逆转录病毒
逆转录病毒
逆转录病毒(Retroviruses)归类于逆转录病毒科(Retroviridae),包括一大类含有逆转录酶(reversetranscriptase)的RNA病毒,分为肿瘤病毒亚科、泡沫病毒亚科和慢病毒亚科,每一亚科又有若干个属(表33-1)。
肿瘤病毒亚科(oncovirinae)大多引起禽类、猫、鼠、猴等动物肿瘤,与人类疾病相关者有人类嗜T细胞病毒(humanT-celllymphotropicvirus,HTLV);泡沫病毒亚科(spumavirinae)的致病作用尚不清楚;慢病毒亚科(lentivirinae)中的人类免疫缺陷病毒(humanimmunodeficiencyvirus,HIV)则是艾滋病的病原体,正受到人类的广泛关注。
三个亚科病毒的生物演化和亲缘关系见图33-1。
第一节人类免疫缺陷病毒人类免疫缺陷病毒(HIV),是获得性免疫缺陷综合征(acquiredimmunodeficiencysyndrome,AIDS)的病原体。
AIDS首次报道于1981年,1984年证实其病原为HIV。
因病毒最初分离于淋巴腺综合征的同性恋患者血清,曾称之为淋巴腺病相关病毒(lymphadenopathy-associatedvirus,LAV),此后分别又有人类嗜T细胞病毒Ⅲ型(HTLV-Ⅲ)、AIDS相关病毒(AIDS-relatedvirus,ARV)之称。
1986年经国际病毒分类委员会(InternationalCommitteeonTaxonomyofViruses,ICTV)建议,将LAV、HTLV-Ⅲ和ARV统一命名为人类免疫缺陷病毒,俗称艾滋病病毒。
HIV分HIV-1型和HIV-2型,前者引起全球AIDS流行,后者主要分离自西部非洲的艾滋病患者。
HIV感染的范围在逐步扩大,我国自1985年发现首例AIDS以来,感染人数逐年快速增长,严重威胁着人类的身心健康,受到人们的广泛关注。
一、生物学性状(一)形态与结构成熟的病毒直径100~120nm、20面体对称结构、球形,电镜下可见一致密圆锥状核心,内有病毒RNA分子和酶,后者包括逆转录酶、整合酶(integrase)和蛋白酶(protease)。
逆转录病毒
避免高危性行为
避免与陌生 人发生性关 系
避免纹身、 穿耳等皮肤 穿刺行为
正确使用安 全套
避免与艾滋 病患者发生 性关系
避免共用针 头
避免与携带 逆转录病毒 的动物接触
加强个人卫生习惯
01
勤洗手:饭 前便后、接 触公共物品后及时洗手
02
避免共用个 人物品:如 牙刷、毛巾 等
03
避免接触血 液、体液等 高危物质
04
避免与感染 者密切接触
05
保持良好的 生活习惯, 增强免疫力
THANK YOU
02
按照病毒感染宿主范围分类: 动物病毒、植物病毒、微生 物病毒
04
按照病毒基因组复制方式分 类:RNA病毒、DNA病毒
病毒结构
核心:包含 病毒的遗传 物质,通常 是RNA或 DNA
衣壳:包裹 在核心周围 的蛋白质外 壳,保护核 心并帮助病 毒进入宿主 细胞
包膜:部分 逆转录病毒 具有包膜, 由脂质和糖 蛋白组成, 保护病毒并 帮助病毒与 宿主细胞结 合
共用针头:共用注 射器或针头传播
30% 10%
55%
5%
母婴传播
1
途径:通过胎盘、产道或哺 乳等方式传播
2
风险:母婴传播是逆转录病 毒传播的主要途径之一
3
预防:采取母婴阻断措施, 降低母婴传播风险
4
治疗:针对母婴传播的逆转 录病毒感染者,进行抗病毒
治疗和免疫调节治疗
性接触传播
性接触:通过性行 为传播
逆转录病毒具有高度变异性,导致
01
治疗难度大
02
目前尚无特效药物,药物研发困难
病毒容易产生耐药性,需要不断研
03
发新药物
医学微生物学课件--第30章逆转录病毒
02
逆转录病毒的致病性与传播途径
致病性
人类免疫缺陷病毒(HIV)
导致获得性免疫缺陷综合征(AIDS),表现为免疫系统严重受损,对感染和疾病易感性增加,以及机会性感染和肿瘤发生 风险增加。
乙型肝炎病毒(HBV)
导致慢性肝炎、肝硬化和肝癌,表现为肝脏炎症、纤维化、肝硬化和肝癌等。
丙型肝炎病毒(HCV)
逆转录病毒与RNA病毒
逆转录病毒的遗传物质是RNA,但通过逆转录过程合成DNA,而其他RNA病毒 的遗传物质也是RNA,通过RNA复制合成更多RNA。
共感染与合并感染
共感染
当两种或多种病毒同时感染一个细胞时,称为共感染。逆转 录病毒与其他病毒(如HIV-1和HIV-2)可以共感染细胞。
合并感染
当两种或多种病毒的基因组整合到一个细胞基因组中时,称 为合并感染。逆转录病毒可以与内源性基因组整合,形成前 病毒。
《医学微生物学课件--第30章逆 转录病毒》
xx年xx月xx日
contents
目录
