第九章疾病與人類健康-HIV,HBV

1、項目項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病毒分類病毒分類微小核糖微小核糖核酸病毒核酸病毒嗜肝脫氧核嗜肝脫氧核糖核酸病毒糖核酸病毒黃病毒黃病毒 缺陷病毒缺陷病毒杯狀病毒杯狀病毒基因組基因組ss RNAss RNA（+ +）7.8kb 7.8kb dsDNAdsDNA3,2kb3,2kbssRNA(+)ssRNA(+)10.5kb10.5kbssRNA(-)ssRNA(-)1.7kb1.7kbssRNA(+)ssRNA(+)3.5kb3.5kb傳播途徑傳播途徑 腸道傳播腸道傳播腸道外

2、腸道外及性傳播及性傳播多數(shù)腸道多數(shù)腸道外傳播外傳播多數(shù)和腸多數(shù)和腸道外傳播道外傳播腸道傳播腸道傳播潛伏期潛伏期/ / 范圍（天）范圍（天）25/1525/15454575/4075/4012012050/1550/15909050/2550/25757540/2040/203030慢性化慢性化無無3 310%10%404070%70%2 270%70%無無暴發(fā)性肝炎暴發(fā)性肝炎0.2%0.2%0.2%0.2%0.2%0.2%2 220%20%0.20.210%10%五型病毒性肝炎比較五型病毒性肝炎比較 1Maddrey, J Med Virol 2000; 61: 362正噬肝病毒屬：乙肝病毒禽

3、噬肝病毒屬噬肝病毒科噬肝病毒科“空心湯團空心湯團”均為過剩的病毒外均為過剩的病毒外殼殼僅含僅含HBsAgi.無感染性無感染性HBV感染后出現(xiàn)于血液由HBsAg（病毒的囊膜）組成顆粒中未檢出DNA多聚酶活性不是HBV，是HBV感染肝細胞時過剩囊膜游離于血循環(huán)中的“空心湯團空心湯團”。 HBVHBV病毒粒子結構病毒粒子結構大球形（大球形（Dane）顆）顆粒（粒（直徑直徑42 nm ）小球形顆粒小球形顆粒（直徑（直徑22 nm）數(shù)量最多數(shù)量最多管形顆粒管形顆粒（2240400 nm）9.3.2 HBVHBV基因組及其所編碼的主要蛋白基因組及其所編碼的主要蛋白環(huán)狀部分雙鏈結構：兩鏈長短不一短鏈和長鏈的

4、5端通過240bp配對維持環(huán)狀結構長鏈(L)完整、恒定3.2Kb ，負鏈短鏈(S)為正鏈，長度可變，約為長鏈長度的5080%（100%）S鏈可按5-3增生S鏈3端的位置是可變的5末端蛋白和具有帽子結構的小RNA與病毒的復制有關兩條鏈互補區(qū)兩側各有一個11個堿基的直接重復序列，稱DR1和DR2。 HBV HBV基因組基因組長鏈0.8kb：X蛋白2.4kb：S蛋白2.1kb：前S蛋白3.5kb前基因組RNA3.4kb：核心蛋白短鏈短鏈共同末端，產量高于后兩者AAAAAAAAAAAA2.1kb RNA2.4kb RNA3.4kb RNA0.8kb RNAPre-S1Pre

5、-S2ORF-SORF-PORF-XORF-CDR155+strand-strandPre-CDR2Hepatitis B Virus RNAsPrecoreCoreXRNase H5 RNAPrimerDR2DR1(+)()proteinacerPolyEcoR1S1S2STerminalprepremeraseSpPolymerase HBV3 HBV基因轉錄的調控基因轉錄的調控2 2、增強子、增強子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

