逆转录病毒
Retroviridae
病原生物学教研室
逆转录病毒的分类及其代表病毒
亚科名
代表病毒
RNA肿瘤病毒亚科
(爬虫类 )蛇病毒
(禽类 )rous肉瘤病毒 (RSV),rous 相关病毒 (RAV),其他鸡肉瘤病毒, 禽白血病病毒 (ALV)
(哺乳类 )鼠肉瘤病毒 (MSV),鼠白血病毒 (MLV),鼠内源
性病毒, 猪肉瘤病毒, 牛白血病病毒, 猪白血病病毒,
鼠乳腺瘤病毒
(灵长类 )灵长类肉瘤病毒, 猴白血病病毒, 狒 C型肿瘤
病毒, mason-pfizer猴病毒 (MPMV),langur病毒
(人 ) 人类嗜 T细胞病毒 Ⅰ 型, Ⅱ 型, Ⅴ 型 (HTLV-Ⅰ, Ⅱ,
Ⅴ)
慢病毒亚科
人类免疫缺陷病毒 (HIV),绵羊脱髓鞘性脑白质炎病毒
( visnavirus),绵羊肺腺瘤病毒 (maedi virus),马传
染性贫血病毒 (EIAV)
泡沫病毒亚科
灵长类泡沫病毒, 猫, 牛, 人泡沫病毒 (human foamy
virus)
逆转录病毒的共同特性,
1.病毒为球形,有包膜,表面有刺突,(与病毒的吸附和穿
入有关 )。
2.基因组为单正链 RNA双体结构。
3.病毒体含逆转录酶。
4.具有 gag,pol,env三个结构基因。
5.病毒增殖的突出特点是在复制病毒 RNA时要通过 DNA
复制中间型 (DNA replicative intermediate)。并与宿主细胞的
染色体整合。
第 1节 人类免疫缺陷病毒
人类免疫缺陷病毒 (human immunodeficiency virus,
HIV)是 获得性免 疫缺陷综合征 (acquired immunodeficiency
syndrome,AIDS)的病原体, 俗称 艾滋病 。
HIV主要有两型,
HIV-1型,即通常称谓的 HIV,世界上的 AIDS多由 HIV-1所致;
HIV-2型, 1986年在西非发现一种与 HIV-1不同的逆转录病毒, 两
者的核苷酸序列差异超过 40%,称为 HIV-2型, 只在西非呈地区性
流行 。
生物学性状
?形态结构
核衣壳 核酸, 两条 ssRNA与核衣壳蛋白 (P7)结合形成双体结构
衣壳,双层壳膜 内层为衣壳蛋白( P24)
外层为内膜蛋白( P17)
包 膜 脂质双层
刺 突 gp120,gp41
生物学性状 ?形态结构
病毒基因组全长约 9200bp,
其 5’端和 3’端各有一段相同的
核苷酸序列,是长末端重复序
列 (LTR),中间含有 env, pol、
gag 3个结构基因和 tat,rev、
nef,vif,vpu,vpr等 6个调节
基因。
生物学性状 ?基因组结构与功能
结构基因
env基因,编码 gp41:介导病毒包膜与宿主胞膜的融合;
gp120:有病毒颗粒与 NT抗体及宿主细胞表面
的 CD4分子结合的部位 。
pol基因,编码产生 逆转录酶 (p66/ p53)和 整合酶 (p31),与
病毒的复制有关 。
gag基因,编码产生蛋白前体, 经酶解后形成 3种蛋白 (P17,
P24,P15)。
调节基因,tat,rev,nef,vif,vpu,vpr
tat,rev和 nef的产物对 HIV表达的正、负调节以及对维持
HIV在细胞中复制平衡和控制 HIV潜伏有重要意义。
长末端重复序列 (LTR),对病毒转录的调控起关键作用。
生物学性状 ?基因组结构与功能
HIV病毒体的包膜糖蛋白
刺突与细胞上的特异受体结合,
然后病毒包膜与细胞膜发生融
合 。 核衣壳进入细胞质内脱壳,
释放其核心 RNA进行复制 。
?病毒的复制 生物学性状
?病毒变异性
HIV基因组可发生变异,最易变异的是编码包膜糖
蛋白的 env基因和调节基因 nef。
估计病毒 env基因核苷酸变异概率每年每个位点约
0.1%,其变异率与流感病毒相似。
根据 nef基因序列的异同将 HIV-1分为 M,O,N等 3组
