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1、第八章第八章 病毒与肿瘤（肿瘤遗传学）病毒与肿瘤（肿瘤遗传学）病病 毒毒 学学 肿瘤是常见病、多发病。我国常见的十个肿瘤是常见病、多发病。我国常见的十个恶性肿瘤是：恶性肿瘤是：鼻咽癌、肺癌、食管癌、胃癌、大肠癌、肝鼻咽癌、肺癌、食管癌、胃癌、大肠癌、肝癌、乳腺癌、子宫颈癌、白血病、淋巴瘤。癌、乳腺癌、子宫颈癌、白血病、淋巴瘤。癌癌 症症 发发 生生 的的 现现 状状在发达国家，癌症占死亡构成的20%20%据WHO和国际癌症研究机构（IARC）2002年报道，全球因癌症死亡的人数占死亡总人数的12%12%预计未来20年全球每年新增癌症患者人数将达到15001500万万人，即到2020年全世界癌症
2、发病率将比现在增加50%50%20002000年全球常见癌症的统计年全球常见癌症的统计新发病例新发病例10101010万万 死亡人数死亡人数 620 620万万 现患病例现患病例22402240万万 主要癌症主要癌症按发病率按发病率 按死亡率按死亡率 肺癌肺癌 肺癌肺癌乳腺癌乳腺癌 胃癌胃癌结直肠癌结直肠癌 肝癌肝癌胃癌胃癌 结直肠癌结直肠癌 ParkinDM,etal.IntJCancer,2001;94:153-156.7070年代年代9090年代年代20002000年年死亡率死亡率84.58/1084.58/10万万 94.36/1094.36/10万万 人数约人数约150150万万 主
3、要癌症主要癌症 胃癌胃癌 胃癌胃癌 肺癌肺癌 食管癌食管癌 肝癌肝癌 肝癌肝癌 肝癌肝癌 肺癌肺癌 胃癌胃癌 肺癌肺癌 食管癌食管癌 食管癌食管癌 宫颈癌宫颈癌 结直肠癌结直肠癌 结直肠癌结直肠癌中国常见癌症的统计中国常见癌症的统计董志伟等。中国癌症控制策略研究报告，2002;11:250-260.一、肿瘤的概念一、肿瘤的概念一、概念一、概念 肿瘤是机体在各种致瘤因素的作用下，局部组织肿瘤是机体在各种致瘤因素的作用下，局部组织细胞基因发生改变导致克隆性增生而形成的新生物，通细胞基因发生改变导致克隆性增生而形成的新生物，通常形成肿块。常形成肿块。致瘤因素致瘤因素 正常细胞正常细胞 肿瘤细胞肿瘤细
4、胞 基因改变基因改变 二、二、肿瘤的增生与生理、炎症和损伤时的增生的区别肿瘤的增生与生理、炎症和损伤时的增生的区别（一）肿瘤的增生一）肿瘤的增生1 1 呈持续性、自主性生长，与机体不协调，原因去除仍呈持续性、自主性生长，与机体不协调，原因去除仍能继续生长。能继续生长。2 2 具有不成熟性，在不同程度上失去了分化成熟的能力。具有不成熟性，在不同程度上失去了分化成熟的能力。3 3 有害无益。有害无益。肿瘤细胞失去接触抑制现象肿瘤细胞失去接触抑制现象肿瘤的迁移肿瘤的迁移1 1 都为机体生存所需要的增生，与机体协调，受机体控都为机体生存所需要的增生，与机体协调，受机体控制，原因去除增生停止。制，原因去
5、除增生停止。2 2 都具有成熟性都具有成熟性3 3 多数对机体有利多数对机体有利 （二）生理、炎症和损伤的增生（二）生理、炎症和损伤的增生三、肿瘤发病机理三、肿瘤发病机理遗传因素遗传因素（一）、体细胞突变（一）、体细胞突变正常细胞-突变癌前细胞-促癌因素肿瘤1、肿瘤的单克隆起源学说：特异标记染色体；相同同工酶2、两次突变说：视网膜母细胞瘤3、基因外调节学说：蛋白质、RNA、生物膜改变；基因修饰；（二）、癌基因（二）、癌基因肿瘤发生与遗传因素相关的证据肿瘤发生与遗传因素相关的证据1 1、种族差异、种族差异 日本人松果体瘤发病率比其他民族高十几倍。日本人松果体瘤发病率比其他民族高十几倍。80%80
6、%的鼻咽癌发生在中国，比印度人高的鼻咽癌发生在中国，比印度人高3030倍；比日倍；比日本人高本人高6060倍。而在中国，广东人发病最高。倍。而在中国，广东人发病最高。欧美人的乳腺癌发病高于日本人和中国人。欧美人的乳腺癌发病高于日本人和中国人。肿瘤的发病率并不因为移民而发生显著变化。肿瘤的发病率并不因为移民而发生显著变化。2 2、家族聚集、家族聚集癌家族癌家族癌家族癌家族家系中肿瘤的发病高于群体，且发病年龄早，部家系中肿瘤的发病高于群体，且发病年龄早，部分肿瘤表现孟德尔式遗传。分肿瘤表现孟德尔式遗传。家族性癌家族性癌家族性癌家族性癌家族内多个成员患同一种肿瘤。如结肠癌病人家族内多个成员患同一种肿
