1、19 疾病与人类健康疾病与人类健康2基因病基因病 单基因病：地中海贫血、血友病、苯丙酮单基因病：地中海贫血、血友病、苯丙酮尿症、糖原贮积症等尿症、糖原贮积症等 多基因病：家族性高血脂、糖尿病、高血多基因病：家族性高血脂、糖尿病、高血压、动脉粥样硬化等压、动脉粥样硬化等 获得性基因病：病毒感染（获得性基因病：病毒感染（HIV、HBV、SARS） 与先天性疾病的区别：与先天性疾病的区别：遗传物质的改变。遗传物质的改变。39.1 肿瘤与癌症肿瘤与癌症 肿瘤是一种基因病，遗传物质改变是肿瘤发生的原因肿瘤是一种基因病，遗传物质改变是肿瘤发生的原因 良性肿瘤：局限在自己的正常位置，不侵犯周围组织和器官良性
2、肿瘤：局限在自己的正常位置，不侵犯周围组织和器官 恶性肿瘤：不受生长调控而繁殖的细胞，常侵犯周围组织和器官恶性肿瘤：不受生长调控而繁殖的细胞，常侵犯周围组织和器官 现代肿瘤医学的成果：现代肿瘤医学的成果： 癌基因的发现：病毒癌基因（癌基因的发现：病毒癌基因（v-onc）、细胞转化基因（）、细胞转化基因（c-onc） 抑癌基因的发现抑癌基因的发现 染色体畸变与癌基因表达相互关系的揭示染色体畸变与癌基因表达相互关系的揭示49.1.1反转录病毒致癌基因反转录病毒致癌基因 1910年，年，Rous肉瘤肉瘤病毒，病毒，gag、env、pol基因。基因。 RNA-DNA-整合整合-原原病毒；病毒；5v-s
3、rc基因基因 p60蛋白，它的作用是使多个靶蛋白的酪氨蛋白，它的作用是使多个靶蛋白的酪氨酸发生磷酸化，如枢纽蛋白（酸发生磷酸化，如枢纽蛋白（vinculin）细胞骨架蛋白磷酸化提高细胞骨架蛋白磷酸化提高20倍以上，细倍以上，细胞粘附能力减弱，易发生脱落和转移。胞粘附能力减弱，易发生脱落和转移。6反转录病毒种类反转录病毒种类 急性转化型急性转化型 快速出现瘤体快速出现瘤体 癌基因位于基因组内部癌基因位于基因组内部 具体外转化能力具体外转化能力 非急性转化型非急性转化型 感染宿主细胞后需较长时间才会致癌。感染宿主细胞后需较长时间才会致癌。7病毒癌基因的起源病毒癌基因的起源 v-onc基因来源基因来
4、源于病毒感染宿主于病毒感染宿主后获得的细胞原后获得的细胞原癌基因（癌基因（c-onc），如），如src基基因因8常见致癌基因：常见致癌基因：ras家族、家族、myc家族家族 H-ras：结肠癌、肺癌、胰腺癌：结肠癌、肺癌、胰腺癌 K-ras：恶性骨髓瘤、成淋巴细胞瘤：恶性骨髓瘤、成淋巴细胞瘤 N-ras：泌尿系统癌症：泌尿系统癌症 C-myc：G0/G1，生长控制点。生长控制点。 协同作用协同作用99.1.2 原癌基因产物及其分类原癌基因产物及其分类 位置分：位置分： 膜蛋白：膜蛋白：erbB、neu、fms、mas、src 可溶性蛋白：可溶性蛋白：mos、sis、fps 核蛋白：核蛋白：my
5、c、ets、jun、myb 功能分：功能分： 蛋白激酶类蛋白激酶类 生长因子生长因子 生长因子受体类生长因子受体类 GTP结合蛋白类结合蛋白类 核蛋白类核蛋白类 功能未知类功能未知类10表表9-2 原癌基因及其产物的分类原癌基因及其产物的分类类型类型产物功能产物功能细胞定位细胞定位生长因子类生长因子类促进生长促进生长胞质胞质生长因子受体类生长因子受体类与生长因子结合与生长因子结合胞质胞质/质膜质膜酪氨酸蛋白激酶类酪氨酸蛋白激酶类信号通路信号通路胞质胞质/质膜质膜丝丝/苏氨酸蛋白激酶类苏氨酸蛋白激酶类信号通路信号通路胞质胞质G蛋白类蛋白类GTP结合和结合和GTP酶活性酶活性质膜内面质膜内面核蛋白
6、类核蛋白类功能未知类功能未知类DNA结合蛋白结合蛋白细胞核细胞核11原癌基因产物的共同特征原癌基因产物的共同特征 都能诱发一系列与细胞生长有关的基因表都能诱发一系列与细胞生长有关的基因表达。即促进细胞的分裂。达。即促进细胞的分裂。129.1.3 原癌基因的表达调控原癌基因的表达调控 点突变：点突变： LTR插入插入 基因重排基因重排 缺失缺失 基因扩增基因扩增139.1.3 原癌基因的表达调控原癌基因的表达调控 点突变：点突变： LTR插入：逆转录病毒的长末端重复序列，强启插入：逆转录病毒的长末端重复序列，强启动子。动子。 基因重排：基因重排：8q24的的c-myc与免疫球蛋白基因重排，与免疫
