人类免疫缺陷人类免疫缺陷病毒病毒(Human Immunodeficiency Virus)目的要求掌握反转录病毒的特性、HIV的生物学性状、致病性与免疫性、微生物学检查和防治原则出芽病毒反转录病毒逆转录病毒逆转录病毒(Retroviridae)(Retroviridae)是一组含有逆逆转录转录酶酶的RNA病毒逆转录病毒科RNA肿瘤病毒亚科人类嗜T细胞病毒（HTLV）泡沫病毒亚科与人类疾病无关慢病毒亚科人类免疫缺陷病毒（HIV）共同特性共同特性病毒球形，直径80-120 nm，有包膜，表面有刺突核酸为两条相同的单正链RNA（二聚体），3个结构基因(5-gag-pol-env-3)核心含逆转录酶和核酸内切酶等，参与逆转录和整合作用核衣壳为D型粒子通过DNA中间型进行复制，RNA-cDNA-dsDNA，整合于细胞染色体成前病毒，可随细胞分裂HIV & AIDS人类免疫缺陷病毒 HIV = Human Immunodeficiency Virus艾滋病 = 获得性免疫缺陷综合征AIDS = Acquired Immuno- Deficiency Syndrome全球艾滋病传播途径和比例全球艾滋病传播途径和比例传播形式传播形式性传播性传播血液传播血液传播垂直传播垂直传播同性异性输血/血制品静脉吸毒母婴传播比例(%)10705-105-1010艾艾艾艾 滋滋滋滋 病病病病 流流流流 行行行行 形形形形 势势势势波及范围广全国低流行局部高流行1-100101-500501-10001001-50005001-1000010000全世界HIV感染者超过4,000万。最严重地区：非洲，亚洲。中国：HIV感染人数估计约为7084万，70%并不知道自己已经感染。AIDS患者约为8万。发现历史发现历史1981年6月美国CDC首次报道了5例（Los Angeles）不明原因卡氏肺孢虫肺炎病例，患者都是同性恋者，后被称为获获得性免疫缺陷得性免疫缺陷综综合症合症。1983年和1984年从AIDS患者分离到病毒，称为淋巴腺病相关病毒（Lymphadenopathy-associated virus，LAV）、人类嗜T淋巴细胞病毒III型（Human T-lymphotrophic virus type III，HTLV-III）和AIDS相关病毒（AIDS-related retrovirus，ARV）。后发现是同一种病毒，故于1986年正式称为人人类类免疫缺陷病毒免疫缺陷病毒。分型（分型（type）在西非也分离到引起AIDS的另一株逆转录病毒，其核酸与前者的差异超过40%，于是将HIV分两型 HIV-1：流行于世界各地 HIV-2：只流行于非洲HIV-1毒力HIV-2电镜下的电镜下的HIVHIV 外膜外膜一）生物学特性一）生物学特性1 1 、形态和结构、形态和结构形态形态：HIV呈球形，直径100-120 nm核核病毒RNA逆转录酶、整合酶、蛋白酶等核衣壳蛋白p7衣壳蛋白p24 gp120：表面包膜糖蛋白 gp41：跨膜包膜糖蛋白 外层外层: 脂双层包膜 +刺突 内层内层: p17内膜蛋白 核心核心: 致密柱状核心 HIV结结 构构9.2 kb, LTR（long terminal repeat） (5, 3- end)3 structure genes: gag, pol, env6 regulator genes: tat, rev, nef, vpu, vpr, vifStrucutre Genesgeneproteinfunctiongag/p55P24/P7nucleocapsidP17matrixpolreverse transcriptase P51transcribes Rna genome into DNAProtease P11cleaves precusor polypeptidesIntegrase P32integrates viral DNA