7、瘤。如结肠癌病人有有12%-25%12%-25%有家族史，因此结肠癌可认为是家族性癌。有家族史，因此结肠癌可认为是家族性癌。家族性大多不表现孟德尔式遗传，但患者的一级亲属的家族性大多不表现孟德尔式遗传，但患者的一级亲属的发病风险高于人群发病风险高于人群3-53-5倍。倍。孪生子调查中发现，同卵双生发病的一致率非常高。孪生子调查中发现，同卵双生发病的一致率非常高。3 3、遗传性肿瘤、遗传性肿瘤 少数肿瘤表现孟德尔式遗传，如视网膜母细胞瘤少数肿瘤表现孟德尔式遗传，如视网膜母细胞瘤(AD)AD)，神经母细胞瘤神经母细胞瘤(AD)AD)，神经纤维瘤神经纤维瘤(AD)AD)，WilmsWilms瘤瘤(A
8、D)AD)等。等。4 4、遗传缺陷、染色体畸变与肿瘤、遗传缺陷、染色体畸变与肿瘤 研究发现，具有某些遗传缺陷的病人，其肿瘤的发病率研究发现，具有某些遗传缺陷的病人，其肿瘤的发病率比群体发病高。如克氏征者易患男性乳腺癌，比群体发病高。如克氏征者易患男性乳腺癌，2121三体者白血三体者白血病的发病率高于群体病的发病率高于群体2020倍，共济失调性毛细血管扩张症者易倍，共济失调性毛细血管扩张症者易患各种肿瘤。患各种肿瘤。肿瘤组织染色体检查发现了大量染色体异常，包括断裂、肿瘤组织染色体检查发现了大量染色体异常，包括断裂、重排、双着丝粒、环形等。重排、双着丝粒、环形等。环境因素环境因素致癌因子致癌因子物
9、理致癌因子：很多能产生辐射的物质，电离辐射、X射线、紫外线、太阳光化学致癌因子：砷、煤焦油及其衍生物、苯、某些烃类、苯胺（一种用于染色的物质）、石棉等。生物因素病毒致癌因子：肝炎病毒-肝癌 人类HIV病毒-各种癌症 生物因素中的病毒与肿瘤发生的关系最为密切，据世界卫生组织估计，约15-20%人类肿瘤的发生与病毒有关。1 1、单克隆起源学说：、单克隆起源学说：肿瘤细胞群体来自单一细胞的克隆。最初一个关键基因或一系列事件导致某一细胞向肿瘤方向转化，形成不可控制的细胞增殖，最后形成肿瘤。学说的证实：1、女性葡萄糖6磷酸脱氢酶(G6PD)基因在肿瘤中表现出均失活或均不失活。2、同一肿瘤所有细胞具有相同
10、的标记染色体。四、肿瘤发生机制的学说四、肿瘤发生机制的学说肿瘤细胞群体来自单一细胞的克隆2 2、二次突变论学说：、二次突变论学说：细胞必须发生两次突变才能形成肿瘤。遗传性肿瘤的第一次突变发生在生殖细胞内，并遗传给后代，后代体细胞又一次发生突变，使细胞转化。学说的证实：遗传性视网膜母细胞瘤遗传性视网膜母细胞瘤散发性视网膜母细胞瘤散发性视网膜母细胞瘤双侧早发家族性单侧晚发散发性二次突变论在其他肿瘤的研究中也得到证实。细胞癌变需要多个肿瘤相关基因的协同作用，须经过多阶段的演变，这些基因的激活/失活在时间上有先后顺序，在空间位置上有一定配合。肿瘤的起始阶段原癌基因激活（逆转录病毒的插入和原癌基因的点突
11、变）。肿瘤的演进阶段染色体重排、基因重组、基因扩增。3 3、多步骤遗传损伤学说：、多步骤遗传损伤学说：癌发生的多步理论APC 蛋白（protein）与其它 肿瘤抑制基因一样，可控制细胞分裂过程中起关键作用的基因的表达。结肠息肉Rous：1907年，从母鸡身上的恶性结缔组织（肉瘤）中提取滤液，接种到健康的鸡体内，鸡患上同样的肿瘤。表明：滤液中含致病原，可传播肿瘤。1932年，Bishope发现，野生棉尾兔的皮肤肿瘤也可借助无细胞滤液传播。肿瘤进展：开始，癌细胞处于“休眠”状态，在化学因子、病毒等诱导后，变为恶性细胞。病毒致癌理论：即传播肿瘤的无细胞滤液中含的是病毒。劳斯(Rous)，获1966年
12、诺贝尔生理学和医学奖五、病毒与肿瘤关系的认识历程五、病毒与肿瘤关系的认识历程1、劳氏肉瘤病毒的发现、劳氏肉瘤病毒的发现 1933年理查德毕肖普（Richard Bishope）发现了第一个DNA肿瘤病毒即兔乳头瘤病毒。1953年路德维克格罗斯（Ludwik Gross）等分离到一种能引起多类组织（腮腺、肾、骨、乳腺）发生肿瘤的病毒，称之为多瘤病毒。1960年又从猴肾细胞中找到一种猴空泡病毒40（SV40）。后来将这三种病毒统归属于乳多空病毒科。这些病毒主要感染鳞状上皮细胞和粘膜组织，引起多种疣和纤维肉瘤等，一般为良性，但少数可转变成癌。转化：通过病毒的诱导，正常细胞可转化成肿瘤细胞。转化细胞中
