HIV病毒的生命周期
主细胞的目标艾滋病毒是一个特殊的类的白细胞关键免疫系统被称为辅助T淋巴细胞,或辅助T细胞。辅助T细胞也称为CD4 + T细胞,因为他们有在他们的表面蛋白CD4。辅助T细胞发挥核心作用在正常免疫反应生产因素激活几乎所有其他的免疫系统细胞。这些包括B淋巴细胞,产生抗体需要抗感染;细胞毒性T淋巴细胞,杀死细胞感染病毒;巨噬细胞和其他效应细胞,攻击入侵的病原体。艾滋病的结果的损失大部分的辅助T细胞在体内。
艾滋病是一种逆转录酶病毒的,一个独特的病毒家族的遗传物质的形式核糖核酸(而不是DNA)脂蛋白信封包围。艾滋病病毒不能复制自己,而是依赖于宿主细胞的机制产生新的病毒颗粒。艾滋病毒感染的辅助T细胞通过蛋白质嵌入式的信封gp120。蛋白gp120结合的分子称为CD4细胞表面的辅助T细胞,一个事件,启动一系列复杂的反应,使艾滋病毒遗传信息到细胞内。
艾滋病病毒进入宿主细胞还需要一组的参与通常作为受体细胞表面蛋白趋化因子(hormonelike介质吸引免疫系统细胞体内特定的网站)。那些发生在T细胞受体,常常被描述为coreceptors,因为他们的工作与CD4允许HIV进入细胞。趋化因子受体已知作为HIV coreceptors包括CCR5(趋化因子受体(碳碳主题)5)和趋化因子受体CXCR4(趋化因子受体(C-X-C主题)4),它们都被归类为G protein-coupled受体。绑定的CD4暴露地区的gp120 gp120和趋化因子受体相互作用。交互触发构象变化,使一个地区的病毒包膜蛋白gp41,它将自身插入宿主细胞的细胞膜,病毒囊膜和桥梁细胞膜。额外的构象变化gp41一起把这两个膜,导致出现融合。在融合病毒遗传信息可以进入宿主细胞。CCR5和趋化因子受体CXCR4都产生了巨大的兴趣作为药物开发的目标;代理绑定和阻断这些受体抑制艾滋病病毒进入细胞。
一旦病毒被感染了T细胞,艾滋病毒复制它的RNA双链DNA复制的病毒酶逆转录酶;这一过程被称为反向转录,因为它违背了通常的方式遗传信息转录。因为逆转录酶缺乏“校对”功能,大多数DNA-synthesizing酶,很多突变出现的病毒复制,进一步阻碍了免疫系统对抗病毒的能力。这些突变让病毒进化非常快,大约一百万倍人类基因组的发展。快速进化允许病毒逃避抗病毒免疫反应和抗逆转录病毒药物。下一步在病毒生命周期集成病毒基因组进入宿主细胞的DNA。整合发生在本质上任何访问的站点在宿主基因组中并导致永久收购病毒基因的宿主细胞。在适当的条件下这些基因转录成病毒核糖核酸分子。有些病毒RNA分子纳入新的病毒粒子,而其他人则用作信使核糖核酸生产的新病毒蛋白质。病毒蛋白质聚集在质膜基因病毒RNA一起形成一个病毒粒子从感染细胞表面的味蕾,带着它的宿主细胞膜作为病毒信封。嵌入式信封是gp120 / gp41复合物,使附件下一轮辅助T细胞的感染。大部分被感染的细胞死亡迅速(一天)。辅助T细胞的数量,失去了通过直接感染或其他机制超过的数量产生的新细胞的免疫系统,最终导致辅助T细胞的数量减少。医生遵循的过程疾病通过确定辅助T细胞的数量(CD4 +细胞)在血液里。测量,称为CD4细胞计数,提供了一个良好的免疫系统的状态指示。医生也测量bloodstream-i.e病毒。,病毒load-which提供了一个指示病毒复制的速度和破坏辅助T细胞。
基因组艾滋病毒
