（長(zhǎng)鏈）上，其中S基因完全重疊于聚合酶基因中，X基因與聚合酶基因、C基因重疊，C基因與聚合酶也有重疊。最近，Miller等人在HBV基因組中又發(fā)現(xiàn)兩個(gè)ORF,即ORF-5和ORF-6，這兩個(gè)ORFs與X基因重疊，其中ORF6不是由負(fù)鏈DNA編碼的，而是由正鏈DNA編碼。這兩個(gè)ORF的功能目前尚不清楚。2、調(diào)節(jié)序列位于基因內(nèi)部，這也是HBV節(jié)約使用遺傳物質(zhì)的一種方式。與HBV基團(tuán)組復(fù)制有關(guān)的序列有：短鏈順向復(fù)制序列（DR1和DR2）和U5樣序列（因與反轉(zhuǎn)錄病毒末端的U5序列類似面得名）。DR1和U5位于前－CORF中，是合成DNA長(zhǎng)鏈的起始部位，DR2位于聚合酶基因與X基因重疊處，是DNA短鏈合成的起始部位。3、與HBV基因表達(dá)有關(guān)的信號(hào)序列有4種：[1]啟動(dòng)子，[2]增強(qiáng)子，[3]polyA附加信號(hào)，[4]糖皮質(zhì)激素敏感因子（GRE）。由于HBV基因組中的基因分別轉(zhuǎn)錄于3種HBVmRNA轉(zhuǎn)錄本上，因此，相應(yīng)地在病毒基因組中每一轉(zhuǎn)錄本近5'端也至少應(yīng)有3種RNA聚合酶Ⅱ啟動(dòng)子，雖然這些啟動(dòng)子的基因序列尚不知，但這些啟動(dòng)子顯然存在于編碼蛋白質(zhì)序列內(nèi)。增強(qiáng)子（ENH）位于聚合酶基因中；polyA附加信號(hào)位于CORF中；而GRE位于SORF和聚合酶基因中。GRE是與激素受體結(jié)構(gòu)的DNA片段，結(jié)合后能使某一已知基因轉(zhuǎn)錄水平增加。4、GRE有許多增強(qiáng)子的特征：[1]是起順式作用的因子，[2]在轉(zhuǎn)錄的兩個(gè)方向均有作用，[3]在距其調(diào)節(jié)的基因不同距離處均可起作用。從以上可以看出HBV基因組結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，組織高效，在已知的病毒中是罕見(jiàn)的。HBVDNA不但在結(jié)構(gòu)上有其獨(dú)特的地方，而且其DNA復(fù)制過(guò)程也非常特別。當(dāng)HBVDNA進(jìn)入宿主細(xì)胞后，首先成為完整的閉環(huán)雙螺旋DNA，以負(fù)鏈為模板合成全長(zhǎng)的“+”鏈RNA（稱為前基因組RNA）。該“+”鏈RNA被包裝在未成熟的核心樣顆粒中，同時(shí)還有DNA聚合酶和一種蛋白質(zhì)也被包裝在顆粒中。在該顆粒中“+”鏈RNA作為模板由反轉(zhuǎn)錄酶催化合成“-”鏈DNA，具體機(jī)制尚不清楚，可能與腺病毒DNA的復(fù)制相似，因?yàn)樵凇?"鏈DNA的5'端也有共價(jià)結(jié)合的蛋白質(zhì)?！埃辨淒NA的合成便以該負(fù)鏈DNA為模板和一段RNA為引物而聚合延伸，核心樣病毒顆粒在這過(guò)程中也成為成熟的病毒顆粒。這時(shí)，正鏈DNA仍沒(méi)有合成完畢，因而造成病毒基因組兩條DNA鏈長(zhǎng)度不一樣。第三節(jié)HIV與AIDS由人類免疫缺陷病毒（HIV）引起的獲得性免疫缺陷綜合癥（AIDS）。艾滋病，又稱愛(ài)滋病，是英文全稱AcquiredImmuneDeficiencySyndrome的字頭AIDS縮寫(xiě)的譯音，中文全稱為獲得性免疫缺陷綜合癥，這是由一種逆轉(zhuǎn)錄病毒引起的傳染病，臨床上以淋巴腫大、厭食、慢性腹瀉、體重減輕、發(fā)熱、乏力等全身癥狀起病，逐漸發(fā)展至各種機(jī)會(huì)性感染、繼發(fā)性腫瘤、精神神經(jīng)障礙而死亡。HIV在病毒分類學(xué)上屬逆轉(zhuǎn)錄病毒科慢病毒屬，目前已發(fā)現(xiàn)兩種HIV，分別為HIV-1和HIV-2。兩者具有相似的病毒結(jié)構(gòu)和傳播途徑。HIV-2主要分布于非洲西部，在歐洲和美洲的一些感染者中也被檢測(cè)到。其毒力和傳播力都低于HIV-1，引起的艾滋病病程較慢且較緩和。HIV-1廣泛分布于世界各地，是引起全世界AIDS流行的病原，目前HIV的研究也是以HIV-1為主進(jìn)行的。一、簡(jiǎn)史與流行情況1983年，法國(guó)巴斯德研究所LucMontagnier等首先從1例持續(xù)性淋巴結(jié)病綜合征(LAS)的男性同性戀者分離到一種含逆轉(zhuǎn)錄酶的病毒，命名為淋巴腺病相關(guān)病毒(LymphadenopathyAssociatedVirus，LAV)。1984年5月美國(guó)國(guó)立癌腫研究所RobertGallo等從1名艾滋病患者活體組織中分離到病毒，命名為嗜人T淋巴細(xì)胞III型病毒(HumanT-cellLymphotropicvirustype3，HTLV-III)。同年，美國(guó)加州大學(xué)Levy等分離出艾滋病相關(guān)病毒(AIDSrelatedvirus,ARV)并首次提示了艾滋病病毒的攜帶狀態(tài)。不久從病毒分子生物學(xué)特性、交叉免疫反應(yīng)、免疫印跡法、病毒限定圖譜(RestrictionMap)證明這些先后分離出的病毒基本相同，但與HTLV的蛋白完全不同，基因組的親緣關(guān)系也較遠(yuǎn)。1986年，國(guó)際微生物學(xué)會(huì)及病毒分類學(xué)會(huì)將這些病毒統(tǒng)一命名為HIV，1986年1月Clavel從西非分離到一種逆轉(zhuǎn)錄病毒，與非洲猿猴逆轉(zhuǎn)錄病毒(STLV)有較近親緣性，而只與HIV核心蛋白有部分交叉反應(yīng)，但同樣可引起類似HIV所致的艾滋病臨床表現(xiàn)和流行病學(xué)特征，不過(guò)臨床癥狀較輕，病死率也低，新分離到的病毒稱之為HIV-2，把1983年分離到的目前世界上廣泛流行的HIV稱為HIV-1。HIV-1和HIV-2是引起AIDS的逆轉(zhuǎn)錄病毒，但引起人類其他疾病的逆轉(zhuǎn)錄病毒尚有HTLV-1和HTLV-2，雖然兩者傳播途徑十分相似，但臨床表現(xiàn)不一，病變機(jī)理不一，尤其后兩種引起人類白血病的逆轉(zhuǎn)錄病毒潛伏期長(zhǎng)，可高達(dá)20-30年之久。此外，尚有動(dòng)物艾滋病逆轉(zhuǎn)錄病毒，已知有6種，即SIVagin、SIVagmc、SIVmnd、SIVsin、SIVcpz和SIVsyk。初步看來(lái)有時(shí)有交叉感染，尤其在飼養(yǎng)管理人員和實(shí)驗(yàn)研究人員中有交叉本病在美國(guó)從1978年在紐約發(fā)現(xiàn)第1例以后，1979年7例，1980年12例，1981年204例，1982年750例，到1983年已累計(jì)發(fā)生1739例，逐年直線上升，世界衛(wèi)生組織宣布到1992年7月底統(tǒng)計(jì)已達(dá)164個(gè)國(guó)家，約50萬(wàn)人以上患AIDS，病人隨著年代的推進(jìn)，累積數(shù)量不斷增加，1995年6月30日，世界衛(wèi)生組織公布，全世界登記在冊(cè)的艾滋病病例已接近117萬(wàn)。世界衛(wèi)生組織認(rèn)為，實(shí)際數(shù)要比此數(shù)高得多，估計(jì)全世界AIDS病例總數(shù)可能已超過(guò)500萬(wàn)，全世界目前HIV感染者的總數(shù)已超過(guò)2000萬(wàn)人，每天還約增加600人。死亡病人數(shù)近100萬(wàn)人，故稱之為世紀(jì)絕癥。目前以美洲為最多，其次是亞洲，歐洲名列第三。但亞洲HIV感染人數(shù)正飛速上升，本世紀(jì)未下世紀(jì)初期，亞洲處于艾滋病擴(kuò)散期。在泰國(guó)，印度，已從高危人群擴(kuò)散到一般人群，成人已有20%受感染。產(chǎn)前婦女HIV陽(yáng)性率高達(dá)8%，再過(guò)5年，大多數(shù)新感染的病例將來(lái)自于亞洲。

