2007年5月17日 星期四

Human Immunodeficiency Virus (HIV;愛滋病毒) (一)


Human Immunodeficiency Virus (HIV;人類免疫缺乏病毒;愛滋病毒)(一)




l        envelope(包膜)的RNA virus。屬於family Retroviridae下之lentivirus (slow virus) subfamily。以前稱為AIDS-related virusARV)、lymphadenopathy virus LAV)、human T-lymphotropic virus typeIII (HTLV-III, 誤稱)1986才統一名稱為HIV



n        人類retroviruses (反轉錄病毒)已知有以下幾種:



1.        HTLV- I(human T-lymphotropic virus type I;親人類T細胞病毒第一型):在日本南部及西印度群島流行。一般在數年至30-40年潛伏期之後引起疾病,如HTLV-I associated myelopathytropical spastic paraparesis。可經血液、母奶傳染。


2.        HTLV-II (human T-lymphotropic virus type II;親人類T細胞病毒第二型):經血液傳染,數年後可致hairly cell leukemia (毛髮細胞白血病)。很少見。


3.        HIV 1HIV 2:和HTLV,都可在人T-cell lines上培養。


4.        Human foamy virus (人類泡沫病毒):在被感染之細胞引起泡沫狀變化(foamy vacuolation)


5.        Human placental virus(es) (人類胎盤病毒):在胎盤內以電子顯微鏡被發現。


6.        Human genome viruses(人類基因體病毒):只有核酸序列,而不是有感染性的病毒。



l        在動物也有和HIV相當的病毒,如猿猴(monkey)的simian immunodeficiency virus (SIV)、羊的visnavirus 在猿猴引起MAIDS,在貓(cat)引起FAIDS,在小老鼠(mouse)引起mouse leukemia (鼠類白血病)


l        HIV 1可能於1960年以前已存在於非洲中部多年。1959年一英國病患留存之組織就有此病毒。以後病毒有些變異,經社會經濟變遷、移民、性濫交等因素而在1970年代逐漸傳播到西印度群島、美洲、歐洲、亞洲各地。1981年在美國一群同性戀男性引起嚴重後天免疫缺乏症候群(acquired immunodeficiency syndromeAIDS),而首被發現有此流行病,以後迅速漫延成為全球性感染數千萬人的致命傳染病。目前以亞洲非洲地區擴散最快。1995年估計全球有1,700萬人已受感染,到2000年其總人數將達4000萬。


l        HIV 2主要在非洲西部,和猴的SIV有相當多的 homology


l        1983HIV被分離後其結構已有詳細的瞭解。主要的gene及其產物如下:




u      其產物屬於regulatory protein之基因有:



²       tat:產transactivator protein,管制病毒transcription(轉錄)


²       rev:產regulator virion proteins,促進病毒之RNA自宿主細胞核輸出。


²       nef:產negative regulatory factor,對病毒毒性很重要。


²       vif:產virion infectivity factor,。


²       vpr:產弱的transcriptional activating factor


²       vpu:對有效的budding重要。



u      其產物屬於virion protein之基因有:



²       LTR:產對病毒複製必需之long terminal repeats


²       gag:產group specific antigen proteins (p;蛋白),如p24(主要的病毒核心結構蛋白)、p17(病毒基質蛋白)、p9p7等病毒核心蛋白。


²       polpolymerasereverse transcriptaseintegraseprotease等。


²       env:產type specific envelope glycoproteins (gp;醣蛋白)gp160可以被蛋白脢(protease)分解成為最主要的病毒包膜蛋白gp120 (attachment protein,可以和細胞表面之CD4分子結合,使病毒能夠附著在細胞上)及pg41 (fusion protein,和被感染細胞之細胞膜融合表現在細胞表面,使此細胞可以和其他細胞融合,例如如成為腦內之multinucleated cells)





l        病毒之複製由LTRgagpolenvtatrev等六個基因的產物所管制。


l        病毒表面包膜主要成份是由宿主細胞得來的脂性lipid membrane,偶而有宿主之major histocompatibility antigen (MHC) 蛋白出現。


l        HIV 1可分為主要的group M (其下有AJ十個subtypes)及主要在非洲的group O。可做為流行病學調查之用。


l        病毒複製之過程(replication cycle)及其專有名稱如下:病毒包膜表面的gp120和被感染者體內細胞表面有CD4分子者(CD4 cells:包括helper T-cellsmonocytesdendritic cellsLangerhans’ cellsfollicular dendritic cells、腦內microglial cells)接觸,而和CD4及另一分子chemokine receptor (CCR5CKR5)同時附著(absorption),病毒表面之gp41CD4細胞膜融合進入細胞內(penetrationuptake),經reverse transcriptase (反轉錄脢)之作用製造double-stranded DNA。此DNA崁入(integration)細胞之DNA中形成provirus(原病毒),再經轉錄過程(trascription)製造出single-stranded(單索) viral messenger RNA(訊息RNAmRNA)及次一代的viral RNA,續由mRNA經轉譯過程(translation)製造出各種病毒蛋白,病毒蛋白包圍次一代病毒RNA裝配(assembly)成為新的nucleocapsid(核蛋白衣),再加細胞膜表面蛋白成份,由細胞表面發芽狀突出(稱為budding),最後形成整體的HIV由細胞釋出(release)再感染另一個CD4 cell


l        宿主被感染後HIV在宿主體內以每天數億的驚人速度產生新HIV,宿主也以每天數億的速度產生T-cells以對抗病毒(何大一David D. Ho教授的發現)。如此大量新病毒產生過程中會有各種基因的變異(mutation)發生,尤其是envnef genes(gp120hypervariable region),而有新抗藥性強的或可對抗免疫力的HIV產生。之後會有一段時間體內cytotoxic killer T-cells增加、免疫力增強、血清中病毒數目會大幅降低。但終究病毒數目逐漸增加,三、四年至十餘年以後,負責免疫系統功能的CD4 T-cell數目逐漸減少到200/mm3以下,身體抵抗力下降,引起各種嚴重伺機性感染(opportunistic infectionsOI),終於死亡。


l        傳染途徑:性交、輸血、母子間在生產過程中(perinatal infection)或哺乳時、及血液其他有感染性體液之污染。唾液較無感染性。


l        潛伏期:一般為8-12年。可能短到2-3年。新生兒在生產過程中受感染時多數在一年內發病。產後一個月內經輸血感染者發病時間多在一年以後。HIV 2之進行過程較HIV 1者慢。


l        HIV可用以下方法消除其活性:pasteurization (加熱71.5°C15秒,或62.9°C30分鐘然後迅速冷卻)pH > 13pH < 1;室溫中或37°C以下用一比九稀釋的漂白水(sodium hypochlorite;低至1:10,000 ppm亦可)50% alcohol0.5% lysol2.5% glutaraldehyde0.5% paraformaldehyde (三聚甲醛)、或0.3% H2O2處理十分鐘。在液體或10%血清中要熱到56°C、十分鐘,冷凍乾燥後的(lyophilized)血液產品中之HIV則熱到68°C72小時。Ultraviolet light (紫外線)不能殺死。


 


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