(group)12个亚型 (subtype); HIV-2型为 A~ F等 6个亚型。
在非洲主要流的是 HIV-1的 A,C,D、和 E亚型,我
国云南省感染者主要为 B和 C亚型。全球流行将以 C和 E亚
型为主,另外各亚型的流行时间和传播情况也不同。
生物学性状
HIV仅感染表面有 CD4受
体的细胞。实验室中常用正
常人 T细胞分离病毒。感染
病毒的细胞出现 CPE。动物
模型可用 HIV感染恒河猴和
黑猩猩。
? 培养特性
生物学性状
1) 56℃ 加热 30min;
2) 冻干血制品需 68℃ 72h方能保证污染病毒的灭活;
3) 高压蒸气灭菌 ( 103.4kpa/121.3℃ ) 20min可被灭活;
4) 10%漂白粉液, 0.5%次氯酸钠, 50%乙醇, 35%异丙醇,
0.3%H2O2,0.5%来苏等消毒液中室温 10min保证完全
被灭活 。
?抵抗力
HIV的抵抗力不强,以下条件可被灭活,
生物学性状
致病性与免疫性 ?传染源和传播途径
传染源 a) HIV无症状携带者 b) 艾滋病患者
2)血液传播:医源性
吸毒者
1) 性传播,STD之一
同性恋
异性恋
传播途径
3) 母
致病性与免疫性
婴传播:胎盘
产道
哺乳
?临床表现
1)原发感染
致病性与免疫性
HIV进入机体后病毒开始复制,
约在 8~ 12w时出现病毒血症,此期
病毒在体内广泛播散,并开始在淋巴
样器官种植,3~ 6w在许多病人
( 50%~ 70%)体内发展成急性单核
细胞增多症样表现,其后大多数病毒
以前病毒的形式整合于宿主细胞染色
体内,进入长期的、无症状的潜伏感
染期。
2) 潜伏感染
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
?临床表现
(AIDS-rilated complex,ARC)
早期有发热、盗汗、全身倦
怠、体重下降、皮疹及慢性
腹泻等胃肠道症状,并有进
行性淋巴结病及舌上白斑等
口腔损害。
4)典型 AIDS
致病性与免疫性
?临床表现 出现中枢神经系统疾患 ;
合并各种条件致病菌 (如
分枝杆菌、念珠菌、卡氏肺孢
菌等 )或其他病毒 (如 EBV,CMV、
HHV-8型等 )感染;
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。
?HIV的致病机制
1) 选择性地侵犯 CD4+T 细胞, CD4/CD8比例倒置, 导致免疫功能
紊乱 。
2) HIV感染后 B细胞多克隆活化, 出现高丙球蛋白血症, 循环血
中免疫复合物及自身抗体含量增高, 但对新抗原刺激的应答
受到很大阻碍 。
3) 单核-巨噬细胞也表达少量 CD4分子, 受 HIV感染后通常不被
杀死, 成为感染后较长时期的病毒储存者 。
4) HIV感染所致神经细胞损害:约有 40% ~ 90% 的 AIDS患者出
现不同程度的神经异常, 包括 HIV脑病, 脊髓病变, 周围神经
炎和严重的 AIDS痴呆综合征 。
致病性与免疫性
HIV对 CD4+T 细胞损害的 机制
1) 病毒感染对细胞的直接杀伤作用
a.病毒包膜糖蛋白插入细胞膜或病毒的出芽释放,增加了细胞膜的通透性;
b.HIV增殖时可产生大量未整合的病毒 cDNA,干扰细胞的正常生物合成;
c.感染 T细胞表面的 gp120与非感染细胞的 CD4结合,细胞融合死亡,T细胞减少。
2)免疫病理所引起的细胞损伤,
a.受染细胞膜上表达病毒的包膜糖蛋白, 可激活特异性 CTL的识别, 或与特异
性抗体结合后通过 ADCC作用而破坏细胞;
b.HIV的 gp120与细胞膜上的 MHCⅡ 类分子有一同源区, 抗 gp120抗体能与这

T细胞起交叉反应, 即病毒诱导的自身免疫使细胞造成免疫病损害或功能障碍 。
3)HIV感染诱导细胞凋亡,
病毒激活 T细胞凋亡基因, 表达 FAS受体, 当其与细胞表面 FAS结合后最终导

致病性与免疫性
3.机体对 HIV感染的免疫应答
