1、机体感染、免疫、细胞增殖、分化、凋亡与疾病,陆东东,2015年03月12日,微生物,概念 微生物(microorganism)存在于自然界中体积微小、结构简单、种类繁多的微小生物。 如金黄色葡萄球菌。种类 八大类、分别属于三种生物界,真核细胞型微生物 真菌,非细胞型微生物 病毒,原核细胞型微生物 细菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体、放线菌,巴斯德(法国）Louis Pasteur(1822-1895),首次指出细菌与人类生活、生命关系.奠定了微生物学的理论基础。创立了对酒类、乳类的巴氏消毒法。,完整揭开细菌奥秘第一人,弗来明发现青霉素Alexander Fleming(1881-1955)
2、,在科学研究道路上，机遇只青睐那些孜孜不倦的攀登者！,正常微生物群,(normal microbiota) 正常人的体表和与外界相通的眼结膜、口腔、鼻咽、肠道、泌尿生殖道等腔道粘膜中的不同种类和数量对人体无害而有益的微生物称为正常微生物群。,正常菌群（normal flora) 定植于人体表面和与外界相通的腔道粘膜中的细菌。分类：1.按生境分：(1) 原籍菌(autochthony) ,常住菌： 相对固定,伴随终生；密度高，免疫原性低。,(2) 外籍菌(allochthony) ,暂住菌： 匆匆过客，流动性大，有潜在致病性。2. 按关系分：(1) 共生菌(symbiotic flora): 与
3、原籍菌有共生关系的细菌。(2) 寄生菌(parasitism flora): 与宿主有寄生关系的细菌。,分布与组成(一) 分布不同宿主、不同部位分布不同。人体携带的微生物总重量约为1200g，其中肠道占1000g (二)组成,一般菌群,微生态系统(microecosystem),原籍菌：优势菌群共生菌外籍菌,生理作用 1.生物拮抗(antagonism)：抵抗外来致病菌，维持正常菌群内部的平衡,保护机体免受感染；.生物屏障作用：竞争黏附，形成微菌落(microcolony) 生物膜(biofilm) 定植抗力(colonization resistance)；.化学屏障作用：产生有害代谢产物，
4、抑制其他细菌;.营养竞争作用。,2.营养作用：参与机体代谢，产生维生素等供人吸收；3.免疫作用：促进免疫器官发育，刺激免疫系统应答；4.抗衰老作用：产生过氧化物歧化酶(SOD),清除自由基(O2-);5.抗肿瘤作用：.产生自身抑癌产物； .激活巨噬细胞等发挥免疫功能抑制肿瘤。,鼻咽腔 葡萄球菌、甲，丙型链球菌 肺炎球菌、奈氏菌、类杆菌等,外耳道葡萄球菌、类白喉杆菌绿脓杆菌、非致病性分枝杆菌,表皮葡萄球菌 口腔甲，丙型链球菌 类白喉杆菌、肺炎球菌奈氏菌、乳杆菌、梭杆菌螺旋体、放线菌、白念珠菌,肠道大肠杆菌、产气杆菌、变形杆菌绿脓杆菌、葡萄球菌、厌氧性细菌真菌、乳杆菌，双歧杆菌等,生殖道 大肠杆菌
5、、乳杆菌 白念珠菌、类白喉杆菌 非致病性分枝等,皮肽葡萄球菌、绿脓杆菌、白念珠菌丙酸杆菌、类白喉杆菌、非致病性分枝杆菌,人体各部位的微生态系,眼结膜白色葡萄球菌、干燥杆菌,尿道白色葡萄球菌、类白喉杆菌、非致病性分枝杆菌,大肠埃希菌 鞭毛和菌毛 （透射电镜 42500）,致病因子 E.coli 的菌毛能使细菌粘附在小肠及尿道的粘膜上皮细胞上；外毒素（如肠毒素及溶血毒素）、内毒素及K抗原与感染致病的特征和严重程度有关；K抗原有抗吞噬与抗补体的溶菌作用。,微生态平衡与失调 微生态平衡(microeubiosis) 是正常微生物群与其宿主生态环境在长期进化过程中形成的生理性组合的动态平衡。 微生态失调
6、(microdysbiosis)是正常微生物群与其宿主之间的平衡在外界环境因素的影响下被破坏，由生理性组合转变为病理性组合状态。互生抗生偏生,微生态失调的诱发原因(一) 抗生素：长期使用广谱抗生素, 导致菌群失调;(二) 同位素：放疗、化疗；(三) 手术：(四) 其他因素：激素疗法、免疫抑制疗法、细胞毒性药物及营养失调等造成的免疫功能低下。,人在室内1小时细菌增加3700万,只要一个人呆在室内，空气中的细菌就会以每小时3700万的速度增加。这些细菌大部分是之前在房子里的人留下的，然后从地板上激起来的。以往也有研究对日常生活空间里的各种微生物进行调查，但这还是首次定量研究一个人的出现对室内悬浮微
