第九章疾病与人类健康-HIV,HBV

1、项目项目甲型肝炎甲型肝炎乙型肝炎乙型肝炎丙型肝炎丙型肝炎丁型肝炎丁型肝炎戌型肝炎戌型肝炎病毒病毒HAVHAVHBVHBVHCVHCVHDVHDVHEVHEV病毒分类病毒分类微小核糖微小核糖核酸病毒核酸病毒嗜肝脱氧核嗜肝脱氧核糖核酸病毒糖核酸病毒黄病毒黄病毒 缺陷病毒缺陷病毒杯状病毒杯状病毒基因组基因组ssss RNA RNA（+ +）7.8kb 7.8kb dsDNAdsDNA3,2kb3,2kbssRNAssRNA(+)(+)10.5kb10.5kbssRNAssRNA(-)(-)1.7kb1.7kbssRNAssRNA(+)(+)3.5kb3.5kb传播途径传播途径 肠道传播肠道传播肠道外

2、肠道外及性传播及性传播多数肠道多数肠道外传播外传播多数和肠多数和肠道外传播道外传播肠道传播肠道传播潜伏期潜伏期/ / 范围（天）范围（天）25/1525/15454575/4075/4012012050/1550/15909050/2550/25757540/2040/203030慢性化慢性化无无3 310%10%404070%70%2 270%70%无无暴发性肝炎暴发性肝炎0.2%0.2%0.2%0.2%0.2%0.2%2 220%20%0.20.210%10%五型病毒性肝炎比较五型病毒性肝炎比较 1Maddrey, J Med Virol 2000; 61: 362n据了解，我国是乙型肝炎

3、高发区，堪称“肝炎大国”。流行病学调查表明，我国至少有8亿人感染过乙型肝炎，而我国人群中的乙肝表面抗原的携带率高达10.34%，也就是说，约有1.3亿人为乙肝病毒携带者，几乎占全世界总数的一半，他们中的四分之一最终将发展成慢性肝炎、肝硬变或原发性肝癌。此外，全国还有1200多万的慢性肝炎病人，每年死于肝病者达30万之多，其中约半数为肝癌。更为严重的是，有40%携带乙肝表面抗原的母亲，将通过母婴垂直传播，使80%90%的新生儿（每年约80万90万人）成为慢性乙肝病毒携带者。 正噬肝病毒属：乙肝病毒禽噬肝病毒属噬肝病毒科噬肝病毒科“空心汤团空心汤团”i.均为过剩的病毒外均为过剩的病毒外壳壳ii.

4、仅含仅含HBsAgiii. 无感染性无感染性HBV感染后出现于血液由HBsAg（病毒的囊膜）组成颗粒中未检出DNA多聚酶活性不是HBV，是HBV感染肝细胞时过剩囊膜游离于血循环中的“空心汤团空心汤团”。 HBVHBV病毒粒子结构病毒粒子结构大球形（大球形（Dane）颗）颗粒（粒（直径直径42 nm ）小球形颗粒小球形颗粒（直径（直径22 nm）数量最多数量最多管形颗粒管形颗粒（2240400 nm）9.3.2 HBVHBV基因组及其所编码的主要蛋白基因组及其所编码的主要蛋白环状部分双链结构：两链长短不一短链和长链的5端通过240bp配对维持环状结构长链(L)完整、恒定3.2Kb ，负链短链(S

5、)为正链，长度可变，约为长链长度的5080%（100%）S链可按5-3增生S链3端的位置是可变的5末端蛋白和具有帽子结构的小RNA与病毒的复制有关两条链互补区两侧各有一个11个碱基的直接重复序列，称DR1和DR2。.3.2.1 HBV1 HBV基因组基因组长链0.8kb：X蛋白2.4kb：S蛋白2.1kb：前S蛋白3.5kb前基因组RNA3.4kb：核心蛋白短链短链共同末端，产量高于后两者AAAAAAAAAAAA2.1kb RNA2.4kb RNA3.4kb RNA0.8kb RNAPre-S1Pre-S2ORF-SORF-PORF-XORF-CDR155+strand-stra

6、ndPre-CDR2Hepatitis B Virus RNAsPrecoreCoreXRNase H5 RNAPrimerDR2DR1(+)()proteinacerPolyEcoR1S1S2STerminalprepremeraseSpPolymerase HBV3 HBV基因转录的调控基因转录的调控2 2、增强子、增强子3 3、反式作用因子反式作用因子pre-S1 pre-S1蛋白蛋白pre-S2 pre-S2蛋白蛋白S HBsAgpre-C HBeAgC HBcAgP DNAPX HBxAg.3.2.4 HBV4 HBV的编码区及产物的编码区及产物分为S基因

7、和前S基因二部分I. S基因编码主要表面蛋白（表面抗原主要成分，疫苗）II. 前S基因编码Pre S1和Pre S2蛋白中蛋白：PreS2蛋白-S蛋白大蛋白：PreS1、PreS2蛋白-S蛋白1.S1.S编码区编码区2.P编码区mRNA3.C3.C编码区编码区包括前C基因和C基因，编码HBeAg和HBcAgHBeAg是是HBcAg的降解产物？的降解产物？HBV CHBV C基因基因前前C区区C 区区前前C 蛋白蛋白HBeAgC 蛋白蛋白HBcAg转转录录分泌到细胞外分泌到细胞外前前C区区C 区区C 区区翻译、加翻译、加工工存在于血清中存在于血清中4. X4. X编码区编码区3.4,2.4,2.

