直徑不到120納米的小小病毒，是如何在人體開展“攻擊T細(xì)胞計劃”的？

1981年6月5日，美國疾病預(yù)防控制中心公布了5例卡氏肺孢子蟲肺炎病例，他們的癥狀十分類似：持續(xù)高燒、體重明顯減輕、免疫系統(tǒng)幾乎完全崩潰……幾個月后，一種新的傳染病開始進(jìn)入人們的視野，它就是獲得性免疫缺陷綜合征——即艾滋病（AIDS，Acquired Immunodeficiency Syndrome）。這幾例特殊的病例，成為世界上第一次有關(guān)艾滋病的正式記載。

四十余年過去，艾滋病依舊是人類面臨的健康挑戰(zhàn)。據(jù)聯(lián)合國艾滋病規(guī)劃署最新發(fā)布報告顯示，全球目前有約3900萬人感染艾滋病病毒（HIV，Human Immunodeficiency Virus），僅2022年，全球新增約130萬名艾滋病病毒感染者。艾滋病之所以讓人聞風(fēng)喪膽，就在于艾滋病毒侵入人體后，會直接侵入人體的免疫系統(tǒng)。這一小小病毒究竟是如何對人體免疫系統(tǒng)發(fā)起攻擊的？未來我們有可能完全治愈艾滋病嗎？

艾滋病病毒顆粒示意圖

圖片來源：

https://www.cdc.gov/nchhstp/newsroom/multimedia-resources/hiv-multimedia-resources.html

01 艾滋病病毒（HIV）的侵入機(jī)制

艾滋病病毒，學(xué)名為“人類免疫缺陷病毒”。直徑約100～120納米，呈圓形或卵圓形。它的基因組是兩條相同的單股正鏈RNA。相比于DNA的雙鏈結(jié)構(gòu)，RNA的單鏈結(jié)構(gòu)更容易發(fā)生基因變異。HIV的侵入機(jī)制涉及一系列復(fù)雜的生物學(xué)過程，它使病毒能夠進(jìn)入宿主細(xì)胞并開始復(fù)制：

（1）入侵宿主細(xì)胞

HIV攻擊的主要目標(biāo)是人體免疫系統(tǒng)中最重要的CD4+T淋巴細(xì)胞。首先，結(jié)合宿主細(xì)胞表面受體：HIV的外膜上有一種蛋白質(zhì)叫做gp120，它能夠與宿主細(xì)胞表面的CD4受體結(jié)合。這是病毒侵入的第一步。

與輔助受體結(jié)合：除了與CD4受體結(jié)合，HIV還需要與宿主細(xì)胞表面的輔助受體結(jié)合，以便更牢固地侵入細(xì)胞。最常見的輔助受體是CXCR4或CCR5。不同的HIV毒株可能使用不同的輔助受體。

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（2）發(fā)起瘋狂進(jìn)攻

接下來，HIV繼續(xù)“沖鋒陷陣”，一旦與CD4受體和輔助受體結(jié)合，它會經(jīng)歷一個融合過程，其中病毒的外膜與宿主細(xì)胞的膜融為一體。這使得病毒如“偽裝大師”一般，將其遺傳物質(zhì)（RNA）注入宿主細(xì)胞內(nèi)部。

HIV攜帶著一種逆轉(zhuǎn)錄酶（reverse transcriptase），當(dāng)病毒的遺傳物質(zhì)進(jìn)入宿主細(xì)胞內(nèi)，就迅速借助逆轉(zhuǎn)錄酶將其轉(zhuǎn)錄成DNA，如同產(chǎn)生了新的病毒“副本”，接下來病毒DNA在另一種酶（整合酶，integrase）作用下，將其整合到宿主細(xì)胞的基因組中。這個整合到宿主DNA中的病毒DNA被稱為“前病毒”。

就這樣，HIV開始在體內(nèi)大肆繁殖、生根發(fā)芽。這些“前病毒”被活化而進(jìn)行自身轉(zhuǎn)錄，形成病毒RNA，同時在蛋白酶的作用下合成病毒的結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)蛋白，這些新的病毒成分最終會組裝成新的HIV病毒顆粒，準(zhǔn)備感染其他宿主細(xì)胞,特別是CD4+T淋巴細(xì)胞，導(dǎo)致感染的擴(kuò)散和免疫系統(tǒng)的逐漸損害。

HIV病毒復(fù)制過程 來源：性病艾滋病預(yù)防控制中心

HIV進(jìn)攻的過程看似如“洪水猛獸”，但對于感染者的臨床癥狀而言也可算是一個“相對漫長”的過程。

在感染初期（急性感染期），許多人可能沒有明顯的癥狀，但此時HIV已經(jīng)在體內(nèi)迅速復(fù)制，少部分感染者也可能出現(xiàn)發(fā)熱、畏寒、皮疹、乏力等類似感冒的癥狀。但誰偶爾沒個頭疼腦熱呢？這些癥狀常常被人忽視，無疑給了HIV肆虐的機(jī)會。

在急性感染期之后進(jìn)入無癥狀期，這個階段可能持續(xù)數(shù)年甚至十年以上。在此期間，病毒持續(xù)復(fù)制，但癥狀可能不明顯。這時的病人被叫作“無癥狀HIV感染者”。雖然看似與正常人并無異樣，但此刻病毒依舊在瘋狂繁殖，破壞人體免疫功能，如果未接受治療，HIV感染最終可能會發(fā)展成艾滋病。

