分子病毒学第八章病毒感染病理与防治

分子病毒学第八章病毒感染病理与防治第一页，共三十二页，2022年，8月28日病毒感染对细胞造成的损伤病毒的致细胞病变效应（cytopathiceffect,CPE)-----造成细胞变圆，脱落，融合，裂解等可见现象杀细胞效应-----病毒感染对细胞直接的杀伤作用，影响细胞基本代谢：抑制宿主大分子合成细胞膜功能障碍影响溶酶体及细胞器的功能

非杀细胞效应-----病毒感染对细胞不引起明显病变，但导致细胞发生转化（transformation)-------诱导癌症

免疫病理损伤(immunopathogy)-------------免疫系统失衡（过敏反应等）细胞病变，细胞坏死，细胞凋亡第二页，共三十二页，2022年，8月28日1.病毒感染与细胞凋亡细胞凋亡（Apoptosis）不同于坏死的一种细胞死亡形式。细胞凋亡是一个主动过程，它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用，是细胞为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。细胞凋亡时，细胞核发生染色质凝集断裂成特征性条带，晚期时核碎裂成多块，细胞膜包着核碎块出芽而形成凋亡小体，产生凋亡小体是细胞发生凋亡的主要形态学特征，被吞噬细胞吞噬。病毒感染细胞，细胞可以通过进行细胞凋亡，在病毒复制前死亡，让病毒不能复制；有的病毒则可以抑制细胞的凋亡，利于自身的复制；而有的病毒在复制后期可以诱导细胞凋亡，来有利于病毒颗粒的释放；细胞坏死：由于环境压力或病原体感染导致细胞自然死亡，具有非特异性（胞膜内膜开裂，细胞肿胀，核酸随机断裂等），内含物释放，引起炎症等第三页，共三十二页，2022年，8月28日病毒诱导细胞凋亡不加病毒加病毒凋亡小体的观察坏死凋亡细胞核染色荧光激发自然光下自然光下细胞核染色荧光激发第四页，共三十二页，2022年，8月28日细胞膜线粒体介导的凋亡途径受体介导的凋亡途径Caspase:天冬氨酸蛋白酶Caspase8Caspase9Caspase3Caspase6Caspase?Caspase7凋亡发生细胞凋亡机制1环境诱导细胞途径1：细胞膜受体感应外界信号；胞内传递信号，激活启动凋亡蛋白酶（caspase8)，后者激活（caspase3）caspase3激活效应蛋白caspase6等，发生凋亡途径2：胞内凋亡信号传递给线粒体，线粒体释放细胞色素C细胞色素C通过形成复合体，激活caspas9，再接连caspase3被激活，后面同途径1第五页，共三十二页，2022年，8月28日细胞膜线粒体介导的凋亡途径受体介导的凋亡途径Caspase:天冬氨酸蛋白酶Caspase8Caspase9Caspase3Caspase6Caspase?Caspase7凋亡发生P53Bcl-2P53，Bcl-2家族是凋亡调控蛋白病毒感染对细胞凋亡的影响+/-+/---+/-第六页，共三十二页，2022年，8月28日1病毒编码的蛋白可以干扰膜受体信号传导过程腺病毒-E3蛋白----加速凋亡受体Fas的降解内吞，痘病毒-CrmB---与凋亡受体竞争凋亡配体软疣病毒-MC159—干扰结合凋亡信号递因子2病毒编码的蛋白可以抑制caspase的活性昆虫杆状病毒-P53------caspase酶抑制剂3病毒编码的蛋白作为凋亡调控蛋白Bcl-2类似物，与相关蛋白结合（EB病毒-BALF1）病毒编码的蛋白结合凋亡调控蛋白P53控制P53的活性腺病毒-EIB55k-5病毒编码的蛋白抑制线粒体膜通透性痘病毒-CrmA---定位到线粒体上有的病毒则可以抑制细胞的凋亡第七页，共三十二页，2022年，8月28日1病毒编码的蛋白作为细胞因子诱导细胞凋亡

HIV病毒-Tat蛋白—分泌到胞外，诱导未感染的淋巴细胞的凋亡2病毒编码的蛋白上调凋亡膜受体信号的表达

HIV病毒-Tat蛋白----上调凋亡受体FasL的表达

EB病毒------上调凋亡受体FasL的表达

3.病毒编码的蛋白可以上调凋亡调控蛋白P53的表达

SV40-大T抗原，腺病毒E1A有的病毒则可以促进细胞的凋亡第八页，共三十二页，2022年，8月28日2.病毒感染与肿瘤形成机体内正常细胞生长分裂是受到控制的，不可能无限制分裂，在体外平面上贴壁生长时，呈现接触性抑制（受到临近细胞信号，呈单层生长后，停止分裂）机体内肿瘤细胞生长分裂是无限制分裂；在体外平面上贴壁生长时，失去接触性抑制，呈多层，球状。恶性肿瘤=癌症特点：1.无限增殖Immortalization

