艾滋病毒

Human Immunodeficiency Virus，HIV,人类免疫缺陷病毒 (AIDS病毒),一、简介：,人类免疫缺陷病毒（Human Immunodeficiency Virus，HIV），是引起获得性免疫缺陷综合征和相关疾病的RNA病毒。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病毒（Lentivirus），属反转录病毒的一种。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，导致免疫系统的失去抵抗力，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症）。,发现过程 艾滋病最早是于1980年代初期在美国被识别，早期的病人都是年轻的男同性恋者，因此艾滋病一度被称作“同性恋病”（gay plague或gay-related immune deficiency（GRID），并受到当时里根保守政府的忽视。但在美国疾病控制与预防中心以及有识的医生与科学家的持续工作下，累积了信服性的流行病学数据，显示艾滋病有一定的传染性致因（etiology），同时，因输血导致非同性恋者罹患艾滋病的病例逐渐增多，许多科学家开始调查此传染性病原。 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（Human Immunodeficiency Virus）简称HIV。,病毒特征,HIV病毒主要攻击人体的T淋巴细胞系统；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；病毒基因变化多样；感染者潜伏期长、死亡率高；艾滋病病毒的基因组比已知任何一种病毒基因都复杂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；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；,二、形态特征,形态结构,人类免疫缺陷病毒直径约120纳米，大致呈球形。病毒外膜是类脂包膜，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（Matrix），以及蛋白p24形成的半锥形衣壳（Capsid），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（如tRNAlys3，作为逆转录的引物）。,基因编码,病毒基因组是两条相同的正链RNA，每条RNA长约9.2-9.8kb。两端是长末端重复序列（long terminal repeats, LTR），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，可分为叁类：结构蛋白、调控蛋白、辅助蛋白。,1gag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(基质蛋白），P24核蛋白（衣壳蛋白），使RNA不受外界核酸酶破坏。,2Pol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。,3env基因编码约863个氨基酸的前体蛋白并糖基化成gp160，gp120（包膜蛋白）和gp41（跨膜蛋白）。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。,结构蛋白,4TaT 基因编码蛋白可与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。,5Rev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（Cis-Acting repression sequance,Crs） 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。,6Nef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。,调控蛋白,7Vif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。,8VPU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,9Vpr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。,辅助蛋白,P24蛋白来源,P24蛋白是HIV-1蛋白衣壳的主要成分 ，因此也被称为HIV-1的衣壳蛋白,P24蛋白是HIV-1结构基因gag的表达产物，gag基因可以编码病毒的内壳蛋白，翻译时先生成分子量约为55KD的gag蛋白，之后在蛋白酶的作用下分解成P17，P24和P15三种蛋白，P17构成病毒颗粒的内膜，P24则构成，牢固的锥形外壳包围着病毒的核心，p15会继续分解，成为能与病毒RNA相结合的核壳蛋白P9和P7，P24在成熟的HIV病毒颗粒中形成有约1200个壳微粒构成的内衣壳，包围在病毒核心RNA的外部，保护着病毒RNA，由于gag基因序列的保守性，其产物之一P24蛋白的氨基酸序列也在HIV-1各毒株之间高度保守。,P24蛋白免疫学性质,HIV-1感染者在早期即可产生针对P24抗原的CD4+T 淋巴细胞介导的免疫应答，产生特异性的高亲和力抗体，产生的抗体可以干扰MHC 类分子对抗原的处理及呈递，并且抑制CD4+T淋巴细胞的增殖。 同时P24抗原在CD8+T细胞活化过程中起作用，CD8+T淋巴细胞在活化之后杀伤感染了病毒的细胞，从而起到清除病毒的作用，是机体防止病毒复制，增殖以及传播的主要效应细胞。,P24蛋白检测意义,实验室检测HIV的方法包括HIV抗体、病毒载量、CD4+T淋巴细胞以p24抗原检测等。机体感染HIV后，p24蛋白是较早能被检测出的HIV标志抗原，感染后约2周便可被检出，4周左右p24蛋白水平达到顶峰，接着机体开始逐渐产生抗p24的抗体，由于抗体中和了血液中的游离p24蛋白并形成了p24抗体抗原复合物，血清中可被检测的p24抗原含量不断降低，并会于一段时间之后低于常规检测水平。当病毒感染发展到中后期，患者的免疫系统开始被病毒破坏，血清中p24抗原水平会再次升高，可被认为是HIV感染加重的标志。目前国内检测机构对HIV感染的首次诊断主要是通过检测感染者血清中的HIV抗体，由于HIV抗体的检测存在一个窗口期(平均为2个月)，因此对尚未产生抗体的早期感染者往往造成漏检.,P24蛋白检测意义,在HIV-1感染早期，病毒在人体内复制时会产生P24蛋白，通过检测血液中P24蛋白，可达到早期诊断的目的，以便更加有效地控制HIV的传播，P24抗原的检测也可以用来监测疾病进程和评价抗逆转录病毒的治疗效果，此外HIV-1阳性孕妇所产下的婴儿，由于母亲血液中IgG抗体可以通过胎盘转入婴儿体内，很有可能出现抗体阳性而干扰对婴儿的正确诊断，所以验证婴儿是否感染了HIV的方法除了使用核酸检测法外，还可以检测婴儿血清中P24抗原水平。,HIV第一代诊断试剂于1985年在美国问世，主要用于献血者血液中HIV抗体的筛查。第一代试剂使用间接ELISA的方法，以HIV培养裂解物为抗原包被ELISA板，检测人血清中是否含有HIV抗体。由于培养的细胞裂解液中成分复杂且HIV特异性抗原含量较低，所以第一代HIV检测试剂检测的灵敏度和特异性都不高，但HIV第一代检测试剂有效地阻止了HIV病毒的蔓延，人们也开始重视对于HIV的检测和预防。 HIV第二代诊断试剂于上世纪90年代初被推出。随着当时生物技术水平的不断提高，人们能够通过基因工程的方法获得重组HIV特异性抗原或者人工合成的方法获得HIV的多肤抗原，以这些抗原作为包被抗原，使用间接ELISA的方法检测血清中特异性的IgG抗体。HIV第二代诊断试剂的灵敏度和特异性相对于第一代试剂有了大幅的提升。由于第二代试剂最初使用的抗原为HIV-1特异性抗原，所以试剂在检测HIV-2时灵敏度较低。针对这一情况，开发者又在检测试剂中添加了HIV-2特异性抗原，使得检测的灵敏度和准确性进一步提高。,HIV检测试剂盒的现状,1994年HIV第三代诊断试剂问世。第三代检测试剂利用双抗原夹心的方法检测人血清中特异性的IgG, IgM抗体，使用特异性HIV抗原替代抗人IgG抗体作为酶标记物。HIV第三代检测试剂增加了gp41蛋白作为检测HIV-1抗体的抗原，进一步提高了灵敏度，并将HIV的可检测时间提前，是过去十几年中最常用的HIV抗体检测试剂。目前我国自主研发的HIV第三代检测试剂也具有极高的灵敏度和很强的特异性。 HIV第四代试剂在第三代检测试剂的基础上增