7、生物造成的影响。 “我们生活在一锅微生物汤里，其中一大部分配料就是我们自身的微生物,大部分情况是人们让以前沉积下来的微生物再次悬浮到空中，地板上的灰尘是人们呼吸道细菌的主要来源。”研究小组对一家大学位于一层的一间教室进行了8天的检测分析，其中4天占满了人，4天空着。教室的门窗始终都关闭着，采暖通风与空调系统则以正常水平运行。研究人员对空气微粒按大小进行了分类。“微粒大小是主要变化因子。”帕奇亚解释说，细菌与真菌微粒的大小非常重要，因为微粒大小会影响它们能否从空气中过滤掉，还影响它们在空中停留的时间和再循环。他们发现，在总体上，“人类占据空间与该空间悬浮着的各种细菌、真菌微粒浓度的增加密切相关”
8、，而且“人类占据”尤其导致了较大真菌微粒、中型细菌微粒达到峰值。研究人员还发现，所有细菌中约有18%是从室内发出来的，包括新发出来的和以前沉积的，这些细菌来自于人类自身，而不是植物和其他来源。在该调查中发现的15种数量最多的细菌中，有4种和人类直接相关，包括数量最大的丙酸杆菌（Propionibacterineae），通常在人类皮肤上。在铺有地毯的房间里，显示出更高的微生物含量。但帕奇亚指出，这并不意味着非得把地毯或小毯子去掉，一般室内微生物感染人类的概率非常小，还不到0.1%。不过，人类所患的所有传染病一般都是在室内被感染的，美国人90%的时间都是在室内度过，了解一下室内生物悬浮微粒包含哪些
9、细菌以及它们的传播动力学，有助于人们找出改善空气质量的新方法。,科学家给牙齿装芯片传感器 搜集口腔内细菌情报,“牙齿文身”实际上是一种石墨烯材料制成的电子芯片传感器，能够通过呼吸采集细菌情报并回传。研究出一种能探测人体体内病菌的“牙齿文身”。这种“牙齿文身”可以在病人一呼一吸间搜集口腔内的“细菌情报”，并将其通过内置的无线网信号装置报告给负责监控的医疗人员。“牙齿文身”实际上并不是一种雕刻在牙齿上的图样，而是一种由高科技石墨烯材料制作的平面电子芯片传感器。石墨烯是单层碳原子构成的薄膜，是世界上最薄但最坚硬的纳米材料，且其表面十分敏感，很容易黏着上其他物质。因此，以这种材料制成的芯片传感器可以被
10、轻而易举地镶嵌到牙齿平面上，又能够像“尼龙扣”一样轻易地粘取细菌分子。普林斯顿大学研究小组的科学家们用一颗牛的牙齿做了试验，他们将一枚“牙齿文身”植入其表面，并安排一个人向“牙齿文身”上呼气。与之相连结的监控电脑立即就收到了“牙齿文身”从呼吸中搜集的细菌信息，科学家们就可以马上开始分析这些细菌是否有可能进一步感染或扩散“我们希望能够将这项先进的技术应用到军队或医院中，这样一来，无论是在战斗中受伤的士兵还是免疫系统功能脆弱的病人，医疗人员都能通过牙齿文身来监控细菌的感染和扩散情况了。”参与研究的研究人员迈尔克介绍说。目前，普林斯顿大学的科学家们正在为该项发明申请专利证书，希望能将它早日应用于临床
11、治疗中。,炎性体/肠道微生物在代谢疾病中的作用,利用一个小鼠模型，Richard Flavell及其同事研究了与从非酒精型脂肪肝疾病（发展中国家慢性肝病的主要病因）向更严重的非酒精型脂肪性肝炎（这种肝炎经常导致肝硬化和肝细胞癌）的发展相关的发炎过程。他们发现，与NLRP6和NLRP3炎性体相关的小肠微生物群落的改变，会加重患有由饮食诱导的非酒精型脂肪肝症状的小鼠的病情。这些发现突显了微生物群落在自发炎症及代谢疾病发病过程中的中枢作用，也指出了对宿主微生物群相互作用的操控是新的治疗方法的一个重点。,肠道微生物可导致严重营养不良,一则对马拉维的年幼双胞胎的研究揭示，一种叫做夸休可尔症的严重、急性形
12、式的营养不良与某些肠道细菌有关，而不是仅仅与营养有关。这些结果表明，对世界上某些营养不良的儿童来说，仅仅让他们摄入更多的卡路里将不足以让他们变得健康。更令人乐观的是，在一则相关的文章中，David Relman写道，这些发现“带来了希望，即通过理解肠道微生物群在营养不足中所扮演的作用，我们可以设计新的受到生态学启发的策略来纠正这一问题。”不幸的是，营养不良在马拉维是常见的，而夸休可尔症的病儿除了消瘦外还会有水肿、肝损害、皮肤溃疡及厌食症等问题。 Michelle Smith及其同事对马拉维的317对双胞胎进行了研究，研究的时间为双胞胎长到3岁以前的这段时间。在这一时期中，有一半的双胞胎保持着良