into host cell DNAevngp120attachment to CD4 proteingp41fusion with host cellTAT (p14): Trans-Activator of TranscriptionREV (p19): Regulator of Virion protein expressionNEF: Negative Regulatory Factorregulator genesVIF: Virion Infectivity FactorVPU: Viral Protein UVPR: Viral Protein RNEF proteinNef蛋白对蛋白对HIV的的复制具有调控作用的的复制具有调控作用 激活CD4淋巴细胞，有利于HIV在细胞内的增殖 增加病毒感染性和RNA的合成 下调CD4分子和MHC分子的表达，减少细胞膜表面的数量， 有利于HIV感染细胞在体内生存 阻止受HIV感染细胞的凋亡Nef蛋白是促进蛋白是促进HIV感染发展到感染发展到AIDS的必须因子的必须因子 Nef蛋白缺少，病人存活期就延长2 2、HIVHIV的生活周期的生活周期 核衣壳进入细胞脱壳释放出病毒RNA 以病毒RNA为模板，经逆转录酶作用产生负链DNA，形成RNA:DNA中间体 RNase H水解亲代RNA，由负链DNA复制正链DNA 双链DNA进入核内，整合到细胞染色体形成前病毒前病毒 病毒活化时由DNA转录形成病毒RNA和mRNA，在核蛋白体上转译病毒结构蛋白，与病毒RNA装配成子代病毒出芽释放增殖周期包括5个阶段吸附吸附受体: 细胞表面的CD4分子共受体：CCR5、CXCR4、新发现受体：整合素47 DNA RNA +DNA双链整合酶宿主细胞染色体前病毒前病毒病毒RNA病毒蛋白质逆转录酶水解RNA酶H+vRNA 生物合成生物合成HIV的复制的复制病毒RNA RNA:DNA 双链DNA双链DNA整合到宿主细胞基因组中形成前病毒mRNA装配成核衣壳RNA子代病毒的基因组子代病毒蛋白以出芽的方式释放HIV receptor 巨细胞定向性巨细胞定向性(M株株)： 感染单核-巨噬细胞，合胞体形成能力弱，CCR5T细胞定向性细胞定向性(T株株)： 感染T细胞，合胞体形成能力高，CXCR4双定向性：双定向性： 能感染巨噬细胞和T细胞，CCR5和CXCR4辅受体：辅受体：根据靶细胞将根据靶细胞将HIV分为分为3类：类：主受体：主受体：CD4分子分子辅受体的作用辅受体的作用HIV表面的表面的gp120与靶细胞的与靶细胞的CD4分子结合分子结合 立体构型发生改变V3区和辅受体反应使gp41发生活化贯入细胞膜 使HIV包膜与细胞膜发生融合，进入细胞发生感染CCR5基因内基因内32个碱基缺失的等位基因携带者对个碱基缺失的等位基因携带者对HIV感染有很强的抵抗性感染有很强的抵抗性 阻止阻止CCR5与与M株病毒的结合，能预防感染，阻止疾株病毒的结合，能预防感染，阻止疾病的进展病的进展HIV对理化因素的抵抗力不强，对热敏感对热敏感：56 加热30 min对对消消毒毒剂剂敏敏感感：0.5%次氯酸纳、10%漂白粉、70%乙醇、0.3%过氧化氢、1%戊二醛等消毒剂处理10min室温（20-22 ）可存活7d，射线和UV不能灭活病毒3 3、抵抗力、抵抗力一）生物学特性一）生物学特性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。（症状与人AIDS不同）4.4.培养特性培养特性一）生物学特性一）生物学特性高度变异性高度变异性 env基因变异率最高 (1) gp120由易变区(V1-V5)和恒定区(C1-C4)组成变异区的变异区的AA序列高度变异序列高度变异 影响与宿主细胞的亲嗜性和病毒的抗原性逃避宿主免疫系统对病毒的清除逃避宿主免疫系统对病毒的清除根据根据env基因将基因将HIV-1分为分为3个组个组12个亚型个亚型5.5.