艾滋病病毒研究現(xiàn)狀課件

1、艾滋病病毒研究現(xiàn)狀艾滋病病毒研究現(xiàn)狀艾滋病病毒研究現(xiàn)狀前言 在當(dāng)今社會，嚴(yán)重危害人類健康、令人談之色變的傳染性疾病莫過于艾滋病。艾滋病的全名為“獲得性免疫缺陷綜合征”(acquired immunodeficiency syndrome，AIDS)，是由人類免疫缺陷病毒(human immunodefieiency virus，HIV)感染引起的全身性免疫功能喪失綜合征。 自美國1981年診斷出首例艾滋病病人以來，艾滋病病毒在全球范圍內(nèi)的傳播速度驚人，已有200余個國家和地區(qū)受到艾滋病的嚴(yán)重威脅。 因此，國內(nèi)外在艾滋病毒的研究上一直投放大量人力財力，非常重視。2020/11/41第1頁，共35

2、頁。前言 在當(dāng)今社會，嚴(yán)重危害人類健康、令人談之色變的傳染性疾病莫過于艾滋病。艾滋病的全名為“獲得性免疫缺陷綜合征”(acquired immunodeficiency syndrome，AIDS)，是由人類免疫缺陷病毒(human immunodefieiency virus，HIV)感染引起的全身性免疫功能喪失綜合征。 自美國1981年診斷出首例艾滋病病人以來，艾滋病病毒在全球范圍內(nèi)的傳播速度驚人，已有200余個國家和地區(qū)受到艾滋病的嚴(yán)重威脅。 因此，國內(nèi)外在艾滋病毒的研究上一直投放大量人力財力，非常重視。2020/11/42第2頁，共35頁。HIV結(jié)構(gòu)模式圖2020/11/43第3頁，共

3、35頁。HIV的生命周期2020/11/44第4頁，共35頁。HIV的生命周期和抗HIV藥物靶向目標(biāo)2020/11/45第5頁，共35頁。根據(jù)HIV-1的生命周期，目前已應(yīng)用或正在研制的抗艾滋病藥物主要針對病毒復(fù)制過程的8個重要環(huán)節(jié)：1）HIV對宿主細(xì)胞的依附進(jìn)入抑制劑；2）輔受體相互作用進(jìn)入抑制劑；3）HIV與細(xì)胞的融合進(jìn)入抑制劑；4）病毒RNA的逆轉(zhuǎn)錄核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑(NRTIs)；5）病毒RNA的逆轉(zhuǎn)錄非核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制(NNRTIs)；6）前病毒DNA的整合整合酶抑制劑；7）DNA的轉(zhuǎn)錄；8）病毒蛋白質(zhì)的表達(dá)，病毒的組裝，以及病毒粒子的發(fā)芽和成熟蛋白酶抑制劑(PIs)2020/1

4、1/46第6頁，共35頁。 這些環(huán)節(jié)中所涉及到的酶或受體就成為抗艾滋病藥物設(shè)計的靶向目標(biāo)，例如病毒的逆轉(zhuǎn)錄酶、蛋白酶、整合酶、多聚酶、糖蛋白gp41和gpl20，以及宿主細(xì)胞的CD4受體和輔受體CCR5和CXCR4等。2020/11/47第7頁，共35頁。目前艾滋病的治療方法、精選出抗病毒中醫(yī)藥隊；、抗基因突變藥隊及控制轉(zhuǎn)錄因素解胎毒；、激發(fā)血細(xì)胞抗原體系；A、提高整體免疫水平。B、多向免疫調(diào)節(jié)。C、努力增強人體T細(xì)胞，消除產(chǎn)生胸腺萎縮因素二者并重。D、增強吞噬細(xì)胞祖系和保護吞噬細(xì)胞不受破壞。E、誘發(fā)和增生人體干擾素。、補髓并解骨髓中毒，促多能干細(xì)胞生成，增強解毒功能，使免疫系統(tǒng)功能有總的源泉