13、好的营养状态，而在其他的双胞胎中，他们中有一人或两人出现了夸休可尔症。患有该疾患的孩子及他们的双胞胎按照标准护理给予了以花生为基础的治疗性食疗。对他们肠道微生物群的随着时间推移而作的研究揭示，严重营养不良的孩子有着不同的微生物概貌，而该微生物概貌在治疗过程中会日趋与营养状态良好的孩子的微生物概貌相似。然而，当治疗停止时，其微生物组合会回复至其较早前的状态。为了作进一步的调查，研究人员将每位健康及患病双胞胎的粪便菌群转移到无菌小鼠的体内。那些接受了夸休可尔症双胞胎肠道微菌群的小鼠会像有这种肠道微菌群的人类一样出现营养不良的症状。尽管夸休可尔症患者的肠道微菌群一般在饮食治疗时会成熟，但它会在恢复当
14、地村庄饮食时又回复到夸休可尔症时的状态。代谢概貌的变化及异常硫代谢的迹象伴随着这些微生物组成的改变。,德国研究用“古老”细菌制造强效抗生素,一种“古老”细菌或可用于制造强效抗生素，以有效对抗部分耐药细菌。据介绍，这种细菌存在于意大利石器时代的壁画中，研究人员发现它可产生抗生素Cervimycin，这种抗生素能消灭耐甲氧西林金黄色葡萄球菌等耐药细菌，而当这种“古老”细菌在缺少一种名为CerJ的酶时，能产生一种比Cervimycin更强效的抗生素Cervimycin K。研究小组负责人克里斯蒂安赫特韦克说，随着耐药细菌不断增多，找到可对抗这些细菌的强效抗生素已变得“空前急迫”。由于Cervimyc
15、in K无法用化学方法获得，他们将探索用生物技术生产这种强效抗生素的可能性。,细菌利用“微型匕首”杀死对手,细菌总是在战争状态中生存，与不同种类搏斗战胜它们的竞争者，当作为病原体时则与它们的感染宿主进行搏斗。新研究表明人类病原体霍乱弧菌利用一种加载弹簧的毒匕首杀死了它的微生物对手。借助于这种6型分泌系统（T6SS），霍乱弧菌可以战胜它的竞争者，每年使数以百万计的人患病。该研究起始于一个猜测，噬菌体病毒可通过某种系统将它们的遗传物质注入到细菌中进行复制，研究人员认为霍乱T6SS有可能采取了类似的策略。但是这一猜测仅基于一些生物化学数据，看起来噬菌体和T6SS元件有着相似的蛋白质结构。唯一能证实这
16、一猜测的方法就是对发挥作用的T6SS系统进行观察。于是哈佛大学医学院微生物学和免疫学系主任John Mekalanos和加州理工学院的生物学副教授Grant Jensen合作对T6SS系统的运行进行了实时成像。Mekalanos 说：“这些图像相当的精致。它们揭示了一台美丽的微型机器实际是如何运作的，也为我们提供了关于霍乱弧菌如何杀死其他细菌和人类宿主细胞的新见解。”Mekalanos和他的博士后工作人员Marek Basler首先利用了荧光显微镜技术：他们将T6SS蛋白，VipA与一种荧光标记结合。由于这种荧光标记在霍乱弧菌细胞中会弥散，在绿色光下T6SS机器就会发光。研究人员看到形成了一个
17、长管状的结构，然后在不到5毫秒的时间内崩塌至仅一半大小。随后在数秒钟内在同一细胞的另一个位置同样的结构又再度重建为扩展形状。这一过程不断地重演，表明细胞未因此受到损害。“就像武侠电影里刺客手中的弯刀，细菌杀手负载着大量的匕首，”Mekalano说。在加州理工学院，Jensen和博士后研究人员Martin Pilhofer利用电子低温显微镜对细胞进行逐层成像继续展开研究。将来自这些片层的数据组合起来就生成了细胞的三维图像，图像显示在它的扩展构象中，T6SS刀鞘“装”着它的内部结构有毒匕首，而崩塌的刀鞘则是空的。Mekalanos和 Jensen认为，刀鞘借助了收缩来抽出匕首，并刺破霍乱弧菌的外膜
18、将匕首插入了邻近的猎物或宿主细胞。这两种方法彼此互补，荧光显微镜提供了活细菌中功能设备的实时“影像”，而电子显微镜则提供T6SS元件和结构改变状态的静态、高分辨率快照。这些图像支持了这一猜想：T6SS和噬菌体鞘系统有着进化关联，尽管目前尚不清楚哪一种最先出现。这两种系统在关键途径上还是存在差异。例如，噬菌体系统只发送一次炮弹，而T6SS系统可以装配、发射、拆卸、改造，然而再发射，不断重复。“T6SS系统并非仅出一招，”Mekalanos说。此外，过去科学家们从未对噬菌体的遗传物质注入过程进行过实时成像，观测T6SS收缩的速度表明噬菌体应该也以同样相当快的速度进行了鞘收缩。Jensen强调目前该
19、研究获得的分辨率还并未超过其他的实验研究。因此未来他们的目标是进一步揭示T6SS是否确实贯穿了其他细胞？过程是怎样？以及其他细菌中不同的T6SS系统的结构和功能比较。Jensen 说：“总有一天，我们希望能够重新设计和利用T6SS系统完成我们决定的任务。例如将毒素插入到癌细胞中。”Mekalanos也表示研究发现或具有生物医学意义。“我们知道T6SS对几种细菌的毒力起重要作用。因此这有可能称为一种有用的模型系统用于寻找一只T6SS活性药物，”Mekalanos说。,国际顶级期刊科学（Science）以“My Microbiome and Me”为题发表专题文章，描述了赵立平教授将中医与肠道微生
