人類免疫缺陷病毒(Human Immunodeficiency Virus，HIV)，顧名思義它會造成人類免疫系統(tǒng)的缺陷。1981年，人類免疫缺陷病毒在美國首次發(fā)現(xiàn)。它是一種感染人類免疫系統(tǒng)細(xì)胞的慢病毒(Lentivirus)，屬反轉(zhuǎn)錄病毒的一種。至今無有效療法的致命性傳染病。該病毒破壞人體的免疫能力，導(dǎo)致免疫系統(tǒng)的失去抵抗力，而導(dǎo)致各種疾病及癌癥得以在人體內(nèi)生存，發(fā)展到最后，導(dǎo)致艾滋病(獲得性免疫缺陷綜合征)。
在世界范圍內(nèi)導(dǎo)致了近1200萬人的死亡，超過3000萬人受到感染。在感染后會整合入宿主細(xì)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，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。1986年7月25日，世界衛(wèi)生組織(WHO)發(fā)布公報，國際病毒分類委員會會議決定，將艾滋病病毒改稱為人類免疫缺陷病毒(Human Immunodeficiency Virus)簡稱HIV。
一、生物學(xué)診斷 (一)形態(tài)結(jié)構(gòu)
人類免疫缺陷病毒直徑約120納米，大致呈球形。病毒外膜是類脂包膜，來自宿主細(xì)胞，并嵌有病毒的蛋白gp120與gp41;gp41是跨膜蛋白，gp120位于表面，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)以及其他來自宿主細(xì)胞的成分(如tRNAlys3，作為逆轉(zhuǎn)錄的引物)。
(二)基因結(jié)構(gòu)及編碼蛋白的功能
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(long terminal repeats, LTR)，含順式調(diào)控序列，控制前病毒的表達(dá)。已證明在LTR有啟動子和增強(qiáng)子并含負(fù)調(diào)控區(qū)。LTR之間的序列編碼了至少9個蛋白，可分為叁類：結(jié)構(gòu)蛋白、調(diào)控蛋白、輔助蛋白。
1.gag基因能編碼約500個氨基酸組成的聚合前體蛋白，經(jīng)蛋白酶水解形成P17，P24核蛋白，使RNA不受外界核酸酶破壞。
2.Pol基因編碼聚合酶前體蛋白，經(jīng)切割形成蛋白酶、整合酶、逆轉(zhuǎn)錄酶、核糖核酸酶H，均為病毒增殖所必需。
3.env基因編碼約863個氨基酸的前體蛋白并糖基化成gp160，gp120和gp41。gp120含有中和抗原決定簇，已證明HIV中和抗原表位，在gp120 V3環(huán)上，V3環(huán)區(qū)是囊膜蛋白的重要功能區(qū)，在病毒與細(xì)胞融合中起重要作用。gp120與跨膜蛋白gp41以非共價鍵相連。gp41與靶細(xì)胞融合，促使病毒進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。實(shí)驗(yàn)表明gp41亦有較強(qiáng)抗原性，能誘導(dǎo)產(chǎn)生抗體反應(yīng)。
4.TaT 基因編碼蛋白可與LTR結(jié)合，以增加病毒所有基因轉(zhuǎn)錄率，也能在轉(zhuǎn)錄后促進(jìn)病毒mRNA的翻譯。
5.Rev基因產(chǎn)物是一種順式激活因子，能對env和gag中順式作用抑制序(Cis-Acting repression sequance,Crs) 去抑制作用，增強(qiáng)gag和env基因的表達(dá)，以合成相應(yīng)的病毒結(jié)構(gòu)蛋白。
6.Nef基因編碼蛋白P27對HIV基因的表達(dá)有負(fù)調(diào)控作用，以推遲病毒復(fù)制。該蛋白作用于HIv cDNA的LTR，抑制整合的病毒轉(zhuǎn)錄�？赡苁荋IV在體內(nèi)維持持續(xù)感集體所必需。
7.Vif基因?qū)IV并非必不可少，但可能影響游離HIV感染性、病毒體的產(chǎn)生和體內(nèi)傳播。
8.VPU基因?yàn)镠IV-1所特有，對HIV的有效復(fù)制及病毒體的裝配與成熟不可少。
9.Vpr基因編碼蛋白是一種弱的轉(zhuǎn)錄激活物，在體內(nèi)繁殖周期中起一定作用。
HIV-2基因結(jié)構(gòu)與HIV-1有差別：它不含VPU基因，但有一功能不明VPX基因。核酸雜交法檢查HIV-1與HIV-2的核苷酸序列，僅40%相同。env基因表達(dá)產(chǎn)物激發(fā)機(jī)體產(chǎn)生的抗體無交叉反應(yīng)。
(三)培養(yǎng)特性
將病人自身外周或骨髓中淋巴細(xì)胞經(jīng)PHA刺激48～72小時作體外培養(yǎng)(培養(yǎng)液中加IL2)1～2周后，病毒增殖可釋放至細(xì)胞外，并使細(xì)胞融合成多核巨細(xì)胞，最后細(xì)胞破潰死亡。亦可用傳代淋巴細(xì)胞系如HT-H9、Molt-4細(xì)胞作分離及傳代。
HIV動物感染范圍窄，僅黑猩猩和長臂猿，一般多用黑猩猩做實(shí)驗(yàn)。用感染HIV細(xì)胞或無細(xì)胞的HIV濾液感染黑猩猩，或?qū)⒏腥綡IV黑猩猩血液輸給正常黑猩猩都感染成功，邊續(xù)8個月在血液和淋巴液中可持續(xù)分離到HIV，在3～5周后查出HIV特異性抗體，并繼續(xù)維持一定水平。但無論黑猩猩或長臂猿感染后都不發(fā)生疾病。