5、和效能發(fā)揮，加強吞噬特異抗原特異突變細(xì)胞能力。2020/11/48第8頁，共35頁。HIV 疫苗實驗研究的現(xiàn)狀 當(dāng)前用于治療HIV 感染的藥物只能控制病毒復(fù)制，不能徹底清除病毒，而且抗HIV藥物價格昂貴，具有較嚴(yán)重的副作用，藥物使用不當(dāng)亦會誘發(fā)耐藥株的產(chǎn)生。因此，研制安全、有效的疫苗是控制HIV傳播的重要手段之一。2020/11/49第9頁，共35頁。HIV 疫苗實驗研究的現(xiàn)狀 疫苗分預(yù)防疫苗和治療疫苗，預(yù)防疫苗的作用是防止感染病毒，針對的是未感染人群。而治療疫苗的作用，則是誘導(dǎo)人體免疫系統(tǒng)發(fā)揮抵抗病毒對人體的損傷，或者增強免疫系統(tǒng)對病毒的抵抗能力，針對的是已經(jīng)感染病毒的人群。2020/11/

6、410第10頁，共35頁。HIV 疫苗實驗研究的現(xiàn)狀目前HIV疫苗的研究包括采用傳統(tǒng)疫苗技術(shù)研制的減毒活疫苗和滅活疫苗以及采用現(xiàn)代生物技術(shù)研制的重組蛋白疫苗、DNA 疫苗、病毒載體疫苗等，有些疫苗已完成了期臨床研究，有些正在進(jìn)行或期臨床研究，但大部分仍處在實驗室研究階段。2020/11/411第11頁，共35頁。HIV 疫苗實驗研究的現(xiàn)狀一、減毒活疫苗 到目前為止，進(jìn)行過動物實驗的免疫缺陷病毒疫苗中，減毒活疫苗的保護效果是最好的。早期對SIV的減毒集中于nef基因的部分或全部刪除，使用nef 基因缺失的SIV減毒株免疫恒河猴，隨后用野毒株感染恒河猴，較短時期內(nèi)不能檢測到感染。減毒SIV疫苗還具

7、有一定程度的交叉保護能力。 2020/11/412第12頁，共35頁。HIV 疫苗實驗研究的現(xiàn)狀 但經(jīng)過長期觀察，試驗動物全部感染減毒株，并發(fā)展為AIDS樣癥狀，分析病毒基因發(fā)現(xiàn)nef 基因修復(fù)了12個核苷酸的缺失研究者刪除vpr 基因經(jīng)過長期追蹤觀察, 也存在同樣的問題。Anita Milicic 等人對nef 的三個保守區(qū)進(jìn)行突變。結(jié)果表明，突變后的基因?qū)Φ鞍酌阁w的表位加工有很大的影響。因此，HIV-1 減毒活疫苗的安全性問題制約了它的發(fā)展。2020/11/413第13頁，共35頁。HIV 疫苗實驗研究的現(xiàn)狀二、滅活疫苗 Murphey-Corb 等使用5 %8 %甲醛溶液滅活的SIV病毒

8、免疫9只獼猴，在10倍SID50 (50 % simian infectious dose) 劑量滅活病毒原始株攻毒中，全部免于感染。但當(dāng)使用其他毒株攻擊時，幾乎沒有保護效果，分析表明保護作用與抗體反應(yīng)有關(guān)。2020/11/414第14頁，共35頁。HIV 疫苗實驗研究的現(xiàn)狀 許多研究人員指出在以上實驗中使用的滅活病毒和攻擊病毒為在人T細(xì)胞中培養(yǎng)的SIV，保護作用可能與人源HLA I 類分子誘發(fā)的抗體有關(guān)。 使用滅活疫苗在HIV-1 感染者中進(jìn)行的早期人體試驗也沒有取得預(yù)防感染和控制病毒復(fù)制的效果，同時由于沒有確證病毒滅活完全性的手段，難以保證不會發(fā)生由于病毒滅活不完全而導(dǎo)致感染的情況，滅活疫

9、苗的研究受到了很大的限制。2020/11/415第15頁，共35頁。HIV 疫苗實驗研究的現(xiàn)狀三、蛋白疫苗 HIV 疫苗設(shè)計的主要困難在于鑒別引起中和抗體的異常表位。目前的研究表明，HIV-1 的糖類是主要的抵抗宿主攻擊的物質(zhì)，那么疫苗的設(shè)計就可以針對這些糖類，這個想法通過對HIV-1 糖蛋白gp120 上的寡聚甘露糖簇的研究得到實，gp120是廣泛的中和抗體2G12 的表位，這項研究表明HIV疫苗的研究朝著糖蛋白疫苗的方向發(fā)展著。 2020/11/416第16頁，共35頁。HIV 疫苗實驗研究的現(xiàn)狀 HIV膜區(qū)蛋白的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，既含有復(fù)雜的立體構(gòu)像，中和性抗體多為構(gòu)像依賴性抗體，又含有多糖