艾滋病病毒的基因组的突变速度非常高,因此,病毒在每个受感染的个人略有不同。个体变异背后的遗传机制研究了通过方法基于基因组测序。的2009年HIV - 1基因是第一个艾滋病病毒基因组被测序。在此之前的成就,艾滋病毒RNA折叠成高度的能力错综复杂的结构复杂的试图阐明基因组序列,科学家只能小段序列的基因组。hiv - 1基因是由9173组成的核苷酸RNA的核苷酸的基石核酸)。
测序表明变异发生在艾滋病毒基因组,但基因编码蛋白gp120尤其明显。通过不断改变其主要表面蛋白的结构,这种病毒可以避免免疫系统产生的抗体识别。测序也提供有用的见解遗传因素影响病毒活动。知识,这些因素将有助于开发新的药物治疗艾滋病。
感染过程中
艾滋病毒感染的过程中包括三个阶段:初级艾滋病毒感染、无症状的阶段,和艾滋病。在第一阶段迅速传播艾滋病毒复制,和一些人可能经历一个急性流感的疾病,通常持续一至两周。在此期间可能会出现各种各样的症状,如发烧,扩大淋巴结,喉咙痛、肌肉和关节疼痛、皮疹不适。标准HIV检测,测量该病毒抗体,最初是负的,因为艾滋病毒血液中的抗体一般不会达到可检测水平,直到几周后发病的急性疾病。随着病毒的免疫反应的发展,血液中的艾滋病病毒的水平下降。
第二阶段的艾滋病毒感染,无症状期,平均持续了10年。在此期间病毒不断复制,并有一个缓慢的CD4细胞计数下降(辅助T细胞的数量)。当CD4细胞计数下降到每微升200个细胞的血液(在一个未受感染的成年人通常每微升1000个细胞),患者开始投机取巧infections-i.e经验。出现感染,只有在患者免疫系统的缺陷。这是艾滋病、艾滋病病毒感染的最终阶段。三十九位机会性感染卡氏肺孢子虫肺炎,肺结核,鸟型分支杆菌感染,单纯疱疹感染、细菌性肺炎、弓形体病,巨细胞病毒感染。此外,病人可以开发痴呆和某些癌症,包括卡波西肉瘤和淋巴瘤。死亡最终结果从机会主义的无情攻击病原体或从身体的无力抵抗恶性肿瘤。
一小部分的人感染艾滋病毒可存活超过10年不发展艾滋病。多年的怀疑,这些人山更有活力的免疫反应的病毒,但科学家无法解释为什么。然后,遗传变异称为单核苷酸多态性,或单核苷酸多态性,被确定在不同HLA(人类白细胞抗原为分子)的基因代码刺激免疫应答。一个变化HLA-G例如,基因被发现在一个子集的妓女保持阴性尽管与超过500名hiv阳性男性性接触。科学家们发现额外的单核苷酸多态性影响病毒载量和疾病进展为HLA-B基因代码,HLA-C,HCP5(HLA复杂P5),一个不活跃的逆转录病毒首次纳入人类基因组数百万年前,DNA序列相似性与艾滋病毒和被认为是干扰病毒复制。
艾滋病毒能够快速变异逃脱被某些HLA免疫分子识别以及细胞毒性T淋巴细胞,帮助控制艾滋病毒复制。两种形式的HLA-B基因,被称为HLA-B * 51和HLA-B * 27例如,产生免疫分子特别容易逃脱的艾滋病毒。艾滋病毒的变异,以避免这些分子的频率直接相关HLA-B * 51和HLA-B * 27基因发生在人口。因此,携带突变病毒的艾滋病感染者的比例能够逃避免疫检测HLA-B * 51和HLA-B * 27分子往往是高人口的高频率HLA-B * 51和HLA-B * 27基因。相比之下,那些基因的频率最低的人群中,只有一小部分感染艾滋病毒的人感染变异病毒。
艾滋病毒变异和快速发展的能力逃脱免疫检测的最普遍HLA分子类似于快速适应和其他传染性病毒的突变,如流感。然而,有证据表明,在人口艾滋病毒的适应性保护HLA变异可能会降低其复制的能力。在博茨瓦纳例如,艾滋病毒已经适应了克服的保护作用HLA-B * 57变体,seroprevalence(艾滋病毒感染的频率)增加但病毒复制能力降低。研究人员推测减少艾滋病毒的复制能力和毒性可能归因于不仅快速适应保护变异,也越来越多地使用抗逆转录病毒治疗。