7、球蛋白基因重排，表达量增加。表达量增加。 缺失：负调控序列缺失：负调控序列 基因扩增：肿瘤细胞中频率比正常细胞高上千倍。基因扩增：肿瘤细胞中频率比正常细胞高上千倍。149.1.4 基因相互作用与癌基因表达基因相互作用与癌基因表达1. 染色体构象对原癌基因表达的影响： 基因在染色体上的空间排列和染色质的结构。基基因在染色体上的空间排列和染色质的结构。基因领域（因领域（gene territory）、基因领域效应（）、基因领域效应（gene territory effect）。如）。如c-myc基因基因2. 原癌基因终产物对基因表达的影响：1、模、模拟生长因子；拟生长因子；2、模拟受体；、模拟受体
8、；3、作用生长调控、作用生长调控途径。途径。153.3.抑癌基因抑癌基因 tumor suppressor genetumor suppressor gene 细胞内一类抑制肿瘤发生、生长的基因，能细胞内一类抑制肿瘤发生、生长的基因，能对抗癌基因的作用。对抗癌基因的作用。 在生物体内与癌基因功能相抵抗，共同保持在生物体内与癌基因功能相抵抗，共同保持生物体内正负信号相互作用的相对稳定。生物体内正负信号相互作用的相对稳定。 肿瘤抑制基因的失活和癌基因的激活都是癌肿瘤抑制基因的失活和癌基因的激活都是癌变过程的一部分。变过程的一部分。16抑癌基因主要功能抑癌基因主要功能(1) 诱导细胞终末分化诱导细胞
9、终末分化(2) 维持基因组稳定维持基因组稳定 (3) 触发衰老，诱导细胞程序性死亡触发衰老，诱导细胞程序性死亡 (4) 调节、抑制细胞生长调节、抑制细胞生长 (5) 抑制蛋白激酶活性抑制蛋白激酶活性 (6) 改变改变DNA甲基化酶活性甲基化酶活性 (7) 调节组织蛋白酶活性调节组织蛋白酶活性 (8) 调节血管形成调节血管形成 (9) 促进细胞间联系促进细胞间联系17原癌基因原癌基因抑癌基因抑癌基因功能功能促进增殖促进增殖抑制增殖，促进分化抑制增殖，促进分化遗传方式遗传方式显性显性隐性隐性突变的细胞突变的细胞体细胞体细胞体细胞，生殖细胞体细胞，生殖细胞抑癌基因与原癌基因的差异抑癌基因与原癌基因的
10、差异18RB基因基因控制细胞周期的肿瘤抑制基因控制细胞周期的肿瘤抑制基因 Rb基因是最早发现的肿瘤抑制基因，最初发现于基因是最早发现的肿瘤抑制基因，最初发现于儿童的视网膜母细胞瘤，因此称为儿童的视网膜母细胞瘤，因此称为Rb基因。基因。 在正常情况下，视网膜细胞含活性在正常情况下，视网膜细胞含活性 Rb基因，控基因，控制着成视网膜细胞的生长发育以及视觉细胞的分制着成视网膜细胞的生长发育以及视觉细胞的分化，当化，当Rb基因一旦丧失功能或先天性缺失，视网基因一旦丧失功能或先天性缺失，视网膜细胞则出现异常增殖，形成视网膜母细胞瘤。膜细胞则出现异常增殖，形成视网膜母细胞瘤。 实验表明，将实验表明，将Rb
11、基因导入视网膜细胞瘤或成骨肉基因导入视网膜细胞瘤或成骨肉瘤细胞，结果发现这些恶性细胞的生长受到抑制。瘤细胞，结果发现这些恶性细胞的生长受到抑制。19 Rb蛋白磷酸化修饰作用对细胞生长、分化起着重要的调节作用蛋白磷酸化修饰作用对细胞生长、分化起着重要的调节作用 处于静止状态的淋巴细胞仅表达处于静止状态的淋巴细胞仅表达非磷酸化的非磷酸化的Rb蛋白（活性形式蛋白（活性形式）。终末分化的单）。终末分化的单核细胞和粒细胞仅表达高水平的非磷酸化核细胞和粒细胞仅表达高水平的非磷酸化Rb蛋白，即使在生长因子诱导下，蛋白，即使在生长因子诱导下，Rb蛋蛋白也不发生磷酸化，细胞也不出现分裂。白也不发生磷酸化，细胞也