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;
3) 病毒包膜糖蛋白的一些区段的高变异性, 致使不断出现新抗原
而逃逸免疫系统的识别;
4) HIV对各种免疫细胞均有损害 。 故表明机体的免疫力不足以清
除病毒, HIV一经感染便终生携带病毒 。
致病性与免疫性
HIV感染早期呈病毒血症时,从病人血液、脑脊液
和骨髓细胞中能分离到病毒,从血清中查到 HIV抗原;
无症状的潜伏期内一般不能或很少从外周血中检测
到 HIV抗原;
进入 AIDS相关综合征或典型 AIDS期,于外周血中
均可查到病毒抗原、核酸及抗体。
微生物学检查法
?检测抗体
ELISA,IFA,RIA,敏感性好, 应用方便 。 尤其
ELISA法目前最为常用 。 但由于 HIV的全病毒抗原与其
他逆转录病毒 ( HTLV) 有交叉反应, 而且病毒系芽生
释放, 病毒包膜中常带有细胞成分, 故有一定的假阳
性 。 因此, 这类试验仅适用于筛查 HIV抗体,
Western Blot( WB), HIV抗体阳性者进一步用
WB法予以确认 。
微生物学检查法
?检测病毒及其组分
1) 病毒分离,取新鲜分离的正常人淋巴细胞或脐血淋巴细胞接种
病人的 血液单个核细胞、骨髓细胞、血浆或脑脊液等标本。培
养 2~ 4周,细胞病变出现后,可用间接免疫荧光法检测培养细
胞中的病毒抗原,或用生化方法检测培养液中的逆转录酶活性。
2) 检测病毒抗原,常用 ELISA法检测衣壳蛋白。 P24多出现于 HIV
感染的急性期,而在潜伏期中为阴性,到出现典型的艾滋病症
状时,p24 又可重新升高。
3) 检测病毒核酸,应用核酸杂交法检测整合在细胞中的前病毒
DNA片段,可确定细胞中 HIV潜伏感染的情况。应用 PCR检测
HIV的前病毒 DNA,或用逆转录 -PCR法检测病毒的 RNA。
微生物学检查法
防治原则
WHO和包括我国在内的许多国家都制定了控制 HIV
感染的措施,
①建立 HIV感染和 AIDS的监测网络,控制疾病的流行蔓
延;
②进行广泛的宣传教育,取缔娼妓,防止性传播疾病的
流行,抵制吸毒等社会弊病;
③检测高危险人群包括供血员、同性恋、静脉注射毒品
成瘾者、血友病患者,国外旅游者和外事使馆人员等;
④禁止进口血液制品,如凝血因子 Ⅷ 等;
⑤加强国境检疫、留检等。
?疫苗研究
尚缺乏理想的疫苗,目前研究得最多的是,
1.基因工程亚单位疫苗, HIV的包膜糖蛋白 gp160,gp120和
gp41已在细菌、酵母和真核细胞系统表达成功,免疫人和动物后
可诱生特异性中和抗体和激发特异性 T细胞免疫反应,在黑猩猩实
验中已证明有保护作用。
2.合成寡肽疫苗 根据 gp120分子中的主要中和决定簇( V3
区)、与 CD4受体结合区( C4区)和部分 T细胞决定簇( C1,C4
区)的氨基酸顺序,合成各种 HIV的寡肽疫苗。在实验中已证明 V3
肽可以刺激动物和人产生抗 HIV的中和抗体和细胞毒 T细胞反应。
3.重组病毒载体活疫苗 用痘苗病毒、腺病毒和脊髓灰质炎
病毒疫苗株作载体,将 HIV基因插入构建成重组病毒载体疫苗。动
物试验已证明能产生特异性细胞免疫和中和抗体。用表达
HIVgp160,gp120蛋白的重组疫苗病毒接种志愿者后,可以产生
较强的 T细胞免疫反应,但体液免疫相对较弱。
防治原则
?AIDS的治疗
①阻止 HIV吸附穿入的 重组可溶性 CD4分子 (rsCD4)的使用;
②给予抑制病毒逆转录酶活性的 核苷类似物 如叠氮胸苷
(azidothymidine,AZT),双脱氧肌苷 (2,,3,-dideoxyinosine,DDI)
与 2,,3,-双脱氧肌苷 (2,,3,- dideoxyinosine,DDC)等;
③ 非核苷类逆转录酶抑制剂,如德拉维拉丁 (Delaviradine)和耐维
拉平 (Nevirapine)等,国内多用施多宁;
④近年来研制的 蛋白酶抑制剂,如佳息患、赛科纳瓦 (sapuinavir)、
