(一)發(fā)病原因
自1981年美國(guó)報(bào)道發(fā)現(xiàn)一種能對(duì)人免疫系統(tǒng)產(chǎn)生破壞力的反轉(zhuǎn)錄病毒后,1983年法國(guó)巴斯德研究所Montagnier等首先分離出一株病毒,當(dāng)時(shí)命名為淋巴結(jié)病相關(guān)病毒(lymphadenopathy associated virus,LAV)。1984年美國(guó)Gallo等又從1名獲得性免疫缺陷綜合征患者活體組織中分離出病毒,命名為嗜人T淋巴細(xì)胞病毒Ⅲ型(HTLV-Ⅲ),同年Levy又分離出獲得性免疫缺陷綜合征相關(guān)病毒(ARV)。經(jīng)鑒定證明這些病毒為同一病毒,歸入反轉(zhuǎn)錄病毒科。隨后于1986年7月被國(guó)際病毒分類委員會(huì)將其統(tǒng)一命名為人類免疫缺陷病毒(HIV),又稱艾滋病毒。人類免疫缺陷病毒是RNA病毒,可在體外淋巴細(xì)胞系中培養(yǎng),屬反轉(zhuǎn)錄病毒科(Retroviridae)慢病毒屬(Lentivirus)。迄今已發(fā)現(xiàn)人類免疫缺陷病毒有兩型:人類免疫缺陷病毒1型(HIV-1)和人類免疫缺陷病毒2型(HIV-2)。
1.HIV-1 起源于中非,擴(kuò)散到海地、歐洲、北美及全世界,它選擇性地侵犯CD4 T淋巴細(xì)胞和單核巨噬細(xì)胞亞群,也能感染B細(xì)胞、小神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞及骨髓干細(xì)胞,是引起獲得性免疫缺陷綜合征的主要毒株。
。1)HIV-1的形態(tài)及結(jié)構(gòu):電鏡下觀察HIV-1呈圓形顆粒,直徑約110nm。病毒外膜由兩層類脂組成,它系新形成的病毒從人的細(xì)胞芽生至細(xì)胞外時(shí)形成,既有病毒蛋白成分,也含有宿主細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)。錨定在外膜上的外膜糖蛋白(Env)由三分子的球狀物gp120和三分子的主干gp41組成,gp120呈球形突出于病毒包膜之外,gp41與gp120相連,另一端貫穿病毒包膜。包膜內(nèi)是呈鈍頭圓錐形的核,位于中央,核殼蛋白是p24。核內(nèi)含兩條完全相同的單鏈病毒RNA鏈、Mg2 依賴性反轉(zhuǎn)錄酶、整合酶和蛋白酶等成分。在病毒的外膜和核殼之間,有一基質(zhì)蛋白P18,見圖1。
(2)HIV-1的基因組及其功能:HIV-1病毒基因組長(zhǎng)約10kb,兩端各有一個(gè)稱為長(zhǎng)末端重復(fù)(1ong terminal repeat,LTR)的RNA序列,長(zhǎng)約634bp。LTR含調(diào)控HIV基因表達(dá)的DNA序列,可控制新病毒產(chǎn)生,能被宿主細(xì)胞或HIV的蛋白所觸發(fā)。HIV-1病毒基因組還含有3個(gè)基因,包括3個(gè)結(jié)構(gòu)基因和6個(gè)調(diào)節(jié)基因(圖2)。
3個(gè)結(jié)構(gòu)基因是gag、pol和env。gag基因(310~1869bp)編碼病毒核心的結(jié)構(gòu)蛋白,產(chǎn)生1個(gè)分子量為55×103的前體蛋白(p55),裂解后成為4個(gè)較小的蛋白成分:P18、P24、P9和P7,它們共同構(gòu)成的病毒的核心蛋白結(jié)構(gòu)。pol(1629~4673bp)基因編碼一個(gè)較大的前體多肽,它包括3個(gè)蛋白質(zhì)產(chǎn)物:蛋白酶p13、反轉(zhuǎn)錄酶p66/p51和整合酶p31。env(5781~8369bp)編碼一個(gè)含糖多肽前體gpl60,后裂解為外膜糖蛋白gpl20和跨膜糖蛋白gp41 。
