人類免疫缺陷病毒為愛滋病人(Aids)的病原體,系引起細(xì)胞病變的靈長類逆轉(zhuǎn)錄病毒之一,屬逆轉(zhuǎn)錄病科(Retroviridae)慢病毒亞科(Lentivirinae)。它于1983年 Montaginer 等首先從1例淋巴腺病綜合征患者分離到,命名為淋巴腺病綜合征相關(guān)病毒(Lymphadenopathy Associated Virus,LAS) 。隨后1984年美國Gallo等從愛滋病人分離到逆轉(zhuǎn)錄病毒,命名為嗜人類T淋巴細(xì)胞病毒Ⅲ型(Human T Cell Lymphotropic Virus Type Ⅲ , HTLV-Ⅲ),后來證明這二種病毒是一樣的。至1986年國際病毒命名委員統(tǒng)一稱為人類免疫缺陷病毒(Human Immunodificidncy Virus ,HIV) 。HIV主要型別為HIV-1和HIV-2,愛滋病大多由HIV-1引起。
一、生物學(xué)診斷
人類免疫缺陷病毒
。ㄒ)形態(tài)結(jié)構(gòu)
病毒呈球形,直徑100~120nm,電鏡下可見一致密的圓錐狀核心,內(nèi)含病毒RNA分子和酶(逆轉(zhuǎn)錄酶、整合酶、蛋白酶),病毒外層囊膜系雙層脂質(zhì)蛋白膜,其中嵌有g(shù)p120和gp41,分別組成刺突和跨膜蛋白。囊膜內(nèi)面為P17蛋白構(gòu)成的衣殼,其內(nèi)有核心蛋白(P24)包裹RNA(圖30-1)。
。ǘ)基因結(jié)構(gòu)及編碼蛋白的功能
HIV基因組長約9.2~9.7kb,含gag、Pol、env、3個(gè)結(jié)構(gòu)基因,及至少6個(gè)調(diào)控基因(Tat Rev、Nef、Vif、VPU、Vpr)并在基因組的5′端和3′端各含長末端序列(圖30-2)。HIV LTR含順式調(diào)控序列,它們控制前病毒基因的表達(dá)。已證明在LTR有啟動(dòng)子和增強(qiáng)子并含負(fù)調(diào)控區(qū)。
1.gag基因能編碼約500個(gè)氨基酸組成的聚合前體蛋白(P55),經(jīng)蛋白酶水解形成P17,P24核蛋白,使RNA不受外界核酸酶破壞。
2.Pol基因編碼聚合酶前體蛋白(P34),經(jīng)切割形成蛋白酶、整合酶、逆轉(zhuǎn)錄酶、核糖核酸酶H,均為病毒增殖所必需。
圖30-1 HIV結(jié)構(gòu)示意圖
圖30-2 HIV基因組結(jié)構(gòu)
3.env基因編碼約863個(gè)氨基酸的前體蛋白并糖基化成gp160,gp120和gp41。gp120含有中和抗原決定簇,已證明HIV中和抗原表位,在gp120 V3環(huán)上,V3環(huán)區(qū)是囊膜蛋白的重要功能區(qū),在病毒與細(xì)胞融合中起重要作用。gp120與跨膜蛋白gp41以非共價(jià)鍵相連。gp41與靶細(xì)胞融合,促使病毒進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。實(shí)驗(yàn)表明gp41亦有較強(qiáng)抗原性,能誘導(dǎo)產(chǎn)生抗體反應(yīng)。
4.TaT 基因編碼蛋白(P14)可與LTR結(jié)合,以增加病毒所有基因轉(zhuǎn)錄率,也能在轉(zhuǎn)錄后促進(jìn)病毒mRNA的翻譯。
5.Rev基因產(chǎn)物是一種順式激活因子,能對(duì)env和gag中順式作用抑制序(Cis-Acting repression sequance,Crs) 去抑制作用,增強(qiáng)gag和env基因的表達(dá),以合成相應(yīng)的病毒結(jié)構(gòu)蛋白。
6.Nef基因編碼蛋白P27對(duì)HIV基因的表達(dá)有負(fù)調(diào)控作用,以推遲病毒復(fù)制。該蛋白作用于HIv cDNA的LTR,抑制整合的病毒轉(zhuǎn)錄。可能是HIV在體內(nèi)維持持續(xù)感集體所必需。
7.Vif基因?qū)IV并非必不可少,但可能影響游離HIV感染性、病毒體的產(chǎn)生和體內(nèi)傳播。
8.VPU基因?yàn)镠IV-1所特有,對(duì)HIV的有效復(fù)制及病毒體的裝配與成熟不可少。
9.Vpr基因編碼蛋白是一種弱的轉(zhuǎn)錄激活物,在體內(nèi)繁殖周期中起一定作用。
HIV-2基因結(jié)構(gòu)與HIV-1有差別:它不含VPU基因,但有一功能不明VPX基因。核酸雜交法檢查HIV-1與HIV-2的核苷酸序列,僅40%相同。env基因表達(dá)產(chǎn)物激發(fā)機(jī)體產(chǎn)生的抗體無交叉反應(yīng)。