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病毒学与致病机理 |
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康来仪
艾滋病，又称爱滋病，是英文全称Acquired Immune Deficiency Syndrome的字头AIDS缩写的译音，中文全称为获得性免疫缺陷综合症，
这是由一种逆转录病毒引起的传染病，临床上以淋巴肿大、厌食、慢性腹泻、体重减轻、发热、乏力等全身症状起病，逐渐发展至各种机会性感染、继发性肿瘤、精神神经障碍而死亡。
[艾滋病的病毒学]
一、简史
1983年，法国巴斯德研究所Luc Montagnier 等首先从1例持续性淋巴结病综合征(LAS)的男性同性恋者分离到一种含逆转录酶的病毒，命名为淋巴腺病相关病毒(Lymphadenopathy
Associated Virus，LAV)。1984年5月美国国立癌肿研究所Robert Gallo 等从1名艾滋病患者活体组织中分离到病毒，命名为嗜人T淋巴细胞III型病毒(Human
T-cell Lymphotropic virus type3，HTLV-III)。同年，美国加州大学Levy等分离出艾滋病相关病毒(AIDS
related virus, ARV)并首次提示了艾滋病病毒的携带状态。 不久从病毒分子生物学特性、交叉免疫反应、免疫印迹法、病毒限定图谱(Restriction
Map)证明这些先后分离出的病毒基本相同，但与HTLV的蛋白完全不同，基因组的亲缘关系也较远。1986年，国际微生物学会及病毒分类学会将这些病毒统一命名为HIV，1986年1月
Clavel 从西非分离到一种逆转录病毒，与非洲猿猴逆转录病毒(STLV)有较近亲缘性，而只与HIV核心蛋白有部分交叉反应，但同样可引起类似HIV所致的艾滋病临床表现和流行病学特征，不过临床症状较轻，病死率也低，新分离到的病毒称之为HIV-2，把1983年分离到的目前世界上广泛流行的HIV称为HIV-1。
HIV-1和HIV-2是引起AIDS的逆转录病毒，但引起人类其他疾病的逆转录病毒尚有HTLV-1和HTLV-2，虽然两者传播途径十分相似，但临床表现不一，病变机理不一，尤其后两种引起人类白血病的逆转录病毒潜伏期长，可高达20-30年之久。此外，尚有动物艾滋病逆转录病毒，已知有6种，即SIVagin、SIVagmc、SIVmnd、SIVsin、SIVcpz和SIVsyk。初步看来有时有交叉感染，尤其在饲养管理人员和实验研究人员中有交叉(1-3)。
二、HIV的生物学特征
(一) HIV结构
HIV是带有包膜的的RNA逆转录病毒，在分类上属逆转录病毒科中的慢病毒亚科。目前已发现HIV-1型和HIV-2型。HIV呈球型或卵型，直径100-150nm，系双层结构。病毒的核心位于病毒体的中央或偏心，核心由RNA及核衣壳蛋白质(P7、P9)、逆转录酶(Reverse
Transcriptase，RT)、核糖核酸酶H(Ribo H)及整合酶(INT)所组成；核心外为病毒衣壳，呈20面体立体对称，有蛋白质(P17/P18、P24/P25)。病毒最外层为膜蛋白。包膜上有72个刺突(Spike)，含糖蛋白gp120，在双层脂质中有gP41。
HIV基因组结构除包括两端的长末端重复序列(LTR)外，中间有9个开放阅读框架，即gag、pol、env、3`orf(LTR，B.E'，F)、SOT(VIF，A,P,Q)、tat、R(VPR)、art
和VPU(但HIV-2为VPX)。与病毒核心紧密连接的是Vif和Nef蛋白，在核心外很可能存在vpr(VPX)。Tat也可能位于病毒内部。核心蛋白(gag)、被膜蛋白(env)和多聚酶蛋白(pol)是HIV三种结构蛋白。gag编码合成分子量为55KD(HIV-2为56KD)的蛋白P55(HIV-2为P56)。P55随后裂解P17(HIV-2为P16)及P24(HIV-2为P26)。pol
的基因产物为逆转录酶RT、核糖核酸酶Ribo H及整合酶INT，其编码合成的蛋白为P64/65和P51、P31(HIV-2为P68、P53、P34)、env
的基因产物是包膜外的亲水性的gp160(HIV-2为gp140)，成熟后裂解为位于包膜外的亲水性的gp120(HIV-2为gp105)和疏水性的跨膜蛋白gp41(HIV-2为gp36)，位于包膜内的3`orf、sor、tat、R及art的产物具有调节病毒的复制及转化作用(见图1)(4
)。
(二) 亚型 HIV病原特性
HIV病原具有极大的变异性，对病毒的基因特别是V3区进行PCR扩增和序列测定，有助于HIV-1和HIV-2之间，以及每一种内部之间的序列差异比较。现在已经知道，HIV-1型至少可以分为13个亚型，归乃于M、O和N三个组，其中M组有A、B、C、D、E、F、G、H、I、J和K
11个亚型；O组有O亚型和N组有N亚型。HIV-2型至少有A、B、C、D、E、F和G 7个亚型。HIV亚型在病源学、流行病学、实验诊断、临床症状、药物筛查和评估、疫苗研制上颇为重要。当前突出的问题是亚型可变性和亚型重组，对诊断和耐药影响很大(5-6)。
(三) HIV对外界抵抗力
HIV可在人体外环境中生存，但取决于伴随物质与外界温度，一般比肝炎病毒对外界抵抗力低得多，对热很敏感，60℃以上就可被杀死。因此，注射器、医疗用具经过高温消毒、煮沸或蒸气消毒后完全可以达到消毒目的。
HIV对化学品也十分敏感。常用的漂白粉、新鲜2%戊二醛溶液、4%福尔马林溶液、2%氯胺、6%过氧化氢、2.5%Polyvidone
iodine都能杀死HIV，但是最近发现70%酒精溶液和碳酸溶液对HIV作用不稳定(4)。
(四) 分类
从毒株种类分，无疑地有HIV-1和HIV-2之分，目前广泛流行于全球的毒株是HIV-1型。HIV-2毒株虽然发现于西非地区，随着时间的推移，该毒株在欧洲、美国和南美、亚洲一些感染者中也被检测到，尤其亚洲印度的HIV-2感染者数量正在迅速增加，我国在新疆、上海等地区也已陆续发现。当然不论从全球乃至我国，HIV-1是当前主要的艾滋病流行毒株，大量的研究也证明HIV-2在每次性活动中HIV-2比HIV-1的传染性低5～9倍，在母婴传播中HIV-2比HIV-1低15～30倍。感染HIV-2机体自然可发展成艾滋病，但潜伏期相对长，症状表现较轻，存活期则长。
HIV毒株的分类还不仅仅限于毒株的种类，还可根据毒株病毒颗粒生物学特征进行分类。如以急性HIV-1毒株根据其是否具有合胞体诱导(Syncytium-inducing)可分为合胞体诱导株和非合胞体诱导株，分别称为SI株和NSI株。两种毒株在机体的复制能力是不一致的，一般SI株复制迅速，而NSI则复制缓慢。业已清楚，根据HIV-1感染不同的细胞系，可以将其分为亲T细胞系病毒和嗜巨细胞系病毒两大类。通常嗜T细胞系病毒是SI株，而嗜巨噬细胞系病毒一般为NSI株。但是有些合胞体诱导(SI)的HIV-1毒株，则同时既是嗜巨噬细胞的又是嗜T细胞的。SI毒株比NSI毒株对CD4+细胞的感染能力更强。
HIV毒株不同还表现在生物学表型的差异，则是由于协同受体参与而不同，因为不论嗜巨噬细胞性病毒抑或嗜T淋巴性病毒进入宿主细胞除CD4+受体外，还要有一定的协同受体(又称第二受体)。
CCR5作为急性非T淋巴细胞(或嗜巨噬细胞)性病毒适应株的主要协同受体，也即是NSI分离株的协同受体，相反SI表型和T细胞适应株的HIV-1株，则以CXCR4作为协同受体的标记物。但是，许多急性SI
HIV-1毒株也能通过CCR5进入宿主细胞，属于一类嗜双亲性细胞系病毒。
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