艾滋病致病机理

艾滋病毒及其致病机理年级:2014级学号:30320142200051姓名:倪文彦专业:材料科学与工程二零一五年七月摘要国家卫计委公布，我国自1985年发现第一例艾滋病病人以来，截至2014年10月底，报告现存活的艾滋病毒感染者和病人已达49.7万例(感染者占60%左右)，死亡15.4万例。而且，这一数据还呈逐年上升的趋势，艾滋病已严重威胁了人民群众身体健康和经济社会发展。因此，客观全面的认识艾滋病对我们来说尤为重要。关键词：艾滋病毒；病毒结构；致病机理；一、艾滋病毒结构（一）、形态结构HIV病毒直径约120纳米，大致呈球形。HIV呈球形，直径约100～120nm。病毒外膜是类脂包膜，来自宿主细胞，并嵌有gp120和四41两种特异性糖蛋白，前者为外膜糖蛋白，后者为跨膜糖蛋白(图2-1)，外膜糖蛋白位于表面，并与跨膜蛋白通过非共价作用结合。向内是球形基质，以及半锥形衣壳，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（病毒复制必须的酶类有3种，分别是逆转录酶(p66，p51)、整合酶(p32)和蛋白酶(p11)）以及其他来自宿主细胞的成分，作为逆转录的引物。（二）、结构基因HIV基因全长约9.8kb，含有gag、pol、env3个结构基因、2个调节基因和4个辅助基因，分别称为tat(反式激活因子)、rev(毒粒蛋白表达调节子)；ncf(负调控因子)、vpr(病毒r蛋白)、vpu(病毒u蛋白)和Vif(毒粒感染性因子)。HIV-1的基因结构见图2-2。(三)临床意义HIV的结构成分与病毒感染、临床诊断、药物、试剂和疫苗的研究密切相关。如包膜糖蛋白是病毒进入细胞的门户，针对各种病毒抗原(gp120、gp41、gp24等)而产生的抗体是临床诊断的重要物质基础。二、艾滋病毒致病机制（一）、进入易感细胞的途径1、易感细胞体外培养表明多种人类细胞对HIV易感，但感染范围因不同病毒株而不同，见表2-2。一般来说，CD4+细胞可以使HIV复制达到最高梯度。2、进入易感细胞的通道HIV需借助于易感细胞表面的受体方可进入，包括第一受体(CD4，主要受体)和第二受体(辅助受体)。HIV的外膜糖蛋白gp120首先与第一受体CD4分子结合，gp120的多个CD4结合决定簇在结合时互相影响，使gp120与CD4+结合时发生构象改变。然后gp120再与第二受体(趋化因子)结合，使HIV与CD4+细胞进一步靠拢，gp120构象进一步改变，并与gp41(gp36)分离，暴露出的gp41(gp36)插入CD4+细胞膜中，最终导致HIV与宿主细胞膜的融合，并释放病毒内容物到CD4+细胞中。HIV胞膜是体液抗体反应的主要靶位，胞膜糖蛋白gp120和gp41有很强的抗原性，与抗体中和作用有关，也是免疫疫苗研究的靶点之一。早期的研究表明HIV通过与宿主细胞表面的CD4分子结合感染细胞，20世纪90年代后大量的研究证明HIV感染细胞仅靠CD4是不够的。1996年人们发现了HIV感染的辅助受体，即HIV与CD4分子结合后再通过辅助受体方可进入细胞。目前，已经发现的与HIV感染有关的辅助受体有2类，一类是CC型辅助受体，如CCR1、CCR2b、CCR3、CCR5；另一类是CXC型，如CXCR4。辅助受体的发现为人们进一步从分子水平了解HIV的发病机制打开了新的通道。至此，HIV生物学特性的研究进入了分子时代。CCR5是最主要的第二受体。第二受体基因在不同人种中遗传的突变率有明显差异，缺乏第二受体表达的个体似乎对HIV-1感染有一定的抵抗力。这就是为何有些人反复多次与HIV-1感染者发生性行为而未感染，或有些HIV-1感染者长达15年以上未出现临床症状，其中有一部分就是具有缺损的CCR5，造成细胞表面CCR5分子减少，从而减低对HIV-1易感性。3、病毒-细胞融合HIV-1主要通过与宿主细胞膜直接融合进入细胞，而不是通过吞噬作用。HIV-1作用于培养的细胞、无细胞融合现象的毒株称为NSI型(non-syncytiuminducing)；引起细胞融合的毒株称为SI型(syn-cytiuminducing)，表现为合胞体形成。一般SI型与T细胞嗜性有关，多见于艾滋病患者；NSI型多见于HIV的早期感染者。