在我國(guó)大陸，自1986年首次發(fā)現(xiàn)一美籍阿根廷人在西安發(fā)病，經(jīng)多方檢查確診為AIDS。距世界首例報(bào)道AIDS相隔4年。同年在浙江省從血友病病人中又檢出HIV感染者4例，為我國(guó)首次發(fā)現(xiàn)HIV帶毒者。此后在我國(guó)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)外國(guó)人HIV帶毒者約17名之多。直至1989年從云南發(fā)現(xiàn)HIV帶毒者146例，又在北京及河北發(fā)現(xiàn)3例HIV帶毒者。

進(jìn)入90年代我國(guó)的HIV病情情況更加不可阻擋地迅猛發(fā)展，按國(guó)家衛(wèi)生部公布的數(shù)字，1990年HIV帶毒者為492人，AIDS僅為5名，其后逐年上升，至1995年HIV感染者為3341人，AIDS為117名，專家估計(jì)我國(guó)實(shí)際HIV感染人數(shù)應(yīng)為5萬(wàn)-10萬(wàn)人。這僅僅只有5年其增長(zhǎng)速度是十分驚人的。二、HIV的生物學(xué)特征

（一）

形態(tài)和結(jié)構(gòu)：艾滋病病毒（HIV）顆粒呈球形，直徑90nm～130nm。病毒的核心呈中空錐形，由兩條相同的單鏈RNA鏈、逆轉(zhuǎn)錄酶和蛋白質(zhì)組成。核心之外為病毒衣殼，呈20面體立體對(duì)稱，含有核衣殼蛋白質(zhì)。最外層為包膜，包膜上的糖蛋白有刺突狀結(jié)構(gòu)，是HIV與宿主細(xì)胞受體結(jié)合位點(diǎn)和主要的中和位點(diǎn)（圖）。HIV屬逆轉(zhuǎn)錄病毒科慢病毒屬，其RNA中含有g(shù)ag、env和pol基因以及6種調(diào)控基因〔tat,vif,vpr,vpx(vpu),nef,rev〕。gag基因編碼病毒的核心蛋白；pol基因編碼病毒復(fù)制所需要的酶類（逆轉(zhuǎn)錄酶、整合酶和蛋白酶）；env基因所編碼病毒包膜蛋白，是HIV免疫學(xué)診斷的主要檢測(cè)抗原。調(diào)控基因編碼輔助蛋白，調(diào)節(jié)病毒蛋白合成和復(fù)制。HIV基因組結(jié)構(gòu)除包括兩端的長(zhǎng)末端重復(fù)序列(LTR)外，中間有9個(gè)開(kāi)放閱讀框架，即gag、pol、env、3`orf(LTR，B.E'，F(xiàn))、SOT(VIF，A,P,Q)、tat、R(VPR)、art和VPU(但HIV-2為VPX)。與病毒核心緊密連接的是Vif和Nef蛋白，在核心外很可能存在vpr(VPX)。Tat也可能位于病毒內(nèi)部。核心蛋白(gag)、被膜蛋白(env)和多聚酶蛋白(pol)是HIV三種結(jié)構(gòu)蛋白。pol的基因產(chǎn)物為逆轉(zhuǎn)錄酶RT、核糖核酸酶RiboH及整合酶INT，env的基因產(chǎn)物是包膜外的親水性的gp160，成熟后裂解為位于包膜外的親水性的gp120和疏水性的跨膜蛋白gp41(HIV-2為gp36)，位于包膜內(nèi)的3`orf、sor、tat、R及art的產(chǎn)物具有調(diào)節(jié)病毒的復(fù)制及轉(zhuǎn)化作用(二)亞型HIV病原特性

HIV病原具有極大的變異性，對(duì)病毒的基因特別是V3區(qū)進(jìn)行PCR擴(kuò)增和序列測(cè)定，有助于HIV-1和HIV-2之間，以及每一種內(nèi)部之間的序列差異比較?，F(xiàn)在已經(jīng)知道，HIV-1型至少可以分為13個(gè)亞型，歸乃于M、O和N三個(gè)組，其中M組有A、B、C、D、E、F、G、H、I、J和K11個(gè)亞型；O組有O亞型和N組有N亞型。HIV-2型至少有A、B、C、D、E、F和G7個(gè)亞型。HIV亞型在病源學(xué)、流行病學(xué)、實(shí)驗(yàn)診斷、臨床癥狀、藥物篩查和評(píng)估、疫苗研制上頗為重要。當(dāng)前突出的問(wèn)題是亞型可變性和亞型重組，對(duì)診斷和耐藥影響很大(三)HIV對(duì)外界抵抗力

HIV可在人體外環(huán)境中生存，但取決于伴隨物質(zhì)與外界溫度，一般比肝炎病毒對(duì)外界抵抗力低得多，對(duì)熱很敏感，60℃以上就可被殺死。因此，注射器、醫(yī)療用具經(jīng)過(guò)高溫消毒、煮沸或蒸氣消毒后完全可以達(dá)到消毒目的。HIV對(duì)化學(xué)品也十分敏感。常用的漂白粉、新鮮2%戊二醛溶液、4%福爾馬林溶液、2%氯胺、6%過(guò)氧化氫都能殺死HIV，但是最近發(fā)現(xiàn)70%酒精溶液和碳酸溶液對(duì)HIV作用不穩(wěn)定(四)分類從毒株種類分，無(wú)疑地有HIV-1和HIV-2之分，目前廣泛流行于全球的毒株是HIV-1型。HIV-2毒株雖然發(fā)現(xiàn)于西非地區(qū)，隨著時(shí)間的推移，該毒株在歐洲、美國(guó)和南美、亞洲一些感染者中也被檢測(cè)到，尤其亞洲印度的HIV-2感染者數(shù)量正在迅速增加，我國(guó)在新疆、上海等地區(qū)也已陸續(xù)發(fā)現(xiàn)。當(dāng)然不論從全球乃至我國(guó)，HIV-1是當(dāng)前主要的艾滋病流行毒株，大量的研究也證明HIV-2在每次性活動(dòng)中HIV-2比HIV-1的傳染性低5～9倍，在母嬰傳播中HIV-2比HIV-1低15～30倍。感染HIV-2機(jī)體自然可發(fā)展成艾滋病，但潛伏期相對(duì)長(zhǎng)，癥狀表現(xiàn)較輕，存活期則長(zhǎng)。現(xiàn)有兩型HIV：HIV-1和HIV-2，它們主要區(qū)別在于包膜糖蛋白上。HIV是一種變異性很強(qiáng)的病毒，不同的病毒株之間差異很大，甚至同一毒株在同一感染者體內(nèi)僅數(shù)月就可以改變，使原中和抗體失去中和效能，這給HIV疫苗的研制造成很大困難。目前在全球流行的HIV-1毒株已出現(xiàn)三個(gè)組，即M、O和N組，其中M組又可分為A到J共10個(gè)亞型，而且亞型間的重組體已有發(fā)現(xiàn)。HIV-2現(xiàn)有A～F共6個(gè)亞型。目前也有學(xué)者根據(jù)病毒的生物學(xué)特性對(duì)HIV-1進(jìn)行分群，如根據(jù)病毒與宿主細(xì)胞結(jié)合所利用的輔助受體的不同（CCR5、CXCR4），分為R5和X4毒株；或根據(jù)宿主范圍及復(fù)制特性不同，分為非合胞體誘導(dǎo)株（NSI）和合胞體誘導(dǎo)株（SI）；有毒力株和無(wú)毒力株；快/高型和低/慢型等。三、傳播方式（一）性接觸

