艾滋病是由什么原因引起的
(一)发病原因
自1981年美国报道发现一种能对人免疫系统产生破坏力的反转录病毒后,1983年法国巴斯德研究所Montagnier等首先分离出一株病毒,当时命名为淋巴结病相关病毒(lymphadenopathy associated virus,LAV) 。1984年美国Gallo等又从1名获得性免疫缺陷综合征患者活体组织中分离出病毒,命名为嗜人T淋巴细胞病毒Ⅲ型(HTLV-Ⅲ),同年Levy又分离出获得性免疫缺陷综合征相关病毒(ARV) 。经鉴定证明这些病毒为同一病毒,归入反转录病毒科 。随后于1986年7月被国际病毒分类委员会将其统一命名为人类免疫缺陷病毒(HIV),又称艾滋病毒 。人类免疫缺陷病毒是RNA病毒,可在体外淋巴细胞系中培养,属反转录病毒科(Retroviridae)慢病毒属(Lentivirus) 。迄今已发现人类免疫缺陷病毒有两型:人类免疫缺陷病毒1型(HIV-1)和人类免疫缺陷病毒2型(HIV-2) 。
1.HIV-1 起源于中非,扩散到海地、欧洲、北美及全世界,它选择性地侵犯CD4 T淋巴细胞和单核巨噬细胞亚群,也能感染B细胞、小神经胶质细胞及骨髓干细胞,是引起获得性免疫缺陷综合征的主要毒株 。
(1)HIV-1的形态及结构:电镜下观察HIV-1呈圆形颗粒,直径约110nm 。病毒外膜由两层类脂组成,它系新形成的病毒从人的细胞芽生至细胞外时形成,既有病毒蛋白成分,也含有宿主细胞膜的蛋白质 。锚定在外膜上的外膜糖蛋白(Env)由三分子的球状物gp120和三分子的主干gp41组成,gp120呈球形突出于病毒包膜之外,gp41与gp120相连,另一端贯穿病毒包膜 。包膜内是呈钝头圆锥形的核,位于中央,核壳蛋白是p24 。核内含两条完全相同的单链病毒RNA链、Mg2 依赖性反转录酶、整合酶和蛋白酶等成分 。在病毒的外膜和核壳之间,有一基质蛋白p18,见图1 。
(2)HIV-1的基因组及其功能:HIV-1病毒基因组长约10kb,两端各有一个称为长末端重复(1ong terminal repeat,LTR)的RNA序列,长约634bp 。LTR含调控HIV基因表达的DNA序列,可控制新病毒产生,能被宿主细胞或HIV的蛋白所触发 。HIV-1病毒基因组还含有3个基因,包括3个结构基因和6个调节基因(图2) 。
3个结构基因是gag、pol和env 。gag基因(310~1869bp)编码病毒核心的结构蛋白,产生1个分子量为55times;103的前体蛋白(p55),裂解后成为4个较小的蛋白成分:p18、p24、p9和p7,它们共同构成的病毒的核心蛋白结构 。pol(1629~4673bp)基因编码一个较大的前体多肽,它包括3个蛋白质产物:蛋白酶p13、反转录酶p66/p51和整合酶p31 。env(5781~8369bp)编码一个含糖多肽前体gpl60,后裂解为外膜糖蛋白gpl20和跨膜糖蛋白gp41。
6个调节基因是tat,rev,nef,vif,vpr和vpu,它们可编码一些蛋白质,分别控制病毒感染细胞的能力、病毒复制和引起疾病 。如:tat(5358~5635bp)基因编码分子量为14times;103的蛋白质(p14),它在转录和转录后水平上调HIV-1的表达 。rev(4493~4542bp)基因是HIV-1复制所必需的,它可促进未拼接的病毒mRNA从细胞核转移到胞质 。对结构蛋白有正调控作用,对调节蛋白有负调控作用 。缺乏时,gag和env蛋白不能合成 。vif(4588~5196bp)编码分子量为23times;103的蛋白质(p23),有了它才能产生具有感染性的病毒体 。vpr(5592~5828bp)编码分子量为15times;103的蛋白(p15),它有助于转运病毒整合前复合物到胞核,具有较弱的反转录激活作用,可促进病毒蛋白产生 。vpu编码分子量为16times;103的蛋白质(p13),它可能影响着新病毒颗粒的装配和释放 。nef(4970~5043 bp)基因编码分子量为27times;103的蛋白质(p27),可下调LTR表达,降低HIV-1感染细胞的CD4 表达,对HIV复制起负调节作用 。
根据病毒基因的pCR扩增和序列测定,目前已确定HIV-1有3组13个亚型,即M组的A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K亚型,O组的O亚型,和N组的N亚型;HIV-2也有6个亚型,即A、B、C、D、E、F亚型 。HIV-1的M组病毒呈全球性流行,O组病毒和HIV-2则多限于非洲的某些局部地区流行 。中国流行的主要为HIV-1的A、B、B'亚型、C、E 五型,某些流行区还有B/C重组株 。
(3)HIV-1如何感染细胞及复制:游离的HIV-1遇到CD4 细胞时,1个以上的HIV-1的包膜糖蛋白(gp120)与靶细胞表面的CD4分子紧紧结合,导致gp120分子内部的构相发生变化,使gp120同时与靶细胞表面的辅助受体结合 。该受体又分为CC系统,如CCR2、CCR5等及CXC系统,如CXCR4,通常,gp120与CCR5结合感染巨噬细胞,与CXCR4结合感染T细胞 。继之,在gp41的参与下,HIV的外膜与靶细胞膜发生膜的融合 。随后,病毒核心部分被注入胞质内 。尽管CD4 T细胞是HIV感染的主要靶细胞,但免疫系统的其他带有或不带有CD4分子的细胞也可被HIV感染,其中单核巨噬细胞能隐藏大量的病毒,成为HIV的贮存仓库 。部分CD4 T细胞也是一个重要的HIV贮藏库,这些细胞呈一种稳定的、不活跃的形式藏匿HIV 。正常的免疫反应能激活这些细胞,导致HIV复制,产生新病毒体 。
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