HIV病毒的结构是什么?

   1981年,人类免疫缺陷病毒在美国首次发现。它是一种感染人类免疫系统细胞的慢性病毒,属反转录病毒的一种,会引起至今无有效疗法的致命性传染病。该病毒破坏人体的免疫能力,导致免疫系统失去抵抗力,而导致各种疾病及癌症得以在人体内生存,发展到最后,导致艾滋病(获得性免疫缺陷综合征)。在世界范围内导致了近1 200万人的死亡。在感染后会整合入宿主细胞的基因组中,而目前的抗病毒治疗并不能将病毒根除。在2004年底,全球有约4 000万被感染并与人类免疫缺陷病毒共同生存的人,流行状况最为严重的仍是撒哈拉以南非洲,其次是南亚与东南亚,但该年涨幅最快的地区是东亚、东欧及中亚。1986年7月25日,世界卫生组织(WHO)发布公报,国际病毒分类委员会会议决定,将艾滋病病毒改称为人类免疫缺陷病毒,简称HIV。

 
  生物学诊断
 
  形态结构
 
  人类免疫缺陷病毒直径约120纳米,大致呈球形。病毒外膜是磷脂双分子层,来自宿主细胞,并嵌有病毒的蛋白gp120与gp41;gp41是跨膜蛋白,gp120位于表面,并与gp41通过非共价作用结合。向内是由蛋白p17形成的球形基质,以及蛋白p24形成的半锥形衣壳,衣壳在电镜下呈高电子密度。衣壳内含有病毒的RNA基因组、酶(逆转录酶、整合酶、蛋白酶)以及其他来自宿主细胞的成分。
 
  基因结构及编码蛋白的功能
 
  病毒基因组是2条相同的正义RNA,每条RNA长约9?2~9?8kb。两端是长末端重复序列,含顺式调控序列,控制前病毒的表达。已证明在LTR有启动子和增强子并含负调控区。LTR之间的序列编码了至少9个蛋白,可分为3类:结构蛋白、调控蛋白、辅助蛋白。
 
  (1)gag基因能编码约500个氨基酸组成的聚合前体蛋白,经蛋白酶水解形成p17、p24核蛋白,使RNA不受外界核酸酶破坏。
 
  (2)Pol基因编码聚合酶前体蛋白,经切割形成蛋白酶、整合酶、逆转录酶、核糖核酸酶H,均为病毒增殖所必需。
 
  (3)env基因编码约863个氨基酸的前体蛋白并糖基化成gp160、gp120和gp41。gp120含有中和抗原决定簇,已证明HIV中和抗原表位,在gp120 V3环上,V3环区是囊膜蛋白的重要功能区,在病毒与细胞融合中起重要作用。gp120与跨膜蛋白gp41以非共价键相连。gp41与靶细胞融合,促使病毒进入细胞内。实验表明gp41亦有较强抗原性,能诱导产生抗体反应。
 
  (4)TaT因编码蛋白可与LTR结合,以增加病毒所有基因转录率,也能在转录后促进病毒mRNA的翻译。
 
  (5)Rev基因产物是一种顺式激活因子,能对env和gag中顺式作用抑制序去抑制作用,增强gag和env基因的表达,以合成相应的病毒结构蛋白。
 
  (6)Nef基因编码蛋白p27对HIV基因的表达有负调控作用,以推迟病毒复制。该蛋白作用于HIV cDNA的LTR,抑制整合的病毒转录。可能是HIV在体内维持持续感集体所必需。
 
  (7)Vif基因对HIV并非必不可少,但可能影响游离HIV感染性、病毒体的产生和体内传播。
 
  (8)VPU基因为HIV-1所特有,对HIV的有效复制及病毒体的装配与成熟不可少。
 
  (9)Vpr基因编码蛋白是一种弱的转录激活物,在体内繁殖周期中起一定作用。
 
  HIV-2基因结构与HIV-1有差别:它不含VPU基因,但有一功能不明VPX基因。核酸杂交法检查HIV-1与HIV-2的核苷酸序列,仅40%相同。env基因表达产物激发机体产生的抗体无交叉反应。
 
  培养特性
 
  将病人自身外周或骨髓中淋巴细胞经PHA刺激48~72小时做体外培养(培养液中加IL2)1~2周后,病毒增殖可释放至细胞外,并使细胞融合成多核巨细胞,最后细胞破溃死亡。亦可用传代淋巴细胞系如HT-H9、Molt-4细胞作分离及传代。
 
  HIV动物感染范围窄,仅黑猩猩和长臂猿,一般多用黑猩猩做实验。用感染HIV细胞或无细胞的HIV滤液感染黑猩猩,或将感染HIV黑猩猩血液输给正常黑猩猩都感染成功,边续8个月在血液和淋巴液中可持续分离到HIV,在3~5周后查出HIV特异性抗体,并继续维持一定水平。但无论黑猩猩或长臂猿感染后都不发生疾病。
 
  抵抗力
 
  HIV对热敏感。56℃ 30分钟失去活性,但在室温保存7天仍保持活性。不加稳定剂病毒-70℃冰冻失去活性,而35%山梨醇或50%胎牛血清中-70℃冰冻3个月仍保持活性。对消毒剂和去污剂亦敏感,0?2%次氯酸钠、0?1%漂白粉、70%乙醇、35%异丙醇、50%乙醚、0?3%H2O2、0?5%来苏尔处理5′能灭活病毒,1%NP-40和0?5%triton-X-100病毒性与免疫性。
 
  传染源和传播途径
 
  HIV感染者是传染源,曾从血液、精液、阴道分泌液、眼泪、乳汁等分离得HIV。传播途径有:
 
  (1)性传播:通过男性同性恋之间及异性间的性接触感染。注:如同伴间要保持清洁的性交,有固定的伴侣,不要乱性,否则很容易感染!固定伴侣之间要互相了解有没有HIV感染情况!如没有,有安全套的使用,0%感染概率,不带0?0002%感染概率,尤其要注意保护自己的身体健康状况!
 
  (2)血液传播:通过输血、血液制品或没有消毒好的注射器传播,静脉嗜毒者共用不经消毒的注射器和针头造成严重感染,据我国云南边境静脉嗜毒者感染率达60%。能灭活病毒而保留抗原性。对紫外线、γ射线有较强抵抗力。
 
  (3)母婴传播:包括经胎盘、产道和哺乳方式传播。
 
  致病机制
 
  HIV选择性的侵犯带有CD4分子的,主要有T4淋巴细胞、单核巨噬细胞、树突状细胞等。细胞表面CD4分子是HIV受体,通过HIV囊膜蛋白gp120与细胞膜上CD4结合后由gp41介导使毒穿入易感细胞内,造成细胞破坏。其机制尚未完全清楚,可能通过以下方式起作用:
 
  (1)由于HIV包膜蛋白插入细胞或病毒出芽释放导致细胞膜通透性增加,产生渗透性溶解。
 
  (2)受染细胞内CD-gp120复合物与细胞器(如高尔基体等)的膜融合,使之溶解,导致感染细胞迅速死亡。
 
  (3)HIV感染时未整合的DNA积累,或对细胞蛋白的抑制,导致HIV杀伤细胞作用。
 
  (4)HIV感染细胞表达的gp120能与未感染细胞膜上的CD4结合,在gp41作用下融合形成多核巨细胞而溶解死亡。
 
  (5)HIV感染细胞膜病毒抗原与特异性抗体结合,通过激活补体或介导ADCC效应将细胞裂解。
 
  (6)HIV诱导自身免疫,如gp41与T4细胞膜上MHCⅡ类分子有一同源区,由抗gp41抗体可与这类淋巴细胞起交叉反应,导致细胞破坏。
 
  (7)细胞程序化死亡:在艾滋病发病时可激活细胞凋亡。如HIV的gp120与CD4受体结合;直接激活受感染的细胞凋亡。甚至感染HIV的T细胞表达的囊膜抗原也可启动正常T细胞,通过细胞表面CD4分子交联间接地引起凋亡CD+4细胞的大量破坏,结果造成以T4细胞缺损为中心的严重免疫缺陷。患者主要表现:外周淋巴细胞减少,T4/T8比例配置,对植物血凝素和某些抗原的反应消失,迟发型变态反应下降,NK细胞、巨噬细胞活性减弱,IL2、γ干扰素等细胞因子合成减少。病程早期由于B细胞处于多克隆活化状态,患者血清中Ig水平往往增高,随着疾病的进展,B细胞对各种抗原产生抗体的功能也直接和间接地受到影响。
 
  艾滋病人由于免疫功能严重缺损,常合并严重的机会感染。常见的有细胞(鸟分枝杆菌)、原虫(卡氏肺囊虫、弓形体)、真菌(白色念珠菌、新型隐球菌)、病毒(巨细胞病毒、单纯疱疹病毒、乙型肝炎病毒),最后导致无法控制而死亡,另一些病例可发生Kaposis肉瘤或恶性淋巴瘤。此外,感染单核巨噬细胞中HIV呈低度增殖,不引起病变,但损害其免疫功能,可将病毒传播全身,引起间质肺炎和亚急性脑炎。
 
  HIV感染人体后,往往经历很长潜伏期(3~5年或更长至8年)才发病,表明HIV在感染机体中,以潜伏或低水平的慢性感染方式持续存在。当HIV潜伏细胞受到某些因素刺激,使潜伏的HIV激活大量增殖而致病,多数患者于1~3年内死亡。
 
  自身免疫无法清除的原因
 
  艾滋病病毒进入人体后,首先遭到巨噬细胞的吞噬,但艾滋病病毒很快改变了巨噬细胞内某些部位的酸性环境,创造了适合其生存的条件,并随即进入T-CD4淋巴细胞大量繁殖,最终使后一种免疫细胞遭到完全破坏。
 
  HIV感染后可刺激机体生产囊膜蛋白(gp120,gp41)抗体和核心蛋白(p24)抗体。在HIV携带者、艾滋病病人血清中测出低水平的抗病毒中和抗体,其中艾滋病病人水平最低,健康同性恋者最高,说明该抗体在体内有保护作用。但抗体不能与单核巨噬细胞内存留的病毒接触,且HIV囊膜蛋白易发生抗原性变异,原有抗体失去作用,使中和抗体不能发挥应有的作用。在潜伏感染阶段,HIV前病毒整合入宿主细胞基因组中,免疫会把HIV忽略不被免疫系统识别,自身免疫无法清除。
 
  艾滋病毒的特点
 
  HIV是艾滋病毒的英文缩写,它的特点主要为以下几点:
 
  (1)主要攻击人体的T淋巴细胞系统。
 
  (2)一旦侵入机体细胞,病毒将会和细胞整合在一起终生难以消除。
 
  (3)病毒基因变化多样。
 
  (4)广泛存在于感染者的血液、精液、阴道分泌物、唾液、尿液、乳汁、脑脊液、有神经症状的脑组织液,其中以血液、精液、阴道分泌物中浓度最高。
 
  (5)对外界环境的抵抗力较弱,对乙肝病毒有效的消毒方法对艾滋病病毒消毒也有效。
 
  (6)感染者潜伏期长,死亡率高。
 
  (7)艾滋病病毒的基因组比已知任何一种病毒基因都复杂。
 
  艾滋病病毒感染人体后的症状
 
  艾滋病病毒感染早期,亦称急性期,多数无症状,但有一部分人在感染数天至3个月时,出现像流感或传染性单细胞增多症样症状,如发热、寒战、关节疼、肌肉疼、头疼、咽痛、腹泻、乏力、夜间盗汗和淋巴结肿大,皮肤疹子是十分常见的症状,这之后,进入无症状感染期。知识点抗击艾滋病联盟
 
  20世纪80年代末,人们视艾滋病为一种可怕的疾病。美国的艺术家们就用红丝带来默默悼念身边死于艾滋病的同伴。在一次世界艾滋病大会上,艾滋病病人和感染者齐声呼吁人们的理解。此时,一条长长的红丝带被抛在会场的上空。支持者将红丝带剪成小段,并用别针将折叠好的红丝带标志别在胸前。含义:红丝带像一条纽带,将世界人民紧紧联系在一起,共同抗击艾滋病,她象征着我们对艾滋病病毒感染者和病人的关心与支持;象征着我们对生命的热爱和对平等的渴望;象征着我们要用“心”来参与预防艾滋病的工作。
 

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