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【分享】艾滋病的传播与预防一、病毒与传染

  • zouhua1210
    2008/07/25
  • 私聊

物理知识

  • 艾滋病的传播与预防
     一、病毒与传染
    作者:小江
    作为一种传染病,艾滋病的传播遵循传染的一般规律,即必须同时满足传染源,传播途径和易感人群这3个条件方能从一个个体传播到另一个体。

      作为传染的源头,艾滋病病人和HIV感染者是传播中最为重要的一环。他们的数量直接关系到整个国家艾滋病防治的战略和决策。先来看看传播链条上的主体:HIV。

      这是一种微小的病原体,从分类来讲,它属于逆转录病毒科中的慢病毒属,起这个名字,是因为该属病毒所导致的人和动物的疾病都属于有较长潜伏期的慢性疾病[1],此外,这些小东西们还有一些共同特征,如都可以引起被感染者(宿主)免疫系统的抑制,都能够对宿主的造血系统造成破坏,也都可以损伤宿主的中枢神经系统,并且它们都不能够直接引起恶性肿瘤。该属包括能感染多种动物的不同种病毒。人们认识的第一个病毒就属于慢病毒,此即发现
    于1904年的马传染性贫血病毒[1]。 按照著名微生物学和病毒学家Jay A.Levy 教授的说法“事后看来,如果艾滋病研究者要找到一种能够首先引起人的免疫功能紊乱,然后导致神经综合征的病原,慢病毒应当作为当然的第一候选者。”不过,由于艾滋病患者的免疫缺陷使当时研究的领袖人物Robert C Gallo执着于自己熟悉并引以为骄傲的人T细胞白血病病毒,使得不仅他错过了首先发现HIV的机会,也错误的引导了整个研究方向(详情可参看拙作《艾滋病的发现历程》)。

      由于HIV病毒很小,所以只能够在电子显微镜下面才能看到,至于对它的更精细的结构的了解就只能借助分子生物学的方法了。病毒体像一个浑身长满刺的小球(或许像苍耳,不过要圆一些),严格的说那些遍布全身的刺其实并不是真的刺,而是嵌在病毒体最外层的一些糖蛋白,病毒学家们为了指代它们,根据它们的特征给起了名儿:gp120和gp41,不过为了叙述的方便,咱们不妨就
    叫它们小刺,这样的小刺一共有72个。比较起来gp120更像刺,所以病毒学家也就干脆把它叫做“刺突”,而gp41 跨越了外膜的内外,所以是一种跨膜蛋白。连同这些突起的小刺,病毒的直径约有100~120纳米。病毒的外壳由一层脂蛋白构成,这一层通常叫做包膜。它的内面就是病毒的核心了,由蛋白质构成的衣壳包裹着病毒的RNA,这就形成了核衣壳。核衣壳是所有病毒都不可缺
    少的部分,一些简单的病毒没有包膜,核衣壳也就是病毒体。

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  • zouhua1210

    第1楼2008/07/25

    HIV病毒的核衣壳很漂亮,呈对称的20面体,剖面上看,很像一个圆锥形。核衣壳中的两条相同的RNA链包含了病毒全部的遗传信息,为了能够进行逆转录,在这两条链上还紧密的结合着对病毒生物学活性至关重要的逆转录酶(另一个更为正式的名字是:RNA依赖的DNA聚合酶Pol)。这两条RNA链负责编码病毒所有自己的蛋白质和酶,包括Pol。

      HIV病毒的复制是一个很复杂的过程,简单来说,这是一个病毒如何侵入机体细胞,又怎样利用宿主细胞的低分子物质合成自身的核酸和结构蛋白,以及最后如何组装并释放出来的历程。

      首先,HIV病毒的gp120蛋白与特定细胞(感染早期,这是指在细胞膜表面表达CD4分子的细胞,主要是T淋巴细胞)。这个过程很逗,CD4分子表面有一个凹槽,恰好gp120就能够结合上去,结合之后,gp120与CD4的构像发生变化,然后, gp41蛋白位于膜外面的部分就与所要侵入的细胞表面的另一个受体(可以叫它F)结合,这一次结合就使病毒的外膜与宿主细胞的细胞膜发生了融合,接下来,病毒的核衣壳就顺利的进入了细胞[2]。完成了万里长征的第一步:进城:)。

      核衣壳进入细胞后,为了能够使携带病毒基因的RNA开始工作,还必须脱去其中的蛋白质衣壳。这又是一个十分复杂的过程,牵涉数种衣壳蛋白[3]。脱去衣壳后,病毒RNA开始在逆转录酶的作用下,利用宿主细胞内的各种脱氧核苷酸进行从RNA到DNA的逆转录过程(之所以叫“逆”转录,是因为1953年Crick 和Watson提出的分子生物学中心法则认为,遗传信息由DNA携带,其流向是以DNA为模板转录出RNA,再以RNA为模板合成蛋白质。但就是在类似HIV的一类病毒中发现,它们的遗传信息不是由DNA,而是由RNA携带,要实现遗传信息的表达,必须先以RNA为模板,合成DNA,再以这些DNA为模板继续实现从DNA到蛋白质的过程,由于从RNA到DNA的过程恰好可以看成转录的逆行,所以叫做逆
    转录),最后合成含有病毒基因组全序列的双链DNA分子[4]。