4、病毒进入缺乏CD4表达的细胞的机制没有CD4受体的人体细胞(脑、肠、阴道细胞)也可以感染HIV。HIV是通过这些细胞上半乳糖苷神经酰胺(GalC)受体来感染这些细胞的。这个受体是一种糖脂，可结合在病毒gp120(V3环)的不同区域，从而细胞被感染。此外，研究发现HIV还可能通过如MHC相关分子、淋巴细胞的功能抗原I型(LFA-1)、Fc和补体受体介导等其他机制进入细胞。（二）、HIV在易感细胞内的复制1、吸附及穿入HIV-1感染人体后，病毒选择性的吸附于靶细胞的CD4受体上，病毒包膜发生构象改变，外膜糖蛋白gp120的V3区与宿主细胞的CCR5或CXCR4结合，引起跨膜糖蛋白gp41区段与靶细胞膜上的融合结构域发生融合，使病毒核衣壳穿入宿主细胞。2、脱衣壳和逆转录病毒进入细胞后包裹在病毒衣壳内的病毒RNA，在与亲环素结合的衣壳蛋白p24的辅助下出胞。这一过程对环胞菌素A敏感。紧接着病毒RNA利用自身逆转酶的RNA依赖的DNA聚合酶和RNA酶活性进行逆转录，最后合成病毒基因组的双链DNA分子(cDNA)。3、环化cDNA在环化酶的作用下形成以共价或非共价结合的双链环状DNA分子。其中非共价结合的环状DNA是整合到宿主染色体上的形式，抗病毒药对此无效。大多数新合成的病毒DNA以游离、非整合的共价结合的环状DNA形式保留在细胞浆内，它没有转录作用，但有致病理变化作用，抗病毒药对以这种形式存在的病毒有效，可使病毒载量下降。4、整合在整合酶的作用下，新形成的非共价结合的双股DNA整合人宿主细胞染色体DNA中。这种整合的病毒双股DNA即前病毒。这样感染就持续存在。前病毒DNA存在于宿主细胞DNA中，一般没有病毒蛋白的合成，成为潜伏状态，也可以免受宿主免疫系统的攻击。5、转录当前病毒被活化而进行自身转录时，病毒DNA在转录酶的作用下形成RNA，一些RNA经拼接而成为病毒mRNA；另一些RNA经加帽加尾成为病毒的子代基因组RNA。6、翻译与装配病毒利用宿主细胞内的核蛋白体，依据mRNA上各个基因组的遗传信息翻译出所需要的各种病毒蛋白，再在内质网核糖体进行糖化和加工，在蛋白酶作用下裂解，产生子代病毒的蛋白和酶类。Gag蛋白与病毒RNA结合装配成核壳体。7、病毒体成熟、出芽病毒颗粒通过芽生方式从胞浆膜释放时获得病毒体的包膜。抗病毒治疗可以直接针对病毒复制的每一个步骤，从而可以中断病毒的复制和传播。HIV的致病特点和机理HIV感染和致病的主要特点是能选择性地侵犯表达CD4分子的细胞，引起以CD4细胞缺陷和功能障碍为中心的严重免疫缺陷。CD4细胞主要是Th细胞，也包括单核-巨噬细胞、树突状细胞、神经角质细胞、皮肤的朗格汉斯细胞及肠道粘膜的杯状、柱状上皮细胞等少量表达CD4分子的细胞。（三）、HIV的主要致病机制:1、CD4细胞受损；2、HIV干扰T细胞的抗原识别；3、HIV诱导的自身免疫应答；4、HIV超抗原成分的致病作用；5、HIV的播散；6、HIV的其他病理作用；（四）、HIV的其他病理作用HIV感染单核/巨噬细胞，可损伤其趋化、黏附、杀伤和抗原提呈能力；HIV可诱导巨噬细胞分泌大量1L-1和TNF-α，导致患者长期低热，并引起恶病质；受染的树突抗原提呈功能下降，并可将病毒给CD4T细胞。HIV引起以CD4细胞缺陷和功能障碍为中心的严重免疫缺陷1、细胞免疫功能低下2、体液免疫功能紊乱3、侵犯多种组织器官：通过感染单核-巨噬细胞、树突状细胞、神经胶质细胞、皮肤的朗格汉斯细胞及肠道粘膜的杯状、柱状上皮细胞等少量表达CD4分子的细胞，HIV被播散到全身，引起中枢神经、肺、肠及其他器官感染致病。随着人类对艾滋病结构与致病机理的越来越深入的了解，AIDS的治疗进展也在不断推进，给世人带来了征服AIDS的希望。参考文献[1]=-jJc9bmxCiCISetJdg0AQj065hbDqprTsCMxAxlKZ2iWU1pYni6QBFDaQpsZDp9zDvrVmn0o18rtIZEDx7aZKMetr6lCjuiv4wJytV3G4Yq[2]=o-ULI_ePmS-y6COxsDa38I5zmHDYBm_DQvNTy-Kap7odZmyW9NYRpqEQSoc6KvgOQHcXevBfPumML_pOPyRqaG6onDqnWDc08GwCwkyRuTK