艾滋病是免疫系統(tǒng)功能受損嚴(yán)重的狀態(tài)，由于人體細(xì)胞免疫機(jī)能已經(jīng)難以維持，感染者對外界病毒、細(xì)菌完全失去抵抗能力，也就進(jìn)入HIV感染的最后階段，即“艾滋病期”，患者極容易發(fā)生嚴(yán)重的機(jī)會性和惡性腫瘤。

02 全球已出現(xiàn)數(shù)例艾滋病治愈者，攻克艾滋病的方法可復(fù)制了？

HIV的“攻占T細(xì)胞計劃”是一個復(fù)雜而狡猾的過程，這個復(fù)雜的侵入機(jī)制使得艾滋病毒能夠持續(xù)感染和破壞宿主的免疫系統(tǒng)，導(dǎo)致免疫系統(tǒng)失調(diào)和艾滋病的發(fā)展。但科研人員一直在努力研究這一過程，并尋求新的方法來預(yù)防感染和治療艾滋病。

隨著艾滋病防治領(lǐng)域的科技進(jìn)展，以艾滋病抗病毒藥物為核心的生物醫(yī)學(xué)干預(yù)措施逐步發(fā)展和完善，可以有效抑制HIV的復(fù)制，減緩疾病的進(jìn)展，提高患者的生活質(zhì)量，并減少病毒的傳播。由于抗病毒治療的有效性提高，艾滋病的預(yù)后得到了顯著改善。許多患者能夠長期維持健康狀態(tài)，被稱為“長期抗逆轉(zhuǎn)錄病毒攜帶者”（Long-Term Non-Progressors，LTNP），他們不會迅速發(fā)展為艾滋病。

“黃金72小時自救”又稱艾滋病病毒暴露后預(yù)防（Post-exposure Prophylaxis，PEP），就是一種利用抗病毒藥物阻斷艾滋病病毒暴露后傳播的生物醫(yī)學(xué)干預(yù)措施，是艾滋病綜合干預(yù)策略的重要組成部分。暴露后預(yù)防為處于HIV高暴露風(fēng)險的人群提供了緊急阻斷的機(jī)會，有助于減少艾滋病感染和傳播。目前已經(jīng)在全球廣泛推廣應(yīng)用。

而就在今年7月20日，根據(jù)美國廣播公司網(wǎng)報道，法國和瑞士的研究人員確認(rèn)了最新一名的HIV長期緩解男子，該男子被稱為“日內(nèi)瓦病人”，這也是全球第6位實(shí)現(xiàn)長期緩解的艾滋病患者。更令人感到樂觀的是，他并沒有接受與前五例病人同樣采用的帶有對HIV具有抵抗作用的CCR5△32基因突變的異體骨髓移植手術(shù)，這不禁讓人猜想，是否意味著可以有更多的治療手段來對抗艾滋病的“魔咒”？

圖源：IAS 2023（（International AIDS Society，國際艾滋病協(xié)會））

這名被稱為“日內(nèi)瓦病人”的HIV患者，實(shí)現(xiàn)了長期緩解，且沒有接受傳統(tǒng)的基因移植手術(shù)，這表明治療艾滋病的途徑可能更多樣化和個體化。多年來，抗病毒藥物的使用顯著改善了艾滋病患者的生存狀況，但治愈仍然具有挑戰(zhàn)性。病毒高度變異，通用療法不易實(shí)現(xiàn)。因此，科學(xué)家們探索基因治療、免疫療法等新策略，以期實(shí)現(xiàn)更多患者的長期緩解或治愈。

“日內(nèi)瓦病人”的案例突顯了多元化治療的前景，不僅僅依賴傳統(tǒng)方法。這種個性化治療可能更好地滿足不同患者需求。盡管道路漫長，但艾滋病治療領(lǐng)域充滿希望，科學(xué)家們將堅(jiān)持努力，最終克服這一全球性挑戰(zhàn)。新的治愈案例和研究成果為未來帶來了光明，讓患者有望過上健康幸福的生活。

HIV的傳播不僅限于性行為，還包括母嬰、血液等途徑傳播。此外，早期診斷對于及早開始抗病毒治療、減少 HIV傳播風(fēng)險以及提高患者的生活質(zhì)量至關(guān)重要。

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今天是第36個世界艾滋病日。通過普及健康教育，采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施如使用避孕套、避免共用注射器、接受HIV測試以及提供母嬰預(yù)防措施等，我們可以減少歧視、恐慌和病毒傳播，從而更好地控制和預(yù)防艾滋病。

參考文獻(xiàn)：

[1] Centers for Disease Control (CDC). Persistent, generalized lymphadenopathy among homosexual males. Morbidity and Mortality Weekly Report.. 1982 May 21;31(19):249-51.

[2] Centers for Disease Control (CDC). Update on acquired immune deficiency syndrome (AIDS) – United States. Morbidity and Mortality Weekly Report. 1982 Sep 31 (37): 507–08, 513–14.

[3] http://www.unaids.org.cn/

作者：唐偉 長沙市第一醫(yī)院感染與免疫科副主任醫(yī)師

審核：李南南 湖南省科協(xié)二級調(diào)研員，湖南省科普作家協(xié)會理事，科普中國專家

陳岳飛 研究員，湖南省科普作家協(xié)會會員 ，科普中國專家

出品：科普中國

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