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  • zouhua1210

    第2楼2008/07/25

    下一步,也是最为重要的一步,即是病毒基因组与宿主基因组的整合,这一整和的过程对于子代病毒的产生是必需的。换句话说,只有完全进入到宿主的基因组中去,才可能实现病毒增殖的目的。整和完成后,,这些已经进入宿主基因组的病毒DNA被称为“前病毒”,这时,前病毒可以以非活化的方式潜伏下去,随着细胞的分裂而进入下一代宿主细胞,这可以用于解释为什么很多患者可以在感染后很长时间内完全不表现出任何临床症状,但是临床潜伏与这种病毒在细胞中的潜伏状态还是有很大区别的,此时患者体内的病毒复制呈现为较低水平。这种潜伏感染与病毒自身的一个名叫Rev的调节蛋白的作用有关[5]。但是,在一些细胞因子和事件的作用下,前病毒可以激活,开始活跃的复制,此时,利用宿主的RNA多聚酶,以病毒DNA为模板转录出RNA,这些RNA和以它们为模板生成的病毒蛋白质装配在一起就形成了新的子代核衣壳。新形成的核衣壳借助于细胞内的运输过程向细胞膜移动,最终到达细胞膜后,核衣壳不断向细胞膜外移动并被膜所包裹,最后像出芽一样的离开宿主细胞,这时,它们就获得了自己新的外膜,并成为完整的新病毒[6]。

      由于HIV的感染具有细胞的特异性,因此其在不同的体液中的含量也不尽相同,这对于了解它的传播特征是十分重要的。传播的潜在危险取决于体液中游离感染性病毒和/或感染性细胞数量,检测发现几乎所有感染者的血液中都含有感染性病毒和感染性细胞,但健康感染者中的含量明显低于已出现明显症状者。并且发现在急性期有症状期的患者中,HIV数量最高,所以认为接受或接触这类患者血液时,感染HIV的危险最大,总起来说,血液传播较之其他的途径具有最大的危险,如果以可能性来衡量的话,输入一次为HIV污染的血液其感染的危险大于90%。除血液以外,生殖液也是HIV传播中重要的一环。精液中HIV水平变化的情况与血液类似,而阴道液中病毒的含量就低一些。这一结果显示,在异性性行为中,女性作为受害者的可能性的明显高于男性。

      不过,有文献指出,在性行为传播这一途径中,HIV的传播可能更依赖于性伙伴的人数而不是接触的频率,并且也与性交的方式密切相关,一组统计资料显示,相对于经阴道性交,肛交传染的危险明显增加[7]。此外,由于上述原因和明显多得多的性伙伴人数,男性同性恋是毫无疑问的高危人群,资料显示,男性同性恋人群中,与男性感染者一次性接触而感染上HIV的机率为10%-100%,而如果是在异性恋者中,这一数值为1‰~2‰。如果将所有可能因素予以综合考虑,一位HIV感染者与任意选择的一个性伙伴发生一次性接触而导致后者感染的可能性大约为 17%[1]。在性接触中HIV向接受者的传播需要有侵入的部位,这些部位的擦伤将使传播的机会大为增加。对于是否经口传播,已有研究的结论并不十分一致。有文献指出,唾液中只有很少机会可以含有少量感染性病毒,所以认为,即使是被咬伤后,感染HIV的危险性也是很低的。一篇文献回顾了600多例咬伤病例, 并没有发现有导致HIV感染的。截止2000年,也只有一篇文献报道了一例因咬伤导致HIV感染的[8]。但一些报道表明,口交可以导致感染,一些在高级灵长类的实验也有类似发现。

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  • zouhua1210

    第3楼2008/07/25

    一些研究对目前各种传播途径在艾滋病传播中各自所占的地位进行了研究,结果发现,性行为导致了欧美半数以上的传染,其次为静脉毒品注射和母婴传播,最后是输血。

      通过上述研究,各国的研究者们对如何预防和控制艾滋病达成了一致,这就是严格筛选鲜血员,对血液及其制品进行严密筛查,广泛的开展性教育,尤其是在处于性活动十分活跃时期的青少年中充分的宣传安全性行为的意义,教会他们如何保护自己。由于目前性行为已成为艾滋病最大的传播途径,而只要在性活动中正确使用避孕套就可以防止绝大部分传染的发生,因此,各相关国家无不将对避孕套使用的推广作为防治艾滋病计划中最关键的组成部分之一,在高发区的泰国,更是积极推行“100%避孕套计划”,该计划旨在为所有性服务者提供避孕套,并鼓励和要求性产业的经营者坚持让所有顾客必须使用避孕套。自从1991年该计划实施以来,已收到很好的效果,使得艾滋病在性服务者和他/她们的顾客之间的传播大为减少。有鉴于此,作为世界各国艾滋病防治的最高协调机构的联合国艾滋病规划暑将之作为一个成功范例向所有国家推荐。

      总之,艾滋病的预防是一个复杂的社会问题,需要全体公民的积极参与。以后的文章中,我将专门论述这个问题。

    参考文献
    1.--HIV and the pathogennesis of AIDS,2nd ed,1997
    2.--Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 1991,88:8082
    3.--Na.Med.1997,3:651
    4.--The retroviridae,vol4, 1995
    5.--J.Virol.1990,67,5:3059
    6.--Cell.1996,87:1157
    7.--Managing HIV.1997,164:17
    8.--Lancet.1996,347:1762

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  • 海上生明月

    第4楼2009/01/03

    科学的阐述和分析,多谢

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