你知道HIV變異有多快嗎?
HIV的一個顯著特點是在病毒復制產(chǎn)生子代的過程中,,其遺傳物質(zhì)發(fā)生高度改變,,這個特點不僅是HIV在免疫和藥物壓力下賴以生存的基礎,也是病毒難以消除的主要原因和疫苗研制的主要障礙,。有科學家估算“艾滋病病毒的進化速度大約是人類基因進化速度的100萬倍”:其中一個原因是相較于真核細胞DNA聚合酶的錯誤率在10-10~10-9之間, HIV-1逆轉(zhuǎn)錄酶每個位點平均錯誤率高達到10-4~10-3之多[1],,另外一個原因是HIV復制過程包含的眾多環(huán)節(jié)中也同樣可以產(chǎn)生堿基突變。隨著HIV基因組的快速復制產(chǎn)生大量的子代病毒顆粒,,這些變異被快速累積并逐步放大,,并最終分化出不同的生物學功能。
HIV 變異如何產(chǎn)生,?
造成HIV基因組的高度可變性的原因包括:(1)HIV的復制過程中最重要的逆轉(zhuǎn)錄酶缺少矯正功能[2],,在1個復制周期內(nèi)平均可以在1個HIV基因組中引入1個堿基錯誤;(2)HIV高復制率,,在一個感染者體內(nèi),,每天可以新產(chǎn)生1010個病毒顆粒,高復制率使HIV基因組變異獲得快速地累積與放大,;(3)HIV高重組率,,兩個或多個HIV在體內(nèi)可以發(fā)生基因組重組,每個復制周期重組率約為2%,?;谏鲜鲈颍琀IV在感染人體并開始復制之后,可以在宿主體內(nèi)迅速產(chǎn)生一個復雜的病毒群體,,一個HIV感染者體內(nèi)病毒的變異甚至大于全部流感病毒的變異,。
HIV高度變異會產(chǎn)生什么樣的結果?
HIV的高度變異性可以幫助HIV快速適應新環(huán)境,,逃避藥物和宿主免疫打擊,,最終在宿主體內(nèi)存活并在人群中傳播。
由于HIV復制過程中的大量變異,,首先使得體內(nèi)抗體的進化往往不能跟上病毒的變異速度,,最終免疫系統(tǒng)失去抵抗而崩潰[3]。其次,,隨著高效抗病毒治療(HAART)的普及,,在抗病毒藥物和抗體的雙重選擇壓力下,一些因隨機突變而產(chǎn)生耐藥基因的病毒會重新占領高地,,特別是服藥依從性差的患者[4],。第三,設計和開發(fā)HIV疫苗需要能夠產(chǎn)生高效價的中和抗體并有效記憶,,而HIV高度變異導致的不同亞型,、重組型和獨特型以及不同毒株間的巨大差異,使得HIV毒株間的抗原性差異可以達到35%,,因此HIV的疫苗研制變得極為困難,,時至今日,還沒有任何一種疫苗能夠產(chǎn)生有效的廣譜的保護性,。
參考文獻
[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 馬麗英)
相關鏈接: