人類免疫缺陷病毒
人類免疫缺陷病毒（HIV）是一種屬于反轉(zhuǎn)錄病毒科，亞科正反轉(zhuǎn)錄病毒亞科的逆轉(zhuǎn)錄病毒。與其他正反轉(zhuǎn)錄病毒一樣，HIV在各種哺乳動物中引起慢性持續(xù)感染，如人類、馬、牛、羊、貓和靈長類動物。作為一種病原體，HIV通過攻擊和損害人體免疫系統(tǒng)而發(fā)揮作用。20世紀80年代初發(fā)現(xiàn)的艾滋病導致了隨后HIV的識別，逐漸在全球傳播開來。
分類
根據(jù)基因特征和病毒抗原的差異，HIV分為HIV-1和HIV-2兩種。
非人類靈長類動物中的HIV-1起源于猩猩病毒SIVcpz，它感染了喀麥隆南部的幾個黑猩猩社群。HIV-1的這個祖先可能通過血液傳播從黑猩猩傳播給人類獵人。HIV-1包含四個不同的譜系，包括M、N、O和P組。不同的跨物種傳播事件導致了不同的組別形成。
● M組：它是最早被發(fā)現(xiàn)的組別。M組影響了全球數(shù)百萬人，并在幾乎每個國家都有發(fā)現(xiàn)。作為一個主要的組別，M群體造成了全球艾滋病毒流行的大部分。在M組中，至少有九種不同的HIV-1亞型，包括A、B、C、D、F、G、H、J和K。此外，不同的亞型可以通過合并遺傳物質(zhì)形成雜交病毒。這些產(chǎn)生的雜交病毒被稱為“循環(huán)重組形式”（CRFs）。
● N組：它的發(fā)現(xiàn)可以追溯到黑猩猩，出現(xiàn)在喀麥隆中南部的Dja森林附近。N組于1998年被鑒定出來，甚至比O組更不常見。到目前為止，全球報告的N組感染病例不超過20例，全部來自喀麥隆。
● O組：1990年發(fā)現(xiàn)，主要局限于喀麥隆、加蓬和鄰近國家，占全球1%以下的1型HIV感染。O組比M組要少得多。O組的直接來源仍然未知，因為沒有一種猿猴病毒與該組別特別密切相關(guān)。然而，與SIVcpzPts相比，O組與SIVcpzPtt的關(guān)系更為密切，表明O組起源于中西非，與其目前的分布一致。
● P組：2009年在法國的一名喀麥隆婦女中發(fā)現(xiàn)。現(xiàn)有的系統(tǒng)發(fā)育數(shù)據(jù)顯示，P組源自大猩猩。與O組一樣，P組來自中西非，與其目前的分布一致。
HIV-2是1986年在非洲西海岸附近發(fā)現(xiàn)的一種新菌株。HIV-2與最初的HIV-1菌株有明顯的區(qū)別。雖然它們幾乎擁有相同的基因組和非常相似的病理效應，但HIV-2只是HIV-1的遠親。有趣的是，HIV-2與導致家養(yǎng)獼猴免疫缺陷的猴免疫缺陷病毒（SIV）密切相關(guān)。人類免疫缺陷病毒（HIV-1）、人類免疫缺陷病毒（HIV-2）和猴免疫缺陷病毒（SIV）被認為共享一個共同的祖先，但HIV-2和SIV都表達了HIV-1缺少的額外病毒蛋白。與HIV-1相比，HIV-2的傳染性較低，病程進展較慢，導致死亡較少。HIV-2可以分為A-H組別。
結(jié)構(gòu)
HIV通常呈球形，直徑約為120nm。病毒的外膜是一個雙層脂質(zhì)包膜，來自寄主細胞，嵌有病毒蛋白gp120和gp41的尖峰。Gp41是一種跨膜蛋白。Gp120位于gp41的表面，并通過非共價相互作用與gp41結(jié)合。向內(nèi)是由p17形成的球狀基質(zhì)，它將由p24構(gòu)成的半圓形衣殼保持在病毒顆粒的中心。在電子顯微鏡下，衣殼呈高電子密度。衣殼內(nèi)含有病毒RNA基因組、酶（反轉(zhuǎn)錄酶、整合酶、蛋白酶）和寄主細胞的其他成分（如trnalys3，用作反轉(zhuǎn)錄的引物）。
圖1. 艾滋病病毒的結(jié)構(gòu)圖（來自維基百科）
