人类免疫缺陷病毒

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一、生物學诊斷

(一)形態結構

病毒呈球形,直徑100~120nm,電鏡下可見一致密的圓錐狀核心,內含病毒RNA分子和酶(逆轉錄酶、整合酶、蛋白酶),病毒外層囊膜系雙層脂質蛋白膜,其中嵌有gp120和gp41,分別組成刺突和跨膜蛋白。囊膜內面爲P17蛋白構成的衣殼,其內有核心蛋白(P24)包裹RNA。

(二)基因結構及編碼蛋白的功能

HIV基因組長約9.2~9.7kb,含gag、Pol、env、3個結構基因,及至少6個調控基因(Tat Rev、Nef、Vif、VPU、Vpr)並在基因組的5′端和3′端各含長末端序列(圖30-2)。HIV LTR含順式調控序列,它們控制前病毒基因的表達。已證明在LTR有啓動子和增強子並含負調控區。

1.gag基因能編碼約500個氨基酸組成的聚合前體蛋白(P55),經蛋白酶水解形成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),經切割形成蛋白酶、整合酶、逆轉錄酶、核糖核酸酶H,均爲病毒增殖所必需。

3.env基因編碼約863個氨基酸的前體蛋白並糖基化成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環上,V3環區是囊膜蛋白的重要功能區,在病毒與細胞融合中起重要作用。gp120與跨膜蛋白gp41以非共價鍵相連。gp41與靶細胞融合,促使病毒進入細胞內。實驗表明gp41亦有較強抗原性,能誘導産生抗體反應。

4.TaT 基因編碼蛋白(P14)可與LTR結合,以增加病毒所有基因轉錄率,也能在轉錄後促進病毒mRNA的翻譯。

5.Rev基因産物是一種順式激活因子,能對env和gag中順式作用抑制序(Cis-Acting repression sequance,Crs) 去抑制作用,增強gag和env基因的表達,以合成相應的病毒結構蛋白。

6.Nef基因編碼蛋白P27對HIV基因的表達有負調控作用,以推遲病毒複制。該蛋白作用于HIv cDNA的LTR,抑制整合的病毒轉錄。可能是HIV在體內維持持續感集體所必需。

7.Vif基因對HIV並非必不可少,但可能影響遊離HIV感染性、病毒體的産生和體內傳播。

8.VPU基因爲HIV-1所特有,對HIV的有效複制及病毒體的装配與成熟不可少。

9.Vpr基因編碼蛋白是一種弱的轉錄激活物,在體內繁殖周期中起一定作用。

HIV-2基因結構與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基因表達産物激發機體産生的抗體無交叉反應。

(叁)培養特性

將病人自身外周或骨髓中淋巴細胞經PHA刺激48~72小時作體外培養(培養液中加IL2)1~2周後,病毒增殖可釋放至細胞外,並使細胞融合成多核巨細胞,最後細胞破潰死亡。亦可用傳代淋巴細胞系如HT-H9、Molt-4細胞作分離及傳代。

HIV動物感染範圍窄,僅黑猩猩和長劈猿,一般多用黑猩猩做實驗。用感染HIV細胞或無細胞的HIV濾液感染黑猩猩,或將感染HIV黑猩猩血液輸給正常黑猩猩都感染成功,邊續8個月在血液和淋巴液中可持續分離到HIV,在3~5周後查出HIV特異性抗體,並繼續維持一定水平。但無論黑猩猩或長臂猿感染後都不發生疾病。

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