13、不产生病毒粒子。结论：病毒的遗传物质被结合到转化细胞的遗传物质中，细胞获得来自病毒的遗传特性。Temin：劳氏肉瘤病毒（RSV），RNA病毒。推测：RNA逆转录成DNA后，整合到细胞的遗传物质中。Baltimore：发现逆转录酶。特明(Temin)和巴尔的摩(Baltimore)获1975年诺贝尔生理学和医学奖2 2、逆转录酶的发现、逆转录酶的发现毕晓普(Bishop)和瓦慕斯(Varmus)：劳氏肉瘤病毒如何使正常细胞转化为恶性生长的？研究表明：劳氏肉瘤病毒的致癌能力与病毒基因组的单个基因有关，即src基因。src基因本是正常细胞基因组的一部分（原癌基因），编码一种胞质酪氨酸激酶，参与细胞增
14、殖相关的信号转导，被病毒“劫持”后，病毒则具有致癌能力。原癌基因在正常细胞中的地位：调控细胞的分裂和生长。肿瘤细胞中癌基因的变化：过分活跃或突变，使其编码产物改变。毕晓普(Bishop)和瓦慕斯(Varmus)获1989年诺贝尔生理学和医学奖3 3、癌基因探密、癌基因探密六、癌基因和抑癌基因六、癌基因和抑癌基因癌基因癌基因(oncogene,onc)oncogene,onc)能够使细胞癌变的基因统称为癌基因癌基因癌基因癌基因。癌基因是正常细胞中的基因，是细胞的必须基因癌基因已被证实是正常存在于生物(包括人类)基因组内的,它的结构异常或表达异常,也的确可以引起细胞癌变.控制细胞生长的基因，具有潜
15、在的诱导细胞恶性转化的特性。逆转录病毒中，能够引发肿瘤的基因片段。这个片段来源于宿主基因组而非原病毒基因组，宿主RNA逆转录后插入病毒中，作为病毒的一部分。此插入片段的编码蛋白是肿瘤的强诱导剂。n致瘤病毒中存在的某些核苷酸序列称为癌基因,即病毒癌基因(v-onc)n习惯上,将逆转录病毒上所含 的致癌基因称为v-onc,而将宿主细胞基因组中的同源基因称为原癌基因或细胞癌基因n命名：逆转录病毒株结合其所转化的宿主细胞，3个字母，如abl 等（Agelson小鼠白血病病毒)（一）一）病毒癌基因病毒癌基因(virus oncogene,v-onc)virus oncogene,v-onc)细胞癌基因是
16、指真核细胞中存在的一段核苷酸序列,这段核苷酸序列在正常细胞中以非激活形式存在,故又称原癌基因(proto-onc).在某些特定条件下激活可致癌变 对应宿主细胞的基因片段称为原癌基因原癌基因原癌基因原癌基因。可促进正常细胞生长、增殖、分化、发育等原癌基因具有内含子和外显子 v-onc 与c-onc的不同V-onc无内含子，癌基因常常比原癌基因呈更高水平的表达。外显子有微小差别：癌基因编码的蛋白质在结构和功能上不同于由原癌基因编码的蛋白质。V-onc常出现碱基取代或缺失等突变(二)细胞癌基因(cellular oncogene,c-onc)n(三)原癌基因分类n原癌基因表达的蛋白产物分布于细胞膜,
17、细胞质,或细胞核根据蛋白产物的功能分为几大类:n1.生长因子(growth factor,GF)及其类似物,以及生长因子受体(GF-R)n2.酪氨酸蛋白激酶:某些酶蛋白磷酸化(ser)n3.GTP结合蛋白:影响细胞内的信号系统 n4.核内蛋白质:结合DNA发挥转录调控作用,甚至影响复制n由此可将癌基因分为相应的几类,或称癌基因家族用三个字母来表示,超过100个 src家族 ras家族 myc家族 sis家族 erb家族原癌基因的产物原癌基因的产物原癌基因产物：原癌基因产物：原癌基因产物：原癌基因产物：1.生长因子生长因子2.生长因子受体生长因子受体3.信号转导组分信号转导组分4.细胞周期蛋白细
18、胞周期蛋白5.细胞凋亡调节蛋白细胞凋亡调节蛋白6.转录因子转录因子癌基因家族癌基因家族据基因结构和功能特点分为：src家族：abl、fes、fgr、fps、fym、kck等，编码产物多具有蛋白酪氨酸激酶活性 ras家族：H-ras、K-ras、N-ras，表达产物为信息传递分子，编码的蛋白质为P21myc家族：c-myc、fos等，表达产物在细胞核内，属DNA结合蛋白sis家族erb家族：表达产物为细胞骨架蛋白myb家族：表达产物为转录调节因子 人类肿瘤的代表性癌基因及其分类人类肿瘤的代表性癌基因及其分类前癌基因作用前癌基因作用 癌基因癌基因 活化机制活化机制 亚细胞定位亚细胞定位 人类的肿瘤
19、人类的肿瘤生长因子：生长因子：PDGF-链 sis 过度表达 细胞外、星形细胞 骨肉瘤，乳腺癌等FGF hst-1 过度表达 细胞外 胃癌，胶质母细胞癌 int-2 膀胱癌，乳腺癌，黑色素瘤生长因子受体（具蛋白质激酶活性）：生长因子受体（具蛋白质激酶活性）：EGFR家族 erb-B1 过度表达 透膜 肺鳞癌，脑膜瘤，卵巢癌等 erb-B2 扩增 透膜 乳腺癌，卵巢癌，肺癌，胃癌等 erbB-3 过度表达 透膜 乳腺癌 csf-1受体 fms 点 突 变 透膜 白血病参与信息转导蛋白质：参与信息转导蛋白质：结合GTP H-ras 点 突 变 胞膜内 甲状腺癌，膀胱癌等 K-ras 点 突 变 胞
