1、艾滋病病毒的结构和感染机理2021 年 12 月 1 日 是第 34 个“世界艾滋病日”，今年我国艾滋病宣传的主题是“生命至上 终结艾滋 健康平等”，旨在强调坚持人民至上、生命至上，共建共治共享，携手应对包括艾滋病在内的疾病流行带来的风险与挑战，为实现防治目标、终结艾滋病、终结疾病大流行而努力。高 中 生 物 学 选 择 性 必 修 一 对 艾 滋 病 只 进 行 了 简 单的 介 绍 。 那 么 ， 艾 滋 病 毒 的 传 播 途 径 、 结 构 和 感 染 机理 究 竟 是 选 样 的 ？1.艾 滋 病 的 传 播 方 式艾 滋 病 的 传 播 方 式 ： 性 传 播 、 母 婴 传 播
2、和 血 液 传播 。因 目 前 预 防 艾 滋 病 的 疫 苗 还 没 有 研 制 成 功 ， 所 以每 个 人 能 做 到 的 只 能 是 洁 身 自 爱 ， 避 免 高 危 性 行 为 ，拒 绝 毒 品 ， 不 擅 自 输 血 ， 切 断 与 艾 滋 病 患 者 的 血 液 、精 液 和 乳 汁 接 触 途 径 ， 达 到 预 防 艾 滋 病 的 目 的 。2.艾 滋 病 病 毒 的 结 构HIV 为 直 径 约 100 120 纳 米 的 球 形 颗 粒 ，由 包 膜和 核 心 两 部 分 组 成 。 病 毒 外 膜 为 类 脂 包 膜 ， 来 自 宿 主细 胞 ， 其 中 嵌 有 病
3、毒 的 跨 膜 蛋 白 (gp41) 、 糖 蛋 白(gp120)，糖 蛋 白 位 于 病 毒 的 表 面 ，并 与 跨 膜 蛋 白 通 过非 共 价 作 用 结 合 。 外 膜 还 包 含 多 种 宿 主 蛋 白 。HIV 的 结 构 示 意 图向 内 是 球 形 基 质 ， 以 及 半 锥 形 衣 壳 核 心 ， 衣 壳 在电 镜 下 呈 高 电 子 密 度 。 衣 壳 内 含 有 病 毒 的 RNA 基 因 组、酶 （ 反 转 录 酶 、 整 合 酶 、 蛋 白 酶 ） 以 及 其 他 来 自 宿 主细 胞 的 成 分 ， 作 为 反 转 录 的 引 物 。3.艾 滋 病 毒 侵 染 机
4、 理人 教 教 材 中 ，限 于 知 识 内 容 的 要 求 ，艾 滋 病 毒 侵染 机 理 还 是 比 较 简 单 的 。 如 下 是 完 整 图 解 ：在 HIV 感 染 人 体 的 初 期 会 有 病 毒 血 症 的 出 现 ， 并有 轻 度 的 发 热 及 淋 巴 结 肿 大 等 症 状 ， 随 后 病 毒 血 症 大幅 降 低 至 难 以 检 测 的 水 平 ， 抗 核 心 蛋 白 及 包 膜 蛋 白 的抗 体 陆 续 出 现 ， 病 程 进 入 无 症 状 带 毒 期 ， 即 潜 伏 感 染期 ， 病 毒 可 潜 伏 存 在 长 达 数 年 甚 至 十 多 年 （ 人 之 间 免疫
5、 力 有 差 异 ） 。HIV 需 借 助 于 易 感 细 胞 表 面 的 受 体 进 入 细 胞 ， 现有 两 型 HIV：HIV-1 和 HIV-2，它 们 主 要 区 别 在 于 包 膜包 膜糖 蛋 白糖 蛋 白 上 。HIV-1 的 包 膜 蛋 白包 膜 蛋 白 gp120gp120 首 先 与 第 一 受 体 （ 辅 助性 T 细 胞 CD4 受 体 ） 结 合 ， 然 后 与 第 二 受 体 （ 嗜 淋 巴细 胞 受 体 CXCR4， 和 趋 化 因 子 受 体 CCR5） 结 合 ， 根 据HIV 与 第 二 受 体 结 合 的 特 性， HIV 可 分 为 R5 和 X4 毒
6、株 。R5 毒 株 只 利 用 CCR5 受 体 ， 而 X4 毒 株 可 同 时 利 用 CCR5、CXCR4 和 CCR3 受 体 。HIV 和 受 体 结 合 后 ， gp120 构 象 改 变 与 跨 膜 蛋跨 膜 蛋 白白gp41gp41（ HIV-1 包 膜 与 靶 细 胞 膜 的 融 合 过 程 中 的 关 键 蛋白 ， 是 理 想 的 HIV-1 融 合 抑 制 剂 靶 点 ） 分 离 ， 与 宿 主细 胞 膜 融 合 进 入 细 胞 。在 逆 转 录 酶 作 用 下 HIV 的 RNA 链 反 转 录 成 DNA 的一 条 链 。 在 细 胞 核 内 DNA 聚 合 酶 作
7、用 下 复 制 成 双 链 DNA。后 者 部 分 存 留 于 细 胞 质 ， 部 分 作 为 前 病 毒 。新 形 成 的 双 链 DNA 整 合 于 宿 主 染 色 体 。 潜 伏 210 年 后（ 有 说 8 10 年 ），前 病 毒 可 被 激 活 ，转 录 和翻 译 成 新 HIV 的 RNA 和 病 毒 蛋 白 质 ， 在 细 胞 内 装 配 成新 HIV 后 芽 生 释 出 。HIV 感 染 宿 主 免 疫 细 胞 后 以 每 天 产 生 109 1010颗粒 的 速 度 繁 殖 ， 并 直 接 使 CD4+T 细 胞 溶 解 破 坏 。 病 毒复 制 产 生 的 中 间 产 物
