CÁC VIRUS CÓ ENZYME PHIÊN NGƯỢC (RT)

TS. Phạm Hồng Sơn *** Giáo trình Vi sinh vật học thú y *** Huế 2006

157
Chương 4
CÁC VIRUS CÓ ENZYME PHIÊN NGƯỢC (RT)
A. HEPADNAVIRUS (HỌ HEPADNAVIRIDAE)
I. ĐẶC ĐIỂM CỦA HỌ HEPADNAVIRIDAE
Chữ "hepadna" bắt nguồn từ chữ "hepatotropism" (tính hướng gan) và
chữ "DNA" (một trong 2 loại acid nucleic) hợp thành.
1. Hình thái và các tính trạng lý, hóa
Virion là hạt hình cầu được bao bọc bởi áo ngoài (envelope), bên trong là
lõi (core) và vỏ capsid bao bọc quanh lõi (trong trường hợp virus viêm gan B của
người đôi khi được gọi là thể Dane). Virus có tính đề kháng cao, chúng duy trì
được tính cảm nhiễm ở 60 °C trong 10 giờ, còn ở 30 - 32 °C thì ít nhất cũng 6
tháng. Tuy nhiên, virus không ổn định trong acid.
2. Cấu tạo bộ gene (genome)
Genome của các hepDNAavirus là một phân tử DNA mạch vòng, có vùng
gồm 2 sợi, có vùng chỉ một sợi. Sợi DNA âm là sợi đầy đủ, có chiều dài toàn bộ
là 3,0 - 3,2 kbp (kilo base pair - nghìn nucleotide) có "khấc (nick)" đặc hiệu ở một
số chỗ, đầu 5' của vết xén đó protein kết hợp và hoạt động như primase xúc tác
sự tổng hợp đoạn phân tử acid nucleic mồi cho quá trình sao chép DNA. Còn
sợi DNA dương thì có độ dài không hoàn toàn, và không ổn định, thường từ 1,7
đến 2,8 kbp. Trên sợi DNA dương của chi Orthohepadnavirus có 4 "khung khả
phiên" (ORF) (S, C, P và X), còn ở chi Avihepadnavirus thì có 3 ORF (S, C, P,
không có X).
4. Protein
Lớp vỏ ngoài của virion Orthohepadnavirus có các protein S, L và M, còn
ở Avihepadnavirus thì chỉ có S và L, không có protein M. Lõi cấu tạo từ một loại
protein chủ yếu.
Bảng II-14. Phân loại họ Hepadnaviridae và các bệnh cảm nhiễm tiêu biểu ở động

vật

Chủng, loài (tên do ICTV đề nghị) Ký chủ tự
nhiên
Bệnh
1. Chi Orthohepadnavirus
Woodchuck hepatitis B virus = Virus viêm gan B chim
gõ kiến
Chim gõ kiến Viêm gan cấp tính, ung thư gan
Ground squirrel hepatitis B virus = Virus viêm gan B
sóc đất
Sóc đất Đôi khi viêm gan
Hepatitis B virus = Virus viêm gan B Người Viêm gan cấp tính hay mãn tính,
ung thư gan
2. Chi Avihepadnavirus
Duck B hepatitis virus = Virus viêm gan B vịt Vịt Ung thư gan
Heron B hepatitis virus = Virus viêm gan B diệc Diệc


TS. Phạm Hồng Sơn *** Giáo trình Vi sinh vật học thú y *** Huế 2006

158
4. Tái sản
Giai đoạn trung gian của quá trình sao chép DNA phải trải qua quá trình
hình thành RNA là điểm đặc trưng của Hepadnavirus. Sau khi cảm nhiễm, sợi
DNA dương không hoàn toàn của virion nhờ DNA-polymerase có sẵn trong
virion được tổng hợp trở thành hoàn toàn, làm phân tử DNA virus trở thành DNA
2 sợi mạch vòng. Sau đó, sợi DNA âm trở thành khuôn tổng hợp sợi RNA
dương, từ khuôn RNA dương này dưới sự xúc tác của enzyme sao ngược
(reverse transcriptase), sợi âm DNA lại được tổng hợp. Sau đó sợi DNA dương

được tổng hợp trên khuôn sợi DNA âm nhưng giữa chừng thì phân tử acid
nucleic bị nhồi vào virion đang hình thành, cho nên sợi dương chỉ đầy đủ ở một
số nơi, bên cạnh những nơi khác khuyết thiếu (các vết xén - nick).
5. Phân loại
Phụ thuộc vào kích thước virion và nucleocapsid mà các Hepadnavirus
được chia thành 2 chi (bảng II-14).
II. BỆNH CẢM NHIỄM HEPADNAVIRUS
Các bệnh cảm nhiễm Herpadnavirus được trình bày ở bảng II-14.
Các Hepadnavirus có tính đặc hiệu ký chủ rất mạnh, là nguyên nhân của
các bệnh viêm gan cấp tính và mãn tính, xơ cứng gan, ung thư gan, và bệnh thể
phức hợp miễn dịch. Các virus gần gũi cũng đã phân lập được từ thú có túi, gậm
nhấm và mèo. Virus lan truyền trong quần thể động vật theo cả chiều ngang và
chiều đứng.
Bệnh cảm nhiễm virus viêm gan B
"Bệnh viêm gan B" là bệnh của người phát sinh có tính chất thế giới, số
người mang virus ước tính vượt quá 2 tỷ người.
Bệnh dạng này ở động vật thì còn chưa được nghiên cứu nhưng gần đây
bệnh viêm gan virus B của vịt ở vịt nuôi (vịt Bắc Kinh) được chú trọng như là
một mô hình của bệnh viêm gan B của người.
B. RETROVIRUS (HỌ RETROVIRIDAE)
I. ĐẶC ĐIỂM CỦA HỌ RETROVIRIDAE
Chữ "retro" nguồn gốc Latin có nghĩa là "ngược", thêm vào đó, chữ này
còn có nguồn gốc từ các chữ cái đầu của "reverse transcriptase (enzyme sao
chép ngược)".
1. Hình thái và các tính trạng lý, hóa
Virion có dạng hình cầu đường kính 80 - 130 nm, bên ngoài được bao
bọc bởi áo ngoài cấu tạo từ màng lipid có nguồn gốc tế bào và glycoprotein
virus. Trên bề mặt áo ngoài có các cấu trúc nhô lên (gai) đường kính khoảng 8
nm. Được bọc bên trong áo ngoài là cấu trúc hình cầu hay hình gậy có mật độ
điện tử cao được gọi là lõi (core) chính là tổ hợp ribonucleoprotein (RNP) gồm

thể genome virus (RNA) có dạng xoắn ở bên trong và protein bên ngoài. Khi
quan sát dưới kính hiển vi điện tử các tế bào cảm nhiễm virus, về mặt hình thái

TS. Phạm Hồng Sơn *** Giáo trình Vi sinh vật học thú y *** Huế 2006

159
các virion trong tế bào chất được gọi là thể A, thể A sau khi nẩy chồi có bộ phận
lõi nằm lệch gọi là thể B (như virus ung thư vú chuột nhắt), virion có lõi nằm giữa
gọi là thể D (như virus Mason-Pfeizer khỉ), còn các virion không xác nhận được
trong tế bào đã trải qua quá trình nẩy chồi và có lõi nằm ở trung tâm gọi là thể C
(như virus bệnh bạch huyết - u thịt). Các virion của Lentivirus tương tự thể D, ở
trung tâm có lõi hình trụ. Virus bị phá hoại bởi các dung môi hữu cơ có tính lipid
và các chất có hoạt tính bề mặt nhưng đề kháng tương đối tốt với bức xạ tử
ngoại.
2. Cấu tạo bộ gene (genome)
Trong virion có hai phân tử RNA một sợi dương kích thước khoảng 30 -
40 S tức dài khoảng 7,2 - 11 kb, có gene giống nhau ở đầu 5' và ở đầu 5' này
chúng gắn với nhau nhờ liên kết hydro, tạo thành thể nhị lượng, tức trở thành
RNA 60 - 70 S. Cả hai phân tử đều có cơ năng gene hay không thì chưa rõ.
Ngoài ra, ở đầu 3' và đầu 5' của các gene có đoạn trình tự đồng nhất cấu tạo từ
khoảng 12 nucleotide. Ở đầu 3' đều có cấu trúc poly-A, còn đầu 5' đều có mũ
(cap: 7-Me-Gppp). Ở vị trí đặc hiệu trên đầu 5', có sự kết hợp liên kết hydro của
các tRNA đặc hiệu có nguồn gốc tế bào làm mồi (primer) cần thiết trong quá
trình tổng hợp DNA của virus bởi enzyme sao chép ngược (reverse
trancriptase).
Genome điển hình có trình tự dạng 5'-gag-pro-pol-env-3'. Gene gag
(group specific antigen) mã hóa protein lõi (core), gene pro mã hóa protease,
gene pol mã hóa enzyme sao chép ngược và integrase (integrase: enzyme gây
dung hòa gene ngoại lai vào gene ký chủ), và env mã hóa 2 loại glycoprotein áo
ngoài. Ngoài ra, tùy loại retrovirus mà còn có nhiều loại gene thiết yếu cho việc

điều tiết sinh sản của virus. Cũng có retrovirus chứa gene ung thư có nguồn gốc
tế bào (oncogene). Gene ung thư có trên 20 loại khác nhau, thường được gọi
bằng các tên khác nhau (như src, erb-B, mos,...). Gene ung thư có trường hợp
phụ thêm vào 4 gene nói trên và cũng có trường hợp biến đổi ở bộ phận khuyết
tổn nào đó của 4 gene đó. Trong trường hợp sau, do virus mất năng lực tự sinh
sản, cho nên cần có sự cảm nhiễm đồng thời với những retrovirus có năng lực
biến nạp tế bào (transformation), không khuyết tổn năng lực sinh sản có đủ tất
cả 4 gene nói trên như là các virus trợ giúp (helper virus). Một mặt, các virus có
năng lực tự sinh sản lại không có khả năng biến nạp tế bào.
DNA của retrovirus (provirus) có các đoạn dài trình tự lặp đầu cực (long
terminal repeat - LTR) có nguồn gốc gene của virus ở hai đầu 3' và 5', cấu trúc
này có vai trò trọng yếu trong việc tổ hợp vào của DNA tế bào ký chủ và trong
điều tiết sao chép gene virus.
3. Protein
Trong retrovirus tồn tại 8 hay 9 loại protein. Đó là protein nền (matrix
protein, matrix antigen - MA), protein capsid (CA), protein nucleocapsid (NC) và
các protein điều tiết tồn tại trong một số loại virus (như Tat, Rev, Vif) các protein
có cơ năng chưa rõ, enzyme protease cắt đoạn các protein tiền chất (PR),
enzyme tổng hợp DNA phụ thuộc RNA (RT: reverse transcriptase), enzyme
integrase (IN: integrase) hoạt động trong quá trình tổ hợp DNA virus vào DNA
của ký chủ, protein bề mặt cấu tạo áo ngoài (SU) và protein xuyên màng (TM:

TS. Phạm Hồng Sơn *** Giáo trình Vi sinh vật học thú y *** Huế 2006

160
transmembrane protein). Mỗi loại protein này có phân tử lượng khác nhau tùy
thuộc vào loại virus. Gene gag mã hóa kháng nguyên đặc hiệu nhóm kiểm xuất
được bằng các phản ứng kết hợp bổ thể và phản ứng kết tủa trong gel, còn
gene env mã hóa kháng nguyên đặc hiệu type kiểm xuất được nhờ trắc nghiệm
trung hòa.

4. Tái sản
Sự kết bám lên bề mặt tế bào xảy ra nhờ các thụ thể đặc hiệu virus có
trên bề mặt tế bào. Sự xâm nhập diễn ra nhờ sự dung hợp giữa màng tế bào ký
chủ và glycoprotein của áo ngoài (quá trình ẩm bào). Cơ chế cởi vỏ của các
retrovirus thì chưa rõ nhưng khi RNA virus và enzyme sao chép ngược (RT)
phóng xuất vào tế bào chất thì từ khuôn RNA virus, dưới tác dụng xúc tác của
RT và tác dụng mồi của tRNA, chuỗi DNA âm tương bù được tổng hợp. Đồng
thời, RNA nơi DNA chuỗi âm vừa được tổng hợp xong bắt đầu phân giải, còn lại
chuỗi DNA âm làm khuôn để tổng hợp chuỗi DNA dương tương bù và hoàn
thành việc tổng hợp DNA 2 sợi. DNA virus này có LTR ở hai đầu, dưới dạng tồn
tại chuỗi duỗi thẳng hoặc sợi vòng di hành vào nhân tế bào rồi tái tổ hợp với
DNA ký chủ. DNA ở trạng thái này gọi là tiền virus (provirus). Provirus nhờ tín
hiệu sao chép tồn tại trong LTR, dưới tác dụng của RNA-polymerase của ký chủ
tổng hợp RNA genome và các mRNA có kích thước khác nhau. Sản vật các
gene gag, pro và pol được tổng hợp từ mRNA được sao chép từ toàn bộ
genome, còn sản vật của gene env tổng hợp từ mRNA ngắn sau cắt xén
(splicing). Các protein này được tổng hợp dưới dạng tiền chất sau đó nhờ
enzyme protease phân cắt mà trở thành các protein chức năng. Virus ra khỏi tế
bào nhờ quá trình nẩy chồi.
5. Phân loại
Trong họ Retroviridae có 7 chi (bảng II-15), trong đó chi virus liên quan
virus bệnh bạch huyết chuột (MLV-related viruses: Murine leukemia virus-
related viruses) có 3 á chi là retrovirus type C của độ
ng vật có vú, virus bệnh
mạng lưới nội bì chim, virus type C của bò sát, còn chi Lentivirus được phân
loại thành 5 á chi. Trong nhóm retrovirus type C của động vật có vú và gà gồm
có các retrovirus ngoại lai gây các bệnh bạch huyết lympho bào, bệnh bạch
huyết cấp tính và u thịt thường truyền bá theo chiều ngang và các provirus nội
tại (endogenous provirus) có trong DNA của tế bào cơ thể truyền đời cho các thế
hệ con cháu thông qua các hợp tử, do những nhân tố cảm ứng nào đó tác động

mà trở nên bộc lộ.
Bảng II-15. Phân loại họ Retroviridae và bệnh cảm nhiễm tiêu biểu ở động vật

Chi, á chi, loài (do ICTV đề nghị)
Ký chủ
tự
nhiên
Gene
ung
thư
Bệnh
1. Mammalian type B oncovirus group = Nhóm
oncovirus động vật có vú type B

Mouse mammary tumor virus = Virus u vú chuột Chuột - Ung thư vú
2. MLV-related viruses (Mammalian type C retrovirus
group) = Các virus liên quan virus (Nhóm retrovirus
động vật có vú type C)

- Nhóm phụ virus type C của thú (động vật có vú):
Murine leukemia virus = Virus tăng bạch cầu huyết chuộtChuột - Bệnh bạch huyết

TS. Phạm Hồng Sơn *** Giáo trình Vi sinh vật học thú y *** Huế 2006

161
Murine sarcoma virus = Virus u thịt chuột Chuột + U thịt
Guinea pig type C virus = Virus type C chuột lang Chuột
lang
- Bệnh bạch huyết
Feline leukemia virus = Virus tăng bạch cầu huyết mèo Mèo - Bệnh bạch huyết, bệnh u

thịt lympho
Feline sarcoma virus = Virus u thịt mèo Mèo + Bệnh u thịt
Gibbon ape leukemia virus = Virus tăng bạch cầu huyết
vượn Gibbon
Vượn - Bệnh bạch huyết
Wooly monkey sarcoma virus = Virus u thịt khỉ lông Khỉ + Bệnh u thịt
Porcine type C virus = Virus lợn type C Lợn - Bệnh u thịt lympho
- Nhóm phụ virus bệnh hệ lưới nội bì chim:
Avian reticuloendotheliosis virus = Virus bệnh hệ lưới
nội bì chim
Gà ± Bệnh u lympho, bần huyết,
bại chân
- Nhóm phụ virus type C của bò sát:
Viper retrovirus = Retrovirus rắn hổ Rắn - Không rõ
3. Type D retrovirus = Nhóm Retrovirus type D
Mason-Pfeizer monkey virus = Virus khỉ Mason-Pfeizer Khỉ - Không rõ
Squirrel monkey virus = Virus khỉ sóc Khỉ - Không rõ
4. Avian type C retrovirus group = Nhóm retrovirus chim
type C

Avian leukosis virus = Virus bệnh bạch huyết chim Gà - Bệnh u lympho, bệnh bạch
huyết, bần huyết, bệnh
xương calci hóa
Avian sarcoma virus = Virus u thịt chim Gà + U thịt
5. Foamy virus group (Spumavirus) = Nhóm virus "bọt"
(foamy) (chi Spumavirus)

Bovine syncytial virus = Virus hợp bào bò Bò - Không rõ
Feline syncytial virus = Virus hợp bào mèo Mèo - Không rõ
Simian foamy virus = Virus foamy khỉ Khỉ - Không rõ

Human foamy virus = Virus foamy người Người - Không rõ
6. HTLV/BLV group = Nhóm HTLV/BLV
Bovine leukemia virus (BLV) = Virus bệnh bạch huyết bò Bò - Bệnh bạch huyết, u thịt lâmba
Simian T-cell leukemia virus = Virus bệnh bạch huyết khỉ Khỉ - Bệnh bạch huyết
Human T-cell leukemia virus (HTLV) = Virus bệnh bạch
huyết tế bào T người
Người - Bệnh bạch huyết
7. Lentivirus group = Nhóm lentivirus
-Nhóm phụ lentivirus mèo:
Feline immunodeficiency virus = Virus suy giảm miễn
dịch mèo
Mèo - Suy giảm miễn dịch
- Nhóm phụ lentivirus cừu - dê:
Maedi-Visna virus = Virus (bệnh) Maedi-Visna Cừu - Viêm phổi tiến triển, viêm
não - tủy sống
Caprine immunodeficiency virus = Virus suy giảm miễn
dịch dê
Dê - Viêm khớp, viêm não
- Nhóm phụ lentivirus ngựa:
Equine infectious anemia virus = Virus thiếu máu truyền
nhiễm ngựa
Ngựa - Thiếu máu
- Nhóm phụ lentivirus bò:
Bovine immunodeficiency virus = Virus suy giảm miễn
dịch bò
Bò - Bệnh tăng lympho bào
- Nhóm phụ virus suy giảm miễn dịch của linh trưởng:
Simian immunodeficiency virus = Virus suy giảm miễn
dịch khỉ
Khỉ - Suy giảm miễn dịch

Human immunodeficiency virus = Virus suy giảm miễn
dịch người
Người - Suy giảm miễn dịch