20、物研究相结合来了解和对抗肥胖的传奇经历。近期，赵立平教授课题组发现一种叫做阴沟肠杆菌的肠道细菌是造成肥胖的直接元凶之一，这也是国际上首次证明肠道细菌与肥胖之间具有直接因果关系。,阴沟肠杆菌的肠道细菌造成肥胖,重症感染致败血症治疗获新思路,巨噬细胞受细菌感染或细菌脂多糖LPS刺激后，升高血管内皮生长因子受体3(VEGFR-3）的表达。VEGFR-3形成负反馈环路，抑制TLR4-NF-B介导的炎症反应，降低细菌感染致败血症或内毒素休克的发生。宿主的巨噬细胞通过Toll样受体4（TLR4）识别细菌，并启动免疫应答。但TLR4信号通路是把双刃剑，过度或持续性的TLR4活化引起过激炎症反应，造成靶器官损
21、伤。其中，重症细菌感染导致的败血症就是一种与TLR4过激免疫反应相关的高死亡率疾病。此次科学家研究了原代巨噬细胞受革兰氏阴性菌和LPS刺激后，表达细胞因子、趋化因子、生长因子及其受体的情况，发现VEGFR-3和其分泌型配体VEGF-C的表达显著上升。VEGFR-3缺失细胞外配体结合区或突变胞内激酶活性后，这些实验小鼠发生细菌感染导致严重组织损伤的死亡率大幅升高。VEGFR-3调控淋巴管发育，而VEGFR-3胞内激酶点突变的病人发生淋巴水肿时，常伴有感染。败血症患者血清中VEGF-C含量明显高于正常人，提示其可能作为败血症诊断的标记物，同时为重症感染导致的败血症治疗提供新思路。,Reprogra
22、mming Adult Schwann Cells to Stem Cell-like Cells by Leprosy Bacilli Promotes Dissemination of Infection,麻风杆菌(Mycobacterium leprae)已折磨人类上百年了，但是这并不意味着人们已经揭示它的所有秘密。在小鼠体内开展的一项新研究提示着这种能够让人毁容的致病菌利用一种生物诡计来施加伤害：它将某些神经细胞重编程为干细胞样细胞，并利用它们侵入身体的肌肉和中枢系统之中。这是科学家们首次观察到细菌以这种方式对细胞进行重编程。专家们说，这些研究发现可能导致人们开发出新的疗法来治疗麻疯病
23、和其他的神经退化性疾病。来自英国爱丁堡大学的生物学家Anura Rambukkana和他的同事们发现了这种疾病的另一个细节：它偏好感染施旺细胞(Schwann cell)，其中这种细胞是包被神经和协助传递神经系统信号的特化细胞。研究人员从小鼠体内分离出施旺细胞，并利用麻风杆菌感染它们。他们很快就吃惊地发现这种细菌能够转化这种细胞，即它们关闭在成熟施旺细胞中表达的基因，并开启与细胞发育早期阶段相关联的基因。这些细胞变成未成熟的类似于在骨髓和其他组织中发现的某种类型干细胞的细胞，从而能够变成骨细胞和肌细胞。当研究人员把这些发生变化的细胞再次移植到小鼠体内时，其中的一些细胞迁移到肌肉组织，并且把这种
24、细菌扩散到它们到达的任何地方。这些研究结果提示着麻风杆菌劫持施旺细胞，破坏它们隔离和维持神经系统的能力，因此它能够使用这些细胞侵入体内的其他组织。Rambukkana希望未来的研究将有助于更多地揭示麻风杆菌如何转化施旺细胞。他说，理解这种过程将可能有助于医生们在更早的阶段诊断麻风病，从而可能尽早地阻止它。它也能有助于我们找到新的方法来产生用于治疗的干细胞，因此我们能够治疗其他的神经退化性疾病，如多发性硬化症。,病毒必须进入细胞并利用宿主细胞大分子合成机制和能量装置进行复制，因此在许多方面，病毒复制研究就是病毒与其宿主相互作用的研究。这一研究不仅有助于阐明病毒感染和致病的生物学和分子生物学机理，
25、而且对于病毒感染的诊断与控制具有重要的意义。,病 毒,（1）溶解型 病毒引起宿主细胞破坏和死亡，将病毒释放到细胞外（2）稳定型 病毒复制较慢，宿主细胞并不一定死亡，新生的病毒颗粒可出芽到细胞外,一、病毒对真核细胞的感染可呈现不同的反应,（3）结合型 病毒的DNA与宿主的DNA结合到一起，宿主细胞一起增殖，并不释放到细胞外，导致肿瘤产生。相对于植物病毒而言，对于病毒感染动物细胞的过程了解更为详尽，所以主要以动物病毒为例介绍病毒感染对真核细胞的影响。,病毒感染引起的致细胞病变效应或细胞损伤是因病毒的基因产物的毒性作用所引起，或是病毒复制的必需步骤的次级效应，而且以后者更为普遍。病毒感染引起细胞死亡
