RNA肿瘤病毒与人类T细胞白血病
(一)人类T细胞白血病与其病毒的分离
1980年美国国立癌症研究所的
Gallo实验室首先报道
[15]从蕈样霉菌病(
mycosisfun-goides)病人(
C、
R、)的淋巴结和外周血液在体外建立了
HUT102和
CTCL-
3细胞系。
1981年又报道从
1例皮肤型
T细胞白血病(
Sezary综合征)病人(
M.
B.)的外周血液建成了
CTCL-
2细胞系。形态学观察和免疫学检测表明细胞株皆是成熟的
T细胞,并且都已从它们分离到人类
T细胞白血病病毒(
human
T-
cell leukemia virus,
HTLV)。这种病毒在电镜下呈
C型病毒颗粒形态,有芽生现象,浮力密度为
1.16g/ml,含有高分子量的
RNA和逆转录酶,表明其属于
RNA肿瘤病毒。
1977年日本学者
Uchiyama等报道,日本的
T细胞性白血病和淋巴瘤多见于西南部的九州和四国等沿海地区,因好发于成年人群,称为志人
T细胞白血病(
adultT-cellleukemia,
ATL)。
1980年
Miyoshi等应用
ATL病人的外周血液与婴儿脐血中白细胞共同培养,先后建成了
MT-
1、
MT-
2、
MT-
3、
MT-
4等细胞系,皆能释放出
C型病毒,命名为成人
T细胞白血病病毒(
ATLV),经研究证明也属于
RNA肿瘤病毒。免疫学和分子杂交方法研究也表明,美国分离的
HTLV和日本的
ATLV性质是一样的。
1983年
9月在美国冷泉港举行的
T细胞白血病病毒讨论会上,一会的学者同意两者是一种病毒,并建议统一使用
HTLV的命名。目前从世界不同的实验室分离出的
HTLV已达
100多株,由于它们的
RNA和主要核心蛋白(
P24、
P19)的性质相似,总的归为
HTLV-
1型病毒,并认为与人类
T细胞白血病有病因学联系。
1982年
Kalyanaraman等报道,从美国西雅图
1例毛细胞白血病病人(
Mo)脾建立的细胞系,其性质为
OKT4+的成熟
T细胞,从中也分离出
C型病毒,但是其
P24核心抗原与
HTLV-Ⅰ型在放射免疫测呈轻度的竞争,分子杂交技术分析两者的基因组只有一定的同源性。
Kalyanaraman等将此病毒归为
HTLV_Ⅱ型病毒。目前尚不清楚
HTLV-Ⅱ型病毒与人类哪种疾病有关系。
1983年法国的
Montagnier实验室报道,从
1例全身淋巴结肿大的早期
AIDS病人淋巴结分离出
C型逆转录病毒,命名为淋巴结病相亲病毒(
lymphadenopathy
associated virus,
LAV)。
1984年
Gallo实验报道,从
AIDS和
Pre-AIDS病人分离出病毒,其形态类似
LAV,
Gallo等将其归入到
HTLV-Ⅲ型病毒。目前一般公认
LAV和
HTLV-Ⅲ表示,并认为与人类的获得性免疫缺乏综合征(
AIDS)的发生有密切关系。
1986年国际病毒命名委员会改称为免疫缺陷病毒(
HIV)。
(二)HTLV-Ⅰ型病毒的血清流行病学调查
Blattner等应用放射免疫方法对世界不同地区的
416例
T淋巴细胞性恶性肿瘤病人的血清进行研究,其中
73例病人抗
HTLV-Ⅰ型抗体阳性(
73/
416,占
17.
5%),胆各地区的阳性检出不同:美国为
14/
342例(
4%)、南美西印度
13/
14例(
92%),日本为
46/
60例(
76.
6%)。表明除美国和日本外,南美的加勒比地区也是
HTLV-Ⅰ型病毒流行区域之一。此外在以色列、卡普顿、尼日利亚、埃及、坦桑尼亚、加纳和亚洲地区也有零星的
HTLV-
I抗体阳性病例的报道。
流行病学研究还发现
T细胞肿瘤病人的键康家属的血清中也存在着较高的抗
HTLV抗体(表
4-
17),其检出率美国为
14%,另勒比地区为
20%,在日本则高达
47%,而一般无关的健康者的血清阳性检出率仅为
2-4%左右,表明病人家属密切接触感染的可能性。
1984抻曾毅等用日本提供的病毒株调查了我国
20个省市成人健康者血清标本
6,
884份,仅发现
1例阳性,而
25个居隹在北京的日本人中也有
1例阳性,各类血液病
510例均为阴性。
1985年又报道
[25]应用间接免疫荧光试验和明胶凝集试验,对
10,
013份血清进行
HTLV-Ⅰ型病毒抗体测定,共发现
8例阳性,其中
3例为日本人,
2例炽国台湾省人,
2例为日本和台湾省人的中国籍妻子,另
1例是
ALV病人(原是海员,经常在日本港口居住)。
700例各类白血病和
10例疑是
ATL患者的血清测定均为阴性。著者认为中国大陆正常成年人的
HTLV-Ⅰ型病毒抗体为阴性,少数发现阳性者均与同日本人密切接触有关。
(三)HTLV-Ⅰ型病毒对培养细胞的感染和转化作用
HTLV-Ⅰ可感染体外培养的猴和家兔的淋巴细胞并使细胞转化
[26~28]。此外,人类的脐血或骨髓中的正常
T淋巴细胞感染
HTLV-Ⅰ型病毒后,能导致不依赖
TCGF的永久生长的细胞。这种细胞的形态类似成人
T细胞白血病细胞,核呈显著扭曲并有多核巨细胞形成、细胞的表面标志也类似于
ATL细胞。此外,
HTLV-Ⅰ型病毒转化
T淋巴细胞还产生生物学影响:①转化细胞可产生许多淋巴因子(如成纤维细胞激活因子、集落刺激因子、嗜酸性细胞生长成熟活性因子、
B细胞生长因子和γ-干扰素等等),这些因子的产生在
HTLV-Ⅰ型病毒感染病人能引起某些继发症状,如破骨细胞激活因子可引起病人高钙血症;②使杀伤性和辅助性
T细胞丧失免疫功能;③可引起多克隆性
B细胞的激活;④选择性杀死某些细胞毒性
T细胞。
细胞肿瘤病人和其家属、以及正常人血清中HTLV抗体的检测
血清供给者
阳性病例\测试
病 例
阳性率%
美国与
HTLV有关的恶性肿瘤病人健康家属
5\35
14
1\185
<1
4\538
<1
加勒比地区
T淋巴肉瘤细胞白血病人
11\11
100
加勒比地区
T淋巴肉瘤细胞白血病病人健康家属
4\20
20
12\337
4
日本成人
T细胞白血病病人
45\52
87
日本成人
T细胞白血病病人健康家属
20\43
47
9\600
2
50\419
12
(四)HTLV-Ⅰ型和Ⅱ型病毒基因组结构和致白血病的机理
1983年
Seiki等对
HTLV-Ⅰ型病毒基因组的全核苷酸序列进行了分析,结果表明是由
9032个核苷酸组成,末端重复序列为
754个核苷酸,基因组的排列次序为
gag-pol-env,未发现有
onc基因,表明为非缺失性病毒。但是
Seiki等发现在
HTLV-Ⅰ型病毒核苷酸序列的
rnc基因与
3'末端
LTR之间有含约
1600个核苷酸的特殊段,称为
PX区域。
Seiki等认为该区域及其编码产物与
HTLV-Ⅰ型病毒的转化作用有关。
1984年
Haseltine等对
HTLV-Ⅱ型病毒的
3'末端的核苷酸序列进行研究,并与
HTLV-Ⅰ型的相应的核苷酸序列相比较,结果表明
HTLV-Ⅱ型
3'端的区域由
1,
557个核苷酸组成,分为两个亚区,其中长度为
546个核苷酸的亚区是位于靠近
5'端的一段序列,与
HTLV-Ⅰ病毒相应的核苷酸没有或者有极少的相似性,称为非保留区域(
non-conserved
region,
NCR);另外长度为
1,
011个核苷酸的亚区组成靠近
3'端的序列,这部分与
HTLV-Ⅰ型病毒相应的核苷酸很相似(
765/
1011个核苷酸,两者的相似性为
76%)。
HTLV-Ⅱ型病毒基因组内
1011个核苷酸序列相当于
1个长的开放阅读框架(
long
open reading frame),能编码
337个氨基酸,而
HTLV-Ⅰ型的相应序列可编码
357个氨基酸,这种开放阅读框架的核苷酸序列称为
LOR区域
(long
open reading region)。由
HTLV-Ⅱ型的
LOR区域编码的
337个氨基酸中有
259个与
HTLV-Ⅰ型是相似的(相似性为
77%)。上述的研究结果表明,
HTLV-Ⅰ和Ⅱ型病毒基因组的
3'端
LOR区域内包含有一个新的基因,能编码产生蛋白质。
Lee等
[32]在已感染
HTLV-Ⅰ型
LOR区域编码的。
1984年
Slamon等的报道指,
HTLV基因组
3'端区域编码的蛋白质在
HTLV-Ⅰ型分子量为
40000dalton,而在
HTLV-Ⅱ型为
37000
dalton,分别称为
P40XI和
P37XII,这些蛋白质在
HTLV转化细胞过程中的作用机理尚未很好阐明。
Sodroski等认为当
T细胞感染
HTLV-Ⅰ型或Ⅱ型病毒后,病毒基因组
LOR区域编码产生一种蛋白质因子,能增进
LTR内的病毒性启动子的转录作用,这种形式为反式调节
(trans-regulation)。这种蛋白质因子除可以促进病毒性启动子的转录而增进病毒的增殖外,还可以加强细胞基因的转录和细胞的分裂,进而使细胞发生恶性转化。有关
HTLV-Ⅰ型诱发
ATL的机理尚需进一步深入研究。
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