医学微生物学课件19.HIV、狂犬病v

1970年年Temin等等发发现现一一种种RNA病病毒毒具具有有特特殊殊的的RNA聚聚合合酶酶（逆逆转转录录酶酶），该该酶酶能能以以RNA为为模模板板，根根据据碱碱基基互互补补原原则则，合合成成cDNA。这这一一发发现现改改变变了了传传统统的的分分子子生生物物学学关关于于DNA RNA 蛋蛋白白质质的的概概念。念。1975年因此获年因此获Nobel Prize。逆转录病毒是一组逆转录病毒是一组含有逆转录酶的含有逆转录酶的RNA病毒。病毒。逆转录病毒（逆转录病毒（Retrovirus）逆转录病毒的特性逆转录病毒的特性具有包膜，圆球状。具有包膜，圆球状。基因组是正链基因组是正链RNA在病毒颗粒中有逆转录酶在病毒颗粒中有逆转录酶能整合于宿主细胞的染色体能整合于宿主细胞的染色体Human Immunodeficiency Virus，HIV人类免疫缺陷人类免疫缺陷病毒病毒 获得性免疫缺陷综合征（获得性免疫缺陷综合征（acquired immunodeficiency syndrome，AIDS）即艾滋病，）即艾滋病，是由人类免疫缺陷病毒（是由人类免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）感染引起的以免疫缺陷，特别是细胞）感染引起的以免疫缺陷，特别是细胞免疫缺陷、机会感染、恶性肿瘤及中枢神经系统退免疫缺陷、机会感染、恶性肿瘤及中枢神经系统退行性病变为特征的临床综合征。行性病变为特征的临床综合征。1981年年6月，美国亚特兰大市疾控中心在月，美国亚特兰大市疾控中心在发发病率与死亡率周刊病率与死亡率周刊上简要介绍了他们发现的上简要介绍了他们发现的5例例艾滋病病人的病史，这是世界上有关艾滋病的首次艾滋病病人的病史，这是世界上有关艾滋病的首次正式记载。正式记载。1982年年美国疾控中心将此病命名为获得美国疾控中心将此病命名为获得性免疫缺陷综合征（性免疫缺陷综合征（AIDS），即艾滋病。），即艾滋病。1983年，年，法国巴斯德研究所从一名同性恋艾滋病患者的淋巴法国巴斯德研究所从一名同性恋艾滋病患者的淋巴结分离出新病毒，并证实这种病毒是引起艾滋病的结分离出新病毒，并证实这种病毒是引起艾滋病的病原体。病原体。1986年，年，国际病毒分类委员会将此病毒命国际病毒分类委员会将此病毒命名为人类免疫缺陷病毒，即名为人类免疫缺陷病毒，即HIV。1985年年6月，一名美籍阿根廷男性游客因艾滋月，一名美籍阿根廷男性游客因艾滋病住院治疗无效，死于我国境内，这是出现在我国病住院治疗无效，死于我国境内，这是出现在我国的首例艾滋病。的首例艾滋病。截至截至2012年年10月，月，我国我国累计报告累计报告HIV感染者和感染者和病人约病人约49万人，估计存活的万人，估计存活的HIV感染者和病人约感染者和病人约38万人。万人。2011年新发感染者约年新发感染者约4.8万人，因艾滋病相关万人，因艾滋病相关死亡约死亡约2.8万人。万人。斯威士兰斯威士兰38.8%博茨瓦纳博茨瓦纳37.3%莱索托莱索托28.9%津巴布韦津巴布韦24.6%南非南非21.5%纳米比亚纳米比亚21.3%赞比亚赞比亚16.5%以上都是南部非洲国家，也是感染率最高的国家。以上都是南部非洲国家，也是感染率最高的国家。中国中国 0.1%2013年年 世界各国成年人世界各国成年人HIV感染率排名感染率排名一、生物学性状一、生物学性状 1.1.形态形态形态形态 球形球形球形球形 2.2.结构结构结构结构 由核衣壳和包膜组成由核衣壳和包膜组成由核衣壳和包膜组成由核衣壳和包膜组成（一）形态与结构（一）形态与结构 HIV的结构的结构 核核衣衣壳壳核心：核心：RNA（两条相同正链）（两条相同正链）逆转录酶、整合酶等。逆转录酶、整合酶等。包包 膜膜 gp120：表面糖蛋白，能与靶细胞表面糖蛋白，能与靶细胞膜表面膜表面CD4分子结合；高度易变。分子结合；高度易变。