1．同性戀和（或）雙性戀約占70%病例。男同性戀者HIV感染率甚高，尤以有色人種居多。HIV感染者精液中的HIV經(jīng)直腸粘膜傳給健康的同性性伴。2．異性戀約占4%病例。精液中的HIV感染細(xì)胞與子宮腔中Mφ、淋巴細(xì)胞、上皮細(xì)胞相互作用而使女方感染。陰道分泌物中的HIV感染細(xì)胞能將HIV傳給男性（二）注射途徑1．輸血約占2.5%病例。HIV感染者的血液、血漿中的游離HIV特別是病毒感染血細(xì)胞可使受血者被感染。2．血制品約占1%病例。輸注帶有或污染有HIV的人血清白蛋白、Igs和抗凝血因子等可染上HIV。3．靜脈毒癮者因共用污染有HIV的針頭和注射器而被感染約占18%病例。（三）母嬰垂直傳播HIV可經(jīng)胎盤(pán)和母乳傳遞給下一代。四、基因組結(jié)構(gòu)及功能：HIV基因組為單股正鏈RNA二倍體，每條RNA鏈長(zhǎng)約9.8kb，兩條鏈的5’端借氫鍵形成二聚體。與其他逆轉(zhuǎn)錄病毒相同，HIV的基因結(jié)構(gòu)從5’端到3’端依次為5’LTR-gag-pol-env-3’LTR。5’端有帽狀結(jié)構(gòu)m7G5ppp5GmpNp，3’端有polyA序列。除三個(gè)編碼結(jié)構(gòu)蛋白的基因gag、pol、env外，HIV還有較其他逆轉(zhuǎn)錄病毒更多的調(diào)節(jié)基因和附加基因，其編碼的的調(diào)節(jié)蛋白在病毒的整個(gè)感染及復(fù)制過(guò)程中具有非常重要的作用，目前已發(fā)現(xiàn)至少有7種：tat、rev、nef、vpr、vpu、vpx和vif。

1．長(zhǎng)未端重復(fù)序列：

HIV基因組兩端的長(zhǎng)未端重復(fù)序列（LTR）不編碼病毒產(chǎn)物，對(duì)于病毒基因表達(dá)的起始和調(diào)節(jié)至關(guān)重要，其上有許多細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點(diǎn)，可分為調(diào)節(jié)單位、核心轉(zhuǎn)錄單位和反式激活效應(yīng)元件單位（TAR）三個(gè)不同的調(diào)控功能區(qū)。

2．Gag基因：

即組特異性抗原基因，編碼分子量為55KD的前體蛋白（P55），由未拼接的病毒mRNA表達(dá)。P55經(jīng)病毒蛋白酶切割，由N端至C端形成P17、P24、P15三種蛋白。P17稱為基質(zhì)蛋白（MA），附著于病毒脂質(zhì)又層膜的內(nèi)側(cè)，形成毒粒的內(nèi)膜，起穩(wěn)定毒粒的作用。P24稱及殼蛋白，形成病毒的錐形核。P15進(jìn)一步被裂解為P9和P7兩種核殼蛋白，與病毒的RNA結(jié)合。3．Pol基因：

Pol基因編碼病毒的逆轉(zhuǎn)錄酶（RT）P66和整合酶（IN）P32，由未拼接的病毒mRNA表達(dá)。RT由兩個(gè)亞單位P66和P51構(gòu)成，其N端完全一致，具DNA聚合酶活性，而C端由于病毒蛋白酶的不對(duì)稱切割，使一個(gè)亞單位C端的部分氨基酸被切除而失去RNA酶H的功能，另一亞單位C端的RNA酶H功能域則未被切除。HIV進(jìn)行復(fù)制時(shí)，首先在RT的N端的DNA聚合酶功能區(qū)的作用下，以RNA為模板合成互補(bǔ)的DNA，表現(xiàn)出逆轉(zhuǎn)錄酶活性，然后在P51的協(xié)助下，P66C端的RNA酶H功能區(qū)降解RNA/DNA雙鏈中的RNA鏈，表現(xiàn)為RNA酶H活性，最后以此單鏈DNA為模板，由P66亞單位合成互補(bǔ)DNA而成雙鏈DNA，表現(xiàn)出DNA聚合酶功能。整合酶能夠?qū)⒛孓D(zhuǎn)錄成的雙鏈DNA整合入宿主染色體DNA，整合過(guò)程可分三步：首先由IN在病毒線狀平端DNA的3’端由3’→5’方向切下2個(gè)核苷酸，形成CA-OH-3’，同時(shí)在宿主DNA雙鏈整合部位上各切開(kāi)一5bp的切口，然后在IN的作用下，CA-OH-3’與宿主DNA切開(kāi)部位的5’-P形成磷酸二酯鍵，最后整合部位被修補(bǔ)完整。4．

Env基因：

Env基因編碼病毒的膜蛋白，由單一拼接的mRNA進(jìn)行表達(dá)，首先在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)合成分子量為88KD的蛋白質(zhì)，在向高爾基體的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中被糖基化而成為分子量160KD（gp160）的包膜糖蛋白前體，糖基化為病毒的傳染性所必須。gp160被蛋白酶切割為gp120和gp41兩部分，gp120位于感染細(xì)胞和毒粒的表面，稱外膜蛋白，其上有5個(gè)高變區(qū)（V1~V5）和6個(gè)保守區(qū)（C1~C6）。高變區(qū)中的V3環(huán)區(qū)是阻斷HIV傳播的中和抗體結(jié)合的主要靶位，gp41鑲嵌于病毒的脂質(zhì)雙層中，稱跨膜蛋白，在病毒感染過(guò)程中能夠介導(dǎo)病毒脂膜與細(xì)胞膜的融合。gp120與gp41的N端以非共價(jià)鍵結(jié)合，當(dāng)HIV感染T淋巴細(xì)胞或巨噬細(xì)胞時(shí)，gp120首先與細(xì)胞表面的CD4分子結(jié)合，導(dǎo)致空間構(gòu)象發(fā)生改變，使gp41與細(xì)胞膜充分接觸而發(fā)生病毒與細(xì)胞膜的融合，病毒核心進(jìn)行細(xì)胞5．Tat基因：

Tat基因由兩個(gè)外顯子構(gòu)成，編碼HIV復(fù)制和基因表達(dá)所必須的反式激活蛋白(Tat)，又稱反式激活因子，能夠增強(qiáng)病毒復(fù)制的起始，促進(jìn)mRNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯。Tat與HIVRNA5’端LTR結(jié)合后能夠極大地提高HIV基因的轉(zhuǎn)錄水平。另外，tat可能還具有轉(zhuǎn)錄延伸因子的作用，延長(zhǎng)mRNA的轉(zhuǎn)錄。6．Nef基因：

Nef基因由單一外顯子構(gòu)成，編碼27KD的甲基化蛋白。Nef蛋白是HIV復(fù)制過(guò)程中的負(fù)調(diào)節(jié)因子，具多種功能，既可進(jìn)行正調(diào)節(jié)，也可進(jìn)行負(fù)調(diào)節(jié)。能夠增強(qiáng)或減弱病毒的復(fù)制，既能激活T細(xì)胞，增加病毒感染，又能抑制病毒的超感染。7．Rev基因：

Rev基因由兩個(gè)外顯子組成，分別編碼25個(gè)氨基酸和91個(gè)氨基酸的肽段，由完全拼接的mRNA進(jìn)行表達(dá)，兩個(gè)肽段結(jié)合形成19KD的病毒顆粒蛋白表達(dá)調(diào)節(jié)因子（Rev）在胞質(zhì)內(nèi)合成后由其上的核定位信號(hào)（NLS）介導(dǎo)進(jìn)入核內(nèi)聚集于核仁。Rev蛋白是HIV復(fù)制非常重要的一個(gè)反式激活因子，能夠促進(jìn)HIV的基因轉(zhuǎn)錄由早期向晚期轉(zhuǎn)變，即由調(diào)節(jié)蛋白基因的轉(zhuǎn)錄向結(jié)構(gòu)蛋白基因的轉(zhuǎn)錄進(jìn)行轉(zhuǎn)變。因此，Rev蛋白對(duì)HIV的調(diào)節(jié)基因具有負(fù)調(diào)控作用，而對(duì)病毒結(jié)構(gòu)基因和附加基因具正調(diào)控作用。另外，Rev與其應(yīng)答元件（RRE）的結(jié)合還可促進(jìn)未拼接或未完全拼接的病毒mRNA由胞核向胞漿運(yùn)輸。8．其他調(diào)節(jié)蛋白基因：