10、基化位點，過多的糖基化可能會掩蓋中和抗體位點的暴露，而且HIV自然感染機體后所誘導(dǎo)的中和抗體普遍較弱。 這些現(xiàn)象提示單純模仿HIV 膜蛋白天然的抗原結(jié)構(gòu)研制的疫苗將不會產(chǎn)生較強的而且廣譜的中和抗體。因此，目前國際上研究的重點是根據(jù)HIV膜蛋白的基本特點設(shè)計新的免疫原，或?qū)μ烊坏哪さ鞍走M(jìn)行改造，其目的是誘導(dǎo)機體產(chǎn)生廣譜而且較強的中和抗體。2020/11/417第17頁，共35頁。HIV 疫苗實驗研究的現(xiàn)狀四、DNA 疫苗 HIV 是高度變異的，對如此高變異的病毒產(chǎn)生有效的免疫反應(yīng)是艾滋病疫苗的一個發(fā)展方向。另一個難題是鑒定保護性免疫。近來的疫苗主要嘗試用重組的核心病毒序列，在小范圍內(nèi)突變而成。自

11、體病毒來源的COT 或CON 序列(HIV-1env 變異體編碼廣泛的多樣性) 對評價抗病毒反應(yīng)的敏感性可能是有用的。近來科學(xué)家發(fā)現(xiàn)HIV制造的蛋白質(zhì)，稱為Vif ，這種蛋白質(zhì)可以防止宿主的攻擊。 2020/11/418第18頁，共35頁。 Nathaniel Landau 等發(fā)現(xiàn)了Vif 的工作原理。Vif 可以制約人體內(nèi)的一種稱為APOBEC3G 的蛋白質(zhì)。人體內(nèi)，如果沒有Vif，APOBEC3G蛋白質(zhì)可以侵入病毒，取出病毒中的部分DNA的片段，這樣病毒就不能起作用了。但是，Vif 可以阻止APOBEC3G工作。這對于研究抗HIV病毒藥品和疫苗有巨大的參考價值。 HIV 疫苗實驗研究的現(xiàn)狀

12、2020/11/419第19頁，共35頁。 DNA疫苗進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)部表達(dá)所攜帶的外源基因，在誘發(fā)細(xì)胞免疫反應(yīng)方面具有優(yōu)勢。HIV DNA疫苗研究中多采用包括多個病毒基因的方式來增加細(xì)胞免疫反應(yīng)的強度和廣泛性。如Fuller 等使用gag-pol-env 的DNA疫苗黏膜途徑免疫獼猴，在異源SHIV-1 黏膜攻擊中，可保護4/7只獼猴免于感染。質(zhì)粒DNA進(jìn)入細(xì)胞核表達(dá)外源蛋白，能進(jìn)行正確的翻譯后加工并保持天然構(gòu)像，在誘發(fā)體液免疫反應(yīng)方面具有特殊優(yōu)勢。HIV 疫苗實驗研究的現(xiàn)狀2020/11/420第20頁，共35頁。HIV 疫苗實驗研究的現(xiàn)狀五、病毒載體疫苗 為了增加外源基因進(jìn)入宿主體細(xì)胞的能力

13、和表達(dá)效率，增加疫苗誘發(fā)的免疫反應(yīng)強度，研究者發(fā)展了多種活病毒載體疫苗。其中最具代表性的是痘病毒(Vaccinia virus，VAC) 載體。從安全性和免疫效果綜合考慮，MVA為其中的佼佼者，MVA為Ankara株痘病毒在雞胚細(xì)胞中經(jīng)過570次傳代，獲得丟失六處共長達(dá)10 kb基因片斷限制了其宿主細(xì)胞譜系的減毒株。不同于一些保留較強復(fù)制能力的痘病毒減毒株通過刪除病毒的細(xì)胞因子(如IFN-) 受體為減毒手段，并以宿主能產(chǎn)生足夠強度的特異性免疫反應(yīng)為前提來確保安全性。2020/11/421第21頁，共35頁。 MVA 在人體內(nèi)復(fù)制水平很低，幾乎檢測不到。MVA多種途徑接種放射線照射和抗T細(xì)胞抗體