病病 毒毒 体体衣壳：衣壳：p24gp41：跨膜糖蛋白（融合蛋白），跨膜糖蛋白（融合蛋白），介导介导HIV的包膜与靶细胞膜融合。的包膜与靶细胞膜融合。镶嵌有镶嵌有V的的二种糖蛋白二种糖蛋白构成刺突构成刺突（二）（二）HIV基因组结构与功能：由两条相同正链基因组结构与功能：由两条相同正链RNA组成，两端是长末端重复序列（组成，两端是长末端重复序列（long terminal repeats,LTR），控制前病毒的表达。），控制前病毒的表达。LTR之间的序列主要包括：之间的序列主要包括：3个结构基因个结构基因gag、pol、env；6个调节基因个调节基因tat、rev、nef、vif、vpr和和 vpu。HIVHIV的结构基因与编码产物的结构基因与编码产物基因基因 编码产物编码产物 功能功能gag 核壳蛋白前体核壳蛋白前体 P24 核壳主要结构蛋白核壳主要结构蛋白 （53KD）P17 包膜内衬蛋白包膜内衬蛋白 P9 富含脯氨酸蛋白富含脯氨酸蛋白 P7 RNA结合蛋白结合蛋白pol 酶蛋白前体酶蛋白前体 P66 逆转录酶逆转录酶 P51 逆转录酶逆转录酶 P32 核酸内切酶核酸内切酶 env 包膜蛋白前体包膜蛋白前体 gp120 CD4结合蛋白结合蛋白 （gp160）gp41 介导介导V包膜与靶细胞膜融合包膜与靶细胞膜融合（三）（三）HIV的复制的复制1.HIV侵入靶细胞的机制侵入靶细胞的机制 CD4分子分子是是HIV形成感染的形成感染的第一受体。第一受体。因此，因此，HIV的靶细胞主要是的靶细胞主要是CD4+T细胞细胞以及表达少量以及表达少量CD4分分子的子的M/M、神经胶质细胞、神经胶质细胞等。等。趋化因子受体趋化因子受体是是HIV感染的感染的辅助受体，辅助受体，其中其中CXCR4是是Th细胞、细胞、CCR5是是M/M等的辅助受体。等的辅助受体。侵入步骤：侵入步骤：gp120与与CD4分子结合；分子结合；gp120与与CXCR4或或CCR5结合；结合；gp120构型改变，构型改变，暴露出暴露出被被gp120掩盖的融合蛋白掩盖的融合蛋白gp41；HIV包膜与包膜与Th或或M/M的细胞膜融合；的细胞膜融合；HIV核衣壳进入靶细胞。核衣壳进入靶细胞。2.HIV的复制过程的复制过程+ssRNA+ssRNA:-ssDNAssDNA:+ssDNA+ssRNA病毒基因组病毒基因组RNA病毒病毒mRNAHIV的的gp120与靶细胞膜的受体结与靶细胞膜的受体结合，合，HIV包膜与靶细胞膜融合。包膜与靶细胞膜融合。HIV核衣壳核衣壳进入靶细胞进入靶细胞脱壳脱壳病毒病毒mRNA翻译病毒蛋白翻译病毒蛋白病毒基因组病毒基因组RNA+病毒蛋白病毒蛋白装配装配芽生释放芽生释放潜伏潜伏整合整合前病毒前病毒中间体中间体LTRcDNA逆转录，缺乏校对逆转录，缺乏校对修正，容易变异。修正，容易变异。HIVHIV一旦侵入机体细胞，其基因就与细胞一旦侵入机体细胞，其基因就与细胞一旦侵入机体细胞，其基因就与细胞一旦侵入机体细胞，其基因就与细胞DNADNA整合在一起，终身难以消除。整合在一起，终身难以消除。整合在一起，终身难以消除。整合在一起，终身难以消除。（四）（四）HIV的型别与变异的型别与变异 根据根据HIVgp120的基因核苷酸序列，将的基因核苷酸序列，将HIV的的基因型分为基因型分为1、2两型，两型，HIV1是引起全球是引起全球AIDS流行的病原体；流行的病原体；HIV2主要局限于西部非洲。主要局限于西部非洲。再根据再根据env、gag等基因分组、亚型。等基因分组、亚型。M组：包括组：包括AJ 10个亚型个亚型 HIV-1 O组：包括组：包括O1O4四个亚型四个亚型HIV HIV-2：分为：分为AE五个亚型五个亚型 HIV是一种高度变异的病毒，但其各基因间是一种高度变异的病毒，但其各基因间的变异程度不一样，的变异程度不一样，多集中在多集中在env基因的变异，基因的变异，其其变异导致包膜糖蛋白变异导致包膜糖蛋白gp120等变异。等变异。