6、 HBV HBV的編碼區(qū)及產物的編碼區(qū)及產物分為S基因和前S基因二部分S基因編碼主要表面蛋白（表面抗原主要成分，疫苗）前S基因編碼Pre S1和Pre S2蛋白中蛋白：PreS2蛋白-S蛋白I. 大蛋白：PreS1、PreS2蛋白-S蛋白1.S1.S編碼區(qū)編碼區(qū)2.P編碼區(qū)mRNA3.C3.C編碼區(qū)編碼區(qū)包括前C基因和C基因，編碼HBeAg和HBcAgHBeAg是是HBcAg的降解產物？的降解產物？HBV CHBV C基因基因前前C區(qū)區(qū)C 區(qū)區(qū)前前C 蛋白蛋白HBeAgC 蛋白蛋白HBcAg轉轉錄錄分泌到細胞外分泌到細胞外前前C區(qū)區(qū)C 區(qū)區(qū)C 區(qū)區(qū)翻譯、加翻譯、加工

7、工存在于血清中存在于血清中4. X4. X編碼區(qū)編碼區(qū)3.4,2.4,2.1 蛋白質3.5kb RNA為前基因組RNA 被包裝到核心顆粒中 反轉錄。 自DR1開始合成負鏈DNA，反轉錄酶 RnaseH將模板降解（前基因組RNA) 從5DR1處為引物，DNase聚合酶，跳至DR2處，合成正鏈DNA 環(huán)化9.3.3 HBV的復制dsDNA,dsDNA,不是不是通過半保留復制方式復通過半保留復制方式復制制Decompensatedcirrhosis 121 62血凝素（HA蛋白）神經氨酸酶（N蛋白）8各負鏈RNA基質蛋白層WHO網(wǎng)站公布網(wǎng)站公布全國SARS病人年齡分布0100200300400500

8、60070080090010000-5-10- 15-20-25-30-35-40- 45-50-55-60-65-70- 75-80-85-年齡病例數(shù)全國SARS年齡別發(fā)病率0.0000.1000.2000.3000.4000.5000.6000.7000.8000.9000-5-10- 15- 20- 25- 30- 35- 40- 45- 50- 55- 60- 65- 70- 75- 80- 85-年齡發(fā)病率1/10萬0.260.891.692.15.938.0557.57010203040506070農民學生商業(yè)人員家務待業(yè)干部職員離退人員醫(yī)務人員職業(yè)發(fā)病率（1/100萬）非典型肺炎

9、病例的職業(yè)別發(fā)病率（非典型肺炎病例的職業(yè)別發(fā)病率（1/1001/100萬）萬）Science每例病人平均能傳染的人數(shù)基因組RNA 復制 從多個位點轉錄 5-7個亞基因組的mRNA 多聚蛋白 切割成功能蛋白子代基因組RNA與N蛋白結合形成核衣殼 M蛋白+囊膜組裝出芽 M、S、E嵌入 子代病毒粒子 膜融合釋放到胞外 以呼吸道為入侵門戶，引起呼吸道局部病變或伴有全身癥狀的病毒即為呼吸道病毒。 分 類：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、風疹病毒、 冠狀病毒、呼腸病毒。將正常有功能的基因替代或修正缺陷基因從而達到治療疾病的目的。

10、現(xiàn)在通常認為，將遺傳物質轉移到體內的治療 方法均可稱為基因治療。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 Factor VIII, Factor IX deficiency

11、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 Direct injection into the brainCardi

12、ovascularZ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 transplantation (to patient with gene dele

13、tion) 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 vivo :8237/M

14、288/SChow_4_10/sld005.htmIN VIVOEX VIVO基本途徑是：個體供者組織或細胞移植物 組織培養(yǎng)治療基因或標記基因培養(yǎng)細胞選擇或富集轉基因細胞I.轉染細胞實驗動物或受試病人的靶器官 1. 離體法（離體法（ex vivo）基因轉移的治療途徑）基因轉移的治療途徑基本途徑是： 含治療基因表達載體直接注射/與介質結合后直接注射或用基因槍導入體內 包裝細胞系中包裝好的復制缺陷型病毒顆粒優(yōu)點：簡便省時省力，能很快觀察到外源基因的表達及作用缺點：DNA在體內不易進入細胞，易被降解，以病毒顆粒的形式導入人體則易引起免疫反應和被補體滅活。2. 直接體內法（直接體內法（in vivo）

