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1、病毒致瘤因素及其致瘤机理,一、致瘤病毒：（一）致瘤病毒的定义（二）DNA致瘤病毒（三）RNA致瘤病毒二、致瘤病毒的致瘤机理（一）病毒癌基因（二）病毒癌基因及其前身细胞癌基因（三）病毒癌基因的基因产物（癌基因章详细讲）（四）致癌机制,参考书：,肿瘤基础理论（朱世能主编）肿瘤学（曾益新主编）肿瘤分子生物学（孙靖中主编）预防肿瘤学基础（湖医肿瘤所编）肿瘤分子细胞生物学（陈意生、史景泉主编）,一、致瘤病毒：（一）致瘤病毒的定义,1971年 Henle提出肿瘤病毒的标准1.在人类肿瘤中检测出病毒、病毒决定性 抗原、或 病毒相关核酸2.注射病毒可诱导非人类的灵长目动物（如猿、猴等）发生肿瘤3.在体外培养，
2、病毒可使正常细胞转化4.患者的抗病毒相关抗原抗体的频率或滴定度明显高于健康人或患其他肿瘤的病人,病毒致瘤必须具备下列证据：病毒感染在肿瘤发生之前肿瘤细胞中显示病毒特异性抗原 或特异性颗粒病毒DNA整合到宿主细胞的基因组中整合的 病毒基因在体外能导致细胞恶性转化，这些恶性细胞并能传代消灭病毒应该使该肿瘤不形成或至少使肿瘤的发病明显减少,肿瘤基础理论：（朱世能主编）,1910年 Rous 第一个发现肿瘤病毒：,1966年得诺贝尔奖！,一些重要的致瘤病毒：,发现年份 发现者 致瘤病毒 Ellermann/Bing 鸡白血病病毒 Rous 鸡肉瘤病毒1932 Shope 鸡纤维瘤病毒1933 Shop
3、e 兔乳头状瘤病毒 Lucke 蛙肾癌病毒1936 Bittner 小鼠乳腺癌病毒1951 Gross 小鼠白血病病毒 Gross/Stewart 多瘤病毒1960 Sweet/Hilleman SV 40病毒1962 Trentin 人腺病毒12型1964 Epstein/Barr EB病毒1966 Moloney 小鼠肉瘤病毒1970 Morgan 猴疱疹病毒、1980 Gall/Yoshida 人类细胞白血病病毒,（二）DNA致瘤病毒,乳-多-空病毒 人类乳头状瘤病毒 HPV（24种亚型）多瘤病毒科 PY 小鼠多瘤病毒 人类BK病毒 人类JC 病毒 猴空泡病毒SV40腺病毒科（人）高致瘤
4、性、致瘤性、无致瘤性疱疹病毒科-疱疹病毒 单纯疱疹病毒,水痘-带状病毒-疱疹病毒 巨细胞病毒(CMV)-疱疹病毒 EB病毒乙型肝炎病毒(HBV),衣壳,DNA致瘤病毒的共同特点:超微结构和DNA结构,20面体对称型,除疱疹病毒外皆无被膜(Envelope)核心-DNA和蛋白质复合物外-衣壳(Capsid)-由壳粒组成(Capsomere),DNA病毒（无被膜）噬菌体,病毒的形状和大小,乙型病毒性肝炎病毒基因图,病毒 直径nm 壳粒 DNA结构多瘤病毒 43 72 双股环状乳头状瘤病毒 53 72 双股环状疱疹病毒 100 162 双股线状腺病毒 70-90 252 双股线状肝炎病毒 不完全环状
5、,Centi meterMilliMicronano,水平感染,进入细胞后,因细胞的特性不同产生不同的结果,即为对细胞的选择性允许细胞:(permissive cell)病毒入细胞后繁殖,产生有感染的子病毒 同时细胞溶解死亡(溶解性感染)不会导致细胞转化 称增殖性感染非允许细胞:(Non-permissive cell)病毒入细胞后不繁殖,不产病毒 细胞继续存活 能以某种方式存在 发生整合,导致细胞转化 称非增殖性感染,(2)DNA致瘤病毒的感染和复制,病毒的复制周期（Replication Cycle）吸附、穿入、脱壳、生物合成、装配释放,吸附,HIV-CD4EBV-CR-2 鼻病毒ICAM