(四)抵抗力
HIV對熱敏感。56℃30分失去活性，但在室溫保存7天，仍保持活性。不加穩(wěn)定劑病毒-70℃冰凍失去活性，而35%山梨醇或50%胎牛血清中-70℃冰凍3個月仍保持活性。對消毒劑和去污劑亦敏感，0.2%次氯酸鈉0.1%漂白粉，70%乙醇，35%異丙醇、50%乙醚、0.3%H2O20.5%來蘇爾處理5′能滅活病毒，1%NP-40和0.5%triton-X-100能滅活病毒而保留抗原性。對紫外線、γ射線有較強(qiáng)抵抗力。
二、病毒性與免疫性
(一)傳染源和傳播途徑
HIV感染者是傳染源，曾從血液、精液、陰道分泌液、眼淚、乳汁等分離得HIV。傳播途徑有：
1.性傳播：通過同性戀之間及異性間的性接觸感染。異性傳播自不必說，目前已引起足夠的重視。值得一提的是艾滋病最早被稱為“男同性戀者的免疫缺陷病”，其第一例患者亦是同性戀者。究其原因，因同性戀所采取的特殊交媾方式較一般交媾方式更容易對粘膜造成損傷。人體的腸粘膜是柱狀上皮相對于陰道的鱗狀上皮更易損傷，因此最早的艾滋病人幾乎均為同性戀者。
關(guān)于安全套的使用對于艾滋病防治的作用，近年來提出了不同的看法。以往認(rèn)為安全套的保護(hù)率接近100%，現(xiàn)在看來橡膠材質(zhì)的安全套，其間隙大于HIV的直徑，亦即不能完全防止艾滋病的傳播。所以不可以完全依靠安全套，更應(yīng)注意潔身自好。
2.血液傳播：通過輸血、血液制品或沒有消毒好的注射器傳播，靜脈嗜毒者共用不經(jīng)消毒的注射器和針頭造成嚴(yán)重感染，據(jù)我國云南邊境靜脈嗜毒者感染率達(dá)60%。
3.母嬰傳播：包括經(jīng)胎盤、產(chǎn)道和哺乳方式傳播。
(二)致病機(jī)制
HIV選擇性的侵犯帶有CD4分子的，主要有T4淋巴細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞等。細(xì)胞表面CD4分子是HIV受體，通過HIV囊膜蛋白gp120與細(xì)胞膜上CD4結(jié)合后由gp41介導(dǎo)使毒穿入易感細(xì)胞內(nèi)，造成細(xì)胞破壞。其機(jī)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(xì)胞或病毒出芽釋放導(dǎo)致細(xì)胞膜通透性增加，產(chǎn)生滲透性溶解。
2.受染細(xì)胞內(nèi)CD-gp120復(fù)合物與細(xì)胞器(如高爾基氏體等)的膜融合，使之溶解，導(dǎo)致感染細(xì)胞迅速死亡。
3.HIV感染時未整合的DNA積累，或?qū)?xì)胞蛋白的抑制，導(dǎo)致HIV殺傷細(xì)胞作用。
4.HIV感染細(xì)胞表達(dá)的gp120能與未感染細(xì)胞膜上的CD4結(jié)合，在gp41作用下融合形成多核巨細(xì)胞而溶解死亡。
5.HIV感染細(xì)胞膜病毒抗原與特異性抗體結(jié)合，通過激活補(bǔ)體或介導(dǎo)ADCC效應(yīng)將細(xì)胞裂解。
6.HIV誘導(dǎo)自身免疫，如gp41與T4細(xì)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(xì)胞起交叉反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞破壞。
7.細(xì)胞程序化死亡(programmed cell death )：在艾滋病發(fā)病時可激活細(xì)胞凋亡 (Apoptosis) 。如HIV的gp120與CD4受體結(jié)合;直接激活受感染的細(xì)胞凋亡。甚至感染HIV的T細(xì)胞表達(dá)的囊膜抗原也可啟動正常T細(xì)胞，通過細(xì)胞表面CD4分子交聯(lián)間接地引起凋亡CD+4細(xì)胞的大量破壞，結(jié)果造成以T4細(xì)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(xì)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(xì)胞、巨噬細(xì)胞活性減弱，IL2、γ干擾素等細(xì)胞因子合成減少。病程早期由于B細(xì)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(jìn)展，B細(xì)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。
艾滋病人由于免疫功能嚴(yán)重缺損，常合并嚴(yán)重的機(jī)會感染，常見的有細(xì)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(xì)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(xì)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(jī)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(xì)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。 |