15、基因轉移的途徑）基因轉移的途徑 病毒載體的產生病毒載體的產生 病毒載體的產生病毒載體的產生 病毒載體在基因治療中的應用病毒載體在基因治療中的應用反轉錄病毒反轉錄病毒(Retrovirus, RV)載體優(yōu)點：基因轉移的效率高，細胞宿主范圍較廣泛，DNA整合效率高于其它病毒載體等。缺點：只感染分裂狀態(tài)的細胞，載體容量小（8kb），目的基因在未分化的細胞中常丟失，隨機整合潛在致癌的危險。重組反轉錄病毒載體在轉染反轉錄病毒包裝細胞后可獲得重組病毒顆粒優(yōu)點：優(yōu)點：安全，不整合到染色安全，不整合到染色體上體上不需要宿主細胞的分不需要宿主細胞的分裂增殖就能進入細胞裂

16、增殖就能進入細胞 缺點：缺點：免疫原性較強免疫原性較強不能整合到宿主細胞不能整合到宿主細胞基因組使得外源基因基因組使得外源基因表達持續(xù)時間有限表達持續(xù)時間有限I.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)載體載體缺乏缺乏AV時時AAV潛伏的感染，當用潛伏的感染，當用AAV和和AV共感染時，導致裂共感染時，導致裂解感染，產生解感染，產生AAV粒子。粒子。 優(yōu)點：優(yōu)點： AAV潛伏感染可轉導潛伏感染可轉導DNA到到各種細胞型（無論分裂的和各種細胞型（無論分裂的和未分裂的細胞）未分裂的細胞）基因組高度特異性地整合到基因組高度特異性地整合到人基因組中（人人基

17、因組中（人19號染色體號染色體上單一的整合位點）上單一的整合位點）缺點：缺點：插入外源插入外源DNA的能力有限的能力有限（ 4.7 kb）腺病毒相關病毒（腺病毒相關病毒（ AAV）載體）載體腺病毒相關病毒載體系統(tǒng)腺病毒相關病毒載體系統(tǒng)優(yōu)點：優(yōu)點：嗜神經組織嗜神經組織能 插 入 較 長 外 源 基 因能 插 入 較 長 外 源 基 因（20kb或略長些或略長些缺點：缺點：較大的基因組使得遺傳操較大的基因組使得遺傳操作較難進行作較難進行不整合到宿主細胞基因組，不整合到宿主細胞基因組，表達持續(xù)的時間受限表達持續(xù)的時間受限I.包含大量功能基因，安全包含大量功能基因，安全水平尚待進一步觀察水平尚待進一步

18、觀察皰疹病毒（皰疹病毒（HSV）載體）載體 優(yōu)點：優(yōu)點：安全，痘病毒在人類歷史上已經廣泛應用安全，痘病毒在人類歷史上已經廣泛應用外源基因的容量可達外源基因的容量可達30 kb30 kb適用廣泛的細胞型（可感染非分裂的細胞）適用廣泛的細胞型（可感染非分裂的細胞）缺點：缺點：不整合入細胞基因組，故外源基因表達的時間不不整合入細胞基因組，故外源基因表達的時間不能持久能持久載體過大，受免疫系統(tǒng)的影響也較大。載體過大，受免疫系統(tǒng)的影響也較大。痘病毒（痘病毒（Poxvirus, PV）載體）載體基因治療：治療基因 導入機體糾正或補償相糾正或補償相應應基因功能基因功能1.靶向性基因導入系統(tǒng) 基因治療的關鍵問題是將治療基因送入特定得靶細胞，并在該細胞中得到高效表達；2.外源基因表達的可控性 導入基因后無調控表達將會產生嚴重后果。最理想的可控性是模擬人體內基因本身的調控形式；3.治療基因過少治療基因過少 導入基因的表達誘導框架圖Invented for DNA transfer to plant cellsFully applicable to mamalian cellsLigh