20、膜内 结肠癌、肺癌、胰腺癌等 N-ras 点 突 变 胞膜内 白血病，甲状腺癌非受体酪氨酸激酶 abl 易位 胞膜内 急性淋巴细胞白血病细胞核调节性蛋白质：细胞核调节性蛋白质：转录活化物 c-myc 易位 核内 Burkitt淋巴瘤 N-myc 扩增 核内 神经母细胞瘤，肺小细胞癌 L-myc 扩增 核内 肺小细胞癌(四)癌基因的激活原癌基因正常情况下行使正常的调控功能,在某些特定因素作用下,其结构或调控发生异常,使之激活才具有致癌活性致癌机理1.调节序列的插入 启动子,增强子2.基因突变 膀胱癌细胞株EJ和T24中 ,点突变激活C-rasH癌基因,造成细胞癌基因大量表达3.基因重排 染色体异
21、位 burkitt淋巴瘤 t(8;14)8q2414q32 C-myc被激活4.基因扩增 原癌基因复制多个拷贝5.基因偶联 某些原癌基因在特定条件下因其它原癌基因首先激活而序贯活化称为基因偶联 癌变的发生是多阶段，不同阶段相继或同时又不同癌基因激活第一个被鉴定的人类癌基因是ras基因 ras基因家族的三个密切相关成员：H-ras、K-ras和N-ras是在人类肿瘤中最常见的癌基因，它们在大约15%的人类恶生肿瘤中被检出，包括50%的结肠癌和25%的肺癌。ras癌基因不同于其原癌基因，是由于点突变导致单个氨基酸的替换，使密码子12从GGG（甘氨酸）改变成GTG（缬氨酸），致使从人膀胱癌提取的DN
22、A能诱发培养中小鼠细胞的转化。这是第一次在人癌中发现有生物学活性的细胞癌基因。在动物模型中曾发现化学致癌剂可引起ras原癌基因突变而转变成异常表达的癌其因，证明了致癌剂的致突变作用与细胞转化之间的直接联系。肿瘤抑制基因概念的提出：肿瘤抑制基因概念的提出：正常细胞与肿瘤细胞融合后的杂种细胞失去了肿瘤细胞表型。正常染色体可以逆转肿瘤细胞表型。能够抑制肿瘤发生的基因称为肿瘤抑制基因肿瘤抑制基因。癌基因和肿瘤抑制基因的突变都有可能导致肿瘤发生。但癌基因为激活；肿瘤抑制基因为失活。肿瘤细胞中肿瘤抑制基因的导入将抑制肿瘤，但癌基因导入无此作用。n遗传性肿瘤细胞中 特定染色体或染色体的某一部分丢失，丢失的这
23、一部分可能对细胞的恶性转化有抑制作用 因此推测在此染色体上存在抑癌基因n二 抑癌基因(tumor suppresser gene)抑癌基因的类型抑癌基因的类型抑癌基因的类型抑癌基因的类型n二 抑癌基因(tumor suppresser gene)第1个发现的肿瘤抑制基因是Rb基因，位于13q14，通过视网膜母细胞瘤的研究发现。最有名气的肿瘤抑制基因是P53基因，与许多肿瘤的发生相关。n1986年 视网膜母细胞瘤(retinoblastoma,Rb)隐性癌基因Rb被克隆并测序,抑癌基因首次被证实n已发现的抑癌基因有10余种,都是通过缺失或失活而致细胞恶性转化的1、P53基因 P53基因定位于17
24、p13.1，含11个外显子，编码53kD蛋白，393个氨基酸。P53基因的变异与50%的肿瘤发生相关。P53基因的4个功能区：1）N-端调控活性区行使功能的区域，既介导蛋白质相互作用的区域，由73个氨基酸构成。2）序列特异性结合区核心区，具有特异性DNA结合功能，此区域含有大量的突变热点。3）寡聚区介导P53蛋白自身形成4聚体。4）C-端DNA非特异性结合区野生型p53基因称为抑癌基因,正常p53的生物功能好似“分子警察”:G1期检查DNA损伤点,监视细胞基因组的完整性.如有损伤,P53蛋白阻止DNA复制,以提供足够的时间让损伤DNA修复.如果修复失败,P53蛋白则引发细胞程序性死亡,阻止具有
25、基因损伤,可能诱发癌变的细胞产生.P53为核内磷酸化蛋白，作为转录因子调控其他蛋白的活性，达到细胞周期和细胞凋亡的控制。P53蛋白的失活导致细胞保护功能的丧失而导致细胞周期的紊乱。p53 genep53 gene2、Rb基因 Rb基因名称来自Retinoblastoma,视网膜母细胞瘤.Rb基因位于13q14.1，27个外显子，编码928个氨基酸的110kD蛋白质。细胞核内一类DNA结合蛋白Rb蛋白的磷酸化/去磷酸化是调节细胞生长的主要形式 30%的视网膜母细胞瘤中可见包括Rb基因在内的DNA缺失，甚至染色体片段的缺失。Rb蛋白是核蛋白，其功能是通过与转录因子E2F结合而抑制细胞周期。多种病毒