• 逆转录病毒概述 • 逆转录病毒的致病性与传播途径 • 逆转录病毒的检测与防治 • 逆转录病毒与其他病毒的比较 • 研究进展与展望
01
逆转录病毒概述
定义与分类
定义
逆转录病毒是一种RNA病毒,具有逆转录酶活性,可以将病毒RNA逆转录成DNA。
HIV的疫苗进入临床试验阶段。
03
行为干预
推广安全性行为,如使用避孕套、避免性滥交等,以降低感染风险。
治疗策略
要点一
抗病毒治疗
针对逆转录病毒的特异性药物可以抑 制病毒复制和扩散,如核苷类反转录 酶抑制剂、非核苷类反转录酶抑制剂 和蛋白酶抑制剂等。
要点二
免疫调节治疗
逆转录的特点和意义
逆转录的特点和意义
1.逆转录病毒的特点:
逆转录病毒需在逆转录酶的作用下首先将RNA转变为cDNA,再在DNA复制、转录、翻译等蛋白酶作用下扩增。
2.逆转录病毒的作用:
逆转录病毒有三个基因:gag-编码病毒的核心蛋白;pol-编码逆转录酶;env-编码病毒的被膜糖蛋白。
有的逆转录病毒还带有癌基因(vonc),即有的逆转录病毒有致癌作用。
近年来,已设计构建成一些缺陷型病毒(defective virus)使逆转录病毒成为有用的基因载体,成功地把抗药性基因转入了人体造血前体细胞,并在细胞中表达。
Hock等选用了缺失编码病毒外壳蛋白基因的逆转录病毒,因此不能合成自身的外壳,但它有识别外壳蛋白进行包装的信号(一段尚未鉴定的DNA顺序)。
用这种缺陷的逆转录病毒去感染某种细胞株,这种细胞株包含有辅助病毒(helper virus)。
辅助病毒能合成蛋白外壳,但缺失了识别蛋白外壳进行包装的信号,因此它不能包装成病毒颗粒。
当用逆转录病毒感染细胞株后,逆转录病毒的RNA进入辅助病毒的外壳蛋白,成为病毒颗粒。
这时把受感染的细胞同骨髓细胞一起培养,包装在辅助病毒外壳蛋白中的逆转录病毒RNA,进入骨髓细胞,病毒DNA插入宿主细胞基因组,基因的活性得到表达。
这时,由于骨髓细胞里面没有辅助病毒,所以整合进宿主基因组的逆转录病毒,不再有外壳蛋白可供包装,因此也就无法增殖,而只能被“陷”在宿主基因组中,通过细胞分裂而传给下一代子细胞。
逆转录病毒
CATALOGUE目录•引言•逆转录病毒的基本特征•逆转录病毒的致病性•逆转录病毒的检测和诊断•逆转录病毒的治疗和预防•逆转录病毒与其他病原体的区别和联系•展望与未来发展引言逆转录病毒的形态和结构逆转录病毒的基因组包括三个结构基因:gag、pol和env。
gag基因编码病毒的核心蛋白;pol基因编码病毒的复制酶;env基因编码病毒的包膜蛋白。
逆转录病毒的基因表达受长末端重复序列(LTR)调控,LTR 包括启动子和增强子等顺式作用元件。
逆转录病毒的基因组和基因表达逆转录病毒的生活史逆转录病毒与多种癌症的发生密切相关,如Burkitt淋巴瘤、毛细胞白血病和艾滋病相关淋巴瘤等。
逆转录病毒的致癌性逆转录病毒与癌症关系逆转录病毒致癌机制慢性感染的形成慢性感染与疾病发展逆转录病毒与慢性感染免疫逃逸机制逆转录病毒可通过多种机制逃避免疫系统的识别和攻击,如病毒抗原变异、抑制免疫应答和诱导细胞凋亡等。
免疫逃逸与疾病持续免疫逃逸可导致病毒感染持续存在,促进疾病进展,如艾滋病患者免疫系统崩溃导致严重感染。
逆转录病毒的免疫逃逸病毒分离病毒鉴定逆转录病毒的分离和鉴定RT-PCRNASBA逆转录病毒的核酸检测逆转录病毒的血清学检测ELISA通过包被病毒抗原,检测血清中是否存在特异性抗体。
Western blot通过检测血清中是否存在特异性抗体,用于验证ELISA结果。
抗病毒治疗免疫调节治疗基因治疗030201逆转录病毒的治疗疫苗接种健康生活方式筛查与监测逆转录病毒的预防和控制新药研发探索多种药物的联合应用,以提高疗效并降低耐药性的产生。
联合治疗耐药性研究抗病毒药物的研究进展与其他病毒的区别和联系复制方式01基因组结构02潜伏与激活03与寄生生物的联系逆转录病毒与寄生生物(如细菌和真菌)具有某些相似的特性,例如与宿主细胞的相互作用、潜伏和激活等。
与细菌的区别逆转录病毒与细菌不同,其遗传信息为RNA而不是DNA,且不具有细胞结构,依靠宿主细胞进行复制。
医学微生物学第三十章逆转录病毒
目 录
• 逆转录病毒概述 • 逆转录病毒的结构与功能 • 逆转录病毒的复制与转录 • 逆转录病毒与宿主细胞相互作用 • 逆转录病毒的检测与诊断 • 逆转录病毒相关疾病与治疗策略
01 逆转录病毒概述
定义与分类
定义
逆转录病毒是一类RNA病毒,其复 制过程需要逆转录酶的参与,将 RNA逆转录为DNA后整合到宿主细 胞基因组中。
基因组结构与功能
基因组结构
逆转录病毒的基因组为单股正链RNA,具有独特的基因组结构,包括长末端重复序列(LTR)和编码 区。
功能
逆转录病毒的基因组在感染过程中发挥着重要作用。LTR序列在病毒整合到宿主细胞基因组时起到识 别和定位的作用,而编码区则负责编码病毒的结构蛋白和调节蛋白,参与病毒的复制和转录过程。