6個(gè)調(diào)節(jié)基因是tat,rev,nef,vif,vpr和vpu,它們可編碼一些蛋白質(zhì),分別控制病毒感染細(xì)胞的能力、病毒復(fù)制和引起疾病。如:tat(5358~5635bp)基因編碼分子量為14×103的蛋白質(zhì)(p14),它在轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后水平上調(diào)HIV-1的表達(dá)。rev(4493~4542bp)基因是HIV-1復(fù)制所必需的,它可促進(jìn)未拼接的病毒mRNA從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到胞質(zhì)。對(duì)結(jié)構(gòu)蛋白有正調(diào)控作用,對(duì)調(diào)節(jié)蛋白有負(fù)調(diào)控作用。缺乏時(shí),gag和env蛋白不能合成。vif(4588~5196bp)編碼分子量為23×103的蛋白質(zhì)(P23),有了它才能產(chǎn)生具有感染性的病毒體。vpr(5592~5828bp)編碼分子量為15×103的蛋白(p15),它有助于轉(zhuǎn)運(yùn)病毒整合前復(fù)合物到胞核,具有較弱的反轉(zhuǎn)錄激活作用,可促進(jìn)病毒蛋白產(chǎn)生。vpu編碼分子量為16×103的蛋白質(zhì)(p13),它可能影響著新病毒顆粒的裝配和釋放。nef(4970~5043 bp)基因編碼分子量為27×103的蛋白質(zhì)(p27),可下調(diào)LTR表達(dá),降低HIV-1感染細(xì)胞的CD4 表達(dá),對(duì)HIV復(fù)制起負(fù)調(diào)節(jié)作用。
根據(jù)病毒基因的PCR擴(kuò)增和序列測(cè)定,目前已確定HIV-1有3組13個(gè)亞型,即M組的A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K亞型,O組的O亞型,和N組的N亞型;HIV-2也有6個(gè)亞型,即A、B、C、D、E、F亞型。HIV-1的M組病毒呈全球性流行,O組病毒和HIV-2則多限于非洲的某些局部地區(qū)流行。中國(guó)流行的主要為HIV-1的A、B、B’亞型、C、E 五型,某些流行區(qū)還有B/C重組株。
(3)HIV-1如何感染細(xì)胞及復(fù)制:游離的HIV-1遇到CD4 細(xì)胞時(shí),1個(gè)以上的HIV-1的包膜糖蛋白(gp120)與靶細(xì)胞表面的CD4分子緊緊結(jié)合,導(dǎo)致gp120分子內(nèi)部的構(gòu)相發(fā)生變化,使gp120同時(shí)與靶細(xì)胞表面的輔助受體結(jié)合。該受體又分為CC系統(tǒng),如CCR2、CCR5等及CXC系統(tǒng),如CXCR4,通常,gp120與CCR5結(jié)合感染巨噬細(xì)胞,與CXCR4結(jié)合感染T細(xì)胞。繼之,在gp41的參與下,HIV的外膜與靶細(xì)胞膜發(fā)生膜的融合。隨后,病毒核心部分被注入胞質(zhì)內(nèi)。盡管CD4 T細(xì)胞是HIV感染的主要靶細(xì)胞,但免疫系統(tǒng)的其他帶有或不帶有CD4分子的細(xì)胞也可被HIV感染,其中單核巨噬細(xì)胞能隱藏大量的病毒,成為HIV的貯存?zhèn)}庫。部分CD4 T細(xì)胞也是一個(gè)重要的HIV貯藏庫,這些細(xì)胞呈一種穩(wěn)定的、不活躍的形式藏匿HIV。正常的免疫反應(yīng)能激活這些細(xì)胞,導(dǎo)致HIV復(fù)制,產(chǎn)生新病毒體。