病毒变异病毒变异一）生物学特性一）生物学特性1.1.传染源传染源a）HIV无症状携带者 b）艾滋病患者其外周血、精液、阴道分泌物、乳汁、唾液、脑脊液、骨髓等标本中均可分离到病毒。二）致病性和免疫性二）致病性和免疫性 2）血液传播：医源性 吸毒者 1）性传播：STD之一 同性恋 异性恋 3）母婴传播：胎盘 产道 哺乳二）致病性和免疫性二）致病性和免疫性2 2、传传播播途途径径3 3、HIVHIV的致病特点和机理的致病特点和机理HIV感染和致病的主要特点是能选择性地侵犯表达选择性地侵犯表达CD4分子的细胞分子的细胞，引起以CD4+ 细胞缺陷和功能障碍为主的严重免疫缺陷 。病毒在细胞内增殖干扰细胞的正常代谢二）致病性和免疫性二）致病性和免疫性子代病毒出芽释放 导致细胞被破坏融合形成多核巨细胞，其寿命明显缩短HIV诱导细胞凋亡特异性细胞毒效应(ADCC)1). 子代病毒出芽释放 导致细胞被破坏细胞融合细胞融合被感染的被感染的CD4CD4+ + 细胞细胞gp120 gp120 阳性阳性未感染的未感染的CD4+ CD4+ 细胞细胞gp120 gp120 阴性阴性gp120CD42). 融合形成融合形成多核巨细胞多核巨细胞，其寿命明显缩短，其寿命明显缩短凋亡小体凋亡小体受染受染CD4CD4+ +细胞细胞3). HIV3). HIV诱导细胞凋亡诱导细胞凋亡细胞毒性细胞毒性 T 细胞细胞4).4).特异性细胞毒效应特异性细胞毒效应(ADCC)(ADCC)5). HIV诱导的自身免疫应答诱导的自身免疫应答 gp41与细胞膜上MHC II类分子有同源性，诱导产生具有交叉反应的自身抗体，导致T细胞损伤。6). HIV超抗原成分的致病作用超抗原成分的致病作用 HIV基因编码产物有超抗原样作用：作为T细胞的强活化剂，过度激活T细胞，最终导致T细胞无能反应或细胞死亡；激活多克隆B细胞，造成B细胞功能紊乱。 HIV感染人体后分为四期：原发感染急性期原发感染急性期无症状潜伏期无症状潜伏期艾滋病相关综合症艾滋病相关综合症艾滋病艾滋病4.4.感染过程感染过程二）致病性和免疫性二）致病性和免疫性潜伏期长，5-15年，平均10年时间：感染后的13 w内病毒：病毒增殖和释放病毒血症 血液中可检出血液中可检出HIV及及p24抗原抗原症状：发热、咽炎、肌肉痛、关节痛、淋巴结肿大、皮肤斑丘疹斑丘疹和黏膜溃疡等自限性症状，持续314天后症状可自然消失CD4+细胞一次性减少，24 w起抗体和CTL出现4.4.感染过程感染过程原发感染急性期原发感染急性期临床上几乎没有症状病毒维持在相对低水平，血清中能检出HIV及HIV核心蛋白和包膜蛋白抗体机体对HIV的免疫力形成，antiHIV（+），但不能彻底清除病毒，有传染性CD4+细胞以每年60个/mm3的速度下降，持续210年或更长，平均5年4.4.感染过程感染过程潜伏期潜伏期机体受到某些因素激发HIV在细胞内大量复制并造成免疫系统的进行性损害患者出现持续性低热、盗汗、体重下降、疲乏、慢性腹泻和持续性淋巴结肿大等症状4.4.感染过程感染过程艾滋病相关综合症艾滋病相关综合症4.4.感染过程感染过程艾滋病艾滋病症状：免疫缺陷各种机会性病原体感染各种机会性病原体感染肿瘤肿瘤其它疾病，如慢性淋巴性间质性肺炎等。 病毒：血液中病毒 CD4+细胞：200/mm3免疫反应：免疫缺陷特异的CTL下降；B细胞功能受影响，抗体滴度下降5种典型表现种典型表现体质性疾病：体质性疾病：艾滋病相关综合症神经系统症状：神经系统症状：头痛、癫痫、进行性痴呆、下肢瘫痪等严重的细胞免疫缺陷，出现各种机会型病原体感染：严重的细胞免疫缺陷，出现各种机会型病原体感染：免疫缺陷继发肿瘤：免疫缺陷继发肿瘤：Kaposi肉瘤肉瘤、淋巴瘤等免疫缺陷并发的其他疾病：免疫缺陷并发的其他疾病：慢性淋巴细胞性间质性肺炎组织中炎症反应少，病原繁殖多淋巴结病变淋巴结病变：反应性病变：反应性病变：滤泡增殖性淋巴结肿肿瘤性病变：肿瘤性病变：kaposi肉瘤、其他淋巴瘤胸腺病变胸腺病变：萎缩性、退行性、炎性病变中枢神经系统病变中枢神经系统病变：神经胶质细胞的灶性坏死，血管周围炎性浸润和脱髓鞘改变临床表现临床表现病理解剖病理解剖肺部：肺部：卡氏肺孢子虫肺炎和巨细胞病毒肺炎。