分子生物学检测方法
核酸扩增技术
利用逆转录病毒的核酸序列特异性,通过核 酸扩增技术如聚合酶链式反应(PCR)或实 时荧光定量PCR(RT-PCR)对病毒核酸进 行扩增和检测。该方法具有高灵敏度和高特 异性的优点,可用于病毒的早期诊断和定量 分析。
基因测序技术
通过对逆转录病毒的基因序列进行测序和分 析,可以了解病毒的基因型、变异情况和进 化趋势,为病毒的诊断、治疗和预防提供重
编码蛋白及其功能
Gag蛋白
是病毒的主要结构蛋白,参与病毒核 心的形成。
Pol蛋白
具有多种酶活性,包括逆转录酶、整 合酶和蛋白酶活性,参与病毒的复制 过程。
Env蛋白
是病毒包膜上的糖蛋白,负责与宿主 细胞受体结合,介导病毒进入细胞。
Tat蛋白和Rev蛋白
是病毒的调节蛋白,分别激活病毒基 因组的转录和调节病毒mRNA的转运 。
转录过程
医学微生物学逆转录病毒
宿主针对逆转录病毒感染可产生特异 性免疫应答,包括细胞免疫和体液免 疫。
逆转录病毒可引起持久感染或潜伏感 染,使病毒长期存在于宿主体内而不 被清除。
免疫逃逸
逆转录病毒可通过多种机制逃避宿主 免疫应答,如抗原变异、抑制免疫细 胞功能等。
03 常见逆转录病毒 类型及其特点
人类免疫缺陷病毒(HIV)
基因组结构
建立全球逆转录病毒监测网络, 实时监测病毒变异和传播情况,
为疫情防控提供科学依据。
加强公众教育和宣传,提高公众 对逆转录病毒的认知和自我防护
意识,减少疫情传播风险。
THANKS
感谢观看
利用基因编辑技术,探索基于CRISPR/Cas9系统的抗病毒治疗策略,以清除病毒感 染细胞或抑制病毒复制。
结合免疫治疗手段,开发针对逆转录病毒的免疫疗法,如CAR-T细胞疗法、抗体药 物等。
全球合作与公共卫生挑战应对
加强国际合作,共同应对逆转录 病毒引发的全球公共卫生挑战,
分享防控经验和科研成果。
吸附与入侵
逆转录病毒通过其外壳蛋白与宿 主细胞表面的特异性受体结合,
进而吸附并入侵宿主细胞。
逆转录过程
病毒RNA在逆转录酶的作用下,以 病毒RNA为模板合成cDNA,再进 一步合成双链DNA。
整合与复制
逆转录病毒DNA可整合到宿主细胞 基因组中,随宿主细胞基因组复制 而复制,实现病毒的潜伏感染。
对宿主细胞影响及致病机制
HIV属于逆转录病毒科,慢病毒 属。其基因组由两条相同的正链 RNA组成,编码多种蛋白质,包
括结构蛋白和调节蛋白。
复制周期
HIV通过其包膜糖蛋白与宿主细 胞受体结合进入细胞,然后逆转 录成DNA,整合到宿主细胞基因
医学微生物学课件第30章逆转录病毒
《医学微生物学课件第30章逆转录病毒》xx年xx月xx日•逆转录病毒的基本特征•逆转录病毒的感染和致病机制•逆转录病毒的检测和治疗•逆转录病毒与其它病原微生物的关系目•展望录01逆转录病毒的基本特征逆转录病毒呈球形,具有二十面体对称结构,直径约100~120nm。
形态逆转录病毒的基因组为RNA,被包裹在核心蛋白衣壳中,外层由脂质膜包裹,膜上镶嵌有病毒的糖蛋白。
结构逆转录病毒的形态和结构逆转录病毒的复制过程需要逆转录酶和DNA聚合酶的参与,首先病毒RNA进入细胞,通过逆转录酶的作用合成病毒的DNA,再通过DNA聚合酶的作用将DNA整合到宿主细胞的DNA上。
逆转录病毒的复制过程分为三个阶段:吸附、穿入和脱壳。
吸附是指病毒通过其特异性受体与宿主细胞表面结合,穿入是指病毒进入细胞内,脱壳是指病毒除去外层脂质膜和核心蛋白衣壳,最后释放出病毒的RNA和逆转录酶。
逆转录病毒的复制特性1逆转录病毒的基因组和蛋白23逆转录病毒的基因组分为三个部分:5'端长末端重复序列(LTR)、gag基因、env基因。
gag基因编码病毒的核心蛋白,env基因编码病毒的糖蛋白。
LTR是逆转录病毒基因组的调控区域,具有转录和整合功能。
02逆转录病毒的感染和致病机制03病毒复制逆转录病毒利用细胞的合成机制大量复制病毒基因组,产生子代病毒颗粒。
逆转录病毒的感染过程01病毒吸附逆转录病毒依靠表面蛋白与靶细胞受体结合,实现病毒颗粒进入细胞。
02病毒注入逆转录病毒的遗传物质进入细胞后,病毒通过逆转录酶将遗传物质整合到宿主基因组上。
逆转录病毒刺激机体产生特异性免疫应答,清除病毒抗原,保护机体免受感染。
引发免疫应答逆转录病毒感染细胞可诱导细胞因子产生,引发炎症和组织损伤。
细胞因子产生某些逆转录病毒感染机体后可诱发肿瘤,主要与病毒基因组整合到宿主基因组上有关。
肿瘤形成逆转录病毒的致病性逆转录病毒具有高突变率,可产生多种抗原变异体,使机体免疫应答难以完全清除。
7第32章-逆转录病毒总结
特异性预防
尚无安全有效的疫苗问世。
治疗:尚无有效治疗方法。 1996 年,何大一凭借“艾滋病鸡尾酒疗法” 当选美国《时代》杂志年度风云人物。