近年的研究發(fā)現(xiàn),HIV-1感染CD4 和CCR5 巨噬細(xì)胞時(shí)如果沒有樹突細(xì)胞特異的HIV-1結(jié)合蛋白(DC-SIGN)的輔助,則感染不能完成。DC-SIGN是一種分子量為44×103的樹突細(xì)胞(DC)的表面蛋白。HIV-1侵入人體后,首先感染DC。這一過程是借助于gpl20于DC-SIGN。的特異性結(jié)合來完成的。隨后病毒被DC吞噬進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。DC將外來的病毒抗原加工處理,并將抗原信息提呈給T細(xì)胞,激發(fā)抗病毒免疫反應(yīng)。同時(shí),在抗原提呈過程中,DC與T細(xì)胞直接接觸,也將病毒傳遞給了T細(xì)胞,造成T細(xì)胞的感染。
在胞質(zhì)內(nèi),HIV RNA在反轉(zhuǎn)錄酶的作用下轉(zhuǎn)錄成一單鏈DNA,并以此單鏈DNA為模板,在DNA聚合酶的作用下復(fù)制第2條DNA鏈。這個(gè)雙鏈DNA既可以游離形式留在胞質(zhì)內(nèi),并轉(zhuǎn)錄成HIV RNA;又能移動(dòng)至胞核內(nèi),也可經(jīng)HIV整合酶整合進(jìn)宿主的染色體組DNA,形成“前病毒”。并長(zhǎng)期存在于胞核內(nèi),在一定條件的作用下該“前病毒”通過轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生HIV RNA和mRNA,并被轉(zhuǎn)移至胞質(zhì)。HIV mRNA翻譯產(chǎn)生新的HIV反轉(zhuǎn)錄酶、基因組RNA、結(jié)構(gòu)蛋白、調(diào)節(jié)蛋白、包膜糖蛋白等,并裝配成新的病毒體,以芽生的方式萌出細(xì)胞外。
共價(jià)整合在宿主細(xì)胞染色體內(nèi)的HIV-1前病毒已成為宿主基因組的一部分,它與宿主細(xì)胞DNA一起復(fù)制,并遺傳至子代細(xì)胞。因此,整合的前病毒被永遠(yuǎn)合成到宿主細(xì)胞基因組,或隱匿轉(zhuǎn)錄,或高水平表達(dá)其基因,而產(chǎn)生大量的子代病毒。
2.HIV-2 是20世紀(jì)80年代中期從西非患者中分離出的另一種能引起獲得性免疫缺陷綜合征的反轉(zhuǎn)錄病毒。主要限于西非,但現(xiàn)在已在美國(guó)、歐洲、南非、印度等國(guó)家和地區(qū)發(fā)現(xiàn)有HIV-2感染病例,我國(guó)也有少數(shù)病例。最近發(fā)現(xiàn)HIV-2有不同株別差異存在。HIV-2的超微結(jié)構(gòu)及細(xì)胞嗜性與HIV-1相似。在分子學(xué)特性方面,HIV-2與猴免疫缺陷病毒(猴免疫缺陷病毒)SIV相近,與HIV-1的結(jié)構(gòu)蛋白差異較大,尤其是外膜蛋白。其核苷酸和氨基酸序列與HIV-1相比明顯不同,僅40%~50%與HIV-1相似,而75%與某些SIV相似。HIV-2基因組也有g(shù)ag,env和pol三個(gè)結(jié)構(gòu)基因,也可有tat、rev、nef,vif和vpr基因(圖2)。所不同的是HIV-2沒有vpu基因,而是在其中央?yún)^(qū)有一個(gè)vpx基因(病毒蛋白x),這是HIV-1所沒有的,其功能尚不清楚。HIV-2的抗原特性與HIV-1不同,兩者的結(jié)構(gòu)蛋白交叉反應(yīng)最強(qiáng),而外膜蛋白交叉反應(yīng)最弱。像HIV-1一樣,HIV-2也選擇性地侵犯CD4 T淋巴細(xì)胞,但它的毒力不如HIV-1強(qiáng)。HIV-1及HIV-2在外界的抵抗力均不強(qiáng)。對(duì)熱敏感,56℃,30min能滅活。一般消毒劑如70%乙醇、0.2%次氯酸鈉、5%~8%甲醛溶液及5000×l0-6~10000×l0-6的有機(jī)氯溶液等均能滅活病毒。
- 上一篇:艾滋病常見的病因有哪些
- 下一篇:艾滋病是由哪些引起的