26、的产物能够与Rb蛋白结合而释放E2F因子。E2F也是转录因子，它具有促进其他细胞分裂相关基因表达的作用。RB geneRB gene散发性和遗传性散发性和遗传性RbRb功能丧失的机理功能丧失的机理3.其他抑癌基因:DCC基因,NF1基因,MCC基因n抑癌基因作用机制涉及基因表达调控,细胞分裂,分化过程,也可能与GF,激酶,信息在胞内的传递密切相关nDCC基因：结直肠癌缺失基因，编码一个属于免疫球蛋白超家族的蛋白 nMCC基因：结直肠癌突变基因，编码产生98kD的 蛋白质，通过与 G蛋白结合参与和调节细胞内正常的信息传递。nNF1基因：编码神经纤维瘤蛋白1，基因产物能影响中枢神经系统细胞 的生长
27、。目前已知的致瘤病毒至少有600株,其中150多株能使体外培养细胞发生恶性转化.其中大多数为RNA病毒，是禽类和猫.鼠等哺乳类动物的主要致瘤病毒.少数为DNA病毒,主要引起哺乳类动物的肿瘤,在人类可引起宫颈癌等几种常见肿瘤.n人类常见的致瘤病毒 RNA病毒 人类T淋巴性病毒(HTLV-)DNA病毒 EBV,HSV,HCMV,Ad七、肿瘤病毒七、肿瘤病毒多种病毒与肿瘤的发生相关多种病毒与肿瘤的发生相关多种病毒与肿瘤的发生相关多种病毒与肿瘤的发生相关病病 毒毒 肿肿 瘤瘤乳头状瘤病毒乳头状瘤病毒子宫颈癌子宫颈癌HBVHBV和和HCVHCV肝癌肝癌EBVEBVB B细胞淋巴瘤细胞淋巴瘤人类人类T T
28、淋巴细胞病毒淋巴细胞病毒急性急性T T细胞白血病细胞白血病病毒导致肿瘤细胞产生的原因病毒导致肿瘤细胞产生的原因病毒导致肿瘤细胞产生的原因病毒导致肿瘤细胞产生的原因 增加细胞突变的机会增加细胞突变的机会增加细胞突变的机会增加细胞突变的机会 病毒携带的致癌基因整合于宿主细胞基因组病毒携带的致癌基因整合于宿主细胞基因组病毒携带的致癌基因整合于宿主细胞基因组病毒携带的致癌基因整合于宿主细胞基因组 某些病毒（如某些病毒（如某些病毒（如某些病毒（如HBV)HBV)HBV)HBV)的蛋白质抑制抑癌基因的表达的蛋白质抑制抑癌基因的表达的蛋白质抑制抑癌基因的表达的蛋白质抑制抑癌基因的表达引起人类恶性肿瘤的病毒病
29、毒所致肿瘤致癌复合因素逆转录病毒 人 类 嗜 T淋 巴 细 胞 病 1型（HTLV-1）DNA病毒EB 病毒单纯疱疹病毒型（HSV-2）人乳头瘤病毒（HPV）乙型肺炎病毒（HBV）成人T细胞白血病/淋巴瘤Burkitts淋巴瘤鼻咽癌子宫颈癌（？）皮肤癌子宫颈癌肝癌 疟疾饮食中亚硝胺，遗传因素日光吸烟、其他病毒感染如HSV黄曲霉毒素 酒精 在自然状态下，DNA肿瘤病毒广泛感染包括人类在内的许多动物，其中有一些注射于动物后能诱发肿瘤，并能在体外使正常细胞转化为恶性表型细胞。根据目前的研 究资料，与动物和人类恶性肿瘤有关的DNA肿瘤病毒分为5个主要的科。（一）一）DNADNA肿瘤病毒肿瘤病毒1.多瘤
30、病毒科猴病毒40(SV40)(猴)多瘤病毒(py)(小鼠)BKV和JCV(人类)2.乳头状瘤病毒科人类乳头状瘤病毒(HPV)Shope乳头状瘤病毒(兔)牛乳头状瘤病毒(5个亚型)马、牛、羊、麋鹿等乳头状瘤病毒人类腺病毒(Ad)(至少已有37个亚型)A组(Ad12、18、31)B组(Ad3、7、11、14、16、21)C组(Ad1、2、5、6)D组(Ad8-10、13、15、17、19、20、22-3E组(Ad4)猴(24)*、牛(9)、小鼠(2)、狗(2)、禽(8)、羊(5)、猪(14)以及马、绵、羊和鼠等病毒。3.腺病毒科4.疱疹病毒科亚科:单纯疱型(HSV-)(人类)单纯疱疹型(HSV-)
31、(人类)马疱疹病毒(EHV-)(马)亚科:Saimiri疱疹病毒(松鼠猴)ateles疱疹病毒(蜘蛛猴)Marek病病毒(MDV)(鸡)EB病毒(EBV)(人类)尚未分类的疱疹病病毒Lucke疱疹病毒(蛙)Sylvilagus疱疹病毒(棉尾兔)5.乙型肝炎样病毒科乙型肝炎病毒(HBV)(人类)土拨鼠肝炎病毒(WHV)地松鼠肝炎病毒(GSHV)鸭乙型肝炎病毒(DHBV)(北京鸭和麻鸭等)致瘤性DNA病毒 DNA病毒中有5科共约50株有致瘤性 1.乳多空病毒(1)乳头瘤病毒与喉癌.外阴癌等(2)多瘤病毒(3)猴空泡病毒 2.腺病毒3.疱疹病毒(1)EB病毒与鼻咽癌(2)EB病毒与Burkitt淋巴