Vpr基因編碼病毒蛋白r，高度保守。Vpr蛋白非HIV復(fù)制所必須，能反式激活病毒基因的表達(dá)，在HIV感染未分裂的細(xì)胞時(shí)使細(xì)胞停留在細(xì)胞周期的G2期。另外，Vpr基因的存在還可使HIV感染細(xì)胞時(shí)致細(xì)胞病變效應(yīng)增加。Vpu基因編碼病毒蛋白u(yù)，為HIV-1所特有，Vpu蛋白為非HIV復(fù)制所必須的雙親性膜整合蛋白，能夠增強(qiáng)病毒顆粒的組裝和釋放，介導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中CD4分子的快速降解。Vif基因編碼病毒顆粒感染性因子（Vif）。Vif蛋白亦非HIV復(fù)制所必須，能夠增加病毒顆粒的感染性。病毒感染和復(fù)制

HIV主要侵犯人體的CD4+T淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，其感染過(guò)程包括病毒的吸附、侵入、逆轉(zhuǎn)錄、基因組的整合、表達(dá)及釋放等過(guò)程。當(dāng)感染發(fā)生時(shí)，病毒的外膜糖蛋白gp120首先與細(xì)胞表面的CD4分子結(jié)合并與輔助受體CCR5或CXCR4等結(jié)合，gp120空間構(gòu)象發(fā)生改變，暴露出跨膜蛋白gp41與細(xì)胞膜作用，導(dǎo)致病毒包膜與細(xì)胞膜融合，病毒核心進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，脫殼后病毒基因組在RT作用下以病毒RNA為模板合成cDNA，再以此cDNA為模板合成雙鏈DNA，經(jīng)環(huán)化后在病毒IN的作用下隨機(jī)整合到細(xì)胞染色體上成為前病毒而長(zhǎng)期存在并隨細(xì)胞的分裂而傳至子代細(xì)胞。此前病毒即為病毒復(fù)制時(shí)的轉(zhuǎn)錄模板，病毒進(jìn)行復(fù)制時(shí)，早期轉(zhuǎn)錄的長(zhǎng)鏈mRNA經(jīng)拼接后表達(dá)病毒的調(diào)節(jié)蛋白，待調(diào)節(jié)蛋白的量到達(dá)一定閾值后，病毒進(jìn)入晚期轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)生的未拼接的mRNA部分用來(lái)指導(dǎo)合成病毒的結(jié)構(gòu)蛋白，部分作為病毒的基因組，與結(jié)構(gòu)蛋白進(jìn)行裝配成為病毒核心顆粒，由胞膜出芽時(shí)獲得包膜及膜蛋白。五、HIV的致病機(jī)理在HIV感染人體的初期會(huì)有病毒血癥的出現(xiàn)，并有輕度的發(fā)熱及淋巴結(jié)腫大等癥狀，隨后病毒血癥大幅降低至難以檢測(cè)的水平，抗核心蛋白及包膜蛋白的抗體陸續(xù)出現(xiàn)，病程進(jìn)入無(wú)癥狀帶毒期，即潛伏感染期，病毒可潛伏存在長(zhǎng)達(dá)數(shù)年甚至十多年，其潛伏機(jī)制目前尚不清楚。在某些因素的作用下，病毒大量復(fù)制，機(jī)體再次出現(xiàn)病毒血癥并出現(xiàn)艾滋病癥狀，體內(nèi)大量的輔助性T細(xì)胞被病毒破壞，造成機(jī)體細(xì)胞及體液免疫功能降低，無(wú)法抵御外界病原微生物的侵襲而發(fā)生免疫缺陷綜合癥。有關(guān)HIV的致病機(jī)理，目前還不十分清楚，一般認(rèn)為，HIV感染CD4+

T細(xì)胞后，病毒通過(guò)基因組整合，以前病毒形式存在于CD4+

細(xì)胞，在感染的早期，通過(guò)Th1細(xì)胞分必細(xì)胞因子IL-2等，在IL-2刺激下CD8+

T淋巴細(xì)胞對(duì)CD4+細(xì)胞產(chǎn)生強(qiáng)大的免疫抑制作用，從而使病毒處于被抑制的潛伏狀態(tài)。在感染的晚期，Th2細(xì)胞的分泌占優(yōu)勢(shì)，通過(guò)分泌IL-10等細(xì)胞因子，使CD8+T細(xì)胞失去對(duì)CD4+

細(xì)胞的抑制，病毒增殖并釋放出新的病毒顆粒去感染更多CD4+細(xì)胞，從而造成CD4+

細(xì)胞的大量死亡最后耗竭而失去其免疫功能。（一）、

HIV感染對(duì)CD4T淋巴細(xì)胞的影響

HIV進(jìn)入人體后能選擇性地侵犯有CD4受體的淋巴細(xì)胞，以CD4T淋巴細(xì)胞為主。當(dāng)HIV的包膜蛋白gp120與CD4T淋巴細(xì)胞表面的CD4受體結(jié)合后，在gp41透膜蛋白的協(xié)助下，HIV的膜與細(xì)胞膜相融合，病毒進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。當(dāng)病毒進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)后迅速脫去外殼，為進(jìn)一步復(fù)制作好準(zhǔn)備。最近研究表明，HIV進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)除CD4受體外，還需要細(xì)胞表面的蛋白酶同gp120的V3環(huán)發(fā)生相互作用才能完成。HIV病毒在宿主細(xì)胞復(fù)制開(kāi)始，首先二條RNA在病毒逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下逆轉(zhuǎn)為DNA，再以DNA為模板，在DNA多聚酶的作用下復(fù)制DNA，這些DNA部分存留在細(xì)胞漿內(nèi)。進(jìn)行低水平復(fù)制。部分與宿主細(xì)胞核的染色質(zhì)的DNA整合在一起，成為前病毒，使感染進(jìn)入潛伏期，經(jīng)過(guò)2-10年的潛伏性感染階段，當(dāng)受染細(xì)胞被激活，前病毒DNA在轉(zhuǎn)錄酶作用下轉(zhuǎn)錄成RNA，RNA再翻譯成蛋白質(zhì)。經(jīng)過(guò)裝配后形成大量的新病毒顆粒，這些病毒顆粒釋放出來(lái)后，繼續(xù)攻擊其他CD4T淋巴細(xì)胞。大量的CD4+T淋巴細(xì)胞被HIV攻擊后，細(xì)胞功能被損害和大量破壞是AIDS患者免疫功能缺陷的原因。

HIV感染CD4+T淋巴細(xì)胞后，首先引起細(xì)胞功能的障礙。表現(xiàn)有對(duì)可溶性抗原如破傷風(fēng)毒素的識(shí)別和反應(yīng)存在缺陷，雖然對(duì)有絲分裂原植物血凝素（PHA）的反應(yīng)仍然正常。細(xì)胞因子產(chǎn)生減少，IL-2R表達(dá)減少和對(duì)B淋巴細(xì)胞提供輔助能力降低等。當(dāng)HIV病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)大量繁殖，導(dǎo)致細(xì)胞的溶解和破裂。HIV在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制后，以芽生方式釋出時(shí)可引起細(xì)胞膜的損傷。由于HIV可抑制細(xì)胞膜磷脂的合成從而影響細(xì)胞膜的功能，導(dǎo)致細(xì)胞病變。HIV還可以感染骨髓干細(xì)胞導(dǎo)致CD4+T淋巴細(xì)胞減少。當(dāng)受HIV感染的CD4+T淋巴細(xì)胞表面存在的gp120發(fā)生表達(dá)后，它可以與未感染的CD4+T淋巴細(xì)胞CD4分子結(jié)合，形成融合細(xì)胞，從而改變細(xì)胞膜的通透性，引起細(xì)胞的溶解和破壞。游離的gp120也可以與未感染的CD4+T淋巴細(xì)胞結(jié)合，作為抗體介導(dǎo)依賴性細(xì)胞毒作用的抗原，使CD4+T淋巴細(xì)胞成為靶細(xì)胞，受K細(xì)胞攻擊而損傷。gp41透膜蛋白，能抑制有絲分裂原和抗原刺激淋巴細(xì)胞的增殖反應(yīng)，從而使CD4+T淋巴細(xì)胞減少。HIV感染后一般首先出現(xiàn)CD4T淋巴細(xì)胞輕度至中度降低，該細(xì)胞總數(shù)可持續(xù)數(shù)年不變，反應(yīng)病毒為免疫應(yīng)答所抑制。歷經(jīng)一段時(shí)間后，