12、不出现分裂。 处于分裂增殖的肿瘤细胞含有处于分裂增殖的肿瘤细胞含有磷酸化型的磷酸化型的Rb蛋白（非活性形式）蛋白（非活性形式） ，细胞进人，细胞进人S期期 Rb基因对肿瘤的抑制作用与转录因子（基因对肿瘤的抑制作用与转录因子（E-2F）有关）有关：E-2F是一类是一类激活转录作用的活性蛋白。激活转录作用的活性蛋白。 在在 G0、 G1期，低磷酸化型期，低磷酸化型 Rb蛋白与蛋白与 E-2F生成复合物，使生成复合物，使E-2F处于非活化状态处于非活化状态 在在S期，期，Rb蛋白磷酸化与蛋白磷酸化与E-2F解离，解离，E-2F变成游离状态，细胞立即进人增殖阶段。变成游离状态，细胞立即进人增殖阶段。
13、当当Rb基因发生缺失或突变，丧失结合、抑制基因发生缺失或突变，丧失结合、抑制E-2F的能力，细胞增殖活跃，导致肿的能力，细胞增殖活跃，导致肿瘤发生。瘤发生。Rb基因基因20P53基因基因组的保护神基因基因组的保护神 具有分裂机能的细胞的基因发生损伤时，具有分裂机能的细胞的基因发生损伤时，p53蛋白接受了蛋白接受了DNA损伤信号，在细胞内的含损伤信号，在细胞内的含量增加并活化，启动量增加并活化，启动G1期关卡，推迟细胞周期关卡，推迟细胞周期进入期进入S期，使细胞得以修复期，使细胞得以修复DNA。若细胞已。若细胞已过过S期，修复不能进行，则诱导细胞凋亡。期，修复不能进行，则诱导细胞凋亡。21目前发
14、现目前发现： 癌基因癌基因 有有100多个多个 抑癌基因抑癌基因 有有11个，可能有个，可能有50多个多个 转移基因转移基因（metastasis gene） 直接促进转移发生的关键基因，其存在或表达增强会直接促进转移发生的关键基因，其存在或表达增强会引起侵袭转移的发生引起侵袭转移的发生 转移相关基因（转移相关基因（ metastasis-asscciated gene ） 只涉及转移的某个阶段，并非参与整个转移过程只涉及转移的某个阶段，并非参与整个转移过程 转移抑制基因（转移抑制基因（metastasis suppressor gene） 肿瘤耐药基因肿瘤耐药基因229.2.1 HIV病毒粒
15、子的形态结构和传染病毒粒子的形态结构和传染 直径直径100nm,外被双外被双层脂膜，两条单链正层脂膜，两条单链正链链RNA。239.2.2 HIV基因组及其编码的蛋白基因组及其编码的蛋白 HIV基因组结构：基因组结构：9.7kb,5端帽子结构端帽子结构（m7G5GmpNp），），3端端poly(A)尾巴。尾巴。249.2.2 HIV基因组及其编码的蛋白基因组及其编码的蛋白 HIV编码的蛋白质及其主要功能：编码的蛋白质及其主要功能： gag基因：编码核心蛋白，先形成前体蛋白（基因：编码核心蛋白，先形成前体蛋白（p55）,然然后在蛋白酶的作用下切割成后在蛋白酶的作用下切割成p17, p24, p1
16、5三个蛋白。三个蛋白。 p24构成外壳（构成外壳（CA）, p17构成内膜蛋白（构成内膜蛋白（MA） 、p15进一步被切割成与进一步被切割成与RNA结合的核衣壳蛋白（结合的核衣壳蛋白（NC）p9和和p7。 pol基因：逆转录酶基因：逆转录酶p66、整合酶、整合酶p32 pro基因：蛋白酶基因：蛋白酶p22 env基因：外膜糖蛋白基因：外膜糖蛋白gp160,进一步切割成进一步切割成gp120和和gp41,gp120称外膜蛋白，与称外膜蛋白，与CD4结合，与跨膜蛋白结合，与跨膜蛋白gp41一起使病毒核心进入细胞。一起使病毒核心进入细胞。259.2.2.3 HIV膜蛋白膜蛋白gp160蛋白：蛋白：8
17、45870aa；511位切割成位切割成gp120和和gp41；gp120糖基化与糖基化与CD4受体结合。受体结合。269.2.2.3 HIV膜蛋白主要功能区膜蛋白主要功能区主要抗原决定簇：主要抗原决定簇：V3区区(301324)T细胞决定簇：主要决定簇细胞决定簇：主要决定簇308322，辅助决定簇，辅助决定簇T2和和T1位于位于105117的的C1区和区和421436位的位的C4区。区。CD4受体结合区：受体结合区：C4区，区，423427279.2.3 HIV 的复制的复制 gp120与与CD4结合，病毒核心蛋白和结合，病毒核心蛋白和RNA进入细胞，进入细胞，反转录酶以病毒反转录酶以病毒RN
