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人类免疫缺陷病毒(HumanImmunodeficiencyVirus或HIV)又叫艾滋病毒,是造成人类免疫系统缺陷的一种病毒。1983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),主要侵犯CD4T细胞、CD4单核细胞和B淋巴细胞。属逆转录病毒。该病毒破坏人体的免疫能力,导致免疫系统失去抵抗力,从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。艾滋病病毒已知有4种病株,均来自喀麦隆的黑猩猩及大猩猩。HIV主要型别为HIV-1和HIV-2,艾滋病大多由HIV-1引起的。
HIV形态结构
病毒呈球形,直径100~120nm,电镜下可见一致密的圆锥状核心,内含病毒RNA分子和酶(逆转录酶、整合酶、蛋白酶),病毒外层囊膜系双层脂质蛋白膜,其中嵌有gp120和gp41,分别组成刺突和跨膜蛋白。囊膜内面为P17蛋白构成的衣壳,其内有核心蛋白(P24)包裹RNA。HIV基因组长约9.2~9.7kb,含gag、Pol、env、3个结构基因,及至少6个调控基因(TaTRev、Nef、Vif、VPU、Vpr)并在基因组的5′端和3′端各含长末端序列。HIVLTR含顺式调控序列,它们控制前病毒基因的表达。已证明在LTR有启动子和增强子并含负调控区。
1.gag基因能编码约500个氨基酸组成的聚合前体蛋白(P55),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(P34),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gp120V3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基因编码蛋白(P14)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(Cis-Actingrepressionsequance,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。
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HIVcDNA的LTR,抑制整合的病毒转录。可能是HIV在体内维持持续感染所必需。
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。
HIV传染源和传播途径
HIV感染者和AIDS患者是传染源,
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。
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。
3.母婴传播:包括经胎盘、产道和哺乳方式传播。
一般日常生活接触及昆虫叮咬等不传播。
HIV致病机制
①HIV感染CD4+T细胞
HIV(gp120)→CD4+T细胞(受体CD4)→病毒包膜(gp41)与宿主细胞膜融合→病毒侵入→CD4+T细胞破坏
⑴细胞融合,形成多核巨细胞
⑵CTL、ADCC、NK细胞的杀伤作用
⑶诱导CD4+T细胞凋亡→→CD4/CD8<1.0(正常值1.75~2.1)
②HIV感染单核细胞、巨噬细胞
HIV(gp120)→单核细胞、巨噬细胞(受体CD4)→可长期携带、运输HIV,同时丧失吞噬功能。
③HIV感染脑小神经胶质细胞→神经细胞损伤→引起痴呆。
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年内为死亡。
HIV血清学检测
抗体检测:主要有酶联免疫吸附试验(ELISA)和免疫荧光试验(IFA)。ELISA用去污剂裂解HIV或感染细胞液提取物作抗原,IFA用感染细胞涂片作抗原进行抗体检测,如果发现阳性标本应重复一次。为防止假阳性,可做Westernblot(WB,蛋白印迹法)进一步确证。
WB法是用聚丙烯酰胺凝胶电泳将HIV蛋白进行分离,再经传移电泳将不同蛋白条带转移于硝酸纤维膜上,加入病人血清孵育后,用抗人球蛋白酶标抗体染色,就能测出针对不同结构蛋白抗体,如抗gp120、gp41、P24抗体,特异性较高。
抗原检测:用ELISA检测P24抗原,在HIV感染早期尚未出现抗体时,血中就有该抗原存在.由于P24量太少,阳性率通常较低。常用解离免疫复合物法或浓缩P24抗原,来提高敏感性。
核酸检测:用PCR法检测HIV基因,具有快速、高效、敏感和特异等优点,目前该法已被应用于HIV感染早期诊断及艾滋病的研究中。但费用较高。
HIV存活时间
在室温下,液体环境中的HIV可以存活15天,被HIV污染的物品至少在3天内有传染性。但HIV对热敏感。56℃30min灭活,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%过氧化氢、20.5%来苏尔处理10min能灭活病毒,1%NP-40和0.5%triton-X-100能灭活病毒而保留抗原性。对外紫外线、γ射线有较强抵抗力。
HIV的预防
由于艾滋病惊人的蔓延速度和高度的致死率以及无法治愈性,已引起WHO和许多国家的重视,普遍采用了一系列综合措施进行预防,主要包括:
(一)普及宣传艾滋病的预防知识,了解传播途径和临床表现及预防方法;
(二)加强道德教育,禁止滥交,尤其与外籍人员性乱行为,取缔暗娼;
(三)避免与HIV感染者,艾滋病病人及高危人群发生性接触;
(四)禁止与静脉药隐者共用注射器,针头;
(五)使用进口血液,血液成份及血液制品时,必须进行HIV检测;
(六)国内供血者严格排选,应逐步做到检测HIV阴性方能供血,严防HIV传播;
(七)献血,献器官,组织及精液者应做HIV检测;
(八)建立艾滋病检测中心;
(九)提倡使用避孕套和避免肛交;
(十)艾滋病或HIV感染者应避免妊娠,出生婴儿应避免母乳喂养。