26、的原因非常复杂，但至少有两种方式:一是由于病毒对宿主细胞的毒性作用可导致细胞坏死;二是活化了细胞程序性死亡途径导致细胞凋亡。在有些情况下，二者可同时发生。,病毒感染的致细胞病变效应,病毒感染对宿主大分子合成的影响,(1)宿主细胞转录的抑制 许多真核生物病毒，特别是杀细胞病毒具有干扰宿主大分子合成的能力。(2)宿主细胞翻译的抑制 许多病毒感染细胞后都会抑制宿主细胞mRNA的翻译，其结果是为病毒蛋白质合成提供更多的核糖体亚单位、翻译起始因子、tRNA和氨基酸前体。,(3)宿主细胞DNA复制的抑制,病毒对细胞结构的影响 无致细胞病变效应或致细胞病变效应弱的病毒感染对宿主细胞结构几乎无任何影响，而致细
27、胞病变效应很强的病毒则可能对宿主细胞膜、细胞骨架等结构造成严重影响。,(1)病毒对宿主细胞膜的影响 一些具有融合活性的表面蛋白的有包膜病毒能够启动细胞之间的融合，形成多核细胞如合胞体病毒。(2)病毒对细胞骨架的影响 许多病毒的感染会导致细胞骨染纤维系统的瓦解 。由于细胞骨架在维持细胞形态中起一定作用，所以病毒引起细胞骨架的改变是受染细胞结构变化的原因之一。,(3)包涵体 病毒复制复合物、转录复合物、复制和装配中间体、核壳和毒粒经常累积在宿主细胞的特定区域而形成病毒工厂或包涵体结构，这些结构在细胞质和/或细胞核的定位反映了一种特定病毒的复制位点。这些新结构的装配可以改变或取代宿主细胞组分，并成为
28、细胞病变的一种形式。,(4)细胞凋亡 许多病毒能够诱发细胞凋亡，其机制较为复杂且各不相同。通常病毒感染细胞后通过关闭或干扰宿主细胞正常合成代谢诱发细胞凋亡，或者由病毒编码的蛋白因子直接作用于细胞与凋亡有关的因子及蛋白水解酶而诱发细胞凋亡。越来越多的资料表明病毒感染与细胞凋亡有着密切的联系，许多病毒的致细胞病变效应往往是诱发细胞凋亡的结果。,细胞凋亡的过程,在这种情况下，病毒诱发的细胞凋亡和凋亡抑制同时存在于受染细胞，它们相互作用协调着病毒与细胞的关系，使病毒在细胞内能够顺利复制。,病毒侵入机体后，病毒在细胞内的活性，病毒在体内的传播以及病毒感染的表现和结果，不仅取决于病毒的质和量，同时亦取决于
29、机体的防御结构和防御功能状态。对病毒感染的免疫和抵抗是完整机体的一种生理功能，以保护机体免于感染或严重感染。此外，机体的年龄、激素分泌水平、生理状态、营养状况、中枢神经活动以及非免疫抵抗的遗传因素等一系列十分复杂的因素，都影响机体的病毒感染过程。,病毒在细胞内增殖的指标,2、红细胞吸附,正常细胞,病变细胞（CPE）,病毒的快速诊断,光镜-包涵体,电镜,免疫荧光,ELISA,分子生物学技术,杂交,Southern blot,PCR,Northern blot,病毒培养时出现的CPE,基因治疗,1.反义寡核苷酸（antisense oligonucleotide, asON）根据病毒基因组的已知序
30、列，设计能与病毒基因的某段序列互补的寡核苷酸，称为反义寡核苷酸，或反义核酸。2.干扰RNA （short interfering RNA，siRNA）用双股短小RNA，导致相同序列病毒基因的静止，同源m RNA降解，通常双链RNA的长度要小于26个核苷酸。3.核酶（ribozyme） 是既能与靶基因序列结合又具有酶活性的一类RNA分子。核酶一方面能识别特异的靶RNA序列，并与之互补结合。另一方面具有酶活性，能通过特异性位点切割降解靶RNA。,肝炎病毒,是引起病毒性肝炎的病原体已知的肝炎病毒： 甲、乙、丙、丁、戊、己、庚型肝炎病毒,甲型肝炎病毒,是引起甲型肝炎的病原体,生物学形状,属肠道病毒72
31、型形态：呈球形结构：直径27-32nm,单股正链RNA，无包膜动物模型：黑猩猩对HAV易感 细胞培养：原代猕猴肝细胞、猴胚肾细胞，一般不产生细胞病变抗原型别单一抵抗力：抵抗力强，对乙醚 、酸、热等较稳定,HAV体内过程,HAV电镜图,HAV病毒结构,致病性与免疫性,传染源：病人传染方式：粪口途径致病机制： 在肝细胞内增殖，不直接造成肝细胞损伤， 免疫病理作用导致肝细胞损伤免疫性： 刺激机体产生抗HAV IgG和IgM 抗HAVIgG对再感染具有免疫力,乙型肝炎病毒,是引起乙型肝炎的病原体乙型肝炎易发展为慢性乙肝乙肝病毒在世界范围内传播乙肝病毒携带者达10以上,生物学形状,形态与结构大球形颗粒:
32、又称Dane颗粒，是完整的HBV小球形颗粒:是病毒组装后过剩的衣壳蛋白管形颗粒：由小球形颗粒串连而成,乙肝病毒的基因,短链：为正链，长度是长链的50100长链：为负链，含HBV全部遗传信息 S区：编码HBsAg和前S1抗原和前S2抗原 C区：编码HBcAg和HBeAg P区：编码DNA 多聚酶 X区：编码HBxAg(可能与肝癌发生有关),HBV其他生物学性状,培养: 黑猩猩是HBV最敏感的动物模型 细胞培养已获成功抵抗力:强 能耐受低温、紫外线、干燥和一般消毒剂10010分钟、高压蒸汽灭菌、0.5过氧乙酸等能使HBV灭活,HBV基因结构,环状双股不完全闭合的DNA,长链有4个开放读码框架，分别
33、为：S区C区P区X区,长链,短链,DNA聚合酶,乙肝病毒的复制,乙肝病毒的三种颗粒,Dane颗粒,核心：双股不完全闭合的DNA 和DNA 聚合酶,内衣壳：20面立体对称,外衣壳：相当于病毒的包膜,Dane结构,传染源与传播途径,传染源：乙肝病人、无症状病毒携带者传播途径：血液、血制品等途径传播母婴垂直传播临床表现： 无症状携带者 急性乙肝 慢性乙肝暴发性肝炎 肝外表现：发热、皮疹、血管炎等,致病机制,细胞免疫介导的免疫损伤免疫复合物性的免疫损伤：肝外损伤自身免疫反应的免疫损伤病毒变异：逃逸免疫,机体免疫状态与HBV感染的转归,免疫功能正常隐性感染或急性乙肝，病毒被清除免疫低下慢性乙肝免疫过强暴
34、发性肝炎免疫耐受HBV无症状携带,丙型肝炎病毒（HCV）,球形，有包膜，属RNA病毒传染源：病人、病毒携带者传播途径：输血、注射、性接触等引起丙型肝炎比乙型肝炎更易转为慢性病后免疫力不牢固ELISA法检测抗HCV抗体,丁型肝炎病毒（HDV）,属缺陷病毒，由HBsAg构成其外壳经输血等途径传播只感染HBsAg阳性的人与HBV协同或同时感染,戊型肝炎病毒（HEV）,球形，无包膜，属RNA病毒传染源：病人传播途径：粪口途径病情较重，孕妇感染死亡率高,是一种不同于细菌、病毒或类病毒的在分类上尚未定论的病原因子。其本质为由正常宿主细胞基因编码的、构象异常的蛋白质，称为朊蛋白(prion protein,
35、 PrP)，目前尚未检出任何核酸成分，是人和动物的传染性海绵状脑病(transmissible spongiform encephalopathies,TSEs)的病原体。,朊毒体 (prion)/传染性蛋白粒子/朊粒/朊病毒,1982年，美国学者Prusiner提出用 proteinaceous infection particle的字头组成Prion一词，作为TSE 的病原。,Prusiner因此荣获1997年Nobel医学奖。1996年底美国Nature评出最有影响的十大科研成果中，“成功发现PrPsc是疯牛病和人CJD的病因”为第四条。,prion 是一种不含核酸和脂类的疏水性糖蛋白，
36、分子量为2730103，因此又称为PrP2730。,两种不同的分子构型：细胞朊病毒蛋白(cellular PrP, PrPC)：三维结构具有42%的-螺旋，3%的折叠。存在于正常组织及感染动物的组织中，是正常基因的产物，通常情况下是无害的。对蛋白酶K敏感。羊痒疫朊病毒蛋白(scrapie prion protein , PrPSC)：-螺旋占30%，折叠高达43%，仅存在于感染动物的组织中，与致病和传染有关。对蛋白酶K有抗性。,人类PrPC基因：位于第20号染色体的短臂上，有一个内含子和一个外显子，含单一的读码框。,PrP基因变异（多为重复片段的插入或点突变可导致传染性海绵状脑病。,PrP的增
37、殖机制，目前尚不清楚：,1).羊瘙痒病(scrapie of sheep and goat)：在欧洲已流行了近300年（第一个被发现的TSE）,感染动物表现为消瘦、步态不稳、脱毛、麻痹等，因病羊由于瘙痒而常在围栏上摩擦身体而得名，病死率极高。,2).牛海绵状脑病(bovine spongiform encephalopathy,BSE): 俗称疯牛病(mad cow disease) :1986年首次在英国报道。该病潜伏期45年，发病初期表现为体质变差，体重减轻，产奶量下降等非特异性症状。随后神经系统症状逐步明显，出现运动失调、震颤等，由于病牛常表现出感觉过敏、恐惧甚至狂乱，因此俗称“疯牛病”
38、。 病原体进入牛的食物链是主要的致病因素，牛食用了含羊瘙痒病的羊骨肉粉或牛骨肉粉而导致疯牛病的蔓延。1988年7月英国政府立法禁止用反刍动物来源的饮料喂养牛后，疯牛病的发病率已呈下降的趋势。,朊蛋白的一种更快的进入方式,研究人员报告说，被称作朊蛋白的错误折叠蛋白可比通过脑组织更容易地通过淋巴样组织从一个物种传给另外一个物种。而且，据那些研究人员披露，这一发现应该促使人们对科学家们一般假设，即朊蛋白造成诸如慢性消耗性疾病及“疯牛病”等人畜神经退行性病变的病原体不会轻易地在物种间转移的说法进行重新评估。在通常的情况下，所谓的物种屏障确实可阻止朊蛋白轻易地从一个物种传播给另外一个物种。但是，Vinc
