基因診斷與性病/艾滋病發(fā)病機(jī)理

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基因診斷與性傳播疾病

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HIV病毒為逆轉(zhuǎn)錄病毒，所以遺傳信息存在于兩個(gè)相同的RNA 單鏈模板中。該病毒能結(jié)合人類具有CD4+受體的細(xì)胞，特別是和CD4T輔助淋巴細(xì)胞相結(jié)合，還能與神經(jīng)細(xì)胞表面的半乳糖神經(jīng)酰胺結(jié)合，逆轉(zhuǎn)錄酶可將病毒RNA逆轉(zhuǎn)錄為DNA，然后DNA再與人類基因相整合。病毒DNA序列被感染細(xì)胞及其子代細(xì)胞終身攜帶。

HIV進(jìn)入人體后能選擇性地侵犯有CD4受體的淋巴細(xì)胞，以CD4T淋巴細(xì)胞為主。當(dāng)HIV的包膜蛋白gp120與CD4T淋巴細(xì)胞表面的CD4受體結(jié)合后，在gp41透膜蛋白的協(xié)助下，HIV的膜與細(xì)胞膜相融合，病毒進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。當(dāng)病毒進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)后迅速脫去外殼，為進(jìn)一步復(fù)制作好準(zhǔn)備。最近研究表明，HIV進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)除CD4受體外，還需要細(xì)胞表面的蛋白酶同gp120的V3環(huán)發(fā)生相互作用才能完成。

HIV病毒在宿主細(xì)胞復(fù)制開始，首先二條RNA在病毒逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下逆轉(zhuǎn)為DNA，再以DNA為模板，在DNA多聚酶的作用下復(fù)制DNA，這些DNA部分存留在細(xì)胞漿內(nèi)。進(jìn)行低水平復(fù)制。部分與宿主細(xì)胞核的染色質(zhì)的DNA整合在一起，成為前病毒，使感染進(jìn)入潛伏期，經(jīng)過2-10年的潛伏性感染階段，當(dāng)受染細(xì)胞被激活，前病毒DNA在轉(zhuǎn)錄酶作用下轉(zhuǎn)錄成RNA，RNA再翻譯成蛋白質(zhì)。經(jīng)過裝配后形成大量的新病毒顆粒，這些病毒顆粒釋放出來后，繼續(xù)攻擊其他CD4T淋巴細(xì)胞。大量的CD4+T淋巴細(xì)胞被HIV攻擊后，細(xì)胞功能被損害和大量破壞是AIDS患者免疫功能缺陷的原因。

HIV感染CD4+T淋巴細(xì)胞后，首先引起細(xì)胞功能的障礙。表現(xiàn)有對(duì)可溶性抗原如破傷風(fēng)毒素的識(shí)別和反應(yīng)存在缺陷，雖然對(duì)有絲分裂原植物血凝素（PHA）的反應(yīng)仍然正常。細(xì)胞因子產(chǎn)生減少，IL-2R表達(dá)減少和對(duì)B淋巴細(xì)胞提供輔助能力降低等。當(dāng)HIV病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)大量繁殖，導(dǎo)致細(xì)胞的溶解和破裂。HIV在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制后，以芽生方式釋出時(shí)可引起細(xì)胞膜的損傷。由于HIV可抑制細(xì)胞膜磷脂的合成從而影響細(xì)胞膜的功能，導(dǎo)致細(xì)胞病變。HIV還可以感染骨髓干細(xì)胞導(dǎo)致CD4+T淋巴細(xì)胞減少。