CD4+T細(xì)胞逐漸進(jìn)行性下降，表明病毒逐漸逃脫了免疫應(yīng)答的控制。當(dāng)CD4+T淋巴細(xì)胞一旦下降至0.2×109/L（200細(xì)胞/μl）或更低時(shí)，則就可出現(xiàn)機(jī)會(huì)性感染。（二）、HIV感染對(duì)其他免疫細(xì)胞的影響1、單核巨噬細(xì)胞：研究發(fā)現(xiàn)被HIV感染的單核巨噬細(xì)胞有播散HIV感染的作用，它可以攜帶HIV進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)。2、CD8+T淋巴細(xì)胞：CD8+T淋巴細(xì)胞有對(duì)HIV特異的細(xì)胞溶解能力，在HIV感染初期，具有抑制病毒復(fù)制和傳播作用，當(dāng)CD8+T淋巴細(xì)胞功能受損時(shí)HIV感染者病情發(fā)展。在HIV感染的進(jìn)展期，HIV-1特異的細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞（CTL）的數(shù)目進(jìn)行性減少，說(shuō)明CD8+T淋巴細(xì)胞對(duì)HIV特異的細(xì)胞溶解活力的喪失，可能與CTL減少有部分關(guān)系。3、B淋巴細(xì)胞：HIV感染后，可通過(guò)多克隆抗體激活B淋巴細(xì)胞，使外周血液中B淋巴細(xì)胞數(shù)量增加，分泌免疫球蛋白，使IgG和IgM的水平增高。同時(shí)B淋巴細(xì)胞對(duì)新抗原刺激的反應(yīng)性降低。主要臨床表現(xiàn)（1）艾滋病病毒感染：感染艾滋病病毒后沒(méi)有任何臨床癥狀，僅血里檢查艾滋病病毒抗體陽(yáng)性。約有90%新感染艾滋病病毒的人不發(fā)展為艾滋病相關(guān)綜合癥或艾滋病。但當(dāng)機(jī)體抵抗力下降或機(jī)體遭到疾病侵襲或創(chuàng)傷時(shí)，則會(huì)發(fā)病。（2）艾滋病相關(guān)綜合癥：病人出現(xiàn)腹股溝淋巴結(jié)以外的兩處以上原因不明的淋巴結(jié)腫大持續(xù)3個(gè)月以上，并出現(xiàn)全身癥狀，如發(fā)熱、疲勞、食欲不振、消瘦、體重減輕、持續(xù)性腹瀉、夜間盜汗等，至少有以上兩種癥狀和兩項(xiàng)艾滋病實(shí)驗(yàn)室檢查不正常，可以診斷為艾滋病相關(guān)綜合癥。一部分人停留在這種狀態(tài)，而另一部分病人則發(fā)展為嚴(yán)重的艾滋病。（3）艾滋病階段：突出表現(xiàn)為致病性感染，其中包括原蟲(chóng)、真菌、病毒、細(xì)菌感染，惡性腫瘤的發(fā)生如卡波西氏肉瘤（Kaposi肉瘤）、淋巴瘤等，以及找不到原因的細(xì)胞免疫缺陷。艾滋病臨床表現(xiàn)有四種類型。

A、肺型：表現(xiàn)缺氧、呼吸困難、胸痛和X線檢查呈彌漫性肺部浸潤(rùn)。肺部感染占艾滋病癥狀的50%，其中卡氏肺囊蟲(chóng)引起的肺炎占80%。

B、中樞神經(jīng)系統(tǒng)型：約30%艾滋病病例出現(xiàn)此型，由病原體感染中樞神經(jīng)系統(tǒng)或腫瘤、血管并發(fā)癥及中樞系統(tǒng)的腦損害，出現(xiàn)頭痛、意識(shí)障礙、癡呆、抽搐以及局灶性和周圍神經(jīng)功能障礙，導(dǎo)致嚴(yán)重后果。

C、胃腸型：水樣便瀉，每天10-20次，失水。養(yǎng)分消耗與丟失，體重減輕，衰弱。病原體主要為隱孢子蟲(chóng)。

D、發(fā)熱原因不明型：因病原體感染，出現(xiàn)高熱、不適、乏力及全身淋巴結(jié)腫大。六、治

療由于目前對(duì)病毒感染性疾病沒(méi)有特效的治療藥物，所以對(duì)AIDS也沒(méi)有有效的治療辦法。加之，HIV病毒核酸與宿主染色體DNA整合，利用宿主細(xì)胞進(jìn)行復(fù)制，給藥物治療帶來(lái)了困難。HIV感染的早期治療十分重要。通過(guò)治療可減緩免疫功能的衰退。HIV感染者患結(jié)核、細(xì)菌性肺炎和卡氏肺囊蟲(chóng)肺炎的危險(xiǎn)性增加，進(jìn)行早期預(yù)防十分重要。

1、

支持療法、盡可能改善AIDS患者的進(jìn)行性消耗。

2、

免疫調(diào)節(jié)劑治療：

（1）白細(xì)胞介素2（IL-2）：（2）粒細(xì)胞集落刺激因子（G-CSF）及粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子（3）靈桿菌素（4）干擾素（IFN）：α-干擾素（IFN-α）3、

抗病毒制劑：

（1）

抑制HIV與宿主細(xì)胞結(jié)合及穿入的藥物：可溶性rsCD4能與HIV結(jié)合，占據(jù)CD4結(jié)合部位，使HIVgp120不能與CD4T淋巴細(xì)胞上的CD4結(jié)合，不能穿入感染CD4T淋巴細(xì)胞。

劑量：rsCD4臨床試驗(yàn)30mg/日，肌注或靜注，連續(xù)28天。

（2）

抑制HIV逆轉(zhuǎn)錄酶（RT）的藥物：通過(guò)抑制逆轉(zhuǎn)錄酶，阻斷HIV復(fù)制。效果較好的藥物有：疊氮胸苷、雙脫氧胞苷。

七、預(yù)

防

一）、

特異性預(yù)防

（一）

隨著1993年美國(guó)CDC分類診斷標(biāo)準(zhǔn)，擴(kuò)大了AIDS的診斷范圍，有利于AIDS的預(yù)防及治療，依據(jù)CD4T淋巴細(xì)胞減少，給予一定的投藥。

（二）

艾滋病疫苗：美國(guó)對(duì)含有g(shù)p120成份的兩種艾滋病疫苗進(jìn)行了第二期296人的試驗(yàn)，由于已有6人發(fā)生了感染，而暫時(shí)終止。泰國(guó)正進(jìn)行UBI合成疫苗試驗(yàn)。

（三）

阻斷母嬰傳播：CD4+T

淋巴細(xì)胞>200/μl的艾滋病孕婦，用AIT于產(chǎn)前，產(chǎn)程內(nèi)及嬰兒治療，有一定的保護(hù)效果。

二）、

綜合預(yù)防

（一）

普及宣傳艾滋病的預(yù)防知識(shí)，了解傳播途徑和臨床表現(xiàn)及預(yù)防方法；

（二）

加強(qiáng)道德教育，禁止濫交，尤其與外籍人員性亂行為，取締暗娼；

（三）

避免與HIV感染者、艾滋病病人及高危人群發(fā)生性接觸；

（四）

禁止與靜脈藥隱者共用注射器、針頭；

（五）

使用進(jìn)口血液，血液成份及血液制品時(shí)，必須進(jìn)行HIV檢測(cè)；

（六）

國(guó)內(nèi)供血者嚴(yán)格排選，應(yīng)逐步做到檢測(cè)HIV陰性方能供血，嚴(yán)防HIV傳播；

（七）

獻(xiàn)血、獻(xiàn)器官、組織及精液者應(yīng)做HIV檢測(cè)；

（八）

建立艾滋病檢測(cè)中心；

（九）

提倡使用避孕套和避免肛交；

（十）

艾滋病或HIV感染者應(yīng)避免妊娠，出生嬰兒應(yīng)避免母乳喂養(yǎng)。

相關(guān)資料－艾滋病最新警報(bào)