14、清除T淋巴細(xì)胞的獼猴，雖然在動物全身多個器官檢出了MVA基因，但沒有分離到活病毒顆粒。同時，MVA可誘生IFN-、TNF-等細(xì)胞因子，但它自身不表達(dá)IFN和TNF可溶性受體，從而可間接增強細(xì)胞免疫反應(yīng)。 使用rMVA-gag-pol-env 89.6P 免疫恒河猴，SHIV89.6P攻毒后，對照組動物出現(xiàn)明顯的AIDS 樣癥狀，攻毒后168 d半數(shù)死亡，免疫組動物表現(xiàn)出強的Gag-特異性細(xì)胞免疫反應(yīng)和高滴度的中和抗體，到168 d觀察終點，CD4 + T淋巴細(xì)胞保持正常水平，病毒載量控制在檢出范圍(500-1000 拷貝/mL) 以下，無1 例出現(xiàn)AIDS 樣癥狀。 現(xiàn)代探針技術(shù)帶著潛在的可產(chǎn)

15、生保護性細(xì)胞免疫反應(yīng)的優(yōu)勢，已經(jīng)在臨床試驗上得到了證實。腺病毒探針的出現(xiàn)肯定了這種說法，而泡沫病毒在人體內(nèi)引起有效的細(xì)胞免疫反應(yīng)沒有得到證實。 2020/11/422第22頁，共35頁。HIV 疫苗實驗研究的現(xiàn)狀六、DNA-病毒載體疫苗聯(lián)合免疫 動物實驗表明，已經(jīng)存在的針對載體病毒的免疫反應(yīng)能夠嚴(yán)重影響免疫效果。以Prime-Boost 方式, 使用攜帶gag-pol-env的DNA/rMVA 和rMVA/rMVA 同時免疫獼猴，rMVA/rMVA方式免疫的獼猴其CTL反應(yīng)強度比DNA/rMVA方式低10倍。以腺病毒作為載體的疫苗中，這種現(xiàn)象比MVA還要明顯。使用DNA-活病毒載體疫苗,以Pr

16、ime-Boost方式免疫，可以避免這種現(xiàn)象。2020/11/423第23頁，共35頁。HIV 疫苗實驗研究的現(xiàn)狀七、治療性疫苗 艾滋病被稱為“世紀(jì)瘟疫”，人類至今尚未找到醫(yī)治這一頑癥的理想方法?，F(xiàn)在普遍采用的“雞尾酒”療法，就是讓患者服用抗逆轉(zhuǎn)錄酶等抗病毒藥物，以控制病情的進(jìn)一步發(fā)展，但它無法完全殺滅病毒，而且還會產(chǎn)生毒副作用。用“治療疫苗”抑制艾滋病毒的新思路的原理是：既然艾滋病患者最主要的問題是免疫功能的喪失，那么只要找到一種能夠有效觸發(fā)并恢復(fù)其自身免疫能力的方法，病情應(yīng)該可以得到控制。2020/11/424第24頁，共35頁。艾滋病研究新消息2020/11/425第25頁，共35頁。感

17、染HIV的T細(xì)胞（紅色為HIV病毒，綠色為宿主細(xì)胞） 加拿大和美國研究人員21日在英國自然醫(yī)學(xué)發(fā)表論文稱，他們發(fā)現(xiàn)了可能會徹底治愈艾滋病的新方法，艾滋病將有可能不再是不治之癥。治愈艾滋病的關(guān)鍵在于找到艾滋病病毒潛伏池。研究人員說，他們找到了這種潛伏池，即記憶T細(xì)胞。他們提出了結(jié)合化學(xué)療法和抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法來治療艾滋病的新方法，其中，抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法殺死人體內(nèi)大部分艾滋病病毒，而化學(xué)療法則專門針對“躲藏”在記憶T細(xì)胞中的艾滋病病毒，這使得艾滋病病毒在人體中再無藏身之地。HIV 的新藏身之處2020/11/426第26頁，共35頁。 美國科學(xué)雜志發(fā)表了由浙江大學(xué)教授于曉方領(lǐng)導(dǎo)的科研小組的研究成果，