6、-1,病毒吸附电镜图,穿入：三种方式 融合（Fusion）胞饮（Viropexis）直接进入脱壳：,致瘤性DNA病毒感染,增殖性感染 非增殖性感染细胞病变 细胞转化,病毒抗原肿瘤抗原病毒,病毒DNA肿瘤抗原,病毒繁殖,无病毒繁殖,细胞死亡,细胞恶性转化肿瘤细胞,DNA病毒复制的主要步骤,2.乳头状瘤病毒科:,已发现24种亚型主要诱发：良性乳头状瘤 纤维乳头状瘤 纤维瘤与肿瘤相关性：HPV-6HPV-11 性传递的尖锐湿疣和猴乳头状瘤有关HPV-6HPV-16，18人宫颈癌检出率高 16，18型多见于宫颈浸润癌 阴茎癌 生殖系尖锐湿疣在转化细胞内，环状病毒基因组以游离基因(episome)形式存
7、在,细胞分化,HPV-感染表层生发细胞-细胞分裂形成乳头状瘤,底层 增殖细胞-不生成病毒 仅有少量病毒颗粒表层 角化细胞-细胞停止分裂 有很好允许作用 产生大量HPV,3.疱疹病毒科,病毒 高相关肿瘤 弱相关肿瘤-疱疹病毒 病毒复制周期短 可引起宿主细胞病变 单纯疱疹病毒-口腔癌 单纯疱疹病毒-宫颈癌 水痘-带状疱疹病毒-疱疹病毒 病毒复制周期长 宿主细胞病变作用慢 巨细胞病毒(CMV)Kaposi肉瘤 宫颈癌 前列腺癌-疱疹病毒 宿主细胞范围窄 淋巴样细胞/T/B中复制 EB病毒 Burkitts L 喉会厌部癌 鼻咽癌 腭扁桃体 免疫母细胞肉瘤 腮腺肿瘤,EB病毒相关疾病举例：,*非洲儿童
8、淋巴瘤(Burkitts 淋巴瘤）1964年Epstein和Barr在淋巴瘤的培养标本中分离到 EB病毒所有患者都有病毒抗体存在：抗-VCA 抗-MA 抗-EA 抗-EBNA分子杂交法分析98的标本皆有EBV-DNA存在其他因素合同：感染，遗传等,*鼻咽癌,鼻咽癌患者有高滴度的VCA和EA抗体 IgA/EA IgA/VCA 鼻咽癌组 96 82 对照组 6 6 广西苍梧县：14829人 IgA/VCA+3539人 NPC 55人 阳性者随访13年：又发现NPC 32人 抗补体免疫法：癌细胞EBNA+分子杂交法：病毒基因 鼻咽癌 90 慢性鼻咽炎 20 其他肿瘤/正常组织 阴性,Western
9、Blot:鼻咽癌组织中有EB病毒蛋白表达 LMP EBNA1 EBNA26 鼻咽癌 74 81-其他肿瘤/正常组织-LMP-1表达上调凋亡调节基因bcl-2-阻止受感染细胞凋亡癌细胞增生 EB病毒 W片段可能是转化基因：W+Y.H 转染 3T3细胞 细胞转化 裸鼠成瘤（纤维肉瘤）,恶性肿瘤的侵袭及转移,立题依据,结果,临床病理部分：,临床标本免疫组化结果,LMP1在NPC及NPC转移灶组织中的表达情况：,MMP-2、MMP-9在NPC及NPC转移灶中的表达,MMP-2和MMP-9在三组细胞中的表达（Western-Blot结果）：,CNE1和CNE1-GL细胞与基底膜成分粘附实验OD值,4.基
10、因组/转化基因/病毒抗原,*基因组：直线双链 长度为140235kb 封闭环状（如EB病毒）在细胞核的核小体中 由宿主细胞DNA聚合酶进行复制 例EBV基因组：DNA长度173kb 分子量110106 道尔顿*转化基因:HSV-I 23kb Mtr I SV40:LT HSV-II 7.5kb Mtr II HPV:E6,E7 22kb Mtr III 腺V:E1A,E1B EBV W片段*病毒抗原：EBNA2 LMP,（三）RNA致瘤病毒,1.概述：10多个科 仅有一个科的少数病毒致瘤 病毒类型 病毒名称 可引起肿瘤 RNA C型病毒 白血病 B型病毒 乳腺癌 HTLV(HIV)人T细胞白血
11、病/淋巴瘤 特点：均含逆转录酶，故称逆转录病毒/逆病毒（Retrovirus）2.超微结构及生物学分类：超微结构：圆形/类圆形 中央：拟核 nucleoid 外层：被膜（糖蛋白+脂类）envelope,内源性/外源性RNA致瘤病毒 内源性前病毒 外源性RNA致瘤病毒来源 多来源正常组织 多来自恶性肿瘤传播方式 性细胞垂直传递 感染方式水平传播 整合于宿主细胞 感染因子水平传播 中的病毒基因 可感染生殖细胞 转为垂直传播病毒复制 基本静止 感染细胞中复制 不复制病毒 不引起细胞死亡致瘤作用 不致瘤 有致瘤作用 除经诱导 体外使细胞转化（放射/化学物）,急性和慢性RNA致瘤病毒:按致瘤潜伏期和体外
12、转化能力,致瘤潜伏期 体外转化能力 病毒复制 致癌基因急性 34周 有 缺失性病毒 有V-onc 需辅助病毒 转化蛋白 才能复制 细胞转化慢性 412月 无 非缺失性病毒 无V-onc 可复制完整 病毒,3.RNA致瘤病毒的基因结构：,病毒基因排列：gag pol env onc 主要结构 多聚酶 被膜 肿瘤 蛋白基因 基因 基因 基因基因产物：主要结构蛋白 逆转录酶 被膜糖蛋白 转化蛋白V-onc:编码与细胞恶性转化有关的转化蛋白 只有急性RNA病毒有v-onc,二、致瘤病毒的致瘤机理 病毒：病毒癌基因 正常细胞：原癌基因 癌细胞：癌基因 胚胎期 细胞分化(正常成熟细胞)癌细胞 癌基因活性-
13、,（一）病毒癌基因,RNA-V:H-ras K-ras abl fos sis20多种（慢性病毒不含癌基因）DNA-V:EBV:EBNA2,LMP-1?SV40:A 基因（早期基因）编码T抗原细胞癌基因与病毒癌基因同源：病毒癌基因来源于细胞癌基因（后一章讲）,（二）病毒癌基因及其前身细胞癌基因 原癌基因：在正常细胞中适度表达，是维持 细胞最基本功能（生长和分化等）所必需的。目前认为：RNA致瘤病毒中的癌基因实际是来源于细胞的癌基因，当逆转录病毒DNA整合入细胞后，在细胞DNA和病毒DNA之间发生转录作用，使病毒捕捉到细胞癌基因而成为病毒癌基因组的组成部分。（三）病毒癌基因的基因产物（癌基因章详
14、细讲）,（四）致癌机制,DNA致瘤病毒的致瘤机理：病毒DNA整合 激活原癌基因 恶变至宿主细胞DNA 细胞遗传 细胞代谢 细胞分化 恶变 性状改变 调节功能 增殖失控 紊乱病毒基因组 转化 细胞膜结合 改变细 恶变编码产物 蛋白 细胞DNA结合 胞调节,转化蛋白,致瘤性DNA病毒转化细胞的机理,转化性V-mRNA,病毒,核,浆,RNA致瘤病毒的致瘤机理,*急性RNA致瘤病毒（有病毒癌基因，致瘤潜伏期短）病毒RNA 逆转录酶病毒c-DNA病毒c-DNA整合至宿主细胞DNA病毒基因组中LTR的转录激活作用病毒基因组包含病毒癌基因高度表达病毒癌基因产物作用导致细胞恶性转化,*慢性RNA致瘤病毒（无病毒癌基因，致瘤潜伏期长）,细胞DNA LTR gag-pol-env LTR 细胞原癌基因,正常病毒DNA,含有病毒的,癌基因产物,LTR:前病毒末端重复顺序U5-:LTR 5端顺序，含病毒启动子U3-:LTR 3端顺序R:20个核苷酸左右的短顺序，使合成的起始部位,正链RNA病毒复制的主要步骤,负链RNA病毒复制的主要步骤,