32、瘤(3)单纯疱疹II型病毒与子宫颈癌(4)巨细胞病毒与Kaposi肉瘤 4.乙型肝炎病毒与肝细胞癌 SV40病毒粒子EB病毒粒子（二）DNA肿瘤病毒的一般特性 DNA肿瘤病毒的形态，大小彼此有较大的差别，由于其直径相差较大，在DNA肿瘤病毒中，只是疱疹病毒科的病毒颗粒的外层具有被膜(envelope).病毒的核心是由DNA和蛋白质组成的复合体.乳头状瘤病毒、疱疹病毒、多瘤病毒和腺病毒都是在细胞核内复制成熟的.不同DNA肿瘤病毒的基因组的大小和壳体的直径彼此相差甚远。（三）DNA肿瘤病毒引起细胞转化的机理DNA肿瘤病毒感染细胞后，其基因组整合到细胞DNA链，编码产生特异的病毒性转化蛋白并引起和维
33、持转化表型的机理。病毒DNA随机整合到细胞染色体DNA中后，在细胞RNA多聚酶的作用下转录成V-mRNA，运送到胞质的多核糖体，翻译为转化蛋白(如T抗原)乳头状瘤病毒是以病毒性DNA超螺旋分子结构的游离基因形式存在的，迄今也未直接证实乳头状瘤病毒编码转化性蛋白.RNA肿瘤病毒以颗粒中含有逆转录酶为特点，分类上属于逆转录科病毒（retrovridae）。这种具有诱发肿瘤作用的病毒一般称为RNA肿瘤病毒，或称为逆转录病毒（retrovirus）。这类病毒在自然界普遍分布，对动物的致瘤作用非常广泛，包括从爬虫类（蛇）、禽类直到哺乳类和灵长类动物，可诱发白血病、肉瘤、淋巴瘤和乳腺瘤等。（四）RNA肿瘤
34、病毒RNA肿瘤病毒的生物学分类和其作用特点1.内源性病毒（endogenous virus）这是指RNA肿瘤病毒感染机体后，其遗传信息整合到宿主细胞核的DNA中，并作为正常细胞的一部分通过性细胞由亲代垂直递给子代的病毒。内源性的特点：RNA肿瘤病毒的DNA拷贝与细胞DNA共价结合，可在宿主的性细胞及全部体细胞中存在；内源性病毒基因组通过遗传由亲代传给子代；结合的内源性病毒基因组受到宿主遗传因素的控制；内源性病毒可由于自发的或外界因素所激活而增殖。这种病毒一般含有gag、pol、env等复制基因，可编码相应的产物而形成病毒颗粒，所以是非缺失性病毒。在一般情况下，由于宿主细胞节制性控制而处于静止状
35、态，内源性病毒并不表达或复制病毒颗粒。（二）外源性病毒（exogenousvirus）这类病毒与动物和人类的白血病、淋巴瘤以及肉瘤的发生密切有关，表现为供体从外界环境水平式感染。如：肉瘤病毒 急性白血病病毒 慢性白血病病毒抑癌基因在肿瘤治疗中的应用抑癌基因在肿瘤治疗中的应用抑癌基因在肿瘤治疗中的应用抑癌基因在肿瘤治疗中的应用20032003年年1010月，我国批准了世界上首个商品化的基月，我国批准了世界上首个商品化的基因治疗药物，因治疗药物，P53P53腺病毒注射液用于治疗头颈腺病毒注射液用于治疗头颈部肿瘤。部肿瘤。从目前研究和实际应用角度考虑，肿瘤免疫从目前研究和实际应用角度考虑，肿瘤免疫从
36、目前研究和实际应用角度考虑，肿瘤免疫从目前研究和实际应用角度考虑，肿瘤免疫治疗更具有应用价值治疗更具有应用价值治疗更具有应用价值治疗更具有应用价值 主要通过相关的技术方法调动宿主免疫系统的抗肿瘤免主要通过相关的技术方法调动宿主免疫系统的抗肿瘤免主要通过相关的技术方法调动宿主免疫系统的抗肿瘤免主要通过相关的技术方法调动宿主免疫系统的抗肿瘤免疫应答能力，消灭已经形成的肿瘤细胞或抑制其进一步疫应答能力，消灭已经形成的肿瘤细胞或抑制其进一步疫应答能力，消灭已经形成的肿瘤细胞或抑制其进一步疫应答能力，消灭已经形成的肿瘤细胞或抑制其进一步发展。发展。发展。发展。肿瘤免疫治疗的关键是克服宿主对肿瘤细胞的免疫
37、忽视肿瘤免疫治疗的关键是克服宿主对肿瘤细胞的免疫忽视肿瘤免疫治疗的关键是克服宿主对肿瘤细胞的免疫忽视肿瘤免疫治疗的关键是克服宿主对肿瘤细胞的免疫忽视状态。状态。状态。状态。乙型肝炎的危害性乙型肝炎的危害性全球约有3亿人携带乙肝病毒是慢性肝炎和肝硬化的主要原因是80%的肝细胞癌的直接病因是仅次于烟草的第二大人类肿瘤病因 乙型肝炎病毒（乙型肝炎病毒（Hepatitis B virus,HBVHepatitis B virus,HBV）乙型肝炎的危害性乙型肝炎的危害性我国的肝癌患者中有90%左右有乙肝感染的背景。每年约有100万新生儿由于母亲为HBV携带者而感染HBV，其中有相当数量将会发展为肝炎、