當(dāng)受HIV感染的CD4+T淋巴細(xì)胞表面存在的gp120發(fā)生表達(dá)后，它可以與未感染的CD4+T淋巴細(xì)胞CD4分子結(jié)合，形成融合細(xì)胞，從而改變細(xì)胞膜的通透性，引起細(xì)胞的溶解和破壞。游離的gp120也可以與未感染的CD4+T淋巴細(xì)胞結(jié)合，作為抗體介導(dǎo)依賴性細(xì)胞毒作用的抗原，使CD4+T淋巴細(xì)胞成為靶細(xì)胞，受K細(xì)胞攻擊而損傷。gp41透膜蛋白，能抑制有絲分裂原和抗原刺激淋巴細(xì)胞的增殖反應(yīng)，從而使CD4+T淋巴細(xì)胞減少。HIV感染后一般首先出現(xiàn)CD4T淋巴細(xì)胞輕度至中度降低，該細(xì)胞總數(shù)可持續(xù)數(shù)年不變，反應(yīng)病毒為免疫應(yīng)答所抑制。歷經(jīng)一段時(shí)間后，CD4+T細(xì)胞逐漸進(jìn)行性下降，表明病毒逐漸逃脫了免疫應(yīng)答的控制。當(dāng)CD4+T淋巴細(xì)胞一旦下降至0.2×109/L（200細(xì)胞/μl）或更低時(shí)，則就可出現(xiàn)機(jī)會(huì)性感染。

二、HIV感染對(duì)其他免疫細(xì)胞的影響。

HIV感染所致免疫功能的損害，不僅是CD4+T淋巴細(xì)胞被破壞，其他免疫細(xì)胞也不同程的受到影響。

（一）單核巨噬細(xì)胞：因其表面也具有CD4受體，所以也易被HIV侵犯，但其感染率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于CD4+T淋巴細(xì)胞。研究發(fā)現(xiàn)被HIV感染的單核巨噬細(xì)胞有播散HIV感染的作用，它可以攜帶HIV進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)。在腦細(xì)胞中受HIV感染的主要是單核— 巨噬細(xì)胞，如小膠質(zhì)細(xì)胞。HIV感染的單核 —巨噬細(xì)胞釋放毒性因子可以損害神經(jīng)系統(tǒng)。當(dāng)一定數(shù)量的單核— 巨噬細(xì)胞功能受損時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致機(jī)體抗HIV感染和其他感染的能力降低。并且CD4+T淋巴細(xì)胞功能受損，也和單核— 巨噬細(xì)胞功能損害有關(guān)。

（二）CD8+T淋巴細(xì)胞：CD8+T淋巴細(xì)胞有對(duì)HIV特異的細(xì)胞溶解能力，在HIV感染初期，具有抑制病毒復(fù)制和傳播作用，當(dāng)CD8+T淋巴細(xì)胞功能受損時(shí)HIV感染者病情發(fā)展。在HIV感染的進(jìn)展期，HIV-1特異的細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞（CTL）的數(shù)目進(jìn)行性減少，說明CD8+T淋巴細(xì)胞對(duì)HIV特異的細(xì)胞溶解活力的喪失，可能與CTL減少有部分關(guān)系。HIV選擇性變異和由于CD4+T淋巴細(xì)胞的破壞也是促使HIV特異性細(xì)胞溶解活力喪失的原因。

（三）B淋巴細(xì)胞：HIV感染后，可通過多克隆抗體激活B淋巴細(xì)胞，使外周血液中B淋巴細(xì)胞數(shù)量增加，分泌免疫球蛋白，使IgG和IgM的水平增高。同時(shí)B淋巴細(xì)胞對(duì)新抗原刺激的反應(yīng)性降低。因此，在HIV感染進(jìn)展時(shí)，化膿性感染增加，而對(duì)流感A病毒疫苗和乙肝疫苗的抗體反應(yīng)降低。HIV感染，B淋巴細(xì)胞多源活化的機(jī)制不明，可能是由于缺乏正常T細(xì)胞的調(diào)節(jié)，B淋巴細(xì)胞被Epstein-Barr病毒激活階段，或HIV直接激活B淋巴細(xì)胞。