HIV的基因組由兩條相同的正鏈、單鏈RNA組成，每條RNA的長度約為9.2-9.8 kb。每條RNA的兩端都是長的末端重復序列（LTRs），其中包含控制病毒表達的順式調(diào)控序列。已經(jīng)證實LTR具有啟動子、增強子和負調(diào)控區(qū)域。在LTR之間的閱讀框中含有九個基因，編碼對新病毒組裝至關(guān)重要的蛋白質(zhì)。
圖2. HIV-1的基因組組織
表：HIV基因組閱讀框中的基因及其編碼蛋白
| 基因 | 片段 | 編碼蛋白 | 描述 |
|---|---|---|---|
| gag | Pr55Gag | 內(nèi)部結(jié)構(gòu)蛋白的前體。 | |
| P17 | Matrix protein (MA) | 內(nèi)膜層的組成成分 | |
| P24 | Capsid protein (CA) | 形成錐形衣殼 | |
| P7 | Nucleocapsid protein (NP) | 參與核蛋白/RNA復合物的形成 | |
| P6 | 參與病毒顆粒的釋放 | ||
| pol | Pr160GagPol | 病毒酶的前體。 | |
| P51 | Reverse transcriptase | 與原病毒DNA中HIV RNA的轉(zhuǎn)錄有關(guān) | |
| P32 | Integrase | 將原病毒DNA整合到宿主基因組中 | |
| P10 | Protease | P10切割Gag (Pr55)和Gag- pol (Pr160GagPol)前體蛋白，參與結(jié)構(gòu)蛋白和病毒酶的釋放。 | |
| p15 (66) | RNase H | 在病毒RNA/DNA復制復合體中降解病毒RNA。 | |
| eve | PrGp160 | 包膜蛋白SU和TM的前體。它被細胞蛋白酶切割 | |
| gp120 | surface glycoprotein (SU) | 幫助病毒附著在目標細胞上 | |
| gp41 | Trasnmembrane protein (TM) | 作為gp120的錨定物。gp41介導病毒和細胞膜的融合 | |
| tat | p14 | transactivator protein | 病毒基因轉(zhuǎn)錄的激活劑。 |
| rev | p19 | RNA splicing regulator | P19調(diào)節(jié)非剪接和部分剪接的病毒mRNA的輸出。 |
| nef | p27 | negative regulating factor | 影響HIV的復制，增強病毒顆粒的傳染性，并參與靶細胞上CD4和靶細胞上HLA細胞的下調(diào)。 |
| vif | p23 | viral infectivity protein | 體內(nèi)感染性病毒產(chǎn)生的關(guān)鍵 |
| vpr | p15 | virus protein r | 病毒顆粒的組成成分之一。它與p6相互作用，促進病毒感染并對細胞周期起作用。 |
致病機制
和所有病毒一樣，HIV無法自行復制。HIV必須感染含有CD4的靶細胞，如T輔助細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞和星形膠質(zhì)細胞。HIV最常通過性交或通過生殖器或結(jié)腸粘膜的血液傳播進入血液。病毒包膜上突出的gp120和gp41蛋白的先天條件使HIV能夠鎖定CD4 T細胞的CD4受體并進入細胞。
當gp120的C4結(jié)構(gòu)與CD4分子結(jié)合時，CD4和gp120的構(gòu)象發(fā)生改變，為gp120與細胞表面的共受體（如趨化因子受體5或CXCR4）結(jié)合提供了額外的位點。gp120與CD4和共受體的結(jié)合導致了gp120和gp41的構(gòu)象變化。gp41的N端位于病毒膜上，由于其高的疏水性，形成一個插入靶細胞質(zhì)膜的通道。細胞膜和病毒包膜最終完成融合。HIV基因組被釋放到宿主細胞內(nèi)，然后利用宿主細胞的機制復制其新拷貝。后代病毒通過膜外分泌方式從宿主細胞中釋放出來。