gp120 抗原的抗原的变异性是病毒逃避宿生免疫反应的主要机制，也变异性是病毒逃避宿生免疫反应的主要机制，也是目前无有效疫苗预防是目前无有效疫苗预防AIDS的主要原因。的主要原因。（五）培养特性（五）培养特性 HIV仅感染表面有仅感染表面有CD4分子的细胞。实验室分子的细胞。实验室中常用正常人外周血中常用正常人外周血T细胞、单核细胞分离培养细胞、单核细胞分离培养病毒。感染病毒的细胞出现病毒。感染病毒的细胞出现CPE。动物模型可用动物模型可用HIV感染恒河猴和黑猩猩。感染恒河猴和黑猩猩。（六）抵抗力（六）抵抗力:HIV的抵抗力不强，以下条件可被灭活。的抵抗力不强，以下条件可被灭活。56加热加热30min冻干血制品需冻干血制品需6872h方能保证污染病毒的灭活方能保证污染病毒的灭活高压蒸气灭菌高压蒸气灭菌121.3，20min可被灭活。可被灭活。10%漂白粉液、漂白粉液、0.5%次氯酸钠、次氯酸钠、50%乙醇、乙醇、35%异丙醇、异丙醇、0.3%H2O2、0.5%来苏等消毒液中室温来苏等消毒液中室温10min保证完全被灭活。保证完全被灭活。二、致病性二、致病性（一）传染源（一）传染源 急性急性HIV感染者、无症状感染者、无症状HIV感染者和患者。感染者和患者。HIV存在于血液、精液、阴道分泌物、乳汁、唾液存在于血液、精液、阴道分泌物、乳汁、唾液和脑脊液中。和脑脊液中。高危人群：静脉毒瘾者、有偿供血者、性工作者。高危人群：静脉毒瘾者、有偿供血者、性工作者。1.性接触，包括同性、双性或异性的性接触。性接触，包括同性、双性或异性的性接触。2.注射途径，输入注射途径，输入HIV感染者的血液或血制品，静感染者的血液或血制品，静脉毒瘾者共用脉毒瘾者共用HIV污染的针头和注射器等。污染的针头和注射器等。3.垂直传播，垂直传播，HIV可经胎盘或分娩过程中的母血或可经胎盘或分娩过程中的母血或阴道分泌物传播，产后可通过乳汁传播。阴道分泌物传播，产后可通过乳汁传播。（二）传播途径（二）传播途径 AIDS四个传播条件：四个传播条件：HIV排出、排出、HIV有感染有感染性、性、HIV足量、足量、HIV进入。进入。（三）致病机制：（三）致病机制：1.HIV感染感染感染感染CD4+T细胞细胞 整合、潜伏整合、潜伏 HIV在在CD4+T细胞大量增殖细胞大量增殖 诱导诱导CD4+T细胞融合细胞融合诱导诱导CD4+T细胞凋亡细胞凋亡免疫损伤免疫损伤CD4+T细胞细胞 ThTh细胞功能细胞功能细胞功能细胞功能、数量、数量、数量、数量。CTLCD4+T细胞细胞逆转录逆转录激活激活TCD8CD8+CTLCTL杀伤靶细胞杀伤靶细胞CD4CD4+ThTh释放多种细胞因子，引起以释放多种细胞因子，引起以单个核细胞浸润为主的炎症单个核细胞浸润为主的炎症反应（迟发型超敏反应）。反应（迟发型超敏反应）。Th1Th1Th2Th2B B体液免疫体液免疫IL-2IL-2 结果：结果：结果：结果：CD4CD4+T/CD8T/CD8+T T细胞比例细胞比例细胞比例细胞比例，甚至倒置；，甚至倒置；，甚至倒置；，甚至倒置；Th1/Th2Th1/Th2失失失失衡。导致细胞免疫、衡。导致细胞免疫、衡。导致细胞免疫、衡。导致细胞免疫、体液免疫体液免疫体液免疫体液免疫功能功能功能功能。免疫功能崩溃，免疫功能崩溃，免疫功能崩溃，免疫功能崩溃，机会机会机会机会感染、肿瘤。感染、肿瘤。感染、肿瘤。感染、肿瘤。（三）致病机制：（三）致病机制：2.2.M/MM/M携带携带携带携带HIV HIV 并扩散：并扩散：并扩散：并扩散：M/MM/M表达少量的表达少量的表达少量的表达少量的CD4CD4分子，也具有辅助受体分子，也具有辅助受体分子，也具有辅助受体分子，也具有辅助受体CCR5CCR5。与。与。与。与CD4CD4+T T细细细细胞不同，胞不同，胞不同，胞不同，M/MM/M感染感染感染感染HIVHIV后不会迅速死亡，后不会迅速死亡，后不会迅速死亡，后不会迅速死亡，导致导致导致导致HIVHIV能在能在能在能在M/MM/