18、A为模板合成单链为模板合成单链DNA，并由宿主，并由宿主细胞细胞DNA聚合酶合成双链聚合酶合成双链DNA（原病毒），经环化后（原病毒），经环化后进入细胞核并整合到染色体上，随细胞分裂传递，长期进入细胞核并整合到染色体上，随细胞分裂传递，长期潜伏。潜伏。主要过程：主要过程：1.原病毒整合到宿主染色体上，无症状原病毒整合到宿主染色体上，无症状2.原病毒利用宿主细胞的转录和合成系统转录产生病毒原病毒利用宿主细胞的转录和合成系统转录产生病毒mRNA，其中一部分编码病毒蛋白，与基因组其中一部分编码病毒蛋白，与基因组RNA组装成新的病毒颗粒，组装成新的病毒颗粒，从寄主细胞中释放出来侵染其它健康细胞从寄主细
19、胞中释放出来侵染其它健康细胞3.寄主细胞瓦解死亡寄主细胞瓦解死亡28HIV转录的主要过程：转录的主要过程： 转录从转录从5端端LTR起始，形成一条长链起始，形成一条长链RNA,并切割成短并切割成短mRNA，指导合成，指导合成HIV调控蛋白。调控蛋白。 调控蛋白调控蛋白Rev达到阈值，进入晚期转录，转达到阈值，进入晚期转录，转录长链录长链mRNA，指导结构蛋白复制，组装，指导结构蛋白复制，组装成病毒颗粒。成病毒颗粒。 HIV病毒随机整合到染色体上。病毒随机整合到染色体上。299.2.4 HIV 基因表达调控基因表达调控1. LTR序列：位于基因组两端，序列高度保守。序列：位于基因组两端，序列高度
20、保守。 核心调控原件：从核心调控原件：从LTR起始到起始到-78位，含细胞转位，含细胞转录调控因子结合区，又称增强子区。录调控因子结合区，又称增强子区。 核心转录单位：转录起始区（核心转录单位：转录起始区（TATA区和区和SP1结结合区）合区） 反式激活因子应答元件（反式激活因子应答元件（TAR）：）：+1+60位，位，是反式激活因子（是反式激活因子（Tat）作用所必须。）作用所必须。309.2.4.2 参与参与HIV复制的调控蛋白复制的调控蛋白1.Tat蛋白：转录激活因子蛋白：转录激活因子,两个外显子，两个外显子，101aa。三。三个功能域：个功能域：酸性氨基酸区：激活基因表达酸性氨基酸区：
21、激活基因表达富含半胱氨酸富含半胱氨酸 (Cys)区：与核蛋白结合，活性必须区：与核蛋白结合，活性必须碱性氨基酸区：核核仁定位信号，与碱性氨基酸区：核核仁定位信号，与TAR RNA凸出凸出部特异结合。部特异结合。312. Tat与与TAR对对HIV复制的协同调控作用复制的协同调控作用1. TAR序列及高级结构要完整序列及高级结构要完整2. 还需寄主细胞因子协同作用还需寄主细胞因子协同作用3. 对上游启动子和增强子的依赖对上游启动子和增强子的依赖Tat的主要作用是促进的主要作用是促进RNA聚合酶聚合酶II转录起始复转录起始复合物的组装，在没有合物的组装，在没有Tat的情况下，转录短的产的情况下，转
22、录短的产物，在物，在Tat存在时，转录长链存在时，转录长链RNA。329.2.4.2 参与参与HIV复制的调控蛋白复制的调控蛋白3.Rev蛋白：两个外显子，蛋白：两个外显子，116aa，正调控结构蛋，正调控结构蛋白的表达活性，负调控许多调控蛋白。白的表达活性，负调控许多调控蛋白。Rev效应元件：效应元件：env和和gag/pol mRNA上的上的234个核苷酸。个核苷酸。主要功能：主要功能：增加细胞质中未经编辑的基因组全长转录产物，增加增加细胞质中未经编辑的基因组全长转录产物，增加含有含有Rev效应元件效应元件RNA的稳定性，并促进它们向细胞的稳定性，并促进它们向细胞质运转。阻碍剪接子的组装，
23、促进质运转。阻碍剪接子的组装，促进HIV基因表达由早基因表达由早期（转录调控蛋白）向晚期（转录结构蛋白）转变。期（转录调控蛋白）向晚期（转录结构蛋白）转变。339.2.4.2 参与参与HIV复制的调控蛋白复制的调控蛋白4. Nef蛋白：负调控因子和磷酸化蛋白，抑蛋白：负调控因子和磷酸化蛋白，抑制前病毒基因的表达，提高和维持制前病毒基因的表达，提高和维持HIV在在体内的含量。体内的含量。5. Vpr蛋白：又称病毒蛋白：又称病毒R蛋白，蛋白，96aa,作用于作用于LTR区，提高区，提高HIV的复制速度的复制速度6. Vpu蛋白：蛋白：HIV-I型特有，型特有，81aa，病毒，病毒U蛋蛋白，促进病毒