三、促進(jìn)AIDS發(fā)生的因素

HIV感染后，相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)HIV在體內(nèi)保持極低水平的復(fù)制，這就是AIDS無癥狀期持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)。原因之一是由于細(xì)胞免疫和體液免疫可以降低調(diào)節(jié)病毒復(fù)制，原因之二是HIV進(jìn)入CD4+t 淋巴細(xì)胞后，部分成為潛伏型。許多研究表明，一些細(xì)胞因子和其他病毒感染，能激活HIV的復(fù)制和表達(dá)，有報(bào)道認(rèn)為糖皮質(zhì)激素和白介素（IL-4，IL-6和IL-10等細(xì)胞因子）能協(xié)同增強(qiáng)HIV的復(fù)制。腫瘤壞死因子（TNF）α、β和IL-1亦能導(dǎo)致HIV的表達(dá)，其中特別是TNF-α。其他病毒的各種基因產(chǎn)物，能促進(jìn)HIV高水平復(fù)制，而且有些病毒還能和HIV-1協(xié)同破壞CD4+t 淋巴細(xì)胞。所以在臨床上AIDS患者常常合并感染巨細(xì)胞病毒，皰疹病毒，EB病毒，人類T淋巴細(xì)胞白血病病毒等，又并促使病情變化。

四、HIV感染后的免疫應(yīng)答

人體的免疫系統(tǒng)是抗外部感染的最后防線，許多病源體感染人體，最后通過人體的細(xì)胞免疫和體液免疫而消滅，機(jī)體的免疫系統(tǒng)對(duì)HIV的初期感染起一定的抑制作用，但隨著免疫系統(tǒng)的損害及HIV的變異，機(jī)體的免疫系統(tǒng)最終對(duì)HIV的感染無能為力。HIV感染能激發(fā)機(jī)體產(chǎn)生特異的細(xì)胞免疫反應(yīng)和對(duì)各種病毒抗原產(chǎn)生相應(yīng)抗體。機(jī)體產(chǎn)生T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用，HIV感染者腦部有T淋巴細(xì)胞浸潤。CD8+t 淋巴細(xì)胞對(duì)HIV病毒的抑制，溶解感染HIV的靶細(xì)胞，說明T細(xì)胞在HIV感染中發(fā)揮抑制HIV復(fù)制作用。機(jī)體產(chǎn)生的抗體可以中和游離HIV病毒及已和細(xì)胞結(jié)合的而尚未進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的HIV顆粒。自然殺傷細(xì)胞（NK）和殺傷細(xì)胞（K細(xì)胞）通過抗體依賴性細(xì)胞毒性作用能殺傷和溶解HIV感染的細(xì)胞。機(jī)體的細(xì)胞免疫和體液免疫作用可在一段時(shí)間內(nèi)控制HIV的復(fù)制及擴(kuò)散。但是，由于病毒的變異和重組，可以逃脫免疫監(jiān)視，不能被機(jī)體的免疫系統(tǒng)徹底清除。當(dāng)機(jī)體的免疫系統(tǒng)被進(jìn)一步破壞時(shí)，在某些觸發(fā)因素的作用下，使HIV大量復(fù)制和播散，最終導(dǎo)致AIDS的發(fā)生。

五、HIV感染與腫瘤

在HIV感染者中卡波濟(jì)肉瘤，B細(xì)胞淋巴瘤，何杰金病以及某些腫瘤發(fā)生率升高，和機(jī)體免疫功能破壞直接相關(guān)，但可能不是唯一的原因。當(dāng)HIV感染者出現(xiàn)B細(xì)胞淋巴瘤時(shí)與EBV病毒感染有關(guān)，HIV并不能直接引起腫瘤，因在腫瘤細(xì)胞DNA內(nèi)并不能證明有病毒序列存在。

HIV感染后的發(fā)病機(jī)理可歸納如下：①HIV侵入人體后首先與細(xì)胞表面含有CD4受體CD4+T淋巴細(xì)胞結(jié)合，進(jìn)入細(xì)胞進(jìn)行復(fù)制，部分整合于細(xì)胞染色體DNA中成為潛伏型；②機(jī)體細(xì)胞免疫和體液免疫對(duì)HIV的抵抗作用，使感染初期的HIV低水平復(fù)制；③在其他因素的作用下，潛伏的HIV被激活而大量復(fù)制，廣泛侵入CD4+T淋巴細(xì)胞，　使CD4+T淋巴細(xì)胞、單核 — 巨噬細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞、CD8+T淋巴細(xì)胞和NK細(xì)胞等功能受損，最后導(dǎo)致整個(gè)免疫功能缺陷，最終發(fā)生一系列頑固性機(jī)會(huì)感染和腫瘤的發(fā)生。