39、ent Bringue及其同事在研究了表达羊或人的朊蛋白或PrP的转基因小鼠后发现，淋巴样组织包括那些存在于脾脏、扁桃体、阑尾和淋巴结中的淋巴样组织常常要比脑组织更容易传播朊蛋白。他们的发现提示，朊蛋白的“沉默”的携带者的数目即那些带有该病原体但没有表达症状者的数目可能比先前以为的要更高。,艾滋病病毒扩散机理被破解,来自巴塞罗那Irsi Caixa艾滋病研究所的科学家向媒体公布，他们破解了艾滋病病毒（HIV）扩散、渗透直至颠覆免疫系统全过程的分子生物学机理，该研究成果已发表在当日出版的美国科学公共图书馆生物期刊PLoS Biology上。 科学家们描述了新的重大发现，即找出了一种附着在HIV病
40、毒表面的神经节苷酯(ganglisidos)分子，并证实了它们就是HIV病毒赖以对机体免疫系统发起致命攻击的“特洛伊木马”。当这些分子被树突状细胞（机体免疫细胞）捕获时，HIV病毒顺势完整地渗透到树突状细胞内部。经由树突状细胞的运送，HIV病毒进入淋巴结摧毁T CD4淋巴细胞，从而导致了机体免疫功能的丧失。 基于上述研究成果，科学家们表示，他们将锁定去除神经节苷酯分子，切断HIV病毒在体内扩散的渠道”这一目标，加紧进行生物医药研发，为人类攻克艾滋病探索和开辟出一条新路。,HIV早期治疗可有效防止病毒在异性间传播,一项由多国科学家参与的研究发现，艾滋病病毒（HIV）感染者如果在患病初期就接受抗逆
41、转录病毒（ARV）治疗，则可以将病毒传染给性伴侣的几率减少96%。美国国家过敏与传染病研究所（NIAID）所长Anthony Fauci表示，这一研究结果有着重大的政策含义，同时“再一次凸显了（艾滋病）早期治疗的多重收获”。NIAID斥资7300万美元资助了这项为期6年的研究工作。该研究所曾打算再为其提供4年的经费，但是由一个独立监察小组进行的中期分析使得NIAID决定提前结束研究并宣布相关研究成果。由HIV预防试验网络（HPTN）在9个国家的13处地点开展的这项研究，共招募了1763对伴侣（其中97%为异性恋），每对伴侣中有一人刚刚感染了HIV。他们当中没有一个HIV测试呈阳性的患者曾接受过
42、ARV治疗，并且其血液中的CD4细胞数为每毫升350至550（正常值应大于600）。所谓CD4细胞就是表面有CD4分子的T淋巴细胞，其含量是衡量人体免疫系统健康水平的重要指标。在这项研究中，其中一半的受试者立即接受了治疗，而另一半受试者则等到CD4细胞数下降至250，或发展出与艾滋病（AIDS）相关的症状才开始接受ARV治疗。并且试验中的每个人都收到了免费安全套，安全性行为辅导，以及针对其他性传播疾病的治疗。中期分析显示，共有39人被HIV感染，而遗传测试显示其中有28例感染与他们的伴侣有关。而在这28人之中，只有一个人的伴侣被分在了立即治疗小组。较早前的观察性研究已经显示了ARV治疗的类似影
43、响，即减少异性恋伴侣之间因性传播HIV的可能性，然而新的研究则首次在一项随机对照临床试验中证实了药物的预防作用。主持这项所谓HPTN 052研究的教堂山市北卡罗来纳大学的Mike Cohen表示：“这仅仅适用于异性伴侣。”Cohen指出，他们曾希望将男性与男性发生的性行为也包括在内，但因参与的志愿者太少而作罢。当前由世界卫生组织发布的艾滋病治疗指导方针要求在每个人的CD4细胞数量降至350或更低时提供治疗。发达国家的大部分指导方针则建议在350至500之间便开始治疗，然而实际上，那些有医疗保险或有钱的人在任何CD4细胞数量下都可以开始治疗。目前，研究参与者已被告知研究结果，研究人员计划对两组参
44、与者继续跟踪观察至少一年，这项新发现令人信服地表明，尽早使用ARV治疗HIV感染者对降低病毒传染率具有重要作用。,眼泪是艾滋病病毒新“据点”,研究结果提示，泪腺、泪液及相关的组织、器官很可能是HIV病毒的新“据点”。发现在艾滋病患者的眼部前房水中存有HIV病毒载量。因不清楚房水和泪液的区别，部分媒体在当年报道中曾出现“泪液中发现艾滋病病毒”的提法。但这一误报却引发艾滋病专家新的思考：经成功的鸡尾酒治疗后，艾滋病患者在血液HIV呈阴性的情况下，泪液中究竟有没有HIV病毒载量？沿着这一思路，李太生等进行了国际上首个针对艾滋病患者泪液中HIV病毒载量的定量分析。李太生等以16名长期接受鸡尾酒治疗、外