38、肝硬化和肝癌。乙型肝炎病毒（乙型肝炎病毒（hepatitis B virushepatitis B virus，HBVHBV）属嗜肝属嗜肝DNADNA病毒科（病毒科（hepadnaviridaehepadnaviridae）。HBVHBV的发现源于表面抗原的研究。的发现源于表面抗原的研究。1963 1963年年BlumbergBlumberg首首先在澳大利亚土著人血清中发现一种新抗原，称为澳大利先在澳大利亚土著人血清中发现一种新抗原，称为澳大利亚抗原（亚抗原（Australia antigenAustralia antigen）；）；直至直至19681968年确定这种抗原年确定这种抗原与血清型
39、肝炎密切相关，称为肝炎相关抗原（与血清型肝炎密切相关，称为肝炎相关抗原（hepatitis hepatitis associated antigenassociated antigen，HAAHAA）；）；19701970年年D.S.DaneD.S.Dane在肝炎患在肝炎患者血清中发现具有传染性的颗粒，即者血清中发现具有传染性的颗粒，即DaneDane颗粒（颗粒（Danes Danes particleparticle）。）。从而从而HBVHBV被确认。被确认。结构和基因结构和基因 嗜肝嗜肝DNADNA病毒科病毒科 包括人包括人HBVHBV、土拨鼠土拨鼠HBVHBV、鸭鸭HBVHBV等等成熟病
40、毒颗粒为成熟病毒颗粒为4242nmnm的球形颗粒的球形颗粒脂蛋白外膜（脂蛋白外膜（HBsAgHBsAg）核核心心为为核核壳壳蛋蛋白白包包裹裹的的DNADNA分分子子,核核壳壳蛋蛋白白即即为为核核心心抗原抗原(HBcAg)HBcAg)和和e e抗原（抗原（HBeAgHBeAg）核核心心内内有有病病毒毒DNADNA和和具具有有逆逆转转录录酶酶活活性性的的DNADNA多多聚聚酶酶乙乙肝肝病病毒毒携携带带者者外外周周血血中中有有3 3种种形态颗粒形态颗粒：小球形颗粒小球形颗粒(22(22nmnm）管形颗粒管形颗粒(22(225050500500nm)nm)完完整整的的病病毒毒颗颗粒粒，又又称称为为Da
41、neDane氏氏颗粒颗粒(42(42nm)nm)3 3种颗粒中以小球形颗粒为多种颗粒中以小球形颗粒为多乙型肝炎病毒乙型肝炎病毒乙型肝炎病毒乙型肝炎病毒电镜下的HBVDane 颗粒HBV的小球形颗粒HBV的管形颗粒结构和基因结构和基因HBV的基因组为非闭合的双股环状DNA（不完全双链）。有4个开放读码框架：S区：编码HBsAg；C区：编码HBcAg和HBeAg；X区：编码HBxAg，并与肝细胞癌变有关 P区：编码DNA多聚酶，逆转录酶。其中前C区和前S区的基因容易发生变异。注射乙肝疫苗后产生的抗-HBs无免疫保护作用，结果HBsAg与抗-HBs可同时出现于血清中。HBVHBV基因结构及复制基因结
42、构及复制HBVHBV基因结构基因结构 HBV DNAHBV DNA是由是由长链长链L(L(负链负链)和短链和短链S(S(正链正链)组成的不完全组成的不完全双链环状双链环状DNA(cccDNA)DNA(cccDNA)，短链的长度相当于长链的短链的长度相当于长链的50%50%85%85%。3.23.2KbKb不完全双链环状不完全双链环状DNA.DNA.HBV DNA HBV DNA长链载有病毒蛋白质的全部密码，有长链载有病毒蛋白质的全部密码，有4 4个开放个开放读码框架读码框架(ORF)ORF)，分别称为分别称为S S、C C、P P和和X X区区 。HBVHBV基因结构基因结构S S区基因：区基
43、因：包括包括S S基因、基因、PreS1PreS1与与PreS2PreS2基因，分别编基因，分别编 码码HBsAgHBsAg、PreS1PreS1和和PreSPreS2 2 Ag Ag。C C区基因：区基因：编码编码HBcAgHBcAg，还有一个还有一个PreCPreC区可能在病毒核区可能在病毒核 心和外壳的附着及结合中起作用。心和外壳的附着及结合中起作用。P P区基因：区基因：最长，编码最长，编码HBV DNAHBV DNA多聚酶、逆转录酶以及多聚酶、逆转录酶以及 RNaseHRNaseH。X X区基因：区基因：编码编码X X 蛋白，可反式激活一些细胞的癌基因蛋白，可反式激活一些细胞的癌基因
44、 及病毒的基因等，可能与肝癌的发生有关。及病毒的基因等，可能与肝癌的发生有关。HBV的基因组结构3.2Kb不完全双链环状DNA，含4个ORF HBVHBV的复制的复制乙肝表面抗原（HBsAg）的组成形式小蛋白（S蛋白）：226个氨基酸组成，含HBV的主要中和抗原。中蛋白（M蛋白）：由S蛋白和Pre-S2蛋白（55个氨基酸）组成，含中和抗原和多聚白蛋白受体。大蛋白（L蛋白）：由M蛋白和Pre-S1蛋白（108119个氨基酸）组成，含有肝细胞受体。乙肝病毒抗原的功能HBsAg：是机体感染是机体感染HBVHBV后最先出现的血清学指标，能后最先出现的血清学指标，能使机体产生中和抗体（抗使机体产生中和抗
45、体（抗-HBs)HBs)，PreSPreS蛋白含中和决定蛋白含中和决定簇，并有细胞免疫功能。簇，并有细胞免疫功能。HBcAg：有很强的免疫原性，能诱生相应抗体，但不有很强的免疫原性，能诱生相应抗体，但不是中和抗体；难以在血液中查到。是中和抗体；难以在血液中查到。HBeAg：是是HBVHBV活动复制和有传染性的重要标记，能活动复制和有传染性的重要标记，能诱生相应抗体（抗诱生相应抗体（抗-Hbe)Hbe)，但不能中和但不能中和HBVHBV。乙肝病毒抗原的功能HBxAg：是一个具有广泛活性的反式调节因子，可能与肝细胞癌有关。人群中流行病学研究显示，HBxAg携带者较无HBV感染者发生肝细胞癌的危险性
46、高217倍。可能由于HBV 的HBx Ag的是致癌的启动因子。表面抗原HBsAg存在于三型颗粒中是HBV感染的主要标志分亚型（a,d/y,w/r,adr）产生抗-HBsPre S1、Pre S2及抗-Pre S1和抗-Pre S2核心抗原HBcAg仅存在于Dane颗粒中不易在血液中检出可在感染的肝细胞表面存在刺激机体产生抗HBc（IgG、IgM）表明病毒在复制e抗原HBeAg仅存在于Dane颗粒中游离存在于血液中为病毒复制及强传染性的指标产生抗HBe，是预后良好的征象 目前，HBV感染致肝癌的机理尚不十分清楚，许多研究发现肝癌患者的肝细胞中有HBV DNA整合，病毒启动子和增强子插入对细胞内的
47、原致癌基因有顺式激活作用。HBV 在染色体上的整合是随机的，整合于染色体上的HBV DNA 不完整，病毒基因组多有一定程度的缺失，病毒基因的整合多发生在癌变前期，在慢性肝病漫长的病程中不断有病毒基因的整合发生。这导致基因紊乱，易发肿瘤。HBV与肝癌 HBVHBV与原发性肝癌与原发性肝癌 HBVHBV感染与原发性肝癌的发生有密切关系，其依据是：感染与原发性肝癌的发生有密切关系，其依据是：经流行病学调查表明，乙型肝炎患者及经流行病学调查表明，乙型肝炎患者及HBsAgHBsAg携带者携带者的原发性肝癌发生率明显高于未感染人群（危险性高的原发性肝癌发生率明显高于未感染人群（危险性高217217倍）倍）
48、；用与用与HBVHBV分子生物学相似的土拨鼠肝炎病毒分子生物学相似的土拨鼠肝炎病毒(WHV)WHV)可诱发土拨鼠原发性肝癌。而未感染鼠则无一只发生肝癌；可诱发土拨鼠原发性肝癌。而未感染鼠则无一只发生肝癌；用用HBVDNAHBVDNA探针与肝癌组织进行探针与肝癌组织进行Southern Southern 印迹核酸印迹核酸杂交时，获得阳性结果，说明肝癌细胞染色体上整合有杂交时，获得阳性结果，说明肝癌细胞染色体上整合有HBVDNAHBVDNA。HBV感染所致的慢性肝病病程中反复发生肝细胞变性坏死及增生，细胞增生率增加，DNA复制出现的错误机会增多，容易发生基因突变，使癌基因和生长因子激活的机遇增多。
49、这可能是一种量变到质变的逐渐发展过程，癌前肝硬化可能是其转折点，而癌旁肝硬化可能是癌前肝硬化在癌周的残留。乙肝病毒基因组的X基因编码X蛋白，具有反式激活作用，激活其他病毒基因和细胞基因如HBV启动子和增强子、MHC-I基因、c-myc、c-fos和c-jun的启动子等。在研究中发现，肝癌组织中HBsAg和HBcAg检出率较低,阳性反应弱;而癌旁及非癌组织中的HBsAg和HBcAg的检出率较高，阳性反应强。HBVHBV的抵抗力的抵抗力HBV对外界环境抵抗力较强，30-32时可存活至少6个月，在-20时可存活15年。60加热1h，98加热1min，乙醚或pH2.4处理6h均不能完全灭活HBV。在1
50、21高压20min、100干烤1h、100直接煮沸2min、0.1%高锰酸钾2-5min、1:4000甲醛37 72h、2%戊二醛10min、5%石炭酸和来苏尔15min、0.5%过氧乙酸、3%漂白粉溶液、5%次氯酸钠和环氧乙烷等处理可灭活HBV。灭活后的HBV无感染性，但免疫原性仍可保留。检测检测HBVHBV抗原、抗体抗原、抗体 常用的方法有常用的方法有RIARIA、ELISAELISA法，间接血凝、反向间接血凝，法，间接血凝、反向间接血凝，对流免疫电泳、双向琼脂扩散法等，其中对流免疫电泳、双向琼脂扩散法等，其中最敏感最敏感的方法是的方法是RIARIA、ELISAELISA。检测的项目主要是