瑞托纳瓦 (ritonavir)以及英迪纳瓦 (indinavir)等;
⑤ 免疫调节剂,如 IFN-γ, IL-2和胸腺素等。
, 鸡尾酒疗法,,联合交替使用 2种 HIV逆转录酶抑制剂和 1种 HIV
蛋白酶抑制剂,可有效地把血液中的 HIV含量减少到最低 (外周血中
测不出 HIV或其 RNA),因而能减轻症状及延缓生命。但无法清除整
合在 CD4+细胞染色体上的前病毒,因此仍不能从体内彻底清除 HIV。
防治原则
第 2节 人类嗜 T细胞病毒
在逆转录病毒中大部分属于 RNA肿瘤病毒,感染细
胞后不引起 CPE,而是引起细胞转化,诱发肿瘤。
1978年从 T细胞白血病患者的淋巴结和外周血淋巴
细胞中,观察到一种有中央位类核的 C型病毒颗粒,命
名为 人类嗜 T细胞病毒 (Humun T-cell lymphouopic
nirus,HTLV)或人类 T细胞白血病病毒 (Human T-Cell
laukemia mirus,HTLV)。
后从 1例毛细胞白血病患者的外周血中分离出另一种
嗜 T细胞病毒,称为 HTLV-Ⅱ 型。将最初发现的称 HTLV-
Ⅰ 型。
HTLV-Ⅰ 和 HTLV-Ⅱ 在电镜下呈球形,
核衣壳, 核心,RNA与 逆转录酶 ;
衣壳:含有 P24和 P18两种结构蛋白;
包膜,
刺突, 糖蛋白 (gp120),能与细胞表面的 CD4分子结合。
病毒基因组两端均为 LTR,中间从 5′端至 3′端依次排
列为 gag,pol,env 3个结构基因和 tax,rex 2个调节基
因。结构基因的功能与 HIV基本一致,调节基因的产物除
有增加病毒基因的转录和调节病毒基因产物表达作用外,
尚能激活细胞的 IL-2基因和 IL-2受体基因的作用。
HTLV-Ⅰ 型和 Ⅱ 型的基因组的同源性约 50%。
生物学性状
成人 T细胞白血病 (adult T-cell leukemia,ATL),
HTLV-Ⅰ 型引起,多为 40岁以上的成人发病。
T细胞大量增生,转化、癌变,淋巴结及肝、脾
肿大,并发高钙血症、皮肤红斑、皮疹、结节等,
预后不良。
HTLV-Ⅰ 型相关脊髓病 (HTLV-Ⅰ associated
myelopathy,HAM) 及热带痉挛性下肢轻瘫
(tropical spastic paraparesis,TSP),
HTLV-Ⅰ 型引起,因两者相似,故总称
HAM/ TSP。 HAM以女性居多,主要症状为慢
性进行性步行障碍与排尿困难,有时伴有感觉障
碍。用激素和 IFN治疗可缓解。
致病性
致病机理,
传播途径,
水平传播,可通过输血、注射、性交等方式;
垂直传播,通过胎盘、产道和哺乳等途径在母
婴间。
致病性
病毒分离与鉴定
采取患者新鲜外周血分离淋巴细胞, 经 PHA处理
后, 加入含有 IL-2的营养液继续 3~ 6w,然后用电镜
观察细胞中的 C型病毒颗粒, 并检查细胞培养液上清
的逆转录酶活性, 最后用免疫血清或单克隆抗体进行
病毒鉴定 。
微生物学检查法
抗体检测
1.ELISA法 用 HTLV-Ⅰ/Ⅱ 病毒作抗原, 加患者
血清孵育后再加酶标记的抗人 IgG抗体, 加酶底物视
其是否显色来检测 HTLV-Ⅰ/Ⅱ 抗体 。
2.间接免疫荧光法 以 HTLV-Ⅰ/Ⅱ 感染的 T细胞
株作靶细胞抗原制成细胞涂片, 加患者血清孵育后
再加荣光素标记的抗人 IgG抗体, 在荧光显微镜下检
测患者血清中的 HTLV-Ⅰ/Ⅱ 抗体 。
此外,尚可用胶乳凝集法 (PA法 )及免疫印迹法
(WB法 )检测。后者可测定患者血清中病毒结构蛋白
的抗体,常用于 HTLV-Ⅰ/Ⅱ 病毒抗体检查的证实试
验。
微生物学检查法
人类免疫缺陷病毒
HIV复制动画演示
一、目的要求
1.了解逆转录病毒的种类及特性
2.熟悉 HTLV-1,2型的致病性
3.掌握 HIV的传播途径、所致免疫损害、微生物
学检查原则、防治原则
二、教学内容
教学大纲