8、1 蛋白质3.5kb RNA为前基因组RNA 被包装到核心颗粒中 反转录。 自DR1开始合成负链DNA，反转录酶 RnaseH将模板降解（前基因组RNA) 从5DR1处为引物，DNase聚合酶，跳至DR2处，合成正链DNA 环化9.3.3 HBV的复制dsDNA,dsDNA,不是不是通过半保留复制方式复通过半保留复制方式复制制Decompensatedcirrhosis 121 62血凝素（HA蛋白）神经氨酸酶（N蛋白）8各负链RNA基质蛋白层nWHO网站（15 August 200315 August 2003）：）：n2002年11月2003年8月5日，29个国家报告临床诊断病例病例842

9、2例，死亡916例n中国大陆、香港、澳门、台湾，共发病7748例，死亡829例（分别占全球总数的91.3%和89.5%)，病死率为10.7%n28个国家发病674例，死亡87例（分别占全球总数的8.7%和10.5%)，病死率为12.9%WHO网站公布网站公布 全国SARS病人年龄分布010020030040050060070080090010000-5-10- 15-20-25-30-35-40- 45-50-55-60-65-70- 75-80-85-年龄病例数全国SARS年龄别发病率0.0000.1000.2000.3000.4000.5000.6000.7000.8000.9000-5-

10、10- 15- 20- 25- 30- 35- 40- 45- 50- 55- 60- 65- 70- 75- 80- 85-年龄发病率1/10万0.260.891.692.15.938.0557.57010203040506070农民学生商业人员家务待业干部职员离退人员医务人员职业发病率（1/100万）非典型肺炎病例的职业别发病率（非典型肺炎病例的职业别发病率（1/1001/100万）万）Science每例病人平均能传染的人数n从某种程度上说，散发的、来自动物的病毒引起的病例是防不胜防的，但其蔓延传播情况与人口密度、人口流动以及采取的预防控制策略以及措施密切相关n党和政府高度重视n已有外部环

11、境n防治工作的经验n医院内感染控制工作得到了加强n诊断试剂等已开始应用，有利于及时发现病人加强科学研究n流行病学规律n干预措施研究n动物源性n病原学研究n临床学研究n诊断试剂n疫苗与药物基因组RNA 复制 从多个位点转录 5-7个亚基因组的mRNA 多聚蛋白 切割成功能蛋白子代基因组RNA与N蛋白结合形成核衣壳 M蛋白+囊膜组装出芽 M、S、E嵌入 子代病毒粒子 膜融合释放到胞外 以呼吸道为入侵门户，引起呼吸道局部病变或伴有全身症状的病毒即为呼吸道病毒。 分 类：正粘病毒科：流感病毒副粘病毒科：副流感病毒、麻疹病毒、腮 腺炎病毒、呼吸道合胞病毒；其 他：腺病毒、鼻病毒、风疹病毒、 冠状病毒、呼

12、肠病毒。将正常有功能的基因替代或修正缺陷基因从而达到治疗疾病的目的。 现在通常认为，将遗传物质转移到体内的治疗 方法均可称为基因治疗。The Food and Drug Administration (FDA) has not yet approved any human gene therapy product for sale. Disease Defect Target cell Severe combined Adenosine deaminase 4 Bone marrow cells or immunodeficiency T-lymphocytesHemophilia血友病血友病

13、 Factor VIII, Factor IX deficiency Liver, muscle, fibrob.Cystic fibrosis Loss of CFTR geneAirspaces in the lungHemoglobulinpathies or globulin geneBone-marrow cells1-antitrypsin deficiency 1-antitrypsinLung or liver cellsCancer Many causesMany cell typesNeurological diseases Parkinsons, Alzheimers D

14、irect injection into the brainCardiovascularZ心血管病心血管病 Restenosis, arteriosclerosisVascular endotheliumInfectious diseases AIDS, hepatitis B T cells, macrophages, Liver cirrhosisFibrogenesis Hepatocyte growth factorAutoimmune diseaseLupus, diabetes MHC, 2-microglobulinIn humansCancer 69% Gene transpl

