| 球AIDS流行的病原,根扼env和gag基因的序列,可以將HIV一1分為M亞型、0亞型和N亞型。各亞型病毒基因的序列差異超過45%,同一亞型之內有3%一23%的差別。O亞型內各毒株也有高度的異質性。HIV亞型之間的重組十分多見,大約lo%的HIV分離株是重組的嵌合體。重組流行毒株(circulate recoⅢbi_nantforms,cRFs)指重組和嵌合病毒,目前已經確定了16個重組流行毒株。HIV一1和HIV一2基因有非常高的變異率,它們的分離株彼此都不相同,這是由于病毒基因的交變、插入、缺失和不同病毒株之間的基因重組引起的。這兩型病毒都引起相同的臨床癥狀, 但HIv_2的致病力較低。圖1 HIV病毒形態結構圖 Fig.1 St“cture of HIV patical 2.1?v一1的基因結構 HIV基因組為兩條相同的單股正鏈RNA,兩單體由氫鍵組合成二聚體。HIV一1 基因組長約9.3kb,HIV一2基因組長約9.7kb。基因組的5 7端有帽結構,3’端有Poly(A)尾,兩端具有逆轉錄病毒的基本結構基因LTR(長末端重復序列),中間有9個開放讀碼框架(ORF),3個結構基因,即編碼核心蛋白的gag;編碼外膜蛋白的env;編碼病毒復制所需逆轉錄酶、整合酶、蛋白酶的pol。HIv一1還有6個調節基因tat,rev,nef,vif,vpr和vpu,分別編碼相應的蛋白?。 2 延邊人’≯塒{中f?i L2文——時.i 2.2 HIV的基因編碼的蛋自在編碼HIV 1結構蛋白的三個基因中,p01基因產物是一種的體蛋白,能夠被依次切割形成反轉錄酶、蛋白酶、整合酶,其中P66蛋白為逆轉錄酶,P32蛋白則為整合酶。在p01和gag基因重疊區內的一段序列,可編碼具有蛋白酶活性的P22蛋白,它在裂解上述HIV前體蛋白成為終末成熟蛋白的過程中起著主要作用。這些轉錄酶蛋白和整合酶蛋白對產生HIV的前病毒形式是必要的。gag基因編碼~個相對分子量為55kDa的前體蛋白P55,然后在HIV蛋白酶的作用下裂解成P17、P24和P15等三個蛋白質,由它們構成外殼P24和內膜P17;P15進一步裂解成與病毒剛A結合的P9和P7。這些蛋白是感染性病毒顆粒組裝所必需的成熟核心蛋白。env基因的初產物是160kDa的包膜糖蛋白前體Gpl60,該前體蛋白在蛋白酶作用下被切割成暴露于病毒包膜蛋白之外的外膜蛋白Gpl20和與細胞的C礬受體結合的穿膜蛋白Gp41。 HIV一1的6個調節基因對病毒復制起關鍵作用”1。其中Tat基因編碼一種 14kDa的nt蛋白,Tat蛋白在HIV基因組復制起始和轉錄延伸過程中發揮重要作用:rev基因編碼一種18kDa的Rev蛋白,Rev蛋白可促使HIV基因的表達, 由早期向晚期轉化:Vpu蛋白是一種16kDa的跨膜蛋白,Vpu蛋白可作用于 CD.一gpl6(】復合體使二者解離,從而促進HIV一1顆粒從細胞膜上釋放:Nef蛋白清除細胞髓表西已存在的C耽+分子,又抑制經LTR調節的}l,V復制和基因表達, 并且還與?V病理過程有關:vpr基因編碼一種相對分子質量約14kDa的V矗蛋白,它是一個反式激活因子,可作用于HIV LTR,促進HIV的復制;vif基因的產物是23kDa的Vif蛋白,Vif蛋白則與HIV病毒的感染性有關,Vif蛋白缺失可使病毒的感染性降低1 000倍,這種作用可能是由于Vif蛋白具有蛋白酶活性, 從而影響HlV膜蛋白的成熟過程。 2.3?V的遺傳和變異 HIv的一個顯著特點是具有高度變異性,這是HIV在免疫和藥物選擇壓力下賴以生存的基礎,也是病毒難以清除的主要原因和疫苗研制的主要障礙。