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1、艾滋病病毒与艾滋病的发病机制 第三版HIV的发现、结构、异质性和起源HIV的发现、结构、异质性和起源人炎免疫缺陷病毒(HIV)是逆转录病毒科慢病毒属中的一员。HIV之所以被称为逆转录痫毒足因为其在宿主细胞内能利用病毒的逆转录酶(RT)将病毒RNA基因组反转求为DNA该DNA可以进入细胞核内整合到细胞染色体上（见第3章)。在研究禽和鼠类白血病和淋巴瘤的成因时人们首次认识了逆转录病毒这螳不同炎型的病毒构成了该病毒家族的不同属慢病毒属包括多种能感染动物的痫毒(丧11)(827，1 683251 1)与人类相关的成员是因为其与免疫缺陷综合症(AIDS)相关而被发现的(1 577)。这一临床综合征的特征
2、是由于HIV放入持续复制和播散(参见前言)而导致CD4+4细胞的显著减少以及机会性感染和症的发生(表12、表13)。艾滋病研究者要寻找到一种先引起免疫功能紊乱然盯导敛种绎综介矾炎疚痫的痫原慢病毒心作为首选目标。然而，住20世纪80年代早期寻找义滋病痫旺的fIjf究却集中住一些已知的能引起免疫缺陷的病毒上，既有逆转录病毒，也傲小病毒于也疹病毒(3283，3819)。即使在发现HIV之后，确定其分类为慢病毒也用_r一年的时问(表13)(754，1559，254l，3649)。1983年首次显示艾滋病可能是由逆转录病毒引起，当时，巴斯德研究所的I协”sinlOLlSSi及其同事从一个持续性淋巴腺病综
3、合征(PGI。)患者的淋巴结中分离到J含逆转求嗍汛忡的病毒(272)。当时-一些医生怀疑此综合征与艾滋病有关，但尚缺乏确凿的址据。由于在几例病毒感染者中观察到淋巴结肿大，许多医生最初认为I，(；I。足币p L知的人类瘸毒如EpsteinBarr病毒(EBV)或巨细胞病毒(CMV)引起的。此外巴斯德研究所分离到的逆转录病(272)的特征与人T细胞白血病病毒(HTI。V)相似(4327)。闪此it：多研究人贝起初认定这种淋巴结分离到的病毒是上述人逆转录病毒家族的一贝。这观点也受到了在同一期科学杂志一卜-同时发表的PGI。病原和从艾滋病患者体内分离刮HTI。V病毒的论文的影响(1421)。然向HTl
4、一V似乎不像是艾滋病的致病因子(3035，35474327)。其在细胞内复制水rfi低丽儿与细胞膜紧密相连。既然血友病患者可患义滋病(653)，那么这种病毒_义址怎样绛兀川胞的叭浆产物如第【人j子传播呢?另外，在血液巾很少发现游离的HTI。HIV病毒糊V非ffl不杀死淋巴细胞，反而可使淋巴细胞永生化而持续生长(3547。4327)。大大如此艾滋痫患抒特征性的(、I_)Il细胞的减少(15763008，4246)不能用HIV感染来解释。文章连接：http:/ T细胞具有更多的T细胞使用受体这为更广泛地识别变异株表位提了保证。同时，CD8+细胞具有很强的抗HIV非细胞毒性反应。这些研究结果解释了为
5、什么感染HIV-2后可以产生一抗HIV毒株的交义保护作用。然而，还没有继续不断地获得这些研究结果。相应的研究证实pBMC细胞同时感染HIV-1和HIV-2毒株时，HIV-1的复制受到抑制。该机制不是在病毒进入阶段。而是在病毒组装和释放阶段。关于双重感染的结果有待于进一步的研究。文章连接：http:/ 艾滋病病毒A概述HIV毒株广泛的生物学和血清学异质性反映在病毒的基因序列上。HIV毒株的这些差异是如何产生还不清楚，但该病毒的逆转录酶(RT)非常容易出错，造成基因组容易发生变异。由于该酶在以RNA为模板时的保真性比以DNA为模板时高数倍，提示大多数突变发生在DNA模板DNA引物的合成反应中，据估
6、计在一轮复制周期中就会产生多达1 O个碱基的突变)。分子生物学技术可以帮助我们去判明在病毒基因组中的变异与HIV异质性的相关性。B基因组对限制酶的敏感性HIV一1毒株间的差异之一最初体现在其前病毒克隆对限制酶消化的敏感性不同。在对两种H TTLV一和LAV的原始分离物进行限制酶消化分析后，发现它们实际上是完全一样的，而第三种ARV一2(HIV一1sF2)毒株则显示出显著差异。不同毒株具有不同的限制酶图谱这一特性已成为后来毒株鉴定的一个准则。从某一个体分离的毒株，呈现几种保守的限制酶切位点，据此能辨明毒株是否来自同一个人。同样地，来自母亲和孩子的HIV一1分离株、输入来自同一供血者的血液或凝血因
7、子的个体或两个性伙伴之间分离的毒株，因具有相似的限制酶图谱，显示它们具有密切关系。在分析不同基因区域时，可用琼脂糖上进行的DNA异源双链泳动分析检测准种多样性，该技术可快速分析HIV毒株基因组差异和进化过程中的遗传变异。HIV不同分离株间限制性酶切的差异。HUT 78T细胞被如下病毒急性感染：HIVIs2(以目前的ARV一2)(泳道1)、SF-4(泳道3)、SF-1 9(4)。泳道2是HIV-1 sF2慢性感染的HUT 78细胞系。从细胞中获得高分子量DNA，并进行限制性内切酶和印迹处理。A板包含未消化的高分子量细胞DNA。图中显示了未整合HIV一1 DNA的位置。IN，完整的；NC，有缺口的
8、环状；L，线性的(97kb)；S，超螺旋。在未消化的完整的病毒DNA达到了琼脂糖凝胶的排阻极限(大于20kDa)。经允许。5年来收集的样本进行HIV包膜基因准种及其衍生种的DNA异源双链泳动分析。对开始阳转(起始年份标记为0年)的病人连续采集其PBMC，用巢式PCR扩增这些PBMC及两种体外扩增的培养物(带有原始年份，标记为C)中HIV Env V3一V5区。放射标记零时PCR产物，从同一样本和其他样本重新退火至过量DNA。标记的异源双链DNA用非变性PAGE分离，再放射自显影。分析显示随着时间的推移，早先零时的变化被最快移动消失的标记同源双链所反映，大量异源双链DNA带和慢移动的标记的杂交双
9、链，提示了越来越多的基因差异。与未培养病毒PBMC样本相比，体外培养的分离株具有较低的遗传多样性。C基因序列的差异当得到最早分离的HIV一1毒株的全基因序列时，再一次表明HTLV一B和LAV是同一毒株(HIV-1 IaI)，然而SF2毒株和随后其他的HIV-毒株的基因序列则与原始毒株有差异。来自不同个体的毒株的全基因组至少有61 O的差异，一些分离株存在广泛的同义突变(不影响氨基酸表达的突变)和非同义突变(影响氨基酸表达的突变)。调控基因和包膜蛋白中可能出现大量非同义突变，一些毒株在某些基因的氨基酸序列能出现近40的突变。DHIV一1和HIV-2及亚型lHIV一1 对部分病毒基因尤其是包膜蛋白
10、区进行PCR扩增及序列测定，特别有助于快速进行HIV-I和HIV-2毒株间差异的比较。通过氨基酸分析方法发现不同毒株包膜的显著多样性的同时也发现了一定的相似性。目前，依据病毒全基因序列的测序结果，HIV-1可分为三个组，分别为M组(主要组)、O组(外围组)和 N(非M非O组)，已经确定了HIV-2的8个组。M组内9个群(或亚型)已经被确定，分别被定名为AD、FH、J和K。一些亚型归属于O组，只有几个毒株属于N组。HIV-2病毒的亚型还没有确定HIVM组的不同亚型在包膜区的氨基酸组成上有至少2O的差异，Gag区也至少有15的差异。HIV-1不同组间的差异在EnV和Gag区至少为2 5，而亚型间的
11、遗传距离则近似。当对毒株进行最终分型时，必须与组内其他型的病毒进行全基因组序列比较。文章连接：http:/ kb，带有编码几种病毒蛋白的开放阅读框架。HIV的最初转录本是一条全长的病毒 mRNA，被翻译为Pol和Gag蛋白。Pol前体蛋白被自身的蛋白酶裂解为逆转录酶(RT)、蛋白酶(PR)及整合酶(IN)。通过蛋白水解酶的作用，Gag前体蛋白p55产生更小的蛋白，包括p24、p17、p9、p6，以及p2和p1，Gag和Gag-Pol产物的合成比例约为2O：1。产生许多亚基因组信使RNAs(mRNAs)的剪接作用对于其他病毒蛋白的合成很重要。未剪接mRNA与单剪接及多剪接mRNA的相对数目似乎是
12、由rev基因决定的，而rev本身就是一个多剪接mRNA的产物。如上所述，gpl20、gp41膜蛋白由gpl60前体而来，而后者是全长病毒mRNA单剪接的产物。gpl60的裂解由一种叫furin的蛋白内切酶来完成，其他剪接mRNA的基因产物组成了病毒的多种调节及辅助蛋白，这些蛋白能影响不同类型细胞内病毒的复制。一种调节蛋白是Tat，它具有反式激活作用，与一些细胞蛋白一起，Tat蛋白与病毒LTR3上称为Tat应答元件的RNA环状结构(称为Tat应答元件)相互作用。Tat是上调HIV复制的一种主要蛋白。另一种病毒调节蛋白为Rev(病毒蛋白表达调节因子)，如上所述，Rev与位于膜蛋白mRNA内叫做Rev应答元件的顺式激活RNA环状结构作用。这种作用涉及细胞蛋白和Rev蛋白多聚体，允许未剪接的mRNA从细胞核进入细胞浆，产生子代病毒所需的全长病毒蛋白。Tat和Rev是RNA结合蛋白，与细胞因子相互作用时发挥最佳活性。病毒蛋白的加工。某些由1 0种不I司病毒转录产物翻详而成的Hl Vl蛋白，可由病毒和细胞的蛋白酶进一步加工。由包括Tev在内的46个开放阅读框架编码16种病毒蛋白，它们构成了病毒颗粒的结构，决定病毒的酶活性，并有调节和辅助病毒复制功能。160kDa的Gag