15、antation (to patient with gene deletion) Gene correction (To revert specific mutation in the gene of interest) Gene augmentation (to enhance expression of gene of interest) Targeted killing of specific cells by introducing killer gene Gene ablation targeted inhibition of gene expression In vivo Ex v

16、ivo :8237/M288/SChow_4_10/sld005.htmIN VIVOEX VIVO基本途径是：I.个体供者组织或细胞移植物 组织培养II. 治疗基因或标记基因培养细胞III. 选择或富集转基因细胞IV.转染细胞实验动物或受试病人的靶器官 1. 离体法（离体法（ex vivo）基因转移的治疗途径）基因转移的治疗途径基本途径是：I. 含治疗基因表达载体直接注射/与介质结合后直接注射或用基因枪导入体内II. 包装细胞系中包装好的复制缺陷型病毒颗粒优点：简便省时省力，能很快观察到外源基因的表达及作用缺点：DNA在体内不易进入细胞，易被降

17、解，以病毒颗粒的形式导入人体则易引起免疫反应和被补体灭活。2. 直接体内法（直接体内法（in vivo）基因转移的途径）基因转移的途径 病毒载体的产生病毒载体的产生 病毒载体的产生病毒载体的产生 病毒载体在基因治疗中的应用病毒载体在基因治疗中的应用反转录病毒反转录病毒(Retrovirus, RV)载体优点：基因转移的效率高，细胞宿主范围较广泛，DNA整合效率高于其它病毒载体等。缺点：只感染分裂状态的细胞，载体容量小（8kb），目的基因在未分化的细胞中常丢失，随机整合潜在致癌的危险。重组反转录病毒载体在转染反转录病毒包装细胞后可获得重组病毒颗粒优点：优

18、点：I.安全，不整合到染色安全，不整合到染色体上体上II.不需要宿主细胞的分不需要宿主细胞的分裂增殖就能进入细胞裂增殖就能进入细胞 缺点：缺点：III. 免疫原性较强免疫原性较强IV. 不能整合到宿主细胞不能整合到宿主细胞基因组使得外源基因基因组使得外源基因表达持续时间有限表达持续时间有限V.插入外源插入外源DNA的能力的能力也有限（也有限（7kb）。）。 腺病毒腺病毒(AV)载体载体缺乏缺乏AV时时AAV潜伏的感染，当用潜伏的感染，当用AAV和和AV共感染时，导致裂共感染时，导致裂解感染，产生解感染，产生AAV粒子。粒子。 优点：优点： I.AAV潜伏感染可转导潜伏感染可转导DNA到到各种细

19、胞型（无论分裂的和各种细胞型（无论分裂的和未分裂的细胞）未分裂的细胞）II.基因组高度特异性地整合到基因组高度特异性地整合到人基因组中（人人基因组中（人19号染色体号染色体上单一的整合位点）上单一的整合位点）缺点：缺点：插入外源插入外源DNA的能力有限的能力有限（ 4.7 kb）腺病毒相关病毒（腺病毒相关病毒（ AAV）载体）载体腺病毒相关病毒载体系统腺病毒相关病毒载体系统优点：优点：I.嗜神经组织嗜神经组织II.能 插 入 较 长 外 源 基 因能 插 入 较 长 外 源 基 因（20kb或略长些或略长些缺点：缺点：I.较大的基因组使得遗传操较大的基因组使得遗传操作较难进行作较难进行II.不

20、整合到宿主细胞基因组，不整合到宿主细胞基因组，表达持续的时间受限表达持续的时间受限III. 包含大量功能基因，安全包含大量功能基因，安全水平尚待进一步观察水平尚待进一步观察疱疹病毒（疱疹病毒（HSV）载体）载体 优点：优点：I.I. 安全，痘病毒在人类历史上已经广泛应用安全，痘病毒在人类历史上已经广泛应用II.II. 外源基因的容量可达外源基因的容量可达30 kb30 kbIII.III.适用广泛的细胞型（可感染非分裂的细胞）适用广泛的细胞型（可感染非分裂的细胞）缺点：缺点：I.I. 不整合入细胞基因组，故外源基因表达的时间不不整合入细胞基因组，故外源基因表达的时间不能持久能持久II.II. 载体过大，受免疫系统的影响也较大。载体过大，受免疫系统的影响也较大。痘病毒（痘病毒（Poxvirus, PV）载体）载体基因治疗：治疗基因 导入机体纠正或补偿相纠正或补偿相应应基因功能基因功能1.靶向性基因导入系统 基因治疗的关键问题是将治疗基因送入特定得靶细胞，并在该细胞中得到高效表达；2.外源基因表达的可控性 导入基因后无调控表达将会产生严重后果。最理想的可控性是模拟人体内基因本身的调控形式；3.治疗基因过少治疗基因过少 导入基因的表达诱导框架图Invente