目前全世界感染艾滋病病毒者已達(dá)4000萬(wàn)左右，其中包括2500萬(wàn)年齡在15歲以下的兒童。今年世界平均每天有14000人感染艾滋病病毒，超過(guò)8000人死于艾滋病。

新華網(wǎng)倫敦2003年11月25日電（記者曹麗君）聯(lián)合國(guó)艾滋病聯(lián)合規(guī)劃署執(zhí)行干事彼得·皮奧25日在倫敦舉行新聞發(fā)布會(huì)說(shuō)，2003年全球艾滋病傳播形勢(shì)依然嚴(yán)峻。到目前為止，今年世界新感染艾滋病病毒人數(shù)已達(dá)500萬(wàn)，同時(shí)有300萬(wàn)人死于艾滋病，達(dá)到了歷史上的最高峰。

根據(jù)該規(guī)劃署和世界衛(wèi)生組織25日聯(lián)合公布的《2003年度全球艾滋病流行報(bào)告》，目前全世界感染艾滋病病毒者已達(dá)4000萬(wàn)左右，其中包括2500萬(wàn)年齡在15歲以下的兒童。今年世界平均每天有14000人感染艾滋病病毒，超過(guò)8000人死于艾滋病。

皮奧說(shuō)，撒哈拉沙漠以南的非洲地區(qū)依然是艾滋病流行最嚴(yán)重的地區(qū)。該地區(qū)的人口僅占世界總?cè)丝诘?％，而該地區(qū)的艾滋病感染人數(shù)和艾滋病患者人數(shù)占全世界的30％左右。今年，該地區(qū)新感染艾滋病病毒的人數(shù)超過(guò)300萬(wàn)，死于艾滋病的人數(shù)超過(guò)230萬(wàn)。婦女是該地區(qū)最易感染艾滋病的人群，特別是青少年。年齡在15至24歲的女性感染艾滋病的幾率是同年齡段男性的2.5倍。他說(shuō)，“因?yàn)槿狈邮茴A(yù)防艾滋病教育和抗逆轉(zhuǎn)錄病毒治療的途徑，艾滋病在該地區(qū)肆虐?！眻?bào)告顯示，位于該地區(qū)的博茨瓦納是目前全球艾滋病流行最嚴(yán)重的國(guó)家之一，該國(guó)艾滋病病毒攜帶者幾乎達(dá)到了其總?cè)丝诘?0％。

據(jù)英國(guó)媒體11月26日?qǐng)?bào)道，在2003年世界艾滋病日到來(lái)前夕，聯(lián)合國(guó)艾滋病規(guī)劃署發(fā)表了這份最新的調(diào)查報(bào)告，公布了一些令人們觸目驚心的數(shù)字。

調(diào)查報(bào)告指出，在過(guò)去一年中，全球有300多萬(wàn)人死于艾滋病，較之2002年的艾滋病死亡人數(shù)280萬(wàn)，今年又有所增加。

此外，一年來(lái)，全世界又新增500萬(wàn)艾滋病例，全球艾滋病感染者和病毒攜帶者目前已經(jīng)上升到了約4200萬(wàn)人，其中15歲以下的兒童就有250萬(wàn)人。2003年，全世界平均每天有1.4萬(wàn)人感染艾滋病病毒，8000多人死于艾滋病。報(bào)告公布了一些詳細(xì)的調(diào)查結(jié)果，其中，非洲是艾滋病蔓延最嚴(yán)重的地區(qū)，目前共有2660萬(wàn)艾滋病病毒感染者，320萬(wàn)艾滋病患者，2003年死亡230萬(wàn)人。南部非洲病情更為嚴(yán)重，成年人中每5個(gè)人就有1個(gè)艾滋病患者，博茨瓦納和斯威士蘭的患病率更是高達(dá)40%。

亞洲則是艾滋病泛濫的第二大陸，艾滋病病毒感染者人數(shù)已達(dá)到740萬(wàn)，其中100多萬(wàn)為近一年來(lái)新增病例，死亡50萬(wàn)人。印度的狀況相對(duì)嚴(yán)重，新增病例達(dá)30萬(wàn)，病毒感染者有300多萬(wàn)。

拉丁美洲和加勒比海地區(qū)的艾滋病病毒攜帶者如今也有200多萬(wàn)人，并有10萬(wàn)人死亡。

東歐和中亞地區(qū)的狀況也不容樂(lè)觀，俄羅斯的病毒感染者達(dá)100多萬(wàn)，在白俄羅斯、哈薩克斯坦和摩爾達(dá)維亞等地，艾滋病也一直在不斷蔓延。

報(bào)告還說(shuō)，2003年主要發(fā)達(dá)國(guó)家的艾滋病病毒感染者人數(shù)達(dá)160萬(wàn)，其中新增病例8萬(wàn)。同時(shí)，發(fā)達(dá)國(guó)家由于采用抗逆轉(zhuǎn)病毒治療，艾滋病患者死亡人數(shù)呈下降趨勢(shì)，2003年僅有1．8萬(wàn)患者死亡，而2002年的死亡人數(shù)是2．3萬(wàn)。據(jù)衛(wèi)生部統(tǒng)計(jì)顯示，近年來(lái)中國(guó)艾滋病傳播呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，傳播途徑主要以經(jīng)注射吸毒感染為主，占總數(shù)的68%，經(jīng)采血、血漿途徑感染人數(shù)占9.7%，經(jīng)血液制品感染人數(shù)占1.5%，此外，經(jīng)性接觸感染人數(shù)占7.2%，母嬰傳播為0.2%，其余13.4%傳播途徑不詳。個(gè)別調(diào)查顯示，同性戀感染率高達(dá)1%-5%。

據(jù)公安部門(mén)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)登記吸毒人數(shù)逐年遞增，去年已經(jīng)達(dá)到90萬(wàn)人，估計(jì)全國(guó)每天發(fā)生共用注射器吸毒次數(shù)超過(guò)45萬(wàn)。從1995年到2000年5年間，全國(guó)注射吸毒者平均艾滋病感染率增加500倍。在未來(lái)數(shù)年里，經(jīng)注射方式傳播將是中國(guó)艾滋病流行的主要傳播方式。賣淫婦女平均艾滋病感染率從1995年到2000年增長(zhǎng)了66倍，所以，經(jīng)性途徑傳播的威脅很大。近10幾年，全國(guó)性病發(fā)病報(bào)告逐年上升，經(jīng)性接觸傳播艾滋病應(yīng)引起社會(huì)的廣泛注意?！钡捎谖覈?guó)人口基數(shù)大，艾滋病病毒感染者的絕對(duì)數(shù)很大，艾滋病防治形勢(shì)不容樂(lè)觀。據(jù)專家預(yù)測(cè)，如不采取積極有效的措施，到2010年，我國(guó)艾滋病病毒感染者將超過(guò)1000萬(wàn)人。

云南艾滋病帶病人數(shù)全國(guó)居首。云南地處東南亞湄公河流域，邊境線長(zhǎng)，受周邊國(guó)家艾滋病流行的威脅十分嚴(yán)重，云南的艾滋病流行就是“金三角”地域艾滋病流行在地理上的延伸。云南自1989年在西部邊境地區(qū)靜脈吸毒人群中成批發(fā)現(xiàn)艾滋病毒感染者后，艾滋病疫情一直呈上升趨勢(shì)。特別是1996年以來(lái)，云南省的艾滋病疫情日趨嚴(yán)峻，疫區(qū)已波及16個(gè)地州的107個(gè)縣(市)區(qū)。中國(guó)已經(jīng)到了艾滋病防治的關(guān)鍵期。中國(guó)現(xiàn)在要做的除了增加用于防治工作與研究的資金投入外，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)有關(guān)艾滋病防治知識(shí)的宣傳與教育，以求到二００二年使艾滋病防治知識(shí)的知曉率在城市達(dá)到百分之七十以上，在農(nóng)村達(dá)到百分之四十，在流動(dòng)人口等高危人群中達(dá)到百分之八十。