疾病和癥狀
獲得性免疫缺陷綜合癥（AIDS），又稱為獲得性免疫缺陷綜合癥，是由HIV感染引起的免疫功能障礙而導致的全身性傳染病。一旦感染HIV，人體會更容易患上其他疾病。隨著免疫系統(tǒng)的減弱，患者更容易受到機會性感染的影響，如卡氏肉瘤肺炎、弓形蟲腦炎，以及一些不常見的癌癥如卡波西肉瘤。
從HIV感染到典型AIDS癥狀發(fā)作的整個過程可以分為三個階段：
● 急性感染期：
急性感染期通常稱為窗口期。窗口期的主要癥狀包括發(fā)熱、皮疹、淋巴結(jié)腫大、肌肉酸痛、疲勞、夜間盜汗、咽炎等。一些患者還可能出現(xiàn)急性頭痛、惡心、嘔吐、腹瀉。由于急性感染期的癥狀較輕，通常容易被忽視。
被HIV感染后的2至6周，血清學檢測可以幫助確定HIV抗體的存在，這是判斷是否感染HIV的標準。
● 潛伏期：
潛伏期是指從HIV感染開始到出現(xiàn)AIDS臨床癥狀和體征的時期。它持續(xù)數(shù)天到數(shù)周，之后個體會出現(xiàn)急性流感樣癥狀。然而，在這段短暫的疾病期后，個體可能長時間保持無癥狀狀態(tài)。在潛伏期內(nèi)，感染AIDS的人可能不表現(xiàn)出任何臨床癥狀，但潛伏期并不是一個靜止期，更不是一個安全期，病毒在不斷傳播，具有強烈的破壞作用。
AIDS的平均潛伏期為2至10年，因此檢測和預防AIDS并不容易。研究表明，在潛伏期過后，50%的人會在8年內(nèi)發(fā)展成AIDS。兒童的AIDS潛伏期較短，平均為12個月。
● AIDS前期：
AIDS前期是指潛伏期過后出現(xiàn)與AIDS有關(guān)的癥狀和體征，直到典型AIDS的發(fā)展。在這個階段，患者出現(xiàn)明顯的與AIDS有關(guān)的癥狀和體征，主要表現(xiàn)為頭部和頸部、腋下、腹股溝、頸后、耳前、頸后、股溝、頦下、耳后等淋巴結(jié)的持續(xù)性淋巴結(jié)腫大。
● 典型AIDS階段：
典型的AIDS階段由于免疫系統(tǒng)嚴重受損，易于發(fā)生各種致命的機會性感染和惡性腫瘤。隨著HIV對免疫系統(tǒng)的進一步破壞，更多的持續(xù)性癥狀，如能量和體重下降、發(fā)熱和盜汗、持續(xù)性酵母感染、皮膚疹或脫屑、盆腔炎、短期記憶喪失和嚴重的皰疹感染發(fā)生。
傳播途徑
HIV攜帶者和AIDS患者是AIDS的傳播源。HIV主要存在于感染源的體液中，如血液、精液、陰道分泌物、腦脊液、胸腔和腹腔積液、羊水、乳汁。日常接觸，如握手、擁抱、親吻、游泳、蚊蟲叮咬、共用餐具、咳嗽或打噴嚏，不會引起感染。以下是三種主要的傳播途徑：
● 性傳播：
HIV感染主要通過不安全的性接觸傳播。
● 血液傳播：
輸注HIV含有的血液或血液制品、共用注射毒品的針頭、不安全的紋身、性行為（通過性交或與體液接觸）、或母嬰傳播（通過母乳喂養(yǎng)）的方式，都可能導致HIV感染。
● 母嬰傳播：
懷孕的HIV感染婦女可能會在懷孕和分娩過程中將病毒傳播給胎兒，受感染的母親還可以通過母乳喂養(yǎng)將病毒傳播給哺乳兒童。
治療和預防
目前，世界上沒有治愈AIDS的方法，但適當?shù)闹委熆梢匝泳彴Y狀的進展，因此應盡早檢測、診斷和治療AIDS。抗逆轉(zhuǎn)錄療法等治療可以使病毒保持在低水平，并幫助免疫系統(tǒng)正常運作。一些藥物可以干擾AIDS的自我復制，另一些藥物可以阻止病毒的遺傳物質(zhì)進入免疫細胞。
不幸的是，尚無能夠預防HIV感染或延緩AIDS進展的有效HIV疫苗。切斷AIDS的傳播是預防和控制AIDS的重要途徑。并且預先暴露的預防措施可以降低高風險人群感染HIV的風險。
相關(guān)蛋白試劑
參考文獻：
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