2024年4月29日发(作者：)

逆转录病毒（Retroviruses）归类于逆转录病毒科（Retroviridae），包括

一大类含有逆转录酶（reversetranscriptase）的RNA病毒，分为肿瘤病毒亚科、

泡沫病毒亚科和慢病毒亚科，每一亚科又有若干个属（表33-1）。肿瘤病毒亚

科（oncovirinae）大多引起禽类、猫、鼠、猴等动物肿瘤，与人类疾病相关者

有人类嗜T细胞病毒（humanT-celllymphotropicvirus,HTLV）；泡沫病毒亚科

（spumavirinae）的致病作用尚不清楚；慢病毒亚科（lentivirinae）中的人类

免疫缺陷病毒（humanimmunodeficiencyvirus,HIV）则是艾滋病的病原体，正受

到人类的广泛关注。三个亚科病毒的生物演化和亲缘关系见图33-1。

第一节 人类免疫缺陷病毒

人类免疫缺陷病毒（HIV），是获得性免疫缺陷综合征

（acquiredimmunodeficiencysyndrome,AIDS）的病原体。AIDS首次报道于1981

年，1984年证实其病原为HIV。因病毒最初分离于淋巴腺综合征的同性恋患者血

清，曾称之为淋巴腺病相关病毒（lymphadenopathy-associatedvirus,LAV），

此后分别又有人类嗜T细胞病毒Ⅲ型（HTLV-Ⅲ）、AIDS相关病毒

（AIDS-relatedvirus,ARV）之称。1986年经国际病毒分类委员会

（InternationalCommitteeonTaxonomyofViruses,ICTV）建议，将LAV、HTLV-Ⅲ

和ARV统一命名为人类免疫缺陷病毒，俗称艾滋病病毒。HIV分HIV-1型和HIV-2

型，前者引起全球AIDS流行，后者主要分离自西部非洲的艾滋病患者。HIV感

染的范围在逐步扩大，我国自1985年发现首例AIDS以来，感染人数逐年快速增

长，严重威胁着人类的身心健康，受到人们的广泛关注。

一、生物学性状

（一）形态与结构

成熟的病毒直径100~120nm、20面体对称结构、球形，电镜下可见一致密

圆锥状核心，内有病毒RNA分子和酶，后者包括逆转录酶、整合酶（integrase）

和蛋白酶（protease）。HIV的最外层为脂蛋白包膜，膜上有表面蛋白（gp120）

和相嵌蛋白（gp41）两种糖蛋白，gp120为刺突，gp41为跨膜蛋白。包膜内面为

P17构成的基质蛋白（matrix），其内为衣壳蛋白（P24）包裹的RNA。。

HIV基因组由两个拷贝的正链单股RNA组成，在其5’端可通过氢键结合构

成二聚体。HIV的基因组成较其他逆转录病毒复杂，全长约9.7kb，含有gag、

pol、env三个结构基因，以及tat、rev、nef、vif、vpr、vpu等调控基因（图

33-3）。在基因组的5’端和3’端各含长末端重复序列

(longterminalrepeat,LTR)，HIV的LTR含顺式调控序列，控制着前病毒基因的

表达。在LTR区有启动子、增强子及负调控区。核酸杂交显示，HIV-1与HIV-2

的核苷酸序列，仅40%相同。

1．结构基因

（1）gag基因：是编码病毒衣壳、基质等结构蛋白的基因。其表达产物初

为55kD的前体蛋白（p55），后在HIV蛋白酶作用下进一步裂解为p24、p17和

p15。P24组成包裹在HIV核酸外的衣壳蛋白(capsid,CA)，其特异性较强，除HIV-1

和HIV-2之间存在轻度交叉反应外，与其他逆转录病毒无交叉抗原成分；p17构

成包膜内的基质蛋白；p15则可进一步裂解为与RNA结合的蛋白（p9和p7）。

（2）pol基因：编码HIV复制所需的酶类，诸如逆转录酶（p66/p51）、

整合酶（p32）和蛋白酶。Pol基因有万分之一的突变率，对抗叠氮胸苷（具有

抗病毒作用的核苷类似物）的HIV突变株的形成，即与pol上HIV逆转录酶基因

的突变相关。

（3）env基因：编码env蛋白，分子量为88kD。糖基化后形成包膜刺突糖

蛋白前体，因分子量增至160kD，故称gp160。Gp160再在蛋白酶的作用下裂解

为gp120和gp41，分别构成包膜表面的糖蛋白（刺突）和跨膜蛋白。Gp120是病

毒与易感细胞结合的物质基础，借此，HIV可与靶细胞的CD4膜分子结合而感染

细胞。Gp120与CD4结合后则导致其构象改变而与gp41分离，使gp41插入受染

细胞膜，介导病毒包膜与靶细胞膜的融合和病毒核酸的穿入。

2．LTR 系HIV基因组两端分别具有的一段相同的核苷酸序列，由增强

子、启动子、TATA序列和负调控区等组成，控制HIV基因组的转录。

3．调节基因

（1）tat基因：编码TAT蛋白，其与LTR上的反应成分结合后，启动和促

进HIV基因组转录mRNA。Tat基因由两个外显子构成。

（2）rev基因：编码REV蛋白，即病毒体蛋白表达调节因子

（regulatorofexpressionofvirionprotein）。Rev蛋白是重要的调节HIV基因

复制的反式激活因子，其可正向调节病毒体蛋白，促进HIV基因表达由最初调节

蛋白mRNA的转录，转向转录结构蛋白mRNA。此外，rev蛋白尚有转运结构蛋白

mRNA进入宿主细胞质的作用。因此，缺乏rev基因的HIV则不能表达晚期蛋白。

（3）nef基因：编码NEF蛋白，一种负性调节因子

（negativeregulationfactor），分子量为27kD，对HIV的结构蛋白和调节蛋

白的表达均有下调作用。NEF蛋白还可与宿主的细胞膜结合。

（4）vif基因：编码一种分子量为23kD的蛋白质，称之VIF蛋白。有研

究表明，尽管缺乏vif基因的HIV仍可正常复制和形成病毒颗粒，但其感染性远

低于有此基因的HIV，据此VIF蛋白又有病毒体感染性因子

（virioninfectivefactor，vif）之称。

（5）vpu基因：为HIV-1特有基因，其表达产物是一种由81个氨基酸组

成的蛋白质，称为病毒U蛋白（viralproteinU,vpu），可存在于细胞膜上。Vpu

基因虽非病毒复制所必需，但若缺乏此基因，可能会影响感染性病毒颗粒的装配

和从宿主细胞膜的出芽释放。此基因的功能仍待进一步研究。

（6）vpr基因：编码病毒蛋白r（viralproteinr，vpr），此种病毒蛋白

由96个氨基酸组成，具有逆转录激活因子作用，可促进HIV在易感细胞内的增

殖和增强细胞病变作用。此外，VPR蛋白尚可作用于LTR，上调受其控制的病毒

复制。

（二）HIV复制与培养特性

HIV首先借助其包膜糖蛋白刺突gp120，与易感细胞表面的CD4结合并进一

步介导包膜与宿主细胞膜的融合，核衣壳进入细胞，于胞浆内脱壳释放出RNA。

在病毒逆转录酶、病毒体相关的DNA多聚酶的作用下，病毒RNA先反转录成cDNA

（负链DNA），构成RNA-DNA中间体。中间体中的RNA再经RNA酶H水解，而以

剩下的负链DNA拷贝成双股DNA（前病毒DNA）。逆转录过程导致线性DNA分子

进入胞核并在病毒插入酶的催化下插入宿主DNA，成为细胞染色体的一部分。宿

主染色体上的病毒基因，称作前病毒（provirus），与受染细胞基因组一道复制。

当前病毒活化而自身转录时，LTR起着启动和增强其转录的作用。在宿主

RNA聚合酶的作用下，病毒的DNA转录为RNA并分别经拼接、加帽或加尾形成HIV

的mRNA或子代病毒RNA。mRNA在宿主细胞核糖体上翻译蛋白质，经进一步酶解、

修饰等形成病毒结构蛋白或调节蛋白；子代RNA则与病毒结构蛋白装配成核衣壳，