24、粒子的组装、成熟、释放。白，促进病毒粒子的组装、成熟、释放。7. Vif蛋白：是蛋白：是HIV-I型侵染所必须。型侵染所必须。349.2.5 HIV的感染及致病机理的感染及致病机理感染过程：急性期感染过程：急性期(2-4周周)潜伏期潜伏期(7-8年年)发发病期病期致病途径及机理：致病途径及机理：1. 病毒大量繁殖造成细胞死亡病毒大量繁殖造成细胞死亡2. HIV表面的表面的gp120脱落，与正常细胞脱落，与正常细胞CD4受体结合，使细受体结合，使细胞被杀死。胞被杀死。3. T细胞细胞CD4被封闭，影响其功能。被封闭，影响其功能。4. 刺激机体产生特异性抗体，阻断刺激机体产生特异性抗体，阻断T细胞
25、功能。细胞功能。5. 病毒包膜蛋白引起细胞融合，形成多核巨细胞。病毒包膜蛋白引起细胞融合，形成多核巨细胞。 359.2.6 艾滋病的治疗及预防艾滋病的治疗及预防 核苷酸型反转录酶核苷酸型反转录酶抑制剂抑制剂 非核苷酸型反转录非核苷酸型反转录酶抑制剂酶抑制剂 疫苗：减毒疫苗、疫苗：减毒疫苗、灭活疫苗、重组病灭活疫苗、重组病毒载体活疫苗、基毒载体活疫苗、基因工程亚单位疫苗因工程亚单位疫苗及合成寡肽疫苗。及合成寡肽疫苗。369.3 乙型肝炎病毒乙型肝炎病毒HBV 肝炎病毒（肝炎病毒（hepatitis virus）：）： HAV：小：小RNA病毒科病毒科 HBV：嗜肝病毒科：嗜肝病毒科 HCV：RN
26、A病毒病毒 HDV：与乙肝有关的缺陷型病毒：与乙肝有关的缺陷型病毒 HEV：杯状病毒：杯状病毒379.3.1 乙肝病毒的分类及结构乙肝病毒的分类及结构 嗜肝嗜肝DNA病毒科病毒科禽嗜肝病毒属禽嗜肝病毒属正嗜肝病毒属正嗜肝病毒属 乙肝病毒分四种亚型：乙肝病毒分四种亚型：adr、adw、ayr 、ayw。 我国以我国以adr为主，为主，adw次之。次之。389.3.1 乙肝病毒粒子结构乙肝病毒粒子结构399.3.2 乙肝病毒基因组及其编码的蛋白乙肝病毒基因组及其编码的蛋白基因组：基因组：1979年，法国，具多年，法国，具多态性，态性，3215 bp 。有部分单链区的环状双链有部分单链区的环状双链D
27、NA；长链为负链（长链为负链（3.2kb），短链），短链为正链，长度为负链的为正链，长度为负链的5080长链的长链的5端结合末端蛋白（引端结合末端蛋白（引物酶）；短链物酶）；短链5端与具有帽子端与具有帽子结构的结构的RNA结合。结合。两条链的互补区两侧有两条链的互补区两侧有11bp的的直接重复序列直接重复序列DR1和和DR2。P41HBV转录产物转录产物 四种转录产物，四种转录产物，3.5kb, 2.4kb, 2.1kb, 0.8kb, 都有都有poly(A)尾巴。尾巴。 L链转录：链转录：3.5kb和和2.1kb，核心，核心蛋白，前蛋白，前S1,前前S2蛋白。蛋白。 S链转录：链转录：2.4
28、kb和和0.8kb，S蛋蛋白，白，X蛋白蛋白 L链转录链转录SS链转录链转录42HBV基因转录的调控基因转录的调控启动子启动子：位于四个基因的前面，：位于四个基因的前面，四种：四种：C启动子、启动子、SP1、SP2、X。增强子增强子：增强子：增强子I、增强子、增强子II。反式作用因子反式作用因子：X基因，能激活基因，能激活自源、异源启动子，具有自源、异源启动子，具有X应答应答元件元件，具丝氨酸，具丝氨酸/苏氨酸活性，与苏氨酸活性，与相关细胞因子结合后，再结合于相关细胞因子结合后，再结合于靶序列上发挥作用。靶序列上发挥作用。43HBV的编码区及产物的编码区及产物 S编码区：编码区：乙肝表面抗原蛋
29、白：表面抗原主蛋白乙肝表面抗原蛋白：表面抗原主蛋白（SHBS）、前）、前S1蛋白、前蛋白、前S2蛋白（中蛋白：蛋白（中蛋白：S+S2; 大大蛋白：蛋白：S+S1+S2）。）。 P编码区：编码区：末端蛋白（引物酶）、间隔区、反转录酶末端蛋白（引物酶）、间隔区、反转录酶/DNA聚合酶、聚合酶、RNaseH. C编码区：编码区：病毒核心抗原（病毒核心抗原（HBcAg）,切除切除N端端19肽和富含肽和富含精氨酸的精氨酸的C端，成端，成E抗原（抗原（HBeAg） X编码区：编码区：X蛋白，具反式调控作用。蛋白，具反式调控作用。449.3.3 HBV的复制的复制 反转录途径：反转录途径： 第一步：病毒脱掉
