人类免疫缺陷病毒
人类免疫缺陷病毒（HIV）是一种属于反转录病毒科，亚科正反转录病毒亚科的逆转录病毒。与其他正反转录病毒一样，HIV在各种哺乳动物中引起慢性持续感染，如人类、马、牛、羊、猫和灵长类动物。作为一种病原体，HIV通过攻击和损害人体免疫系统而发挥作用。20世纪80年代初发现的艾滋病导致了随后HIV的识别，逐渐在全球传播开来。
分类
根据基因特征和病毒抗原的差异，HIV分为HIV-1和HIV-2两种。
非人类灵长类动物中的HIV-1起源于猩猩病毒SIVcpz，它感染了喀麦隆南部的几个黑猩猩社群。HIV-1的这个祖先可能通过血液传播从黑猩猩传播给人类猎人。HIV-1包含四个不同的谱系，包括M、N、O和P组。不同的跨物种传播事件导致了不同的组别形成。
● M组：它是最早被发现的组别。M组影响了全球数百万人，并在几乎每个国家都有发现。作为一个主要的组别，M群体造成了全球艾滋病毒流行的大部分。在M组中，至少有九种不同的HIV-1亚型，包括A、B、C、D、F、G、H、J和K。此外，不同的亚型可以通过合并遗传物质形成杂交病毒。这些产生的杂交病毒被称为“循环重组形式”（CRFs）。
● N组：它的发现可以追溯到黑猩猩，出现在喀麦隆中南部的Dja森林附近。N组于1998年被鉴定出来，甚至比O组更不常见。到目前为止，全球报告的N组感染病例不超过20例，全部来自喀麦隆。
● O组：1990年发现，主要局限于喀麦隆、加蓬和邻近国家，占全球1%以下的1型HIV感染。O组比M组要少得多。O组的直接来源仍然未知，因为没有一种猿猴病毒与该组别特别密切相关。然而，与SIVcpzPts相比，O组与SIVcpzPtt的关系更为密切，表明O组起源于中西非，与其目前的分布一致。
● P组：2009年在法国的一名喀麦隆妇女中发现。现有的系统发育数据显示，P组源自大猩猩。与O组一样，P组来自中西非，与其目前的分布一致。
HIV-2是1986年在非洲西海岸附近发现的一种新菌株。HIV-2与最初的HIV-1菌株有明显的区别。虽然它们几乎拥有相同的基因组和非常相似的病理效应，但HIV-2只是HIV-1的远亲。有趣的是，HIV-2与导致家养猕猴免疫缺陷的猴免疫缺陷病毒（SIV）密切相关。人类免疫缺陷病毒（HIV-1）、人类免疫缺陷病毒（HIV-2）和猴免疫缺陷病毒（SIV）被认为共享一个共同的祖先，但HIV-2和SIV都表达了HIV-1缺少的额外病毒蛋白。与HIV-1相比，HIV-2的传染性较低，病程进展较慢，导致死亡较少。HIV-2可以分为A-H组别。
结构
HIV通常呈球形，直径约为120nm。病毒的外膜是一个双层脂质包膜，来自寄主细胞，嵌有病毒蛋白gp120和gp41的尖峰。Gp41是一种跨膜蛋白。Gp120位于gp41的表面，并通过非共价相互作用与gp41结合。向内是由p17形成的球状基质，它将由p24构成的半圆形衣壳保持在病毒颗粒的中心。在电子显微镜下，衣壳呈高电子密度。衣壳内含有病毒RNA基因组、酶（反转录酶、整合酶、蛋白酶）和寄主细胞的其他成分（如trnalys3，用作反转录的引物）。
图1. 艾滋病病毒的结构图（来自维基百科）
HIV的基因组由两条相同的正链、单链RNA组成，每条RNA的长度约为9.2-9.8 kb。每条RNA的两端都是长的末端重复序列（LTRs），其中包含控制病毒表达的顺式调控序列。已经证实LTR具有启动子、增强子和负调控区域。在LTR之间的阅读框中含有九个基因，编码对新病毒组装至关重要的蛋白质。
图2. HIV-1的基因组组织
表：HIV基因组阅读框中的基因及其编码蛋白
| 基因 | 片段 | 编码蛋白 | 描述 |
|---|---|---|---|
| gag | Pr55Gag | 内部结构蛋白的前体。 | |
| P17 | Matrix protein (MA) | 内膜层的组成成分 | |
| P24 | Capsid protein (CA) | 形成锥形衣壳 | |
| P7 | Nucleocapsid protein (NP) | 参与核蛋白/RNA复合物的形成 | |
| P6 | 参与病毒颗粒的释放 | ||
| pol | Pr160GagPol | 病毒酶的前体。 | |
| P51 | Reverse transcriptase | 与原病毒DNA中HIV RNA的转录有关 | |
| P32 | Integrase | 将原病毒DNA整合到宿主基因组中 | |
| P10 | Protease | P10切割Gag (Pr55)和Gag- pol (Pr160GagPol)前体蛋白，参与结构蛋白和病毒酶的释放。 | |
| p15 (66) | RNase H | 在病毒RNA/DNA复制复合体中降解病毒RNA。 | |
| eve | PrGp160 | 包膜蛋白SU和TM的前体。它被细胞蛋白酶切割 | |
| gp120 | surface glycoprotein (SU) | 帮助病毒附着在目标细胞上 | |
| gp41 | Trasnmembrane protein (TM) | 作为gp120的锚定物。gp41介导病毒和细胞膜的融合 | |
| tat | p14 | transactivator protein | 病毒基因转录的激活剂。 |
| rev | p19 | RNA splicing regulator | P19调节非剪接和部分剪接的病毒mRNA的输出。 |
