分子病毒學(xué)第八章病毒感染病理與防治

分子病毒學(xué)第八章病毒感染病理與防治病毒感染對細胞造成的損傷病毒的致細胞病變效應(yīng)（cytopathiceffect,CPE)-----造成細胞變圓，脫落，融合，裂解等可見現(xiàn)象殺細胞效應(yīng)-----病毒感染對細胞直接的殺傷作用，影響細胞基本代謝：抑制宿主大分子合成細胞膜功能障礙影響溶酶體及細胞器的功能

非殺細胞效應(yīng)-----病毒感染對細胞不引起明顯病變，但導(dǎo)致細胞發(fā)生轉(zhuǎn)化（transformation)-------誘導(dǎo)癌癥

免疫病理損傷(immunopathogy)-------------免疫系統(tǒng)失衡（過敏反應(yīng)等）細胞病變，細胞壞死，細胞凋亡1.病毒感染與細胞凋亡細胞凋亡（Apoptosis）不同于壞死的一種細胞死亡形式。細胞凋亡是一個主動過程，它涉及一系列基因的激活、表達以及調(diào)控等的作用，是細胞為更好地適應(yīng)生存環(huán)境而主動爭取的一種死亡過程。細胞凋亡時，細胞核發(fā)生染色質(zhì)凝集斷裂成特征性條帶，晚期時核碎裂成多塊，細胞膜包著核碎塊出芽而形成凋亡小體，產(chǎn)生凋亡小體是細胞發(fā)生凋亡的主要形態(tài)學(xué)特征，被吞噬細胞吞噬。病毒感染細胞，細胞可以通過進行細胞凋亡，在病毒復(fù)制前死亡，讓病毒不能復(fù)制；有的病毒則可以抑制細胞的凋亡，利于自身的復(fù)制；而有的病毒在復(fù)制后期可以誘導(dǎo)細胞凋亡，來有利于病毒顆粒的釋放；細胞壞死：由于環(huán)境壓力或病原體感染導(dǎo)致細胞自然死亡，具有非特異性（胞膜內(nèi)膜開裂，細胞腫脹，核酸隨機斷裂等），內(nèi)含物釋放，引起炎癥等病毒誘導(dǎo)細胞凋亡不加病毒加病毒凋亡小體的觀察壞死凋亡細胞核染色熒光激發(fā)自然光下自然光下細胞核染色熒光激發(fā)細胞膜線粒體介導(dǎo)的凋亡途徑受體介導(dǎo)的凋亡途徑Caspase:天冬氨酸蛋白酶Caspase8Caspase9Caspase3Caspase6Caspase?Caspase7凋亡發(fā)生細胞凋亡機制1環(huán)境誘導(dǎo)細胞途徑1：細胞膜受體感應(yīng)外界信號；胞內(nèi)傳遞信號，激活啟動凋亡蛋白酶（caspase8)，后者激活（caspase3）caspase3激活效應(yīng)蛋白caspase6等，發(fā)生凋亡途徑2：胞內(nèi)凋亡信號傳遞給線粒體，線粒體釋放細胞色素C細胞色素C通過形成復(fù)合體，激活caspas9，再接連caspase3被激活，后面同途徑1細胞膜線粒體介導(dǎo)的凋亡途徑受體介導(dǎo)的凋亡途徑Caspase:天冬氨酸蛋白酶Caspase8Caspase9Caspase3Caspase6Caspase?Caspase7凋亡發(fā)生P53Bcl-2P53，Bcl-2家族是凋亡調(diào)控蛋白病毒感染對細胞凋亡的影響+/-+/---+/-1病毒編碼的蛋白可以干擾膜受體信號傳導(dǎo)過程腺病毒-E3蛋白----加速凋亡受體Fas的降解內(nèi)吞，痘病毒-CrmB---與凋亡受體競爭凋亡配體軟疣病毒-MC159—干擾結(jié)合凋亡信號遞因子2病毒編碼的蛋白可以抑制caspase的活性昆蟲桿狀病毒-P53------caspase酶抑制劑3病毒編碼的蛋白作為凋亡調(diào)控蛋白Bcl-2類似物，與相關(guān)蛋白結(jié)合（EB病毒-BALF1）病毒編碼的蛋白結(jié)合凋亡調(diào)控蛋白P53控制P53的活性腺病毒-EIB55k-5病毒編碼的蛋白抑制線粒體膜通透性痘病毒-CrmA---定位到線粒體上有的病毒則可以抑制細胞的凋亡1病毒編碼的蛋白作為細胞因子誘導(dǎo)細胞凋亡

HIV病毒-Tat蛋白—分泌到胞外，誘導(dǎo)未感染的淋巴細胞的凋亡2病毒編碼的蛋白上調(diào)凋亡膜受體信號的表達

HIV病毒-Tat蛋白----上調(diào)凋亡受體FasL的表達

EB病毒------上調(diào)凋亡受體FasL的表達

3.病毒編碼的蛋白可以上調(diào)凋亡調(diào)控蛋白P53的表達

SV40-大T抗原，腺病毒E1A有的病毒則可以促進細胞的凋亡2.病毒感染與腫瘤形成機體內(nèi)正常細胞生長分裂是受到控制的，不可能無限制分裂，在體外平面上貼壁生長時，呈現(xiàn)接觸性抑制（受到臨近細胞信號，呈單層生長后，停止分裂）機體內(nèi)腫瘤細胞生長分裂是無限制分裂；在體外平面上貼壁生長時，失去接觸性抑制，呈多層，球狀。惡性腫瘤=癌癥特點：1.無限增殖Immortalization

Uncontrolledgrowth2.轉(zhuǎn)移metastasis3.侵襲

Invasion15%腫瘤由病毒誘導(dǎo)結(jié)腸癌Hela細胞HenriettaLacks，1951年死于宮頸癌其細胞被GeorgeOttoGey

進行培養(yǎng)，成為目前使用最多的細胞系癌癥檢驗點外因通過內(nèi)因而起作用腫瘤是內(nèi)外因互作的結(jié)果GenemutationDNAdamageCelldivisioncheckpointdamageescapeimmunesurveillance內(nèi)因:

外因:

1）誘癌物質(zhì)：煙煤，工業(yè)合成物，苯，有機毒氣吸煙,石棉材料,nickel,殺蟲劑,染料，環(huán)境污染物2）輻射

(紫外，放射性&X-ray)3）生物:virus（15%癌癥由病毒誘導(dǎo)）腫瘤抑制癌癥發(fā)生的基因----抑癌基因

Tumorsuppressorgenes誘導(dǎo)癌癥發(fā)生的基因----誘癌基因（Oncogene）五大誘癌病毒：Epstein-BarrVirus（鼻咽癌），HepatitisCVirus（肝癌），HumanT-lymphotropicvirustype1（人T細胞白血病），HepatitisBVirus（肝癌），HumanPapillomavirus（宮頸癌，皮膚癌）HenriettaLacks，1951年死于宮頸癌2）抗病毒化療（不屬于免疫反應(yīng)和免疫治療的范圍）轉(zhuǎn)錄因子(jun,fos,myc,myb,ets,rel)EB病毒------上調(diào)凋亡受體FasL的表達腫瘤是內(nèi)外因互作的結(jié)果五大誘癌病毒：Epstein-BarrVirus（鼻咽癌），HepatitisCVirus（肝癌），HumanT-lymphotropicvirustype1（人T細胞白血病），HepatitisBVirus（肝癌），HumanPapillomavirus（宮頸癌，皮膚癌）途徑1：細胞膜受體感應(yīng)外界信號；病毒基因組插入到原癌基因的前面，作為高效啟動子，導(dǎo)致原癌基因高效表達或激活。HIV病毒-Tat蛋白—分泌到胞外，誘導(dǎo)未感染的淋巴細胞的凋亡細胞膜上的受體成分(erbB,fms,kit)不同于壞死的一種細胞死亡形式。導(dǎo)致細胞發(fā)生轉(zhuǎn)化（transformation)-------誘導(dǎo)癌癥4結(jié)合病毒生命周期，考慮如何進行抗病毒感染和藥物研發(fā)？病毒癌基因不完全等于細胞的癌基因factors,proto-oncogenes抑癌基因

Rb蛋白-------成視網(wǎng)膜母細胞瘤蛋白，一種抑癌蛋白，參與細胞周期調(diào)控，正常功能受到磷酸化調(diào)控正控制細胞生長和分裂，活性降低或表達量降低導(dǎo)致腫瘤發(fā)生P53----轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，阻止細胞分裂的進行，引起由細胞DNA損傷導(dǎo)致的凋亡，多數(shù)癌癥中此基因都發(fā)生變異，被稱為“基因組衛(wèi)士”，具有穩(wěn)定細胞基因組的功能。當(dāng)細胞基因組受到損傷時，p53可使細胞分裂暫停，直到損傷被修復(fù)，若損傷不能修復(fù)則p53啟動細胞自殺程序；細胞內(nèi)有外源DNA合成(如病毒DNA復(fù)制)時，p53也會啟動細胞自殺程序。誘癌基因

負調(diào)控細胞生長和分裂，活性提高或表達量提高導(dǎo)致腫瘤發(fā)生生長因子受體------fms,erB,等信號傳導(dǎo)因子----src等轉(zhuǎn)錄因子-----myc等抑制生長促進生長Outline:正常細胞的生長是兩類基因產(chǎn)物作用平衡的結(jié)果抑癌基因的產(chǎn)物誘癌基因的產(chǎn)物過量表達或活性提高，細胞停止生長過量表達或活性提高，細胞腫瘤化有些DNA病毒抑制抑癌基因產(chǎn)物的活性來致癌Outline:病毒蛋白結(jié)合在抑制癌基因產(chǎn)物，抑制后者活性1病毒蛋白通過與Rb和P53等生長抑制因子相互作用，導(dǎo)致后者失去活性，從而誘導(dǎo)細胞增殖有些DNA病毒抑制抑癌基因的活性來致癌另外，有些病毒編碼一些細胞內(nèi)類似產(chǎn)物而激活信號傳導(dǎo)途徑從而增強細胞增殖癌基因-------這類基因的蛋白產(chǎn)物具有能轉(zhuǎn)化一個正常細胞變?yōu)槟[瘤細胞的能力抑制癌癥發(fā)生的基因----抑癌基因RTase抑制劑（核苷類似物）2病毒編碼的蛋白上調(diào)凋亡膜受體信號的表達不同于壞死的一種細胞死亡形式。負調(diào)控細胞生長和分裂，活性提高或表達量提高導(dǎo)致腫瘤發(fā)生細胞色素C通過形成復(fù)合體，激活caspas9，再接連caspase3被激活，后面同途徑1HenriettaLacks，1951年死于宮頸癌escapeimmunesurveillance癌基因-------這類基因的蛋白產(chǎn)物具有能轉(zhuǎn)化一個正常細胞變?yōu)槟[瘤細胞的能力上調(diào)一些癌基因的表達----與細胞轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，加強這些轉(zhuǎn)錄因子與癌基因啟動子的結(jié)合，病毒感染對細胞造成的損傷factors,proto-oncogenes抑制病毒識別受體進入細胞----------（CD4+和CCR5）受體抑制劑DNA病毒誘導(dǎo)腫瘤的機制正常細胞內(nèi)細胞感染病毒EB病毒------上調(diào)凋亡受體FasL的表達HenriettaLacks，1951年死于宮頸癌腺病毒-EIB55k-抑制癌癥發(fā)生的基因----抑癌基因轉(zhuǎn)錄因子(jun,fos,myc,myb,ets,rel)Uncontrolledgrowth5什么是癌基因，什么是抑癌基因？病毒癌基因和細胞的癌基因完全相同嗎？RTase抑制劑（核苷類似物）Step3:原病毒基因組DNA整合到宿主染色體抑制病毒組裝釋放----------------細胞膜上的受體成分(erbB,fms,kit)+非核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑Step3:原病毒基因組DNA整合到宿主染色體2）輻射(紫外，放射性&X-ray)HIV病毒-Tat蛋白—分泌到胞外，誘導(dǎo)未感染的淋巴細胞的凋亡Outline:有些RNA病毒主要是提高誘癌基因產(chǎn)物的活性來致癌誘癌基因=癌基因

Oncogene癌基因-------這類基因的蛋白產(chǎn)物具有能轉(zhuǎn)化一個正常細胞變?yōu)槟[瘤細胞的能力在許多病毒基因組上可以攜帶這種基因，稱之為病毒癌基因（viraloncogene(v-onc)宿主細胞內(nèi)基因組上也有這類基因，稱之為原癌基因（CellularProto-oncogenec-onc）。但細胞內(nèi)的癌基因，只是在發(fā)生突變后或基因發(fā)生一些改變后才能誘導(dǎo)癌癥發(fā)生；病毒的癌基因與細胞的癌基因不完全相同。病毒癌基因不完全等于細胞的癌基因胞外信號分子或生長因子(receptor‘sligands)(sis)細胞膜上的受體成分(erbB,fms,kit)級聯(lián)信號傳導(dǎo)因子(kinases:src,abl,fgr,yes;mosraf)轉(zhuǎn)錄因子(jun,fos,myc,myb,ets,rel)癌基因編碼產(chǎn)物多是細胞信號傳導(dǎo)因子反轉(zhuǎn)錄病毒誘導(dǎo)腫瘤的三種機制轉(zhuǎn)導(dǎo)機制：有的病毒在宿主細胞中復(fù)制時從宿主基因組上獲得一段原癌基因，并將之進行修飾，在新一輪的感染中，將這段修飾過的基因帶入新的宿主中，導(dǎo)致宿主增殖2)順式插入激活機制:

病毒基因組插入到原癌基因的前面，作為高效啟動子，導(dǎo)致原癌基因高效表達或激活。3)反式調(diào)控機制：病毒編碼的蛋白產(chǎn)物調(diào)控細胞的癌基因的高效表達。c-ONC修飾過的癌基因的表達導(dǎo)致宿主腫瘤化第一輪感染宿主基因組A：轉(zhuǎn)導(dǎo)機制第二輪感染病毒基因組宿主基因組病毒復(fù)制獲得c-onc,并進行修飾新病毒基因組逆轉(zhuǎn)錄病毒誘導(dǎo)腫瘤

1966年發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)腫瘤的病毒而獲得NobelPrizeGAG:internalproteins衣殼蛋白ENV:Envelopeglycoproteins包膜蛋白POL:EnzymesReversetranscriptaseRTaseIntegrase整合酶Protease蛋白酶－－雞肉瘤病毒反轉(zhuǎn)錄病毒生活周期：受體識別結(jié)合侵入細胞，脫殼反轉(zhuǎn)錄整合基因表達組裝，釋放，成熟病毒癌基因B:順式插入激活機制

virusExon1 Exon2Exon3宿主細胞基因組病毒基因組插入到細胞原癌基因的某個外顯子上游，作為啟動子或增強子，導(dǎo)致下游基因高效表達Exon1Exon2Exon3細胞原癌基因病毒感染細胞細胞轉(zhuǎn)化成腫瘤細胞高效表達癌基因產(chǎn)物C）反式調(diào)控機制病毒編碼的蛋白產(chǎn)物調(diào)控細胞的癌基因的高效表達。HTLV-1基因組上沒有攜帶癌基因，也不會通過順式激活作用，而是通過編碼一個非結(jié)構(gòu)的病毒調(diào)控蛋白（Tax）來對細胞的癌基因的表達起調(diào)控作用。Tax對病毒復(fù)制是必須蛋白：與LTR結(jié)合，調(diào)控病毒基因的轉(zhuǎn)錄。LTRLTRgagpolenvtaxrevpro非殺細胞效應(yīng)-----病毒感染對細胞不引起明顯病變，但途徑1：細胞膜受體感應(yīng)外界信號；抑制病毒蛋白產(chǎn)物的形成-------蛋白酶抑制劑有的病毒則可以抑制細胞的凋亡細胞凋亡時，細胞核發(fā)生染色質(zhì)凝集斷裂成特征性條帶，晚期時核碎裂成多塊，細胞膜包著核碎塊出芽而形成凋亡小體，產(chǎn)生凋亡小體是細胞發(fā)生凋亡的主要形態(tài)學(xué)特征，被吞噬細胞吞噬。受體識別結(jié)合侵入細胞，脫殼4結(jié)合病毒生命周期，考慮如何進行抗病毒感染和藥物研發(fā)？HIV病毒-Tat蛋白—分泌到胞外，誘導(dǎo)未感染的淋巴細胞的凋亡誘癌基因=癌基因

Oncogene細胞色素C通過形成復(fù)合體，激活caspas9，再接連caspase3被激活，后面同途徑1HenriettaLacks，1951年死于宮頸癌factors,proto-oncogenes而有的病毒在復(fù)制后期可以誘導(dǎo)細胞凋亡，來有利于病毒顆粒的釋放；Rb蛋白-------成視網(wǎng)膜母細胞瘤蛋白，一種抑癌蛋白，參與細胞周期調(diào)控，正常功能受到磷酸化調(diào)控病原細菌感染可用抗生素（注意抗生素對病毒沒有效果）反轉(zhuǎn)錄病毒中Tax在致癌過程中的作用

Tax↑Transcriptionfactors,proto-oncogenes↓DNArepairApoptosis↓p53CBP/p300p18INK4c↑CellcycleprogressionHTLV-13.抑制DNA的修復(fù)----抑制DNA聚合酶b的活性，導(dǎo)致細胞染色體異常4.抑制抑癌基因產(chǎn)物的活性----與p53結(jié)合，或與Rb蛋白活性的磷酸化酶結(jié)合5.干擾細胞分裂----與MAD1(mitoticarrest-defectiveprotein),

干擾有絲細胞分裂進程。1.上調(diào)一些癌基因的表達----與細胞轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，加強這些轉(zhuǎn)錄因子與癌基因啟動子的結(jié)合，2.導(dǎo)致細胞因子NF-κB復(fù)合物解離-----復(fù)合物參與一系列基因表達的調(diào)控,與免疫反應(yīng)、應(yīng)激反應(yīng)、炎癥的發(fā)生及細胞凋亡有關(guān)inactivateDNAvirusRNAvirusOutline:總結(jié)抗病毒治療1）抗病毒免疫治療：對已經(jīng)被感染的機體，提供：抗病毒的細胞因子，免疫調(diào)節(jié)劑，抗體，干擾素，淋巴細胞等這些物質(zhì)都是在正常免疫細胞中會產(chǎn)生的物質(zhì)

2）抗病毒化療（不屬于免疫反應(yīng)和免疫治療的范圍）利用各種藥物具有特異性地對感染機體的病原微生物進行殺傷抑制擇的藥物必須是對病毒的毒性要比對細胞更大一些。干擾病毒基因組復(fù)制----最重要的靶標(biāo)----藥物選擇病原細菌感染可用抗生素（注意抗生素對病毒沒有效果）3）抗病毒基因治療：導(dǎo)入某些基因DNA在特定細胞內(nèi)穩(wěn)定表達，用于彌補突變基因的表達，或封閉某些異?；虻谋磉_，從而達到治療疾病的目的導(dǎo)入方法：利用病毒做載體（最常用）：1990年，治療孩子的腺苷脫氨酶缺陷引起的免疫缺陷病癥取得很好的結(jié)果。脂質(zhì)體包埋直接注射法

HIV病毒感染的控制與治療藥物研發(fā)------

特異性抗病毒藥物-------選擇靶標(biāo)（根據(jù)HIV的復(fù)制周期）抑制病毒識別受體進入細胞----------（CD4+和CCR5）受體抑制劑抑制病毒基因組復(fù)制的酶抑制劑-----核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑

+非核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑

抑制病毒蛋白產(chǎn)物的形成-------蛋白酶抑制劑抑制病毒組裝釋放----------------

（流感病毒神經(jīng)核酸酶抑制劑）

美國輝瑞公司研制的第一個CCR5抑制劑maraviroc于2021年8月通過認證,僅用于治療CCR5嗜性HIV感染。MOTIVATE1&2