30、外壳，基因组第一步：病毒脱掉外壳，基因组DNA进入细胞核，经进入细胞核，经DNA聚合酶聚合酶修复正链缺失部分，形成共价闭环双链修复正链缺失部分，形成共价闭环双链DNA，大量扩增。，大量扩增。 第二步：在宿主的第二步：在宿主的RNA聚合酶作用下转录，聚合酶作用下转录，3.5kb前基因组前基因组RNA从从5端端DR1处开始，经处开始，经DR2后继续合成，终止于后继续合成，终止于DR1后后85碱基处碱基处的的的的TATAAA序列，比病毒序列，比病毒DNA多多130270个碱基。个碱基。 第三步：前基因组的部分第三步：前基因组的部分RNA被包装入核心颗粒，并进行反转录，被包装入核心颗粒，并进行反转录，
31、以与母链连接的末端蛋白为引物，合成负链以与母链连接的末端蛋白为引物，合成负链DNA。由。由RNase H将将模板降解，但模板降解，但5端帽子结构到端帽子结构到DR1区域不被降解，作为正链合成区域不被降解，作为正链合成的引物。的引物。 第四步：在第四步：在DNA聚合酶作用下合成正链，聚合酶作用下合成正链，“引物易位引物易位”，未完成，未完成时，包装成病毒颗粒，形成不完整的双链基因组。时，包装成病毒颗粒，形成不完整的双链基因组。459.3.3 HBV的复制的复制46HBV的复制的复制 亲代亲代“+”链链DNA延长延长 亲代亲代“-”链链 DNA “+”链链 RNA “+”链链 RNA等包装成病毒核
32、心颗粒等包装成病毒核心颗粒 “+”链链 RNA 子代子代“-”链链 DNA 子代子代“-”链链 DNA 子代子代“+”链链DNA479.4 人禽流感的分子生物机制人禽流感的分子生物机制 病原：禽流感病毒，属正黏病毒科流感病病原：禽流感病毒，属正黏病毒科流感病毒属毒属A型流感病毒。型流感病毒。 人禽流感：呼吸系统病变到全身败血症的人禽流感：呼吸系统病变到全身败血症的高度急性传染病。高度急性传染病。489.4.1 人禽流感病毒特点及分型人禽流感病毒特点及分型 正黏病毒科正黏病毒科 AB型流感病毒属型流感病毒属 C型流感病毒属型流感病毒属 类托高土病毒属类托高土病毒属49禽流感病毒感染人类的机制禽流
33、感病毒感染人类的机制 HA受体结合位点的突变导致禽流感病毒易于感染人类细胞受体结合位点的突变导致禽流感病毒易于感染人类细胞 HA 226谷氨酰胺，与禽类呼吸道上皮细胞表面受体结合。谷氨酰胺，与禽类呼吸道上皮细胞表面受体结合。 HA 226亮氨酸，与人呼吸道上皮细胞表面受体结合。亮氨酸，与人呼吸道上皮细胞表面受体结合。 HA 226甲硫氨酸，与禽、人呼吸道上皮细胞表面受体结合能力相同甲硫氨酸，与禽、人呼吸道上皮细胞表面受体结合能力相同 PB2蛋白蛋白627位氨基酸点突变导致人禽流感病毒复制能力增强位氨基酸点突变导致人禽流感病毒复制能力增强 谷氨酸（禽流感病毒）谷氨酸（禽流感病毒）赖氨酸（人流感病
34、毒）赖氨酸（人流感病毒） NS1第第92位氨基酸的突变导致人禽流感病毒致病能力显著增强位氨基酸的突变导致人禽流感病毒致病能力显著增强509.5 SARS病毒全基因组病毒全基因组Total number of deaths: 372D De ea at th hs s: : 1 15 59 92 26 6 c co ou un nt tr ri ie es s20022002年年1111月月1616日佛山市出现日佛山市出现第一例第一例“非典型肺炎非典型肺炎”患者患者20032003年年2 2月月2828日，世界卫生组日，世界卫生组织将这种疾病正式命名为严织将这种疾病正式命名为严重急性呼吸系统综合