據(jù)介紹，中國(guó)政府在其制定的一九九八年到二０一０年控制艾滋病中長(zhǎng)期防治規(guī)劃中表示，到二００二年時(shí)中國(guó)要阻斷HIV通過(guò)采供血途徑的傳播，遏制HIV感染在吸毒者中的蔓延勢(shì)頭；到二０一０年實(shí)現(xiàn)HIV感染者控制在一百五十萬(wàn)人以內(nèi)。第四節(jié)非典（冠狀病毒）（簡(jiǎn)介）2003年3月，兩個(gè)研究團(tuán)隊(duì)先後找出SARS的可能致病原，並於4月10日發(fā)表在《新英格蘭醫(yī)學(xué)期刊》網(wǎng)路版。兩篇論文均指出，一種突變的新種冠狀病毒（coronavirus）應(yīng)為引發(fā)SARS的元兇。冠狀病毒是一群具有套膜的RNA病毒，其正性單股RNA約由27000~30000多個(gè)鹼基組成，為已知最大的RNA病毒。過(guò)去將冠狀病毒分為三大類，其中兩類感染哺乳動(dòng)物，另一類只感染鳥(niǎo)類，基本上這類病毒的宿主相當(dāng)專一，主要引發(fā)呼吸道與腸道感染，然而此次引發(fā)SARS的冠狀病毒似乎沒(méi)有這麼容易對(duì)付，因此盡速確定其基因特性乃當(dāng)務(wù)之急。SARS冠狀病毒在種屬分類上屬于“ssRNApositive-strandviruses”家系的“Nidovirales”族中的“Coronaviridae”系。它是冠狀病毒家族中新出現(xiàn)的一個(gè)子類（Figure1）。全長(zhǎng)29,736bp，已知有11個(gè)編碼序列（cds），而其中的一個(gè)cds（putativeorf1abpolyprotein）與鼠類的肝炎病毒（murinehepatitisvirus）結(jié)構(gòu)類似，依據(jù)鼠類的肝炎病毒的結(jié)構(gòu)模式，推斷出該段cds應(yīng)該編碼了14個(gè)蛋白質(zhì)（Figure2，Table1）。為了及時(shí)準(zhǔn)確地在動(dòng)植物及產(chǎn)品、食品中檢測(cè)非典病毒，北京出入境檢驗(yàn)檢疫局、本元正陽(yáng)基因技術(shù)股份公司和國(guó)家質(zhì)檢總局動(dòng)植物檢疫實(shí)驗(yàn)所三家單位聯(lián)合成立課題組，在國(guó)家質(zhì)檢總局的領(lǐng)導(dǎo)和科技部有關(guān)部門(mén)大力支持下，研究人員日夜奮戰(zhàn)，研制出冠狀病毒全基因組生物芯片，并開(kāi)發(fā)出一整套檢測(cè)系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)率先建立起“ＳＡＲＳ冠狀病毒全基因組芯片”檢測(cè)方法。

“ＳＡＲＳ冠狀病毒全基因組芯片”覆蓋了非典冠狀病毒基因組的全部序列，能夠在檢測(cè)非典冠狀病毒的同時(shí)全面監(jiān)測(cè)病毒全基因組變化，能靈敏和準(zhǔn)確地檢出非典病毒。更為重要的是，這種非典病毒全基因組芯片在檢測(cè)非典病毒的同時(shí)可給出非典病毒基因組更詳細(xì)的信息。專家認(rèn)為，這項(xiàng)科研成果可以廣泛應(yīng)用于檢驗(yàn)檢疫領(lǐng)域，并在非典病毒的基因變異篩查、環(huán)境檢測(cè)以及尋找非典冠狀病毒來(lái)源等方面，提供進(jìn)一步的技術(shù)支持?？茖W(xué)家從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，SARS病毒顆粒周圍環(huán)繞著像日冕一樣的圓環(huán)，圓環(huán)之上和外殼表面分布著大大小小的蛋白。但是對(duì)感染患病起重要作用的可能是6種關(guān)鍵蛋白：E蛋白、S蛋白、M蛋白、N蛋白、多聚酶和（3CL）蛋白水解酶。據(jù)研究介紹：E蛋白是小的包膜相關(guān)蛋白，在冠狀病毒的自我組裝過(guò)程中起至關(guān)重要的作用；N蛋白是冠狀病毒中一種重要的結(jié)構(gòu)蛋白、含有其它冠狀病毒N蛋白中不存在核轉(zhuǎn)移的信號(hào)序列，研究推測(cè)SARS病毒在侵入宿主細(xì)胞以后是通過(guò)這個(gè)核轉(zhuǎn)移信號(hào)序列進(jìn)入到細(xì)胞核中，并與宿主DNA整合發(fā)揮其生物學(xué)作用；（3CL)蛋白水解酶與SARS病毒的復(fù)制密切相關(guān)，是抗SARS病毒藥物篩選的理想靶點(diǎn)。第五節(jié)基因診斷基因診斷的對(duì)象1、病原生物的侵入:直接檢測(cè)病原生物的遺傳物質(zhì)可以大大提高診斷的敏感性。而肝在無(wú)法得到商業(yè)化抗體時(shí)，基因診斷就成為檢測(cè)病原微生物感染，尤其是病毒感染的唯一手段。診斷的特異性也大為提高。2、先天遺傳性疾患：已有多種傳統(tǒng)的遺傳性疾患的發(fā)病原因被確定為特定基因的突變。用基因診斷的方法檢測(cè)這些位點(diǎn)的改變，不僅對(duì)臨床診斷，而且對(duì)疾病的病因和發(fā)病機(jī)理的研究都具有重要的意義3、后天基因突變引起的疾病：這方面最典型的例子就是腫瘤。4、其它：如DNA指紋、個(gè)體識(shí)別，親子關(guān)系識(shí)別，法醫(yī)物證等?；蛟\斷的方法從理論上說(shuō)所有檢測(cè)基因水平或結(jié)構(gòu)的方法都應(yīng)可用于基因診斷。1、核酸雜交：酸雜交是從核酸分子混合液中檢測(cè)特定大小的核酸分子的傳統(tǒng)方法。其原理是核酸變性和復(fù)性理論。即雙鏈的核酸分子在某些理化因素作用下雙鏈解開(kāi)，而在條件恢復(fù)后又可依堿基配對(duì)規(guī)律形成雙邊結(jié)構(gòu)。雜交通常在一支持膜上進(jìn)行，因此又稱為核酸印跡雜交。根據(jù)檢測(cè)樣品的不同又被分為DNA印跡交和RNA印跡雜交。其基本過(guò)程包括下列幾個(gè)步驟。（1）制備樣品：首先需要從待檢測(cè)組織樣品提取DNA或RNA。DNA應(yīng)先用限制性內(nèi)切酶消化以產(chǎn)生特定長(zhǎng)度的片段，然后通過(guò)凝膠電泳將消化產(chǎn)物按分子大小進(jìn)行分離。一般來(lái)說(shuō)DNA分子有其獨(dú)特的限制性內(nèi)切酶圖譜，所以經(jīng)酶切消化和電泳分離后可在凝膠上形成特定的區(qū)帶。再將含有DNA片段的凝膠進(jìn)行變性處理后，直接轉(zhuǎn)印到支持膜上并使其牢固結(jié)合。這樣等檢測(cè)片段在凝膠上的位置就直接反映在了轉(zhuǎn)印在膜上。RNA樣品則可直接在變性條件下電泳分離，然后轉(zhuǎn)印并交聯(lián)固定。（2）制備探針：探針是指一段能和待檢測(cè)核酸分子依堿基配對(duì)原則而結(jié)合的核酸片段。它可以是一段DNA、RNA或合成的寡核苷酸。在核酸雜交實(shí)驗(yàn)中，探針需要被標(biāo)記上可直接檢測(cè)的元素或分子。這樣，通過(guò)檢疫與恩印膜上的核酸分子結(jié)合上的探針?lè)肿樱瓤芍辣粰z測(cè)的核酸片段在膜上的位置，也就是在電泳凝膠上的位置，也就知道了它的分子大小。（3）雜交：首先要進(jìn)行預(yù)雜交，即用非特異的核酸溶液封閉膜上的非特異性結(jié)合位點(diǎn)。由于轉(zhuǎn)印在膜上的核酸分子已經(jīng)是變性的分子，所以雜交過(guò)程中只需變性標(biāo)記好的探針，再讓探針與膜在特定的溫度下反應(yīng)，然后洗去未結(jié)合的探針?lè)肿蛹纯?。?）檢測(cè)：檢測(cè)的方法依標(biāo)記探針的方法而異。用放射性同位素標(biāo)記的探針需要用放射自顯影來(lái)檢測(cè)其在膜上的位置；而如果是用生物素等非同位素方法標(biāo)記的探針則需要用相應(yīng)的免疫組織化學(xué)的方法進(jìn)行檢測(cè)。2、聚合酶鏈反應(yīng)用聚合酶鏈反應(yīng)來(lái)擴(kuò)增靶分子以特異性地增加靶分子量，達(dá)到提高敏感性的目的。聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）的反應(yīng)本身是在同一試管內(nèi)利用DNA聚合酶催化的反應(yīng)反復(fù)進(jìn)行同一段DNA片段的合成（圖23-1）。聚合酶反應(yīng)的模板是待檢測(cè)核酸分子：DNA可直接用于反應(yīng)，而RNA則需要用反轉(zhuǎn)錄酶反轉(zhuǎn)錄成為cDNA，然后用作聚合酶反應(yīng)的模板。反應(yīng)的引物有兩條，分別位于待擴(kuò)增DNA片段的兩端，可啟動(dòng)相對(duì)方向的DNA合成。這樣從一個(gè)模板分子起始的話，經(jīng)過(guò)n次聚合酶反應(yīng)后就可以合成2n個(gè)模板分子。假如進(jìn)行了30輪反應(yīng)，則可從一個(gè)待檢分子合成出230，即約109個(gè)待檢分子。對(duì)于一段500堿基對(duì)的DNA片段來(lái)說(shuō)，這大約等于1ng的DNA。所以從很小時(shí)的樣品即有可能擴(kuò)增出電泳后肉眼可見(jiàn)的產(chǎn)物。最初的聚合酶鏈反應(yīng)是用DNA聚合酶I的Klenow片段或T4DNA聚合酶催化的。但是由于每輪反應(yīng)都需要三個(gè)溫度點(diǎn)，尤其是模板變性需在較高的溫度下進(jìn)行，所以最初的PCR需要在每輪反應(yīng)中加入DNA聚合酶。這個(gè)問(wèn)題在發(fā)現(xiàn)了耐熱DNA聚合酶（TaqDNA聚合酶）后才得以完滿的解決。TaqDNA聚合酶分離自水棲高溫菌，其最適反應(yīng)溫度為75-80攝氏度，且經(jīng)90攝氏度以上的加溫后仍可在溫度恢復(fù)后復(fù)性。所以這種酶特別適合于在不同溫度點(diǎn)進(jìn)行循環(huán)加溫與降溫而不喪失酶的活性。因此被廣泛應(yīng)用于各種PCR。以愛(ài)滋病的臨床檢測(cè)為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明一下PCR在病毒感染的基因診斷中的應(yīng)用。組織中總RNA的提取

