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你知道HIV变异有多快吗?

2020年07月22日 17:59 传染病百科 来源:安心测网 阅读170次

  HIV的一个显著特点是在病毒复制产生子代的过程中,其遗传物质发生高度改变,这个特点不仅是HIV在免疫和药物压力下赖以生存的基础,也是病毒难以消除的主要原因和疫苗研制的主要障碍。有科学家估算“艾滋病病毒的进化速度大约是人类基因进化速度的100万倍”:其中一个原因是相较于真核细胞DNA聚合酶的错误率在10-10~10-9之间, HIV-1逆转录酶每个位点平均错误率高达到10-4~10-3之多[1],另外一个原因是HIV复制过程包含的众多环节中也同样可以产生碱基突变。随着HIV基因组的快速复制产生大量的子代病毒颗粒,这些变异被快速累积并逐步放大,并最终分化出不同的生物学功能。 

 

  HIV 变异如何产生? 

  造成HIV基因组的高度可变性的原因包括:(1)HIV的复制过程中最重要的逆转录酶缺少矫正功能[2],在1个复制周期内平均可以在1个HIV基因组中引入1个碱基错误;(2)HIV高复制率,在一个感染者体内,每天可以新产生1010个病毒颗粒,高复制率使HIV基因组变异获得快速地累积与放大;(3)HIV高重组率,两个或多个HIV在体内可以发生基因组重组,每个复制周期重组率约为2%。基于上述原因,HIV在感染人体并开始复制之后,可以在宿主体内迅速产生一个复杂的病毒群体,一个HIV感染者体内病毒的变异甚至大于全部流感病毒的变异。 

  HIV高度变异会产生什么样的结果? 

  HIV的高度变异性可以帮助HIV快速适应新环境,逃避药物和宿主免疫打击,最终在宿主体内存活并在人群中传播。 

  由于HIV复制过程中的大量变异,首先使得体内抗体的进化往往不能跟上病毒的变异速度,最终免疫系统失去抵抗而崩溃[3]。其次,随着高效抗病毒治疗(HAART)的普及,在抗病毒药物和抗体的双重选择压力下,一些因随机突变而产生耐药基因的病毒会重新占领高地,特别是服药依从性差的患者[4]。第三,设计和开发HIV疫苗需要能够产生高效价的中和抗体并有效记忆,而HIV高度变异导致的不同亚型、重组型和独特型以及不同毒株间的巨大差异,使得HIV毒株间的抗原性差异可以达到35%,因此HIV的疫苗研制变得极为困难,时至今日,还没有任何一种疫苗能够产生有效的广谱的保护性。 

  参考文献 

  [1] Nowak M. HIV mutation rate. Nature 1990; 347(6293): 522. 

  [2] M. A. Fundamental mechanisms of host immune responses to infection[J]. Journal of Periodontal Research, 2006,41(5). 

  [3] Bonsignori M, Liao HX, Gao F, et al. Antibody-virus co-evolution in HIV infection: paths for HIV vaccine development. Immunol Rev 2017; 275(1): 145-60. 

  [4] World Health O. HIV drug resistance surveillance guidance. 2015 update ed. Geneva: World Health Organization; 2016. 

  (艾防中心病毒及免疫研究室  马丽英) 

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