高度變異性的分子基礎是其逆轉錄酶的忠實性較差,缺乏3’一5’外切核酸的校讀功能, 導致RNA轉錄為DNA時經常出現錯誤,據估計每一輪HIV—l的復制都會引入10個錯誤的堿基,突變的類型包括堿基替換、移碼和缺失。在DNA合成的過程中由于2個共包裝的病毒RNA分子之間的模板轉接以及不同亞型病毒之間的重組,可以引入更多的突變。在HIV感染的個體,HIv變異株出現的頻率是HIV復制周期的函數。現在已經知道在HIV感染的所有階段,都有持續高水平的HIV復制,有時相對較低水平的血漿HIV RNA是通過高水平的HIV復制和破壞所造成的,研究也顯示更高水平的11Tv復i例發生在外周組織中,1#別是淋巴器官。感染過程中每天發生的大量復制周期提供了產生大量變異毒株的機會。每天HIV基因的每一個位筲都可能引入突變。H】V的快速復制速率加上高突變率,使HIV從原發感染時的狀態進化為一群遺傳差異很大的病毒,每一個成員都保存了生存所必需的基因,但是在不妨礙復制的基因位點上有細小的差異,結果導致出現高度分化的群體。由于這樣的快速復制、突變、選擇,HIV突變可以在幾天之內就出現。由于病毒群有較大的基因多樣性,經常是在抗病毒治療丌始之前,攜帶耐藥性突變的病毒就己經存在了, 一旦開始治療已經存在的耐藥性病毒就會快速繁殖,很快占據主導位置,快速復制和進化的后果是cD。+T細胞的破壞,出現毒力更強的毒株.逃脫免疫系統的控制和抗病毒藥物的抑制,促進了病程的發展。 2.4?v的受體和細胞親嗜’陛 HIV利用宿主細胞表面特異性受體來起始感染,CD.分子是HIV的主要受體。除此之外,病毒的感染還有賴于輔受體的存在,這種輔受體”1是趨化因子(chemokine)的受體,R5和cxCR4。在HIV感染細胞時,病毒被膜耱蛋白gI)120首先與細胞表面的受體CD,分子結合,誘導gpl20分子的構象發生改變,使得gpl20的第三超變區暴瑤,然后這個區域與輔受體結合。gpl20與 cD.分子和輔受體結合后,使與之相連的病毒跨膜糖蛋白gp41分子的疏水氨基端插進宿主細胞膜,啟動病毒外膜與宿￡細胞膜的融合,從而建立感染。 2.5?V的生活周期 HIV的繁殖周期與大多數的反轉錄病毒相同。首先HIV的被膜糖蛋白Gpl20 與宿主細胞表面的受體和輔受體結合,Gp4】分子啟動病毒外膜與宿主細胞膜的融合,病毒的核心部分進入宿主細胞。在宿主細胞質中,雙拷貝的單鏈病毒RNA 基因組迅速被反轉錄并合成為雙鏈DNA。病毒DNA合成后,與基質蛋白、整合酶及病毒其他蛋白組成核蛋白復合體,經細胞的核輸入途徑進入細胞核。當感染細胞受到一些因素刺激時,以前病毒形式存在的HIV基因組的轉錄被啟動。成熟的感染性病毒顆粒的合成發生于RNA基因組完整轉錄物的產生及各種病毒基因表達蛋白質之后。Rev蛋白結合新合成的、未剪接或剪接一次的病毒RNA,在其他蛋白質的協同下,把它們從細胞核運輸到細胞質中。新轉錄的病毒RNA進入細胞漿,全長的和多種剪接形式的mRNA作為病毒蛋白質合成的模板,其中全長的RNA 還作為基因組。病毒蛋白把全長RNA包裝在核蛋白復合體中,開始了感染性病毒顆粒的組裝。'?1。此核蛋白復合體包括下一次感染所需要的Gag核心蛋白和jol 基因編碼的酶。這個核蛋白復合體接著被包裹在膜性外殼中,通過出芽方式釋放出細胞,再開始新的生活周期。逛邊人。':’f乎} |
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