↓利用反轉(zhuǎn)錄酶合成cDNA↓PCR反應(yīng)：反應(yīng)液組織：反應(yīng)緩沖液模板（上述合成的cDNA）

底物（dATP,dGTP,dCTP,dTTP）

引物（愛(ài)滋病病毒特異性引物）

TaqDNA聚合酶50μl循環(huán)：95℃，30sec（變性）↓55℃，1min（退火）30循環(huán)↓72℃，1min（聚合）檢測(cè)：電泳或核酸雜交第六節(jié)基因治療序：許多疾病如遺傳性疾病、腫瘤等與人體的基因異常有密切的因果關(guān)系。早在DNA重組技術(shù)之前就有人提出將正常基因順序?qū)氩∪梭w內(nèi)進(jìn)行基因水平治療的設(shè)想。EdwardTatum和JoshuaLederberg在60年低曾提出可利用病毒作為基因轉(zhuǎn)移的載體。但直到1990年才成功地實(shí)現(xiàn)了用基因治療手段嘗試治療腺苷酸脫氨酶缺乏癥（adenosinedeaminasedeficiency）。到目前為止，已報(bào)道的基因治療方案已超過(guò)百種。有300多病人接受了這種新的治療方式?；蛑委煹膶?duì)象不再局限于遺傳病，而被擴(kuò)展到腫瘤和傳染病等多種疾病。其發(fā)展相當(dāng)迅速，前景十分看好，我國(guó)學(xué)者也在用基因治療方式治療血友病方面做了一定工作。目前已積累了一定的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，有了一些可遵循的操作程序及可供選擇的治療方式。但這種新的治療方式仍有許多環(huán)節(jié)需要不斷改進(jìn)和提高。（一）基因治療的概念和策略基因治療(genetherapy)就是用正?；蛞吧?wildtype)基因矯正或置換致病基因的一種治療方法。在這種治療方法中，目的基因被導(dǎo)入到靶細(xì)胞（targetcells）內(nèi)，他們或與宿主細(xì)胞（hostcell）染色體整合成為宿主遺傳物質(zhì)的一部分，或不與染色體整合而位于染色體外，但都能在細(xì)胞中得到表達(dá)，起到治療疾病的作用。目前基因治療的概念了較大的擴(kuò)展，凡是采用分子生物學(xué)的方法和原理，在核酸水平上開(kāi)展的疾病治療方法都可稱為基因治療。隨著對(duì)疾病本質(zhì)的深入了解和新的分子生物學(xué)方法的不斷涌現(xiàn)，基因治療方法有了較大的發(fā)展。根據(jù)所采用的方法不同，基因治療的策略大致可分為以下幾種：基因置換（genereplacement）：基因置換就是用正常的基因原位替換病變細(xì)胞內(nèi)的致病基因，使細(xì)胞內(nèi)的DNA完全恢復(fù)正常狀態(tài)。這種治療方法最為理想，但目前由于技術(shù)原因尚難達(dá)到。基因修復(fù)（genecorrection）：基因修復(fù)是指將致病基因的突變堿基序列糾正，而正常部分予以保留。這種基因治療方式最后也能使致病基因得到完全恢復(fù)，操作上要求高，實(shí)踐中有一定難度?；蛐揎棧╣eneaugmentation）又稱基因增補(bǔ)，將目的基因?qū)氩∽兗?xì)胞或其它細(xì)胞，目的基因的表達(dá)產(chǎn)物能修飾缺陷細(xì)胞的功能或使原有的某些功能得以加強(qiáng)。在這種治療方法中，缺陷基因仍然存在于細(xì)胞內(nèi)，目前基因治療多采用這種方式。如將組織型纖溶酶原激活劑的基因?qū)胙軆?nèi)皮細(xì)胞并得以表達(dá)后，防止經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈成形術(shù)誘發(fā)的血檢形成?；蚴Щ睿╣eneinactivation）：利用反義技術(shù)能特異地封閉基因表達(dá)特性，抑制一些有害基因的表達(dá)，已達(dá)到治療疾病的目的。如利用反義RNA、核酶或肽核酸等抑制一些癌基因的表達(dá)，抑制腫瘤細(xì)胞的增殖，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的分化。用此技術(shù)還可封閉腫瘤細(xì)胞的耐藥基因的表達(dá)，增加化療效果。免疫調(diào)節(jié)（immuneadjustment）：將抗體、抗原或細(xì)胞因子的基因?qū)爰踩梭w內(nèi)，改變病人免疫狀態(tài)，達(dá)到預(yù)防和治療疾病的目的。如將白細(xì)胞介素-2導(dǎo)入腫瘤病人體內(nèi)，提高病人IL-2的水平，激活體內(nèi)免疫系統(tǒng)的抗腫瘤活性，達(dá)到防治腫瘤復(fù)發(fā)的目的。其它：增加腫瘤細(xì)胞對(duì)放療或化療的敏感性：采用給予前體藥物的方法減少化療藥物對(duì)正常細(xì)胞的損用力。如向腫瘤細(xì)胞中導(dǎo)入單純皰疹病毒胸苷激酶基因，然后給予病人無(wú)毒性GCV藥物，由于只有含HSV-TK基因的細(xì)胞才能將CGV轉(zhuǎn)化成有毒的藥物。因而腫瘤細(xì)胞被殺死，而對(duì)正常細(xì)胞無(wú)影響。一些常見(jiàn)疾病的治療策略：--隱性遺傳病--用正?；蛑脫Q致病基因而達(dá)到完全校正--導(dǎo)入正?；蛐蛄幸赃_(dá)到暫時(shí)性校正--顯性遺傳病--用正常基因置換致病基因而達(dá)到完全校正--使有害基因失活而達(dá)到暫時(shí)性校正--在某些情