“鸡尾酒疗法”
抗病毒治疗
蛋白酶抑制剂+两种逆转
录酶抑制剂+融合抑制剂。
抑制HIV复制的2个关键环
节
39
40
思考题
• 1、简述HIV的传染源和传播途径是什么? • 2、简述预防艾滋病的综合措施。
9
10
一、生物学性状
1.形态结构
球形,100-120nm 有一致密的圆锥型核心 有包膜及刺突
11
12
HIV结构模式图
脂双层膜
gp120 gp41 p24衣壳蛋白
p17内膜蛋白
P7、P9核衣壳蛋白
反转录酶
整合酶
蛋白酶
13
HIV的结构
包 刺突
gp120 (与CD4分子结合 ) env
膜
跨膜蛋白 gp41 (介导膜融合作用 )
T细胞的减少和功能丧失,不仅导致机体的细 胞免疫功能缺陷,而且随着病情的发展,体液 免疫功能也会发生紊乱—最终导致免疫缺陷。
24
CD4+T细胞数量减少
健康人外周血中 CD4+T细胞数量约 为1000个/ul。 当CD4+细胞下降 到200个/ul以下时, 病毒的滴度迅速升 高,机体的免疫应 答出现崩溃。
29
合并机会感染与肿瘤
鹅口疮
30
上 腭
下 腭
艾滋病病人与卡波氏肉瘤31
32
卡氏肺胞菌肺炎
Pneumocystis carinii pneumonia
卡氏肺胞菌
Pneumocystis carinii
逆转录病毒.
临床表现
2) 潜伏感染(无 症状感染期)
致病性与免疫性
此期可长达6个月至 10年。临床无症状,有 些病人可出现无痛性淋 巴结肿大。当机体受到 各种因素的激发使潜伏 感染的病毒再次大量增 殖而引致免疫损害时, 才出现临床症状,进入 AIDS相关综合征期。
临床表现
3)AIDS相关综合征
致病性与免疫性
1981年6月5日,美国亚特兰大疾病控制中心 的周刊上发表了一则报道,说洛杉矶的两家医 院发现了5个奇怪的肺炎患者,他们都是同性 恋者,其中2人已经死亡。3年以后,人们才 知道,这则“平常”的报道中提到的病人,正 是世界上首例艾滋病病例。1984年5月,这种病 被正式命名为“获得性免疫缺陷综合征”(简 称AIDS),中文音译为艾滋病。
机体感染HIV后产生多种抗体,包括 抗gp120等中和抗体。HIV感染也可刺激 机体细胞产生免疫应答,包括CTL细胞、 NK细胞及ADCC的杀伤活性,但细胞免 疫依然不能清除有HIV潜伏感染的细胞, 这与病毒能逃逸免疫作用有关,如:
1)HIV损伤CD4细胞,使整个免疫系统的 功能失效;
2)病毒基因整合于宿主细胞染色体中,细胞 不表达或少表达病毒结构蛋白,使宿主长期呈 “无抗原状态”;
并发卡波济肉瘤(Kaposi sarcoma) 。
在感染后10年内约有50% 的人会发展为AIDS。AIDS的5 年间死亡率约为90%,多于临 床症状出现后2年内死亡。
卡氏肺孢虫肺炎
白色念珠菌感染
卡波氏ห้องสมุดไป่ตู้瘤
致病性与免疫性
HIV的致病机制
HIV选择性的侵犯带有CD4分子的细胞,主要 有CD4+T淋巴细胞、单核巨噬细胞、神经细胞 等。细胞表面CD4分子是HIV受体,通过HIV囊 膜蛋白gp120与细胞膜上CD4结合后由gp41介 导使毒穿入易感细胞内,造成细胞破坏。其 机制尚未完全清楚,主要有以下观点:
临床常见病毒 逆转录病毒
一、人类免疫缺陷病毒
(一)生物学特性 1.形态与结构
RNA,有包膜球形病毒。刺突含有 gp120和gp41两种关键结构
2.HIV复制
(1)吸附 ----gp120 + CD4 (2)穿入和脱壳 (3)生物合成 (4)装配与释放
3.HIV的理化特性 ➢ 对热敏感,56℃处理30分钟失去感染性,完全 灭活血清中HIV的方法是100℃ 20分钟。 ➢ 对化学因素敏感,在室温下70%酒精只需1分钟 即不能检出活性。 ➢ 对紫外线或γ射线不敏感,因此紫外线或γ射线 不能灭活HIV病毒。
HIV有1,2两型。 HIV-1是引起全球 AIDS流行的病原体; HIV-2主要局限于 西部非洲,毒力较 弱,引起的AIDS病 程长,症状轻。
(二)微生物学检验
1. HIV检验
➢包括HIV抗体、P24抗原、HIV病毒载量、CD4+T细胞计数等
。抗体检测是诊断HIV感染的唯一标准。
➢(1)抗原检测:HIV-1 P24抗原
二、人类嗜T细胞病毒(HTLV)
引起T细胞白血病和毛细胞白血病 (一)生物学特性 ➢球形,直径约100nm,中心为病毒的RNA和反转录 酶,最外层系病毒的包膜,其表面嵌有gp120,能与细 胞表面的CD4分子结合而介导病毒的感染。包膜内有 病毒的衣壳,含有P18和P24两种结构蛋白。
(二)微生物学检查 ➢电镜观察 ➢免疫血清或单克隆抗体鉴定 ➢血液中HTLV-I抗体的存在即可诊断为该病毒感 染; ➢而血液中异常淋巴细胞数量的大量增生,同时证实 这些淋巴细胞中有HTLV-IDNA,则可支持成人T淋 巴细胞白血病的诊断。