8、 及 gp120、 HIV 1 的 辅 助 蛋辅 助 蛋 白白 VprVpr（ 对 HIV 在 细 胞 中 复 制 的 速 率 有 加 速 作 用 ， 其 定 位 于病 毒 颗 粒 中 ， 能 同 细 胞 核 基 质 结 合 ， 并 与 细 胞 内 的 蛋白 发 生 相 互 作 用 ,影 响 细 胞 功 能 ） 等 可 诱 导 细 胞 凋 亡 。芽 生 释 放 后 可 再 感 染 并 破 坏 其 他 细 胞 。目 前 ， 在 全 世 界 范 围 内 仍 缺 乏 根 治 HIV 感 染 的 有效 药 物 ， 现 阶 段 的 治 疗 目 标 是 ： 最 大 限 度 和 持 久 的 降低 病 毒 载
9、 量 获 得 免 疫 功 能 重 建 和 维 持 免 疫 功 能 ， 提 高生 活 质 量 、 降 低 HIV 相 关 的 发 病 率 和 死 亡 率 。试题解析试 题 1： 下 列 关 于 艾 滋 病 及 HIV 的 叙 述 中 ， 错 误 的 是（）A 人 体 感 染 了 HIV 后 T 细 胞 的 数 量 会 迅 速 减 少BHIV 与 寄 主 细 胞 膜 上 的 受 体 识 别 后 ，部 分 蛋 白 质和RNA 进 入 寄 主 细 胞C被 HIV 病 毒 感 染 前 ，人 体 部 分 B 淋 巴 细 胞 膜 表 面 就含 有 识 别 它 的 受 体D HIV 病 毒 可 以 用 人 的
10、 T 淋 巴 细 胞 培 养解 析 ：人 体 感 染 了 HIV 后 ， 一 般 要 经 过 长 时 间 的 潜 伏 ，病 毒 大 量 增 殖 并 破 坏 辅 助 性 T 淋 巴 细 胞 后 ， T 细 胞 的数 量 才 会 减 少 ，减 少 的 情 况 可 根 据 人 的 抵 抗 力 情 况 ，A错 误 ； HIV 的 遗 传 物 质 RNA 和 逆 转 录 酶 会 进 入 寄 主 细胞 ， B 正 确 ； 被 HIV 病 毒 感 染 前 ， 人 体 部 分 B 淋 巴 细胞 膜 表 面 就 含 有 识 别 它 的 受 体 ， 这 就 是 膜 性 抗 体 ， C正 确 ； HIV 病 毒 可
11、 以 用 人 的 T 淋 巴 细 胞 培 养 ， 因 为 T淋 巴 细 胞 是 它 的 宿 主 细 胞 ， D 正 确 。 答 案 为 A。试 题 2： 下 列 关 于 艾 滋 病 和 HIV 的 叙 述 ， 正 确 的 是（）A 艾 滋 病 属 于 先 天 性 免 疫 缺 乏 病B HIV 由 蛋 白 质 和 DNA 组 成C 艾 滋 病 患 者 免 疫 功 能 严 重 衰 退D HIV 通 过 性 接 触 和 握 手 等 途 径 传 播解 析 ：艾 滋 病 是 由 人 类 免 疫 缺 陷 病 毒 引 起 的 ， 属 于 获 得性 免 疫 缺 陷 病 ， A 错 误 ； HIV 为 RNA
12、病 毒 ， 不 含 DNA，B 错 误 ； 艾 滋 病 患 者 由 于 辅 助 性 T 淋 巴 细 胞 和 巨 噬 细胞 等 免 疫 细 胞 减 少 ， 免 疫 功 能 将 严 重 衰 退 ， C 正 确 ；HIV 的 传 播 途 径 为 性 传 播 、 血 液 传 播 和 母 婴 传 播 ， 握手 不 会 传 播 ， D 错 误 。 答 案 为 C。试 题 3： 下 列 关 于 艾 滋 病 的 叙 述 ， 正 确 的 是 （）A HIV 只 含 有 一 种 蛋 白 质B 患 者 的 血 液 和 精 液 中 均 含 有 HIVC HIV 不 会 感 染 脑 细 胞 和 巨 噬 细 胞D 艾 滋
13、 病 是 一 种 先 天 性 免 疫 缺 陷 病解 析 ：HIV 含 有 多 种 蛋 白 质 ，A 错 误 ；艾 滋 病 的 传 播 途 径包 括 母 婴 传 播 、 性 接 触 和 血 液 传 播 ， 说 明 艾 滋 病 患 者的 血 液 和 精 液 中 均 含 有 HIV，B 正 确 ；HIV 侵 入 人 体 后能 识 别 并 结 合 辅 助 性 T 淋 巴 细 胞 表 面 的 受 体 ， 进 入 该细 胞 进 行 破 坏 ， 除 辅 助 性 T 淋 巴 细 胞 外 ， HIV 也 会 感染 脑 细 胞 和 巨 噬 细 胞 ， C 错 误 ； 艾 滋 病 是 一 种 后 天 获得 性 免 疫 缺 陷 综 合 征 ， D 错 误 。 答 案 为 B。