Uncontrolledgrowth2.转移metastasis3.侵袭

Invasion15%肿瘤由病毒诱导第九页，共三十二页，2022年，8月28日结肠癌Hela细胞HenriettaLacks，1951年死于宫颈癌其细胞被GeorgeOttoGey

进行培养，成为目前使用最多的细胞系癌症第十页，共三十二页，2022年，8月28日检验点外因通过内因而起作用肿瘤是内外因互作的结果GenemutationDNAdamageCelldivisioncheckpointdamageescapeimmunesurveillance内因:

外因:

1）诱癌物质：烟煤，工业合成物，苯，有机毒气吸烟,石棉材料,nickel,杀虫剂,染料，环境污染物2）辐射

(紫外，放射性&X-ray)3）生物:virus（15%癌症由病毒诱导）肿瘤抑制癌症发生的基因----抑癌基因

Tumorsuppressorgenes诱导癌症发生的基因----诱癌基因（Oncogene）五大诱癌病毒：Epstein-BarrVirus（鼻咽癌），HepatitisCVirus（肝癌），HumanT-lymphotropicvirustype1（人T细胞白血病），HepatitisBVirus（肝癌），HumanPapillomavirus（宫颈癌，皮肤癌）第十一页，共三十二页，2022年，8月28日抑癌基因

Rb蛋白-------成视网膜母细胞瘤蛋白，一种抑癌蛋白，参与细胞周期调控，正常功能受到磷酸化调控正控制细胞生长和分裂，活性降低或表达量降低导致肿瘤发生P53----转录调控因子，阻止细胞分裂的进行，引起由细胞DNA损伤导致的凋亡，多数癌症中此基因都发生变异，被称为“基因组卫士”，具有稳定细胞基因组的功能。当细胞基因组受到损伤时，p53可使细胞分裂暂停，直到损伤被修复，若损伤不能修复则p53启动细胞自杀程序；细胞内有外源DNA合成(如病毒DNA复制)时，p53也会启动细胞自杀程序。第十二页，共三十二页，2022年，8月28日诱癌基因

负调控细胞生长和分裂，活性提高或表达量提高导致肿瘤发生生长因子受体------fms,erB,等信号传导因子----src等转录因子-----myc等抑制生长促进生长第十三页，共三十二页，2022年，8月28日Outline:正常细胞的生长是两类基因产物作用平衡的结果抑癌基因的产物诱癌基因的产物过量表达或活性提高，细胞停止生长过量表达或活性提高，细胞肿瘤化第十四页，共三十二页，2022年，8月28日有些DNA病毒抑制抑癌基因产物的活性来致癌Outline:病毒蛋白结合在抑制癌基因产物，抑制后者活性第十五页，共三十二页，2022年，8月28日1病毒蛋白通过与Rb和P53等生长抑制因子相互作用，导致后者失去活性，从而诱导细胞增殖有些DNA病毒抑制抑癌基因的活性来致癌另外，有些病毒编码一些细胞内类似产物而激活信号传导途径从而增强细胞增殖第十六页，共三十二页，2022年，8月28日DNA病毒诱导肿瘤的机制正常细胞内细胞感染病毒第十七页，共三十二页，2022年，8月28日Outline:有些RNA病毒主要是提高诱癌基因产物的活性来致癌第十八页，共三十二页，2022年，8月28日诱癌基因=癌基因

Oncogene癌基因-------这类基因的蛋白产物具有能转化一个正常细胞变为肿瘤细胞的能力在许多病毒基因组上可以携带这种基因，称之为病毒癌基因（viraloncogene(v-onc)宿主细胞内基因组上也有这类基因，称之为原癌基因（CellularProto-oncogenec-onc）。但细胞内的癌基因，只是在发生突变后或基因发生一些改变后才能诱导癌症发生；病毒的癌基因与细胞的癌基因不完全相同。病毒癌基因不完全等于细胞的癌基因第十九页，共三十二页，2022年，8月28日胞外信号分子或生长因子(receptor‘sligands)(sis)细胞膜上的受体成分(erbB,fms,kit)级联信号传导因子(kinases:src,abl,fgr,yes;mosraf)转录因子(jun,fos,myc,myb,ets,rel)癌基因编码产物多是细胞信号传导因子第二十页，共三十二页，2022年，8月28日反转录病毒诱导肿瘤的三种机制转导机制：有的病毒在宿主细胞中复制时从宿主基因组上获得一段原癌基因，并将之进行修饰，在新一轮的感染中，将这段修饰过的基因带入新的宿主中，导致宿主增殖2)顺式插入激活机制:

病毒基因组插入到原癌基因的前面，作为高效启动子，导致原癌基因高效表达或激活。3)反式调控机制：病毒编码的蛋白产物调控细胞的癌基因的高效表达。第二十一页，共三十二页，2022年，8月28日c-ONC修饰过的癌基因的表达导致宿主肿瘤化第一轮感染宿主基因组A：转导机制第二轮感染病毒基因组宿主基因组病毒复制获得c-onc,并进行修饰新病毒基因组第二十二页，共三十二页，2022年，8月28日逆转录病毒诱导肿瘤

1966年发现诱导肿瘤的病毒而获得NobelPrizeGAG:internalproteins衣壳蛋白ENV:Envelopeglycoproteins包膜蛋白POL:EnzymesReversetranscriptaseRTaseIntegrase整合酶Protease蛋白酶－－鸡肉瘤病毒反转录病毒生活周期：受体识别结合侵入细胞，脱壳反转录整合基因表达组装，释放，成熟病毒癌基因第二十三页，共三十二页，2022年，8月28日B:顺式插入激活机制

virusExon1 Exon2Exon3宿主细胞基因组病毒基因组插入到细胞原癌基因的某个外显子上游，作为启动子或增强子，导致下游基因高效表达Exon1Exon2Exon3细胞原癌基因病毒感染细胞细胞转化成肿瘤细胞高效表达癌基因产物第二十四页，共三十二页，2022年，8月28日C）反式调控机制病毒编码的蛋白产物调控细胞的癌基因的高效表达。HTLV-1基因组上没有携带癌基因，也不会通过顺式激活作用，而是通过编码一个非结构的病毒调控蛋白（Tax）来对细胞的癌基因的表达起调控作用。Tax对病毒复制是必须蛋白：与LTR结合，调控病毒基因的转录。LTRLTRgagpolenvtaxrevpro第二十五页，共三十二页，2022年，8月28日反转录病毒中Tax在致癌过程中的作用

Tax↑Transcriptionfactors,proto-oncogenes↓DNArepairApoptosis↓p53CBP/p300p18INK4c↑CellcycleprogressionHTLV-13.抑制DNA的修复----抑制DNA聚合酶b的活性，导致细胞染色体异常4.抑制抑癌基因产物的活性----与p53结合，或与Rb蛋白活性的磷酸化酶结合5.干扰细胞分裂----与MAD1(mitoticarrest-defectiveprotein),

干扰有丝细胞分裂进程。1.上调一些癌基因的表达----与细胞转录因子结合，加强这些转录因子与癌基因启动子的结合，2.导致细胞因子NF-κB复合物解离-----复合物参与一系列基因表达的调控,与免疫反应、应激反应、炎症的发生及细胞凋亡有关第二十六页，共三十二页，2022年，8月28日inactivateDNAvirusRNAvirusOutline:总结第二十七页，共三十二页，2022年，8月28日抗病毒治疗1）抗病毒免疫治疗：对已经被感染的机体，提供：抗病毒的细胞因子，免疫调节剂，抗体，干扰素，淋巴细胞等这些物质都是在正常免疫细胞中会产生的物质

2）抗病毒化疗（不属于免疫反应和免疫治疗的范围）利用各种药物具有特异性地对感染机体的病原微生物进行杀伤抑制择的药物必须是对病毒的毒性要比对细胞更大一些。干扰病毒基因组复制----最重要的靶标----药物选择病原细菌感染可用抗生素（注意抗生素对病毒没有效果）3）抗病毒基因治疗：导入某些基因DNA在特定细胞内稳定表达，用于弥补突变基因的表达，或封闭某些异常基因的表达，从而达到治疗疾病的目的导入方法：利用病毒做载体（最常用）：1990年，治疗孩子的腺苷脱氨酶缺陷引起的免疫缺陷病症取得很好的结果。脂质体包埋直接注射法

第二十八页，共三十二页，2022年，8月28日HIV病毒感染的控制与治疗药物研发------

特异性抗病毒药物-------选择靶标（根据HIV的复制周期）抑制病毒识别受体进入细胞----------（CD4+和CCR5）受体抑制剂抑制病毒基因组复制的酶抑制剂-----核苷类逆转录酶抑制剂

+非核苷类逆转录酶抑制剂

抑制病毒蛋白产物的形成-------蛋白酶抑制剂抑制病毒组装释放----------------

（流感病毒神经核酸酶抑制剂）

美国辉瑞公司研制的第一个CCR5抑制剂maraviroc于2010年8月通过认证,仅用于治疗CCR5嗜性HIV感染。MOTIVATE1&2研究显示,该制剂对复治病人体内CCR5嗜性病毒的抑制显著优于安慰剂。而默克公司的整合酶抑制剂raltegravir获准上市疫苗研发----预防HIV感染（见第六章）干扰素的生产和使用第二十九页，共三十二页，2022年，8月28日HIVlifecycleStep1:识别结合受体（T细胞的CD4+和CCR5），侵入，脱壳Step2:反转录基