(三)临床意义
传播途径 传染源
性接触、 输血或血制品、 母-婴传播。
HIV无症状携带者和 AIDS患者。
逆转录病毒
逆转录病毒逆转录病毒(retroviru)是~种RNA病毒,因具有逆转录酶而得名,可以广泛诱发多种动物的淋巴瘤、白血病、肉瘤等。
80年代以来,发现引起人类T一淋巴细胞白血病的人T一淋巴细胞白血病病毒tHTLV)、成人T细胞白血病病毒(ATLV)和艾滋病病毒(HIV)等病毒都属于逆转录病毒。
成熟的RNA病毒在电镜下呈圆心或类圆形。
按其超微结构特点分为A、B、C、D四型。
引起艾滋病的病毒即属于D型。
RNA病毒感染细胞时,先与细胞膜上的受体结合而进入细胞质,通过逆转录酶的作用,在宿主细胞内转录病毒RNA,产生互补的DNA(c-DNA),将此DNA转送到宿主细胞的核内,共整合到细胞DNA的基因组内,通过细胞的酶的作用,转录产生病毒性的mRNA,并被转运到胞浆核糖体上,产生病毒的酶和结构蛋白,再经过装配和包装病毒基因组的RNA,即繁殖形成新的病毒,从宿主细胞的胞质膜上通过出芽方式形成新的完整成熟的病毒颗粒,释放到细胞外,而被感染的宿主细胞常常可以继续存活。
RNA病毒感染机体后,若病毒的遗传信息整合到宿主细胞的染色体中,成为细胞的组成部分,并通过性细胞由亲代垂直传递到子代细胞,这种肿瘤病毒称为内源性的肿瘤病毒,一般情况下受到正常细胞的调节控制,病毒处于静止状态,但受到化学致癌物、射线辐射等因素的作用后,可能被激活病毒表达而在体内诱发肿瘤。
另一些RNA病毒可以横向或水平传播,称为外源性病毒,它们按照作用特点和发展过程等的不同,又分为急性和慢性RNA 病毒。
1977年日本学者最早报道了成人T细胞白血病(adult T-cell leukemia,ATL。
),后来美国学者又在人章样霉菌病(mycosis fungoides)和皮肤T细胞白血病(Sezary综合征)病人的血液和淋巴结标本建立了细胞系,从这些细胞中分离到了逆转录酶阳性、能出芽生长的C型RNA病毒,命名为人T细胞白血病病毒(human T cell leukemia virus,HTLV)。
逆转录病毒
3)含有逆转录酶和 整合酶;
具有gag、 pol、env 编码基因
成熟病毒 以芽生方 式释放
具有gag、pol、env编码基因
复制通 过DNA 中间体
并与宿主细 胞的染色体 整合
前期
• 毒粒附着寄主细胞并与特异的细胞表面受体结合 • 毒粒核心进入细胞; • 核衣壳中RT以病毒基因组为模版转录出病毒DNA
发现逆转录的意义
1、使人们开始认识到遗传信息不仅可以自 DNA 向RNA 传递, 而且也可以从RNA至 DNA反向传递。从而发现逆转录的过程, 分子生物学研究的重大发现,对中心法则 进行重要修正和补充
2、对人们后来分离和发现逆转录病毒起了十 分重要的促进作用。
3、对人类疾病防控起了极大的促进作用
• 毒粒蛋白质合成,毒粒装配
• 芽生; • 衣壳蛋白质被蛋白酶裂解,形成有侵染性
毒粒;
由于逆转录过程比较不稳定,因此逆转录 病毒的变异过程比较快。这使研究针对逆 转录病毒的免疫抗体的过程非常困难。
大多数针对逆转录病毒的治疗方法(比如 目前拥有的针对艾滋病的药物)主要是针 对病毒的逆转录过程。
但由于病毒迅速的变异过程,病毒往往会 很快就产生对药物的阻抗。
复制
DNA
复制 RNA
翻译 调控
定义: RNA病毒的一种,它们的遗传信息不是存 录在脱氧核糖核酸(DNA),而是存录在 核糖核酸(RNA)上的,此类病毒多具有 逆转录聚合脢。
分类:
致瘤病毒
(T细胞白血病病毒)
慢病毒
(艾滋病病毒)
泡沫病毒 (不至病)
1)病毒为球形,衣 壳20面体立体对 称, 有包膜;
复制
RNA 模板
反转录病毒
传播
反转录病毒在自然界的传播分为水平传播和垂直传播。水平传播是通过个体接触而传播,例如猫白血病病毒 的传播。垂直传播即由上一代向下一代的传递,病原体长期在机体内潜伏,不表现出任何特征,也不引起疾病的 任何症状。只有在特殊条件的影响下,病毒才活跃起来,对宿主而言,就有可能诱发肿瘤的发生发展,以至死亡。 这种传递常常是经过母乳、哺乳动物的性细胞或通过鸟卵成功地传给后代。
反转录病毒DNA的整合是复制病毒RNA的必经阶段。反转录病毒的DNA基因组随机整合在宿主染色体上的位点。 每个受感染的细胞一般有1~10份前病毒拷贝。反转录病毒的DNA插入宿主细胞染色体时,在5’LTR的U3左端和3’ 端LTR的U5右端各丢失2 bp,而在宿主染色体插入位点上生成4~6 bp的重复序列。只有当受感染细胞处于细胞分 裂期间,反转录病毒DNA基因组才能接触到宿主细胞的遗传物质。因此,反转录病毒只能在分裂中的细胞内复制。
(2)反转录病毒颗粒的化学成分几乎是一样的,RNA占 2%,蛋白质占 60%~70%,其中 5%~ 7%是复杂的糖 蛋白,脂类为 30%~40%,碳水化合物为 1%~2%。
(3)在反转录病毒编码的蛋白中,酶占有特殊的地位。反转录病毒最有特性的酶是反转录酶。细胞内有它的 存在就是有反转录病毒感染的证据。反转录酶主要作用就是保证不同来源的 RNA模板能合成 DNA。
前病毒是反转录病毒所固有的。对病毒本身的增殖而言,DNA的中间相是必要的。所有含有传染能力的单 RNA,经过双链 DNA合成自己的 RNA。在被反转录病毒感染的细胞内,没有双链的病毒 RNA。反转录病毒 RNA的 复制途径是:病毒 RNA → DNA →前病毒→ RNA。DNA前病毒合成的最后产物是 RNA –DNA杂交分子。
反转录病毒
《逆转录病毒》课件
在释放过程中,病毒的外膜与细胞膜 融合,将新的病毒颗粒释放到周围环 境中。
组装完成的病毒颗粒会聚集在细胞的 一侧,通过细胞膜出芽释放到细胞外。
03 逆转录病毒与疾病
致瘤性逆转录病毒
致瘤性逆转录病毒是一类能够引起肿瘤的病毒,它们通过感染 人体细胞,导致细胞发生恶性转化和肿瘤形成。常见的致瘤性 逆转录病毒包括人类乳头瘤病毒(HPV)、人类免疫缺陷病毒 (HIV)等。
逆转录病毒特性
具有独特的逆转录过程,对宿主细胞 具有高度依赖性,只能在特定细胞内 复制。逆转录病毒基因组较小,但含 有必需的基因片段以完成复制过程。
分类与亚类
逆转录病毒分类
根据宿主范围、基因组结构等特征,可将逆转录病毒分为不同种类,如禽类、 哺乳动物类和人类逆转录病毒等。
逆转录病毒亚类
在每个大类中,根据病毒基因组序列、结构等特征,可以进一步划分出不同的 亚类或株系。这些亚类在基因组特征、致病性等方面可能存在差异。
02 逆转录病毒的生命周期
吸附与入侵
逆转录病毒通过识别 宿主细胞表面的受体, 吸附在细胞表面。
核衣壳中含有病毒的 RNA基因组和逆转录 酶,这是病毒复制的 关键酶。
一旦吸附,病毒的外 膜与细胞膜融合,将 病毒的核衣壳释放到 细胞质中。
脱壳与基因组释放
核衣壳进入细胞质后,病毒的 RNA基因组从核衣壳中释放出
逆转录病毒可以将其基因转移到宿主基因组中,从而影响宿主的基因组进化和遗传 多样性。
通过基因转移和重排,逆转录病毒可以促进宿主基因组的演化,产生新的基因和蛋 白质,从而影响生物的适应性和进化。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
转录与翻译
01
整合后的原病毒可以转录成病毒的RNA,这些RNA可以作为病 毒蛋白质合成的模板。
逆转录病毒
一、逆转录病毒概述反转录病毒是RNA病毒,但有反转录酶,可使RNA转录为DNA,再整合到宿主细胞基因组。
逆转录病毒即RNA病毒,需在逆转录酶的作用下首先将RNA转变为cDNA,再在DNA复制、转录、翻译等蛋白酶作用下扩增的一类病毒。
逆转录病毒是RNA病毒,它有三个基因:gag-编码病毒的核心蛋白;pol-编码逆转录酶;env-编码病毒的被膜糖蛋白。
二、逆转录病毒的许多特点便于其发展成为动物基因克隆载体。
①就目前所知,在大多数情况下,逆转录病毒的肿瘤基因(oncogene,ONC)都能够在细胞中转录。
这种特性说明逆转录病毒有可能是一种天然的转录因子,同时根据这种特性,可以在正常细胞中进行操作,将它改建为有用的动物基因转移载体。
②逆转录病毒的寄主范围相当广泛,包括无脊椎动物,其中有的还能够在人体细胞中生长;③逆转录病毒不但感染效率高,而且通常不会导致寄主细胞的死亡,被它感染的或转化的动物细胞能够持续许多世代,保持正常生长和保持病毒感染性的能力。
逆转录病毒载体最大优点是(1) 转染范围广,可以感染各种细胞类型,如淋巴细胞或肝细胞、肌细胞等;(2) 转入的外源基因可完全整合(3) 对细胞感染率高,达到100 %(4) 感染细胞不产生病变,可建立细胞系长期持续表达外源基因三、逆转录病毒载体的包装原理逆转录病毒载体系统共由两部分组成:包装细胞系和缺陷病毒本身。
在逆转录病毒载体中,去除了正常的蛋白编码序列而保留了复制和包装信号,通过分子克隆技术将目的基因插入此载体上,而包装细胞系能提供病毒载体包装成病毒粒子所需的结构蛋白。
当重组病毒载体导入包装细胞后,缺陷病毒载体和包装细胞的互补作用共同完成病毒装配,该病毒颗粒可感染其他宿主细胞,此时目的基因进入该细胞并整合到细胞基因组中,导致插入序列在宿主细胞中表达,产生目的蛋白。
宿主细胞不能像包装细胞那样为缺失结构基因的逆转录病毒提供结,保证了该载体在生物制品领域的生物安全性问题。
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HIV的二代重组
• 发现大量二代重组(SGRs)样本; • 确定了CRF01-AE(gag)CRF02-AG(pol)A (env)毒株,提示进化成为一种新的CRF; • 发现了CRF02-AG(pol)C(env)重组毒株; • 在多种HIV毒株流行的地区,重组持续发生。
• 病毒复制
易感细胞:CD4+细胞(T淋巴细胞、单核/巨噬 细胞、树突状细胞、神经胶质细胞)
共抗艾滋
共担责任
共享未来
“四免一关怀”政策
“四免”是指:
1、对农村居民和城镇居民中经济困难的艾滋病病人免费 提供抗病毒治疗; 2、提供免费自愿咨询检测; 3、为感染艾滋病病毒的孕妇免费提供母婴阻断药物;
4、艾滋病病人的孤儿免费上学;
“一关怀”
是指对生活困难的艾滋病病人给予生活救济与关怀;加强
艾滋病防治知识的宣传,避免对艾滋病感染者和病人的歧视。
流行情况
• 全世界共有3400万艾滋病感染者,累计死亡 超过2500万例。(截止2010年底) • 中国累计报告共55.6万例,其中死亡12.8万 例。(截止2013年8月底) • 艾滋病已成为全球最重要的公共卫生问题。
中国AIDS疫情报告
AIDS在中国流行特点
• 性接触已成为主要的传播途径,男男同 性传播比例上升明显; • 局部地区和特定人群疫情严重; • 感染者陆续进入发病期,AIDS死亡人数 增加。
第三十二章 逆转录病毒
是一组含有逆转录酶的RNA病毒。
逆转录病毒科
人类逆转录病毒
逆转录病毒属
HTLV-1、HTLV-2
慢病毒属
HIV
泡沫病毒属
人泡沫病毒
人类免疫缺陷病毒(HIV) (Human Immunodeficiency Virus)
发现与命名
• 1981年6月美国CDC首次报道; • 1983年和1984年从AIDS患者分离到病毒; • 1986年国际病毒分类委员会正式命名为人类 免疫缺陷病毒(HIV)。 获得性免疫缺陷综合征(AIDS,艾滋病)
问 题
• • • • • • 什么是逆转录病毒? HIV的衣壳和基因组结构有何特点? 简述HIV的复制过程。 HIV的传播环节是什么?简述其致病机制 如何检测和预防HIV感染? HIV治疗的现状和问题,HIV的疫苗研制现状。
强化
1.HIV哪种蛋白能介导病毒包膜与宿主细胞膜发 生融合 A.gp120 B.gp41 C.p5 D.p34 E.p24/25 2.确诊AIDS的检查方法是 A.分离培养病毒 B.ELISA方法 C.放射免疫法 D.RT-PCR E.Western 印迹 3.HIV的传播途径不包括下列哪一个 A.气溶胶传播 B.血液传播 C.破损的皮肤黏膜 D.性传播 E.母婴垂直传播
• 肺孢子菌肺炎
颈部淋巴瘤
(四)病毒免疫逃逸的机理
• CD4+T细胞大量减少,使整个免疫系统失效; • 病毒基因整合位于染色体,使宿主细胞长期 呈“无抗原”状态; • 病毒包膜蛋白高度变异性,逃逸免疫系统的 识别。
三、微生物学检查
• 检测抗体
初筛: ELISA (若(+),需确证) 确证:Western blot
HIV-1: 人类最大遗传变异的病原体
高复制速率 ~10.3x109 virions per day
高突变率
~1 substitution per genome per round
重组
~7-30 crossovers per genome per round
HIV的多种变异株
HIV基因重组流行株(Circulating Recombinant Forms, CRFs)
病毒(CMV、HSV、VZV)
机会感染
细菌(分枝杆菌)
真菌(白念、肺孢子菌)
免疫功能
原虫(隐孢子虫、弓形体)
肿瘤
Kaposi肉瘤(HHV-8) 恶性淋巴瘤
(三)临床表现
• • • • 急性感染期 无症状潜伏期 AIDS相关综合征期 典型AIDS期(免疫缺陷期)
• 卡波西肉瘤
• 白色念珠菌感染
9.成年男性,体检发现血液中HIV抗体阳性。其 最具传染性的物质是: A.尿液 B.粪便 C.唾液 D.血液 E.汗液 10.成年男性患者,被确诊为HIV感染者,在对其 已妊娠3个月的妻子进行说明过程中,哪项是 不正确的: A.此病可经性接触传播 B.应该立即终止妊娠 C.此病具有较长潜伏期 D.应配合患者积极治疗 E.避免与患者共用餐具
患者,女,34岁,一年前因车祸骨折救治时曾输血500ml,最 近半年疲倦,持续腹泻,体重明显减轻,持续淋巴结肿大、 盗汗和多汗,近1周出现全身肌痛、低热,体温37.4~ 37.7℃、关节痛,口腔毛样白斑,皮肤散在疱疹,未进行过 任何治疗。血常规检查,WBC 5×109/L。嗜中性粒细胞 百分比65%,淋巴细胞百分比25%,CD4+T 250/mm3 X光 肺部检查可见间质性肺纹理增强,未见明显结核病灶。 问题: 1)本例疾病最可能感染途径是什么? 2)应做哪些病原学检查进一步确立诊断?