35、征重急性呼吸系统综合征（Severe Acute Severe Acute Respiratory SyndromeRespiratory Syndrome，SARSSARS）截至截至7 7月月1717日，该病涉及到世日，该病涉及到世界近界近3232个国家和地区，全球个国家和地区，全球患者已达患者已达8437多例，死亡多例，死亡813人，死亡率人，死亡率9.64%9.64%513 3月月2424美国疾控中心分离并判定美国疾控中心分离并判定“非典非典”病原体可能是新型病原体可能是新型冠状病毒。冠状病毒。中国香港、新加坡、加拿大、德国在内的几个实验室也都中国香港、新加坡、加拿大、德国在内的几个实验
36、室也都确认了这种新型冠状病毒的存在。确认了这种新型冠状病毒的存在。4 4月月1212日凌晨，加拿大大不列颠哥伦比亚省癌症研究院属下日凌晨，加拿大大不列颠哥伦比亚省癌症研究院属下的麦克尔的麦克尔史秘斯基因科学中心率先公布了全球首份史秘斯基因科学中心率先公布了全球首份SARSSARS病病毒基因图谱毒基因图谱4 4月月1515日晚日晚军事医学科学院微生物流行病研究所与中国科学军事医学科学院微生物流行病研究所与中国科学院北京基因组研究所院北京基因组研究所合作，也于成功完成了对冠状病毒的合作，也于成功完成了对冠状病毒的全基因组序列测定。全基因组序列测定。冠状病毒属属于：病毒（冠状病毒属属于：病毒（Vir
37、usesViruses）；无）；无DNADNA阶段单链阶段单链RNARNA正链病正链病毒（毒（ssRNA positvessRNA positve-strand viruses-strand viruses）；有壳病毒目）；有壳病毒目(Nidovirales(Nidovirales) )；冠状病毒科，分为冠状病毒属；冠状病毒科，分为冠状病毒属(Coronavirus)(Coronavirus)和和环曲病毒属（环曲病毒属（TorovirusTorovirus）52SARS-CoV的侵染过程的侵染过程 病毒侵染：病毒侵染：S1蛋白与敏感细蛋白与敏感细胞的受体（胞的受体（ACE2血管紧血管紧张素转换
38、酶张素转换酶2）结合）结合,引起病毒引起病毒囊膜和细胞膜融合，病毒以囊膜和细胞膜融合，病毒以内吞方式进入细胞。内吞方式进入细胞。 复制：复制： 组装组装 分泌分泌53SARS-CoV的起源及变异的起源及变异 起源：果子狸、猴、蛇、蝙蝠、老鼠等。起源：果子狸、猴、蛇、蝙蝠、老鼠等。 动物的动物的SARS样病毒是人类样病毒是人类SARS-CoV的前的前体，果子狸的体，果子狸的SARS样病毒比人类样病毒比人类SARS-CoV多多29bp。549.6 基因治疗基因治疗 定义：定义： 运用遗传物质，或相关产物。运用遗传物质，或相关产物。 纠正人体本身基因结构或功能上的错乱纠正人体本身基因结构或功能上的错
39、乱 阻止病菌的侵染阻止病菌的侵染 杀灭病变的细胞杀灭病变的细胞 抑制外源病原体遗传物质的复制抑制外源病原体遗传物质的复制55基因治疗的历史基因治疗的历史 1990年，首次以反转录病毒为载体，把腺苷脱年，首次以反转录病毒为载体，把腺苷脱氨酶基因（氨酶基因（ADA）导入来自病人自身的）导入来自病人自身的T淋巴细淋巴细胞，经扩增后回输。胞，经扩增后回输。 前景分析：与基因工程相比较前景分析：与基因工程相比较基因工程基因工程基因治疗基因治疗过程过程体外体外体内体内技术难度技术难度较低较低较高较高技术成熟技术成熟高高低低56基因治疗的途径基因治疗的途径 ex vivo途径：将含外源基因的载体在体外导入人
40、途径：将含外源基因的载体在体外导入人体自身或异体细胞，体自身或异体细胞，“基因工程化的细胞基因工程化的细胞”，经，经体外细胞扩增后输回人体。优点：安全性好；缺体外细胞扩增后输回人体。优点：安全性好；缺点：不易形成规模。点：不易形成规模。 in vivo途径：将外源基因装配于特定的真核细胞途径：将外源基因装配于特定的真核细胞表达载体上，直接导入人体。优点：有利于大规表达载体上，直接导入人体。优点：有利于大规模生产；缺点：技术要求高。模生产；缺点：技术要求高。57基因治疗中的病毒载体基因治疗中的病毒载体 基本条件：基本条件： 能够携带外源基因并能装配成病毒颗粒能够携带外源基因并能装配成病毒颗粒 能