| nef | p27 | negative regulating factor | 影响HIV的复制，增强病毒颗粒的传染性，并参与靶细胞上CD4和靶细胞上HLA细胞的下调。 |
| vif | p23 | viral infectivity protein | 体内感染性病毒产生的关键 |
| vpr | p15 | virus protein r | 病毒颗粒的组成成分之一。它与p6相互作用，促进病毒感染并对细胞周期起作用。 |
致病机制
和所有病毒一样，HIV无法自行复制。HIV必须感染含有CD4的靶细胞，如T辅助细胞、巨噬细胞、树突状细胞和星形胶质细胞。HIV最常通过性交或通过生殖器或结肠粘膜的血液传播进入血液。病毒包膜上突出的gp120和gp41蛋白的先天条件使HIV能够锁定CD4 T细胞的CD4受体并进入细胞。
当gp120的C4结构与CD4分子结合时，CD4和gp120的构象发生改变，为gp120与细胞表面的共受体（如趋化因子受体5或CXCR4）结合提供了额外的位点。gp120与CD4和共受体的结合导致了gp120和gp41的构象变化。gp41的N端位于病毒膜上，由于其高的疏水性，形成一个插入靶细胞质膜的通道。细胞膜和病毒包膜最终完成融合。HIV基因组被释放到宿主细胞内，然后利用宿主细胞的机制复制其新拷贝。后代病毒通过膜外分泌方式从宿主细胞中释放出来。
疾病和症状
获得性免疫缺陷综合症（AIDS），又称为获得性免疫缺陷综合症，是由HIV感染引起的免疫功能障碍而导致的全身性传染病。一旦感染HIV，人体会更容易患上其他疾病。随着免疫系统的减弱，患者更容易受到机会性感染的影响，如卡氏肉瘤肺炎、弓形虫脑炎，以及一些不常见的癌症如卡波西肉瘤。
从HIV感染到典型AIDS症状发作的整个过程可以分为三个阶段：
● 急性感染期：
急性感染期通常称为窗口期。窗口期的主要症状包括发热、皮疹、淋巴结肿大、肌肉酸痛、疲劳、夜间盗汗、咽炎等。一些患者还可能出现急性头痛、恶心、呕吐、腹泻。由于急性感染期的症状较轻，通常容易被忽视。
被HIV感染后的2至6周，血清学检测可以帮助确定HIV抗体的存在，这是判断是否感染HIV的标准。
● 潜伏期：
潜伏期是指从HIV感染开始到出现AIDS临床症状和体征的时期。它持续数天到数周，之后个体会出现急性流感样症状。然而，在这段短暂的疾病期后，个体可能长时间保持无症状状态。在潜伏期内，感染AIDS的人可能不表现出任何临床症状，但潜伏期并不是一个静止期，更不是一个安全期，病毒在不断传播，具有强烈的破坏作用。
AIDS的平均潜伏期为2至10年，因此检测和预防AIDS并不容易。研究表明，在潜伏期过后，50%的人会在8年内发展成AIDS。儿童的AIDS潜伏期较短，平均为12个月。
● AIDS前期：
AIDS前期是指潜伏期过后出现与AIDS有关的症状和体征，直到典型AIDS的发展。在这个阶段，患者出现明显的与AIDS有关的症状和体征，主要表现为头部和颈部、腋下、腹股沟、颈后、耳前、颈后、股沟、颏下、耳后等淋巴结的持续性淋巴结肿大。
● 典型AIDS阶段：
典型的AIDS阶段由于免疫系统严重受损，易于发生各种致命的机会性感染和恶性肿瘤。随着HIV对免疫系统的进一步破坏，更多的持续性症状，如能量和体重下降、发热和盗汗、持续性酵母感染、皮肤疹或脱屑、盆腔炎、短期记忆丧失和严重的疱疹感染发生。
传播途径
HIV携带者和AIDS患者是AIDS的传播源。HIV主要存在于感染源的体液中，如血液、精液、阴道分泌物、脑脊液、胸腔和腹腔积液、羊水、乳汁。日常接触，如握手、拥抱、亲吻、游泳、蚊虫叮咬、共用餐具、咳嗽或打喷嚏，不会引起感染。以下是三种主要的传播途径：
● 性传播：
HIV感染主要通过不安全的性接触传播。
● 血液传播：
输注HIV含有的血液或血液制品、共用注射毒品的针头、不安全的纹身、性行为（通过性交或与体液接触）、或母婴传播（通过母乳喂养）的方式，都可能导致HIV感染。
● 母婴传播：
怀孕的HIV感染妇女可能会在怀孕和分娩过程中将病毒传播给胎儿，受感染的母亲还可以通过母乳喂养将病毒传播给哺乳儿童。
治疗和预防
目前，世界上没有治愈AIDS的方法，但适当的治疗可以延缓症状的进展，因此应尽早检测、诊断和治疗AIDS。抗逆转录疗法等治疗可以使病毒保持在低水平，并帮助免疫系统正常运作。一些药物可以干扰AIDS的自我复制，另一些药物可以阻止病毒的遗传物质进入免疫细胞。
不幸的是，尚无能够预防HIV感染或延缓AIDS进展的有效HIV疫苗。切断AIDS的传播是预防和控制AIDS的重要途径。并且预先暴露的预防措施可以降低高风险人群感染HIV的风险。
相关蛋白试剂
参考文献：
[1] Luciw PA. Human immunodeficiency viruses and their replication. In: Fields BN, editor. Virology. 3rd ed. Philadelphia: Lippincott-Raven; 1996. pp. 1881–1952.
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[3] Sharp PM, Hahn BH. Origins of HIV and the AIDS pandemic. Cold Spring Harb Perspect Med. 2011;1:a006841.