4.逆转录病毒科最基本的特征是在生命活动过程中 有下列哪一个复制过程 A.DNA到蛋白质 B.RNA到蛋白质 C.DNA到DNA D.RNA到cDNA E.RNA到DNA 5.HIV易发生变异的部位是 A.核衣壳 B.衣壳 C.刺突糖蛋白 D.内膜 E.包膜 6.长期储存HIV的细胞是 A.B细胞 B.T细胞 C.单核吞噬细胞 D.红细胞 E.NK 细胞
Байду номын сангаас
一、生物学性状
(一)形态与结构
• 病毒体呈球形,有包膜,直径100-120nm; • 基因组为两条相同的单正链RNA; • 有HIV-1和HIV-2两个血清型。
(二)基因结构与复制
基因组为两条相同的单正链RNA;全长约 9.2kb/10.3kb ,含有 3 个结构基因及 6 个调 控基因。 结构基因:gag、pol、env(变异) 调节基因:tat、rev、 nef、vpr、vpu、vif
●
HIV基因及其编码蛋白
Type
HIV-1
Group
M(main)
O(outlier) N(new)
Subtype A B C D F G H J K
Subsubtype A1 A2 HIV-1有 B’ F1 很高的突 F2 变率,呈
世界性流 行
HIV-2
A B C D F G
局限于 西非地 区
–联合交替使用2种HIV逆转酶抑制剂和一种蛋白酶抑制剂 –无法清除整合的病毒,不能彻底清除病毒 –药物有副作用 –建议CD4+T<350μl使用
世界艾滋病日
World Aids Day
2012-12-01
2012年世界艾滋病日主题
行动起来 向“零”艾滋迈进
----全民参与,全力投入,全面预防。
Getting to Zero
• 检测病毒及其组分
检测病毒抗原(p24) 检测病毒核酸
窗口期
HIV窗口期诊断
HIV检测面临的主要挑战
• 病毒自身的特点:高度变异、窗口期 • 防治工作需要:发病率监测、降低成本/ 简化样本采集和检测方法,提高方法的 适用性 • 针对新问题,建立新方法(自然感染与 疫苗应答、新药物的应用)
RNA RNA逆转 录酶 RNA/DNA 酶H (-)DNA
前病毒
整合
dsDNA
RNA
mRNA
子代RNA
结构蛋白 调节蛋白 子代病毒
(三)感染模型与细胞培养
• HIV只感染表面有CD4分子的细胞(新鲜 分离的正常人T细胞、患者T细胞) • 易感动物:恒河猴、黑猩猩,但感染过 程与产生的症状与人类不同。
7.防治AIDS的措施中,下列哪项应除外: A.广泛宣传AIDS的危害性 B.切断传播途径 C.对可疑者进行检查,确诊后治疗 D.对高危人群服用广谱抗生素 E.对高危人群进行监测
8.患者,男,26岁。有不洁性交史和吸毒史,近 半年来出现体重下降、腹泻、发热,反复出现口 腔真菌感染,初诊为AIDS。确诊时需要参考的主 要检测指标是: A.HIV相应的抗原 B.HIV相应的抗体 C.AIDS患者的补体 D.HIV相关的CD8+细胞 E.HIV相关的CD4+细胞
(四)抵抗力
• 抵抗力较弱,56℃ 10min可被灭活;但病 毒在室温下可保存活力达1~2W,冻干血 制品须68℃ 加热72小时才能保证灭活。 • 常规的化学消毒剂对病毒均有灭活作用, 如0.5%次氯酸钠、70%乙醇、0.3%H2O2等作 用10min,均可灭活病毒。
二、致病性
(一)传染源与传播途径
四、防治
• 预防(尚无有效疫苗) ——建立监测网络 ——开展广泛宣教,提倡安全性行为 ——加强血制品管理 ——加强国境检疫 • 药物治疗
1.核苷类和非核苷类逆转录酶抑制剂(齐多夫定
、奈韦拉平/吡啶酮)
2.蛋白酶抑制剂(沙奎那韦、茚地那韦、利托那韦) 3.膜融合抑制剂(西夫韦肽) 4.整合酶抑制剂(二酮酸类化合物) • 鸡尾酒疗法:联合治疗法
• 传染源:HIV携带者和AIDS患者 • 传播途径:
-血液传播 -性传播 -垂直传播
高危人群:
男同性恋者; 性乱交者; 静脉药瘾者; 血友病和多次输血者;
(二)致病机制
• HIV对CD4+T细胞的损伤 : 直接杀伤作用和免疫病理损伤,使CD4+T 细胞数量减少和功能降低,使CD4+/CD8+ 倒置,从而导致免疫功能障碍。 • HIV对单核/巨噬细胞的作用: • HIV 对其他细胞的损伤: