人類免疫缺陷病毒(HumanImmunodeficiencyVirus,HIV)是一種感染人類免疫系統(tǒng)細胞的慢病毒(Lentivirus),屬反轉(zhuǎn)錄病毒的一種。普遍認為,人類免疫缺陷病毒的感染導(dǎo)致艾滋病。艾滋病毒是透過交換體液來傳播的,特別是精液和血液。最常見的傳染途徑是:進行陰道或肛門性交,共享沾污了的針筒,受病毒感染的母親傳播給嬰兒。另外,亦有越來越多個案顯示,感染了病毒的母親可經(jīng)喂母乳而把病毒傳給嬰兒。 人類免疫缺陷病毒作為反轉(zhuǎn)錄病毒,在感染后會整合入宿主細胞的基因組中,而目前的抗病毒治療并不能將病毒根除。在2004年底,全球有約四千萬被感染并與人類免疫缺陷病毒共同生存的人,該年并有三百余萬人死于艾滋??;流行狀況最為嚴(yán)重的仍是撒哈拉以南非洲,其次是南亞與東南亞,但該年漲幅最快的地區(qū)是東亞、東歐及中亞。在人類免疫缺陷病毒感染病程的一些時期,特別是早期及末期,具有感染性的病毒顆粒會存在于含有免疫細胞、血漿、淋巴液或組織液的某些體液中,如血液、精液、陰道分泌液、乳汁、唾液或傷口分泌液;另一方面,病毒在體外環(huán)境中極不穩(wěn)定。因此,人類免疫缺陷病毒的傳播途徑主要是不安全的性接觸、靜脈注射、輸血、分娩、哺乳等;但通常的工作、學(xué)習(xí)、社交、或家庭接觸,比如完整皮膚間的接觸、共享坐便器、接觸汗液等,不會傳播人類免疫缺陷病毒;與唾液或淚液的通常接觸(如社交吻禮或短暫接吻)也未有導(dǎo)致傳播人類免疫缺陷病毒的報告;但美國疾病控制與預(yù)防中心(CDC)說已感染病毒的母親,可將病毒透過先嚼過的食物(唾液內(nèi)含血液)傳給孩子。 人類免疫缺陷病毒(HIV)屬于慢病毒屬,是一種潛伏期極長的逆轉(zhuǎn)錄病毒。HIV分為兩型:HIV-1與HIV-2。多數(shù)國家的HIV感染是由HIV-1造成的,并且感染HIV-1后超過90%的患者會在10-12年內(nèi)發(fā)病成為艾滋??;HIV-2主要分布在西部非洲,其感染往往沒有相關(guān)的病癥。HIV-1與HIV-2兩者都來自中西部非洲,并從靈長類動物傳到人類。HIV-1是從黑猩猩(Chimpanzee,Pantroglodytes)的猴免疫缺陷病毒(SimianImmunodeficiencyVirus,SIV)跨種感染進化而來;HIV-2則是從幾內(nèi)亞比紹的烏黑白眉猴(SootyMangabey,Cercocebusatys)的另一種猴免疫缺陷病毒跨種感染而來。 結(jié)構(gòu) 人類免疫缺陷病毒直徑約120納米,大致呈球形。病毒外膜是磷脂雙分子層,來自宿主細胞,并嵌有病毒的蛋白gp120與gp41;gp41是跨膜蛋白,gp120位於表面,并與gp41通過非共價作用結(jié)合。向內(nèi)是由蛋白p17形成的球形基質(zhì)(Matrix),以及蛋白p24形成的半錐形衣殼(Capsid),衣殼在電鏡下呈高電子密度。衣殼內(nèi)含有病毒的RNA基因組、酶(逆轉(zhuǎn)錄酶、整合酶、蛋白酶)以及其他來宿主細胞的成分。 基因組及其表達與調(diào)控 病毒基因組是兩條相同的正義RNA,每條RNA長約9.2-9.8kb。兩端是長末端重復(fù)序列(longterminalrepeats,LTR),含順式調(diào)控序列,控制前病毒的表達。已證明在LTR有啟動子和增強子并含負調(diào)控區(qū)。LTR之間的序列編碼了至少9個蛋白,可分為三類:結(jié)構(gòu)蛋白、調(diào)控蛋白、輔助蛋白。 結(jié)構(gòu)蛋白 Gag Pol Env Tat Rev 輔助蛋白 人類免疫缺陷病毒感染多種細胞,包括CD4陽性輔助T細胞與巨噬細胞等在表面表達CD4分子的細胞。病毒進入輔助T細胞或巨噬細胞不僅僅是通過病毒顆粒被膜的糖蛋白gp120與被感染細胞的CD4分子之間的相互作用來介導(dǎo),而是同時需要宿主細胞表面的趨化因子受體來作為協(xié)同受體。嗜M(巨噬細胞)型(macrophage(M)-tropic)人類免疫缺陷病毒(或稱做“非合胞誘導(dǎo)型株”,non-syncitia-inducingstrains,NSI)利用乙類趨化因子(beta-chemokine)受體CCR5進入細胞,因而可以在巨噬細胞與CD4陽性輔助T細胞中復(fù)制。嗜T型(Tcell(T)-tropic)人類免疫缺陷病毒(或稱做“合胞誘導(dǎo)型株”,syncitia-inducingstrains,SI)使用甲種趨化因子(alpha-chemokine)受體,因為主要在CD4陽性輔助T細胞中復(fù)制,盡管也可以在巨噬細胞中復(fù)制。僅使用CCR5受體進入細胞的病毒,稱為R5;僅使用CXCR4受體的,稱為X4;兩者都使用的,則稱為X4R5。當(dāng)然根據(jù)協(xié)同受體分型并不一定區(qū)分病毒的實際細胞嗜性。 糖蛋白gp120與其協(xié)同受體及CD4分子的相互作用,引發(fā)gp120蛋白構(gòu)象的改變,從而將跨膜糖蛋白gp41原本深埋的部份曝露,進而使gp120的V3環(huán)接近協(xié)同受體,然后gp41導(dǎo)致病毒被膜與靶細胞膜的融合,使病毒核衣殼進入細胞。gp41導(dǎo)致細胞膜融合的具體機制仍未明了。 有些人群對HIV有較高的抵抗力(但并不是完全抵抗),是因為他們的細胞缺少HIV進入細胞的一個協(xié)同受體(co-receptor),這個協(xié)同受體是趨化因子(chemokine)受體CCR5。他們的CCR5基因有一段長為32堿基對的缺失(deletion),造成產(chǎn)物蛋白嚴(yán)重截斷(truncated),不能在細胞表面探測到。這些人主要分布在歐洲,也有分布在中東及印度次大陸。HIV作為病毒,必須進入細胞才能繼續(xù)其生活史(整合、復(fù)制、釋出…)及感染史。病毒通過其表面的gp120糖蛋白與靶細胞表面的細胞分化抗原(或稱分化簇)CD4分子作用,與靶細胞的細胞膜融合并進入細胞。這個過程需要靶細胞表面的一個七次跨膜G蛋白耦聯(lián)受體(G-protein-coupledseven-transmembranereceptor),目前發(fā)現(xiàn)的主要為趨化因子受體CCR5(嗜M的病毒株)及CXCR4(嗜T的病毒株)。 具有該CCR5缺失的人,因為細胞表面不表達CCR5,使部分HIV不能進入并感染這類細胞。但HIV可以通過其他協(xié)同受體感染這類細胞,或者其他類型的細胞不需要此CCR5就可以被感染,所以這些人并不能完全抵抗HIV。事實上,已有該CCR5缺失的純合個體感染HIV的病例報告。 病毒核衣殼一旦進入細胞,病毒的逆轉(zhuǎn)錄酶就將病毒的單鏈正義RNA從病毒蛋白上釋放,并根據(jù)正義RNA逆轉(zhuǎn)錄生成反義互補DNA(cDNA)。這個反轉(zhuǎn)錄過程非常容易出錯,因此這是病毒進行突變(如,獲得抗藥性)的重要步驟。然后,根據(jù)cDNA合成雙鏈的病毒DNA(vDNA)。新的病毒DNA被轉(zhuǎn)運到細胞核中,并由病毒的整合酶將其整合到宿主的基因組上。這樣,病毒進入潛伏期。 要激活病毒,細胞中需要存在一些轉(zhuǎn)錄因子。最重要的一種叫做NF-kB,存在于所以被激活的T細胞中。這就意味著,最容易被人類免疫缺陷病毒殺死的細胞,恰恰是那些正在參與與感染作戰(zhàn)的細胞。 死亡情況艾滋病離開人體后可以存活多入要看環(huán)境了(特別是溫度)一般是。 體外生存力差人類免疫缺陷病毒在人體外生存能力極差,不耐高溫,抵抗力較低,離開人體不易生存,常溫下只可生存數(shù)小時至數(shù)天。對熱敏感,在56度的條件下30分鐘滅活;對許多化學(xué)物質(zhì),如75%的酒精,2.5%磺酊,0.5%的次氯酸鈉等一般消毒劑敏感,1分鐘滅活;對紫外線不敏感。 血液和體液中生存力強在室溫下,液體環(huán)境中的HIV可以存活15天,被HIV污染的物品至少在3天內(nèi)有傳染性。近年來,一些研究機構(gòu)證明 ,離體血液中HIV病毒的存活時間決定于離體血液中病毒的含量,病毒含量高的血液,在未干的情況下,即使在室溫中放置96小時,仍然具有活力。即使是針尖大小一滴血,如果遇到新鮮的淋巴細胞,艾滋病毒仍可在其中不斷復(fù)制,仍可以傳播。病毒含量低的血液,經(jīng)過自然干涸2小時后,活力才喪失;而病毒含量高的血液,即使干涸2-4小時,一旦放入培養(yǎng)液中,遇到淋巴細胞,仍然可以進入其中,繼續(xù)復(fù)制。所以,含有HIV的離體血液可以造成感染。盡管艾滋病毒見縫就鉆,這些病毒也有弱點,它們只能在血液和體液中活的細胞中生存,不能在空氣中、水中和食物中存活,離開了這些血液和體液,這些病毒會很快死亡。[1] HIV選擇性地侵犯帶有CD4分子的,主要有T4淋巴細胞、單核巨噬細胞、樹突狀細胞等。細胞表面CD4分子是HIV受體,通過HIV囊膜蛋白gp120與細胞膜上CD4結(jié)合后由gp41介導(dǎo)使毒穿入易感細胞內(nèi),造成細胞破壞。其機制尚未完全清楚,可能通過以下方式起作用:1.由于HIV包膜蛋白插入細胞或病毒出芽釋放導(dǎo)致細胞膜通透性增加,產(chǎn)生滲透性溶解。 2.受染細胞內(nèi)CD-gp120復(fù)合物與細胞器(如高爾基氏體等)的膜融合,使之溶解,導(dǎo)致感染細胞迅速死亡。 3.HIV感染時未整合的DNA積累,或?qū)毎鞍椎囊种?,?dǎo)致HIV殺傷細胞作用。 4.HIV感染細胞表達的gp120能與未感染細胞膜上的CD4結(jié)合,在gp41作用下融合形成多核巨細胞而溶解死亡。 5.HIV感染細胞膜病毒抗原與特異性抗體結(jié)合,通過激活補體或介導(dǎo)ADCC效應(yīng)將細胞裂解。 6.HIV誘導(dǎo)自身免疫,如gp41與T4細胞膜上MHCⅡ類分子有一同源區(qū),由抗gp41抗體可與這類淋巴細胞起交叉反應(yīng),導(dǎo)致細胞破壞。 7.細胞程序化死亡(programmedcelldeath):在愛滋病發(fā)病時可激活細胞凋亡(Apoptosis)。如HIV的gp120與CD4受體結(jié)合;直接激活受感染的細胞凋亡。甚至感染HIV的T細胞表達的囊膜抗原也可啟動正常T細胞,通過細胞表面CD4分子交聯(lián)間接地引起凋亡CD+4細胞的大量破壞,結(jié)果造成以T4細胞缺損為中心的嚴(yán)重免疫缺陷,患者主要表現(xiàn):外周淋巴細胞減少,T4/T8比例配置,對植物血凝素和某些抗原的反應(yīng)消失,遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)下降,NK細胞、巨噬細胞活性減弱,IL2、γ干擾素等細胞因子合成減少。病程早期由于B細胞處于多克隆活化狀態(tài),患者血清中l(wèi)g水平往往增高,隨著疾病的進展,B細胞對各種抗原產(chǎn)生抗體的功能也直接和間接地受到影響。 愛滋病人由于免疫功能嚴(yán)重缺損,常合并嚴(yán)重的機會感染,常見的有細胞(鳥分枝桿菌)、原蟲(卡氏肺囊蟲、弓形體)、真菌(白色念珠菌、新型隱球菌)、病毒(巨細胞病毒、單純皰疹病毒,乙型肝炎病毒),最后導(dǎo)致無法控制而死亡,另一些病例可發(fā)生Kaposis肉瘤或惡性淋巴瘤。此外,感染單核巨噬細胞中HIV呈低度增殖,不引起病變,但損害其免疫功能,可將病毒傳播全身,引起間質(zhì)肺炎和亞急性腦炎。 HIV感染人體后,往往經(jīng)歷很長潛伏期(3~5年或更長至8年)才發(fā)病,表明HIV在感染機體中,以潛伏或低水平的慢性感染方式持續(xù)存在。當(dāng)HIV潛伏細胞受到某些因素刺激,使?jié)摲腍IV激活大量增殖而致病,多數(shù)患者于1-3年內(nèi)為死亡。 檢測HIV感染者體液中病毒抗原和抗體的方法,操作方便,易于普及應(yīng)用,其中抗體檢測尤普通。但HIvP24抗原和病毒基因的測定,在HIV感染檢測中的地位和重要性也日益受到重視。(一)抗體檢測 主要有酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)和免疫熒光試驗(IFA)。ELISA用去污劑裂解HIV或感染細胞液提取物作抗原,IFA用感染細胞涂片作抗原進行抗體檢測,如果發(fā)現(xiàn)陽性標(biāo)本應(yīng)重復(fù)一次。為防止假陽性,可做Westernblot(WB,蛋白印跡法)進一步確證。 WB法是用聚丙烯酰胺凝膠電泳將HIV蛋白進行分離,再經(jīng)傳移電泳將不同蛋白條帶轉(zhuǎn)移于硝酸纖維膜上,加入病人血清孵育后,用抗人球蛋白酶標(biāo)抗體染色,就能測出針對不同結(jié)構(gòu)蛋白抗體,如抗gp120、gp41、P24抗體,特異性較高。 (二)抗原檢測 用ELISA檢測P24抗原,在HIV感染早期尚未出現(xiàn)抗體時,血中就有該抗原存在.由于P24量太少,陽性率通常較低?,F(xiàn)有用解離免疫復(fù)合物法或濃縮P24抗原,來提高敏感性。 (三)核酸檢測 用PCR法檢測HIV基因,具有快速、高效、敏感和特異等優(yōu)點,目前該法已被應(yīng)用于HIV感染早期診斷及艾滋病的研究中。 (四)病毒分離 常用方法為共培養(yǎng)法,即用正常人外周血液分離單個核細胞,加PHA刺激并培養(yǎng)后,加入病人單個核細胞診斷及艾滋病的研究中。 傳播愛滋病毒是透過交換體液來傳播的,特別是精液和血液。最常見的傳染途徑是:進行陰道或肛門性交,共享沾污了的針筒,受病毒感染的母親傳播給嬰兒。另外,亦有越來越多個案顯示,感染了病毒的母親可經(jīng)喂母乳而把病毒傳給嬰兒。 預(yù)防 自1981年發(fā)現(xiàn)愛滋病,隨后在世界各地迅速蔓延,據(jù)WHO報告,至1995年1月1日全球累積的HIV感染得為2590萬例,愛滋病人850萬例,死亡病人700萬例,其中非洲流行最嚴(yán)重,居首位,其次是東南亞地區(qū)。中國于1984年使用美國Ameur公司Ⅷ因子,首次傳入,逐年增加,從1985年至1995年底累HIV感染者3341例,其中117例為愛滋病人,地理分布去最高,占80%左右,以嗜毒者為主。 由于愛滋病驚人的蔓延速度和高度的致死率,已引起WHO和許多國家的重視,普遍采用了一系列綜合措施,主要包括: (一)廣泛地開展宣傳教育,普及防治知識,認識本病傳染源、傳播方式及悲慘結(jié)局。 (二)建立HIV感染和愛滋病的監(jiān)測系統(tǒng),掌握流行動態(tài)。對高危人群實行監(jiān)測,嚴(yán)格管理愛滋病人及HIV感染者。 (三)對供血者進行HIV抗體檢測,確保輸血和血液制品安全。 (四)加強國境檢疫,防止本病傳入。 特異預(yù)防,迄今尚缺理想疫苗。減毒活疫苗和滅活全病毒疫苗,由于難以保證疫苗安全,不宜人體應(yīng)用。目前選擇基因工程方法研制疫苗,如克隆囊膜蛋白基因、核心蛋白基因,在細胞和動物細胞中表達多肽作亞單位疫苗,或囊膜基因插入病毒或腺病毒中制備重組疫苗。最大問題是囊膜蛋白高度易變性,不同毒株HIVgp120有明顯差別,使疫苗的使用受到了限制?,F(xiàn)已證明包膜蛋白gp120的肽鍵中有一些區(qū)段的氨基酸序列比較保守恒定,用該保守恒定片段制備,將能解決問題。 目前用于治療愛滋病的藥物有疊氮脫氧胸苷(AZT)、蘇攔明(Suramin)、雙脫氧胞苷(ddc)、雙脫氧面苷(ddl)等。AZT能干擾病毒DNA合成,從而抑制HIV在體內(nèi)增殖,緩解癥狀,延長病人生存期。蘇拉明對HIV的逆轉(zhuǎn)錄酶活性有抑制作用。ddc是最有效的HIV抑制劑,能明顯減少HIV的復(fù)制和改善病人免疫功能。ddl抗病毒的范圍比AZT和ddc窄一些,但毒性較低,半衰期較長。 此外,發(fā)現(xiàn)許多抑制蛋白酶、阻止HIV與靶細胞結(jié)合或融合的藥物,能分別作用于細胞感染的不同階段,以達到抗HIV的效果,均尚處于研究階段。 中草藥中發(fā)現(xiàn)括蔞蛋白、貝母苷、甘草甜素、及地丁、空心莧、紫草等抽提物有抑HIV的作用。中藥方制治療愛滋病人也能緩解癥狀,都在研究和總結(jié)中。 抑制蛋白酶(Proteaseinhibitors,PIs)抑制艾滋病病毒活動所需要的蛋白酶的活動。通常也可以用來抑制復(fù)制活動。如Saquinavir,Indinavir,Ritonavir,Kaletra,Nelfinavir等藥物. 抑制逆轉(zhuǎn)錄酶(reversetranscriptaseinhibitors,RTIs)抑制逆轉(zhuǎn)錄酶的活動。逆轉(zhuǎn)錄酶是艾滋病病毒用于復(fù)制的酶缺乏這種酶可以阻止艾滋病病毒建立RNA和DNA。它有三種形式: 1:非核苷酸反轉(zhuǎn)錄酶抑制劑(Nonnucleosidereversetranscriptaseinhibitors,NNRTIs)如Nevirapine,Efavirenz等藥物。 2:核苷酸反轉(zhuǎn)錄酶抑制劑(Nucleosideanalogreversetranscriptaseinhibitors,NARTIs或NRTIs)如齊多夫定(AZT),Stavudine(d4T),Didanosine(ddI),Zalcitabine(ddC),拉米夫定3TC),Abacavir(AZT+3TC) 3:抑制進入的藥物抑制艾滋病通過溶解寄主細胞的膜進入細胞內(nèi)。 建立對HIV療法的課題面臨很多困難。每一種有效的藥物都有副作用,通常是嚴(yán)重的或是致命的。常見的副作用包括嚴(yán)重的惡心、腹瀉、肝臟的損毀和衰竭、黃疸、高血脂、糖尿病、脂肪組織移位、貧血、腎結(jié)石。致命的副作用包含史蒂芬強生綜合癥、猛暴性肝炎、胰臟炎、乳酸血癥。每一種療法都要求經(jīng)常性的血液檢查以確定療效和肝臟功能。 瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院6日宣布,將2008年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予德國科學(xué)家哈拉爾德·楚爾·豪森及兩名法國科學(xué)家弗朗索瓦絲·巴爾-西諾西和呂克·蒙塔尼。弗朗索瓦絲·巴爾-西諾西,女,生于1947年,現(xiàn)就職于巴斯德研究所病毒學(xué)部;呂克·蒙塔尼,男,生于1932年,現(xiàn)就職于世界艾滋病研究與預(yù)防基金會。二人共同發(fā)現(xiàn)了人類免疫系統(tǒng)缺陷病毒(HIV),即人類所熟知的艾滋病病毒。他們將分享另一半獎金。巴爾-西諾西是近年來少有的諾貝爾科學(xué)獎女性獲得者之一。 艾滋病最早是于1980年代初期在美國被識別,早期的病人都是年輕的男同性戀者,因此艾滋病一度被稱作“同性戀病”("gaydisease"),并受到當(dāng)時里根保守政府的忽視。但在美國疾病控制與預(yù)防中心以及有識的醫(yī)生與科學(xué)家的持續(xù)工作下,累積了信服性的流行病學(xué)數(shù)據(jù),顯示艾滋病有一定的傳染性致因(etiology),同時,因輸血導(dǎo)致非同性戀者罹患艾滋病的病例逐漸增多,許多科學(xué)家開始調(diào)查此傳染性病原。在巴黎巴斯德研究所專門研究逆轉(zhuǎn)錄病毒與癌癥關(guān)系的法國病毒學(xué)家路克·蒙塔尼埃(LucMontagnier)及其研究組于1983年首次從一位罹患晚期卡波西氏肉瘤的年輕男同性戀艾滋病人(首字縮寫LAI)的血液及淋巴結(jié)樣品中,分離到一種的新的逆轉(zhuǎn)錄病毒;他們發(fā)現(xiàn)這種病毒不同于人類T細胞白血病病毒(HumanTcellLeukemiaVirus,HTLV),而是一種慢病毒(Lentivirus),他們將之命名為“免疫缺陷相關(guān)病毒”(ImmuneDeficiency-AssociatedVirus,IDAV)。大西洋另一邊,蒙塔尼埃當(dāng)時的合作者,美國國家癌癥研究所的美國生物醫(yī)學(xué)科學(xué)家羅伯特·加羅(RobertGallo)及屬下也從一些細胞株系中分離到新病毒,并將之命名為“IIIB/H9型人類T細胞白血病病毒”(HumanTcellLeukemiaVirus-IIIB/H9,HTLV-IIIB/H9);加羅小組首次于1984年在《科學(xué)》期刊發(fā)表論文,論證了這種新病毒與艾滋病的病原關(guān)系。 隨后加羅前往法國,提供HTLV-IIIB/H9以與蒙塔尼埃的IDAV(LAI)比較,結(jié)果兩株病毒是完全一樣的,就是蒙塔尼埃小組的LAI。本來雙方約定共同舉行新聞發(fā)布會,但已經(jīng)知情的美國健康與人類服務(wù)部(DepartmentofHealthandHumanServices,DHHS)部長瑪格理特·??死眨∕argaretHeckler)緊急電召加羅回國,單方面舉行了新聞發(fā)布會。DHHS指示加羅盡速開發(fā)在血液中檢測人類免疫缺陷病毒的技術(shù)并申請專利,以方便美國的制藥公司在全球銷售這一技術(shù),加羅使用了這種HTLV-IIIB/H9病毒。法美兩國以及雙方的科學(xué)家為此有若干年的爭議與官司,一直無解;持續(xù)到1991年,雙方才達成某些程度的諒解。 1986年,該病毒的名稱被統(tǒng)一為“人類免疫缺陷病毒”(HumanImmunodeficiencyVirus,HIV),以更好地反映病毒導(dǎo)致免疫缺陷而不是免疫癌癥的性質(zhì)。 根據(jù)世界衛(wèi)生組織的HIV/AIDS統(tǒng)計報告,在2004年,全球估計有四千萬人(3590至4430萬人)與人類免疫缺陷病毒相伴生存(被感染),其中五百萬人(430至640萬人)屬于新發(fā)感染病例,另外,有三百萬人(280至350萬人)死于艾滋病。這些數(shù)字并在不斷增長中,其中,東亞、東歐、中亞等地區(qū)漲幅最快。感染最嚴(yán)重的地區(qū)仍然是撒哈拉以南非洲,其次是南亞與東南亞。 |
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