18、揭示了艾滋病發(fā)病的新機理。該研究在國際上首先發(fā)現(xiàn)一組使HIV避過人體細(xì)胞天然防御系統(tǒng)而在人體細(xì)胞內(nèi)大量復(fù)制的蛋白，闡明了HIV突破宿主細(xì)胞防御系統(tǒng)分子機制，并提出了新的HIV防治策略。 這組蛋白的發(fā)現(xiàn)對于了解HIV如何戰(zhàn)勝宿主防御系統(tǒng)至為關(guān)鍵，有望成為HIV治療的新靶點，從而為預(yù)防和治療艾滋病提供了一種全新的理念和途徑，具有十分重大的理論意義和實際應(yīng)用價值。艾滋病病毒含有一種病毒感染因子，該因子通過一組蛋白復(fù)合體，增加了艾滋病的感染機會。一系列實驗發(fā)現(xiàn)，只要阻斷病毒感染因子和泛素連接酶的共同作用，艾滋病的感染率就降低了90。這個新發(fā)現(xiàn)有可能開發(fā)出防治HIV感染的新藥和新療法。HIV 突破宿主細(xì)

19、胞防御系統(tǒng)分子機制2020/11/427第27頁，共35頁。 美國科研人員最近利用基因技術(shù)成功遏制老鼠體內(nèi)的艾滋病病毒，這一方法為控制艾滋病病毒增殖提供了新思路。 這一技術(shù)的關(guān)鍵在于負(fù)責(zé)指導(dǎo)合成CCR5蛋白的一種基因。CCR5蛋白是艾滋病病毒入侵機體細(xì)胞的“幫兇”?？蒲腥藛T很早就發(fā)現(xiàn)，如果CCR5蛋白基因發(fā)生有利的變異，那么人體就可能出現(xiàn)針對艾滋病病毒的免疫抵抗力。美國南加州大學(xué)的葆拉坎農(nóng)等人在新一期英國自然-生物工藝學(xué)雜志上報告說，他們用老鼠做實驗時，借助一種名為cutter的酶，刪除了未成熟造血細(xì)胞中的CCR5蛋白基因，因此這些細(xì)胞成熟分化時不會產(chǎn)生CCR5蛋白。研究人員把這些細(xì)胞注入感染

20、了艾滋病病毒的老鼠體內(nèi)，并把它們與感染艾滋病病毒的普通老鼠進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)12周后在接受注射的老鼠體內(nèi)，免疫T細(xì)胞水平有所恢復(fù)，艾滋病病毒含量保持在較低水平。而對照組老鼠的免疫系統(tǒng)能力減弱，艾滋病病毒大量分裂增殖。基因技術(shù)遏制艾滋病毒2020/11/428第28頁，共35頁?！瓣幮园滩　钡目只?日前傳言內(nèi)地多個省市發(fā)現(xiàn)一種“陰性艾滋病”的神秘病毒，據(jù)說這些患者出現(xiàn)類似艾滋病的癥狀，但是檢驗結(jié)果卻呈陰性，而這個人群大多有過高危性行為。 “陰性艾滋病”患者出現(xiàn)了淋巴腫脹、皮下出血、舌苔生絨毛等和艾滋病患者極為相像的癥狀，還有免疫力下降、頭疼等其他表現(xiàn)。但是，經(jīng)過多次HIV檢查卻仍然顯示陰性，臨

21、床報告顯示他們是“無明顯的器質(zhì)性病變”，因此他們自稱是“艾滋病陰性感染者”。2020/11/429第29頁，共35頁。傳言一：“陰性艾滋病”是艾滋病的變異傳言二：“陰性艾滋病”是一種新病毒傳言三：“陰性艾滋病”是傳染病傳言四：“陰性艾滋病”無法根治，可致死關(guān)于“陰性艾滋病”的四大傳言2020/11/430第30頁，共35頁。傳言一：“陰性艾滋病”是艾滋病的變異【檢測結(jié)果可排除該人群感染艾滋病病毒或變種】 2009年7月，中國疾控中心開始啟動相關(guān)調(diào)查工作，至2010年1月，招募了59名自愿接受調(diào)查的“自述疑似艾滋病感染者”進(jìn)行了第一次調(diào)查。調(diào)查結(jié)果表明，該人群艾滋病抗體檢測均為陰性，未檢測到相關(guān)致病病