起病隐匿，以发热、干咳、和渐进性呼吸困难为主胃肠道：胃肠道：口腔炎、食管炎或溃疡；腹泻和体重减轻；肛周疱疹病毒感染和疱疹性直肠炎，肝脏受累，肝肿大和ALT神经系统：神经系统：机会性感染；机会性肿瘤皮肤粘膜：皮肤粘膜：卡氏肉瘤，口唇、外阴、肛周病毒感染，霉菌感染，口腔粘膜念珠菌感染眼部：眼部：弓形虫、巨细胞病毒感染，kaposi肉瘤血液系统：血液系统：血小板减少和粒细胞减少临床表现临床表现AIDS的标志性疾病的标志性疾病AIDS患者死亡的重要原因之一，涉及多种病原体：患者死亡的重要原因之一，涉及多种病原体：细菌（结核分枝杆菌结核分枝杆菌、肺炎链球菌）病毒（疱疹病毒、巨细胞病毒、肝炎病毒）真菌（白色念珠菌、隐球菌、肺孢子菌肺孢子菌）寄生虫（弓形虫、隐孢子虫、微孢子虫）卡氏肺孢子菌肺炎卡氏肺囊虫在肺的外部产生隆起性钙化，形状象粗糙的肾脏鹅口疮鹅口疮念珠菌性肺炎念珠菌性肺炎5 5、机体对病毒的免疫力、机体对病毒的免疫力二）致病性和免疫性二）致病性和免疫性（1）体液免疫：机体可产生高滴度的抗HIV多种蛋白的抗体中和抗体，主要针对gp120和gp41的膜外段病毒通过变异，遮蔽上述抗原表位的方式来逃避免疫（2）细胞免疫机体能产生针对所有HIV编码蛋白的CTL出现最高的是包膜蛋白特异的CTL（3）其他干扰素及其他细胞因子趋化因子CD4+T细胞的数目：细胞的数目：检测AIDS进程的标记监测患者出现机会性感染和死亡率的重要参数健康人外周血中CD4+T细胞数量为1000个/ml，减少到200细胞/ul以下，将进入全面崩溃的艾滋病P24蛋白的含量蛋白的含量： P24蛋白的含量代表病毒数6 6. .判断病情的标志判断病情的标志二）致病性和免疫性二）致病性和免疫性1 1、检测抗体、检测抗体 ELISAELISA是快速检测HIV抗体的标准方法。2 2、检测病毒及其组分、检测病毒及其组分病毒分离：正常人外周血单核细胞检测HIV的P24P24蛋白：蛋白：病毒感染的急性期出现，潜伏期 常为阴性，病情发展至艾滋病症状出现时又可检出。 3 3、检测病毒核酸、检测病毒核酸 三）微生物学检查法三）微生物学检查法AIDS的实验室诊断的实验室诊断检查法检查法目的目的血清学ELISA初步筛选乳胶凝集法WB确认检验免疫荧光反应病毒RNARTPCR检测血液中的病毒P24抗原感染的早期指标病毒分离不易进行CD4:CD8与HIV症状相关HIV窗口期从受到HIV感染, 到体内产生出HIV抗体，这一段时间称为窗口期。在窗口期内，HIV感染者的血液检测查不到HIV抗体，结果呈阴性。窗口期的长短个体有差异, 一般2周到3个月，我国目前各疾病控制中心普遍认可的窗口期是3个月。窗口期同样具有传染性。 HIV感染过程中HIV抗原和相关抗体及CD4+细胞的变化病毒数量预测生存时间病毒数量预测生存时间HIV-1的数量（的数量（ml）生生存存期期（年年）1（1）预防HIV感染综合措施（2）疫苗的研究（3）抗病毒治疗四）防治原则四）防治原则预防艾滋病对爱人忠贞用清洁的针具正确使用安全套加强血液管理避免血液感染四）防治原则四）防治原则（1 1）预防）预防HIVHIV感染的综合措施感染的综合措施 开展广泛的宣传教育 控制传染源 建立HIV感染的监测网络系统 切断传播途径 加强血源和移植器官的筛选与管理；加强血制品的检验检疫等； 杜绝吸毒、性乱。 基因工程疫苗人工合成疫苗重组活疫苗 HIV突变株疫苗（2 2）疫苗的研制）疫苗的研制四）防治原则四）防治原则 一个病人体内病毒氨基酸序一个病人体内病毒氨基酸序列的变化为列的变化为 1-6变化最大的蛋白是gp120-V3HIVHIV从感染患者到出现临床症状，从感染患者到出现临床症状，病毒已发生很大变化病毒已发生很大变化对HIV感染的治疗，目前使用多种药物的综合治疗，以防止耐药的发生。