45、周血HIV病毒呈阴性的艾滋病患者为研究组，2名新诊断但未经治疗、3名治疗后产生耐药的患者为对照组展开研究。在艾滋病专科护士的协助及21位患者知情同意和配合下，研究人员非常艰难地取到了每位患者1毫升以上的泪液，用国际上通用的病毒载量检测、聚合酶链式反应（PCR）等多种方法，选取4个不同的基因点位同时开展检测，结果发现，研究组和对照组泪液中的HIV病毒载量无差异，为200拷贝/毫升-20000拷贝/毫升，远高于正常值（50拷贝/毫升以下）。这一发现提示，除了CD4阳性的T淋巴细胞、巨噬细胞等已发现的艾滋病病毒“储藏库”，泪腺、泪液及相关的组织、器官很可能是HIV病毒的新“据点”，HIV极可能通过泪
46、液发生传染。李太生提醒医护人员，在对HIV阳性患者进行眼部检查或手术时要加强防护、谨慎处理。,男性行为诱发艾滋病新病毒,近日，复旦大学公共卫生学院教授何纳领衔的艾滋病研究课题组，在研究中发现男男性行为人群艾滋病病毒的行为和分子传播新机制。相关研究发表在学术期刊美国流行病学期刊（American Journal of Epidemiology）上。这一传播机制揭示，同一对男男性行为者，由于“多性伴”会导致感染不同基因亚型的艾滋病病毒，并由于艾滋病病毒具有快速复制和基因重组的能力而存在“诞生”新艾滋病病毒品种的风险。1981年发现的世界第一例艾滋病病例就是男同性恋者，男男性行为群体一直被全球公认为
47、是艾滋病病毒感染的高危人群。相关调查表明，男男性行为人群普遍存在婚外性行为、多性伴、无保护肛交、酒后性行为、商业性行为等，加上他们较独特的性行为方式，易导致自身感染艾滋病、梅毒等性传播疾病，更易造成相关疾病在人群中的传播。2012年，针对男男性行为人群的艾滋病哨点监测发现，该人群艾滋病病毒感染率达6.7%，在个别大城市，男男性接触传播占新报告发现的艾滋病病例甚至高达50%以上。因此，男男性接触传播已经成为推动我国艾滋病疫情增长的主要原因之一。何纳课题组首先对常规监测工作中，新发现感染艾滋病病毒的男男性行为者进行调查，追踪与其有性接触的男男性行为者，并对其进行艾滋病病毒检测；如发现其已感染艾滋病
48、病毒，他们就对其作进一步的调查，再追踪与之有性接触的男男性行为者。如此逐级溯源追踪，直至没有新艾滋病病毒感染者被发现为止。这一过程历时3年多，课题组研究人员共对100名感染艾滋病病毒的男男性行为者及与其有性接触史的1534名同性性接触者进行了溯源追踪。何纳课题组绘制出以艾滋病病毒感染者为核心的“男男性行为人群性行为网络图”和“艾滋病传播链图”。研究人员进而结合基因亚型分析，清晰地阐明了男男性行为人群中艾滋病传播的行为和分子机制。研究发现，男男性行为人群中不仅存在聚集性艾滋病传播和感染，还发现多个性行为网络群体中混杂着不同基因亚型的艾滋病病毒感染者，他们不仅相互之间发生高危性行为，从而带来产生新
49、艾滋病病毒基因亚型的潜在风险，他们同时也与其他尚未感染艾滋病病毒的男男性行为者发生高危性行为，进而导致艾滋病在这一群体中广泛扩散和蔓延,禽流感病毒如何与人类受体结合,尽管科学家们已经知道禽流感病毒颗粒（H5N1）可以感染人类，但是在此之前他们一直不了解完成这一过程的分子机制是什么。要感染一个宿主，某个病毒必须要与宿主气道中的一种受体结合。禽类病毒会与禽类的受体结合，人类病毒则与人类受体结合并依此类推；在通常情况下，这种相互作用是具有物种特异性的。尽管H5N1病毒引起过零星的人类感染，但它还没有获得在人群中有效传播的能力（即可在空气中以呼吸道飞沫穿行）。先前的研究确认了可让禽流感病毒能够通过空气
50、在雪貂这是普遍接受的人类流感的实验模型之间传播的基因突变。这些研究聚焦于一个叫做HA的基因的突变上HA编码H5N1表面的一种蛋白，该蛋白会与可能的宿主（即吸入该病毒的某个人）的气道组织进行最初的接触。当HA发生突变，H5N1会改变其结合的偏好，并显示出对人样受体亲和性的增加。如今研究人员阐释了这种受体偏好互换的机制。研究人员用X射线晶体学来研究与人样病毒受体分子结合的H5N1的HA变异体的结构。他们发现，这一结构中的原子方位与用某种可感染人的病毒亚型所制备的HA的可比性结构中的原子方位不同。变异HA的结构变化将H5N1病毒的受体结合偏好从禽类变成了人类。Zhang及其同事的研究为检查禽流感病毒的结构是如何发生影响及它会如何容易地转变成为一种在人类中具有大流行可能的病原体的进一步的研究提供了一个框架结构。,
