国家过敏及感染疾病研究所(NIAID)之一项研究重点为致力于人类免疫不全病毒(HIV)之复杂致病过程的研究。充分了解HIV及其如何感染造成后天免疫不全症候群(AIDS)为有效鉴定及发展对抗HIV及AIDS药物与疫苗的重要条件。

概要
 HIV疾病之特征为逐渐摧毁身体免疫功能,最值得注意的是,人体最重要的免疫细胞称为CD4+ T细胞会在所谓的感染期间丧失功能并被摧毁,这些细胞有时称之为’辅助型T细胞’,它在免疫反应中扮演主要的角色,并可提供讯息使其他免疫系统细胞展现其特殊功能。

 一位未受感染的健康人体内通常每立方毫米(mm3)血液具有800到1,200个CD4+ T细胞,而在受到HIV感染期间,此细胞数会逐渐下降,当一个人的CD4+ T细胞数目下降至200/mm3以下时,会特别容易受到伺机感染及AIDS型的癌症,此时通常为HIV疾病末期;AIDS病患通常会遭受肠道, 肺部, 脑, 眼部及其他器官的感染,并有体重减轻, 腹泻, 神经症状及癌症如:卡波西式肉瘤及淋巴瘤的现象。

 大多数的科学家都认为HIV导致AIDS的途径主要是直接杀死CD4+ T细胞或干扰其正常功能,并催动其他反应以减弱人体之免疫功能,例如:HIV致病时,正常调节人体免疫反应的讯息网路会被破坏,因此使人体对抗其他感染的能力受损;HIV调节破坏淋巴结及相关免疫器官亦为造成AIDS病患体内免疫抑制现象的主要原因。

流行病学
 虽然HIV首次病例曝光于1983年,但于70年代末期曾有研究检验过去血液样本发现有些美国人体内存有此病毒。依据美国疾病控制预防中心(CDC)报告,截至1997年6月30日,在美国已有612,078件AIDS病例,而其中有379,258位病患已经死亡。目前AIDS为美国年龄25-44岁族群之第二号杀手,虽然在美国,AIDS整体新增病例数已驱稳定,但流行病学统计仍有部分特定族群有病例增加的趋势,特别是妇女及嗑药者。

 截至1997年十二月,全世界约有三千零六十万人感染HIV/AIDS,且预言将于2000年达到四千万人;有超过百分之75的爱滋病成人患者主要感染原因为同性恋性行为,截至1997年,全球HIV/AIDS相关死亡估计累计总数达一千一百七十万件,其中九百万为成人,二百七十万为孩童。

HIV为一种反转录病毒
 HIV属于一类病毒称之为反转录病毒,其遗传基因为核醣核酸(RNA)分子,人类及其他大部份生物的遗传基因为去氧核醣核酸(DNA)。
 如同所有的病毒一般,HIV仅可在细胞内复制,强行占用细胞机转自我繁殖,然而,一旦进入细胞,仅HIV及其他反转录病毒会运用所谓的反转录脢将其RNA转为DNA,因而以此形式并入宿主细胞基因中。

 慢病毒,HIV属于反转录病毒亚群称之为”慢”病毒(lentiviruses or slow viruses),这些病毒的感染特征为:最初感染到严重症状出现的这段时间很长。
其他感染非人类生物的慢病毒有:感染猫之猫科免疫不全病毒(feline immunodeficiency virus,FIV),类人猿免疫不全病毒(simian immunodeficiency virus,SIV)可感染猴子及其他非人类灵长类。如同HIV之于人类,这些动物病毒主要感染免疫系统细胞,且通常造成免疫不全及类似AIDS的症状,故这些病毒及其宿主为科学家们研究HIV感染人类之有用模式。

HIV结构
 病毒外套。HIV为直径10-4mm之球状体,病毒外套(envelope)由两层脂肪分子(脂质)所组成,此脂质部分为病毒颗粒自细胞出芽时得自人类细胞膜。
 外套中嵌有来自宿主细胞之蛋白以及伸出外套表面72份(平均)复杂HIV蛋白。此Env含有由三或四分子醣蛋白(gp)120组成之外鞘,及由三或四个gp41分子组成之干状组织用以安定病毒外套结构;目前研究发展对抗HIV的疫苗大多将焦点放在此外套蛋白上。

 病毒核心。位于成熟HIV颗粒外套内部的是状似子弹的核心,主要由2000套病毒蛋白p24所组成,核心环绕着两条单股HIV RNA,每条RNA带有一份病毒之九种基因,其中三种为gag, pol 及env,其中包含制造新病毒颗粒所须之讯息,例如:env基因带有可制作gp160蛋白的密码,其可经由病毒酵素分解为env的成分gp120及gp41。

 三项调节基因tat、rev及nef,三项辅助基因vif、vpr及vpu,含有控制HIV感染能力蛋白制造、病毒产生或造成疾病所需的讯息,例如:由nef制作的蛋白似乎为病毒有效复制所需,而vpu蛋白则影响新病毒颗粒自感染细胞之释放。

 每股HIV RNA末端都具有称作长末端重复(long terminal repeat,LTR)之RNA序列,LTR区域主要为控制新病毒产生的枢纽,并可由来自HIV或宿主细胞之蛋白所触发。
 HIV核心亦包含一称为p7的蛋白,此为HIV核外鞘蛋白,病毒生活史后期需有三种酵素:反转录脢(reverse transcriptase)、整合脢(integrase)及蛋白脢(protease),另有称p17或HIV基质蛋白之HIV蛋白则介于病毒核心与病毒外套之间。

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