临床用于治疗艾滋病的药物主要有三类： 核苷类逆转录酶抑制剂 （NRTI） 非核苷类逆转录酶抑制剂（NNRTI） 蛋白酶抑制剂（PI） 融合抑制剂（3 3）抗病毒治疗）抗病毒治疗 四）防治原则四）防治原则核苷类反转录酶抑制剂核苷类反转录酶抑制剂通过模拟核酸以阻止病毒DNA双链的复制。齐多夫定(AZT)是第1个上市的抗AIDS的药，也是临床治疗AIDS的首选药。拉米夫定非核苷类反转录酶抑制剂与核苷类似物不同，作用于逆转录酶本身奈韦拉平(Nevirapine)、地拉韦啶(Delavirdine)依法韦司(Efavirens)蛋白酶抑制剂(PI)能抑制蛋白酶的功能,使新产生的病毒不成熟 沙奎那韦茚地那韦利托那韦融合抑制剂抑制病毒包膜和细胞膜的融合特异性抗病毒治疗AIDS对症治疗抗肿瘤治疗机会性感染治疗免疫治疗心理关怀综合治疗综合治疗高效抗逆转录病毒疗法、机会性感染治疗、中药治疗药物疗效评价药物疗效评价1986年以前 症状改善1986-1990 症状+CD4细胞计数1990年以后 症状+CD4+病毒载量鸡尾酒疗法“鸡尾酒”疗法是把蛋白酶抑制剂与其他多种抗病毒药剂混合使用，在艾滋病病毒刚侵入人体时下药，每一种药物针对艾滋病毒繁殖周期中的不同环节，从而抑制或杀灭艾滋病毒，从而使患者的发病时间延后数年。 华裔科学家何大一博士高效抗逆高效抗逆转录转录病毒病毒疗疗法法(Highly Active Anti-Retroviral Therapy, HAART)联合使用一种抗蛋白酶药物加两种抗反转录酶药物，能防止耐药性产生，有效地抑制病毒的复制。典型的抗AIDS方案现在至少由3个药组成HAART - can not cure HIV infectionBefore HAARTAfter HAART传播途径： 主要经性接触、血液及母婴传播。发病机制：侵犯、破坏CD4+T细胞，导致机体免疫功能损害，最终并发严重机会感染和肿瘤 临床特点：发病缓慢，多系统损害，病死率高AIDS的特点的特点具有毁灭性，大部分会出现症状，皆无法摆脱死亡的结局为无症状感染发展至深度免疫抑制的连续过程仍有部分病人长期存活 缺乏对HIV的辅助受体 nef蛋白缺乏AIDS相关疾病包括机会性感染、癌症、中枢神经系统疾病展展 望望发达国家新的AIDS患者和死亡人数显著下降，主要是应用了有效的抗HIV药物，高活性抗逆转录病毒治疗（HAART）可显著改善HIV感染者的预后和减少HIV母婴传播。进一步发展新一代药物仍是优先解决的问题，开发阻止前病毒与细胞DNA整合的药物是有效途径病毒载体疫苗和基因工程包膜蛋白亚单位疫苗已进入I期和II期临床试用，二者联合免疫获得较好的效果。下列情况下列情况不传播不传播艾滋病艾滋病一般接触不传播：握手、共餐、共用一般接触不传播：握手、共餐、共用办公用品等。办公用品等。不经公共设施传播：马桶、电话、卧不经公共设施传播：马桶、电话、卧具、游泳池、公共浴池等具、游泳池、公共浴池等咳嗽、打喷嚏不传播咳嗽、打喷嚏不传播蚊虫叮咬不传播蚊虫叮咬不传播我们的敌人是艾滋病毒，而艾滋病毒感染者和我们的敌人是艾滋病毒，而艾滋病毒感染者和艾滋病病人仍然是我们的朋友！艾滋病病人仍然是我们的朋友！人人类类嗜嗜T细细胞病毒胞病毒（Human T-cell lymphotropic virus, HTLV）HTLV大部分属于RNA肿瘤病毒亚科，在感染细胞中不引起CPE，而使细胞转化并诱发肿瘤 HTLV-1 HTLV-2致病性致病性HTLV1引起成人T细胞白血病、HTLV1型相关脊髓病和热带痉挛性下肢瘫痪HTLV2引起毛细胞白血病和慢性CD4细胞淋巴瘤经输血、注射、性交等方式水平传播，或通过胎盘、产道、哺乳等方式垂直传播感染后血清中可产生相应抗体