41、够介导外源基因的转移和表达能够介导外源基因的转移和表达 对机体没有致病力对机体没有致病力 反转录病毒、腺病毒、腺病毒伴随病毒、疱疹病反转录病毒、腺病毒、腺病毒伴随病毒、疱疹病毒等毒等58 病毒基因组包括：病毒基因组包括： 编码区：结构蛋白和非结构蛋白（分必需基因编码区：结构蛋白和非结构蛋白（分必需基因和非必需基因）和非必需基因） 非编码区非编码区 构建方法：构建方法： 直接插入到非编码区直接插入到非编码区 删除复制基因和病毒癌基因删除复制基因和病毒癌基因 删除部分非必需基因和部分必需基因，增加插删除部分非必需基因和部分必需基因，增加插入外源基因的容量。入外源基因的容量。59 病毒载体的分类：病
42、毒载体的分类： 重组型病毒载体：重组型病毒载体： 不改变病毒复制和包装所需的顺式作用元件，不改变病毒复制和包装所需的顺式作用元件，有选择性地删除早期基因，通过同源重组法将目有选择性地删除早期基因，通过同源重组法将目的基因插入到病毒基因组。的基因插入到病毒基因组。 无病毒基因的病毒载体：由重组载体和辅助系统无病毒基因的病毒载体：由重组载体和辅助系统组成。组成。 重组载体由外源基因表达盒、病毒复制和包装所必需的重组载体由外源基因表达盒、病毒复制和包装所必需的顺式作用元件及载体骨架组成。顺式作用元件及载体骨架组成。 辅助系统由病毒复制和包装所必需的所有反式作用元件，辅助系统由病毒复制和包装所必需的所
43、有反式作用元件，常由另外的辅助病毒提供。常由另外的辅助病毒提供。60病毒载体在基因治疗中的应用病毒载体在基因治疗中的应用 1990年第一例年第一例 已进行了数百项临床试验已进行了数百项临床试验 病人上千人病人上千人 2/3应用了病毒载体应用了病毒载体61基因治疗中的问题基因治疗中的问题1. 靶向性基因导入系统：将治疗基因送入特靶向性基因导入系统：将治疗基因送入特定的靶细胞定的靶细胞2. 外源基因表达的可控性：模拟人体内基因外源基因表达的可控性：模拟人体内基因本身的调控形式。本身的调控形式。3. 治疗基因过少治疗基因过少62非病毒载体非病毒载体 病毒载体的不足：免疫原性高、毒性大、病毒载体的不足
44、：免疫原性高、毒性大、目的基因容量小、靶向特异性差、制备较目的基因容量小、靶向特异性差、制备较复杂、费用高等。复杂、费用高等。63非病毒载体的种类非病毒载体的种类 裸裸DNA（naked DNA）：物理方法导入，）：物理方法导入，如直接注射或基因枪。缺点：只能局部作如直接注射或基因枪。缺点：只能局部作用。用。“DNA疫苗疫苗”。64非病毒载体的种类非病毒载体的种类脂质体（脂质体（liposome vector）/DNA复合复合物：具双层脂质膜，能促进极性大分子物：具双层脂质膜，能促进极性大分子穿透细胞膜。穿透细胞膜。 种类：种类：阳离子脂质体：由带正电荷的脂类和中性辅助脂阳离子脂质体：由带正电
45、荷的脂类和中性辅助脂类等摩尔混合。阳离子脂质与带负电的类等摩尔混合。阳离子脂质与带负电的DNA结结合形成复合物。合形成复合物。阴离子脂质体、阴离子脂质体、pH敏感脂质体：细胞内吞时，避免溶酶体降解敏感脂质体：细胞内吞时，避免溶酶体降解融合脂质体等。融合脂质体等。65 多聚物多聚物/DNA复合物：复合物： 原理：利用阳离子多聚体的氨基基团的正电荷与原理：利用阳离子多聚体的氨基基团的正电荷与DNA的负电磷酸基团结合，形成稳定的多聚复合物的负电磷酸基团结合，形成稳定的多聚复合物（polyplex） 。防止被核酸酶降解，防止沉淀。防止被核酸酶降解，防止沉淀。 常用的阳离子多聚体：常用的阳离子多聚体： 多聚左旋赖氨酸、鱼精蛋白、组蛋白、多聚乙胺、多聚乙多聚左旋赖氨酸、鱼精蛋白、组蛋白、多聚乙胺、多聚乙烯亚胺、星状树突体等。烯亚胺、星状树突体等。 优点：合成方便，安全无毒优点：合成方便，安全无毒 不足：特异性、靶向性差，转化效率低。不足：特异性、靶向性差，转化效率低。非病毒载体的种类非病毒载体的种类66 DNA微球体微球体非病毒载体的种类非病毒载体的种类
