基因診斷與性病/愛滋病發病機理

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基因診斷與性傳播疾病

基因診斷與性傳播疾病目錄

一、HIV感染對CD4T淋巴細胞的影響

HIV病毒逆轉錄病毒,所以遺傳信息存在於兩個相同的RNA單鏈模板中。該病毒能結合人類具有CD4+受體細胞,特別是和CD4T輔助淋巴細胞相結合,還能與神經細胞表面的半乳糖神經醯胺結合,逆轉錄酶可將病毒RNA逆轉錄DNA,然後DNA再與人類基因相整合。病毒DNA序列被感染細胞及其子代細胞終身攜帶。

HIV進入人體後能選擇性地侵犯有CD4受體的淋巴細胞,以CD4T淋巴細胞為主。當HIV的包膜蛋白gp120與CD4T淋巴細胞表面的CD4受體結合後,在gp41透膜蛋白的協助下,HIV的膜與細胞膜相融合,病毒進入細胞內。當病毒進入細胞內後迅速脫去外殼,為進一步複製作好準備。最近研究表明,HIV進入細胞內除CD4受體外,還需要細胞表面蛋白酶同gp120的V3環發生相互作用才能完成。

HIV病毒在宿主細胞複製開始,首先二條RNA在病毒逆轉錄酶的作用下逆轉為DNA,再以DNA為模板,在DNA多聚酶的作用下複製DNA,這些DNA部分存留在細胞漿內。進行低水平複製。部分與宿主細胞核染色質的DNA整合在一起,成為前病毒,使感染進入潛伏期,經過2-10年的潛伏性感染階段,當受染細胞被激活,前病毒DNA在轉錄酶作用下轉錄成RNA,RNA再翻譯成蛋白質。經過裝配後形成大量的新病毒顆粒,這些病毒顆粒釋放出來後,繼續攻擊其他CD4T淋巴細胞。大量的CD4+T淋巴細胞被HIV攻擊後,細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淋巴細胞後,首先引起細胞功能的障礙。表現有對可溶性抗原破傷風毒素的識別和反應存在缺陷,雖然對有絲分裂植物血凝素(PHA)的反應仍然正常。細胞因子產生減少,IL-2R表達減少和對B淋巴細胞提供輔助能力降低等。當HIV病毒在宿主細胞內大量繁殖,導致細胞的溶解和破裂。HIV在細胞內複製後,以芽生方式釋出時可引起細胞膜的損傷。由於HIV可抑制細胞膜磷脂的合成從而影響細胞膜的功能,導致細胞病變。HIV還可以感染骨髓幹細胞導致CD4+T淋巴細胞減少

當受HIV感染的CD4+T淋巴細胞表面存在的gp120發生表達後,它可以與未感染的CD4+T淋巴細胞CD4分子結合,形成融合細胞,從而改變細胞膜的通透性,引起細胞的溶解和破壞。游離的gp120也可以與未感染的CD4+T淋巴細胞結合,作為抗體介導依賴性細胞毒作用的抗原,使CD4+T淋巴細胞成為靶細胞,受K細胞攻擊而損傷。gp41透膜蛋白,能抑制有絲分裂原和抗原刺激淋巴細胞的增殖反應,從而使CD4+T淋巴細胞減少。HIV感染後一般首先出現CD4T淋巴細胞輕度至中度降低,該細胞總數可持續數年不變,反應病毒為免疫應答所抑制。歷經一段時間後,CD4+T細胞逐漸進行性下降,表明病毒逐漸逃脫了免疫應答的控制。當CD4+T淋巴細胞一旦下降至0.2×109/L(200細胞/μl)或更低時,則就可出現機會性感染。

二、HIV感染對其他免疫細胞的影響。

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

(一)單核巨噬細胞:因其表面也具有CD4受體,所以也易被HIV侵犯,但其感染率遠遠低於CD4+T淋巴細胞。研究發現被HIV感染的單核巨噬細胞有播散HIV感染的作用,它可以攜帶HIV進入中樞神經系統。在腦細胞中受HIV感染的主要是單核— 巨噬細胞,如小膠質細胞。HIV感染的單核 —巨噬細胞釋放毒性因子可以損害神經系統。當一定數量的單核— 巨噬細胞功能受損時,就會導致機體抗HIV感染和其他感染的能力降低。並且CD4+T淋巴細胞功能受損,也和單核— 巨噬細胞功能損害有關。

(二)CD8+T淋巴細胞:CD8+T淋巴細胞有對HIV特異的細胞溶解能力,在HIV感染初期,具有抑制病毒複製和傳播作用,當CD8+T淋巴細胞功能受損時HIV感染者病情發展。在HIV感染的進展期,HIV-1特異的細胞毒T淋巴細胞(CTL)的數目進行性減少,說明CD8+T淋巴細胞對HIV特異的細胞溶解活力的喪失,可能與CTL減少有部分關係。HIV選擇性變異和由於CD4+T淋巴細胞的破壞也是促使HIV特異性細胞溶解活力喪失的原因。

(三)B淋巴細胞:HIV感染後,可通過多株抗體激活B淋巴細胞,使外周血液中B淋巴細胞數量增加,分泌免疫球蛋白,使IgG和IgM的水平增高。同時B淋巴細胞對新抗原刺激的反應性降低。因此,在HIV感染進展時,化膿性感染增加,而對流感A病毒疫苗B肝疫苗抗體反應降低。HIV感染,B淋巴細胞多源活化的機制不明,可能是由於缺乏正常T細胞的調節,B淋巴細胞被Epstein-Barr病毒激活階段,或HIV直接激活B淋巴細胞。

三、促進AIDS發生的因素

HIV感染後,相當長時間內HIV在體內保持極低水平的複製,這就是AIDS無症状期持續時間很長。原因之一是由於細胞免疫體液免疫可以降低調節病毒複製,原因之二是HIV進入CD4+t 淋巴細胞後,部分成為潛伏型。許多研究表明,一些細胞因子和其他病毒感染,能激活HIV的複製和表達,有報導認為糖皮質激素白介素(IL-4,IL-6和IL-10等細胞因子)能協同增強HIV的複製。腫瘤壞死因子(TNF)α、β和IL-1亦能導致HIV的表達,其中特別是TNF-α。其他病毒的各種基因產物,能促進HIV高水平複製,而且有些病毒還能和HIV-1協同破壞CD4+t 淋巴細胞。所以在臨床上AIDS患者常常合併感染巨細胞病毒皰疹病毒,EB病毒,人類T淋巴細胞白血病病毒等,又並促使病情變化。

四、HIV感染後的免疫應答

人體的免疫系統是抗外部感染的最後防線,許多病源體感染人體,最後通過人體的細胞免疫和體液免疫而消滅,機體的免疫系統對HIV的初期感染起一定的抑制作用,但隨著免疫系統的損害及HIV的變異,機體的免疫系統最終對HIV的感染無能為力。HIV感染能激發機體產生特異的細胞免疫反應和對各種病毒抗原產生相應抗體。機體產生T淋巴細胞介導的細胞毒作用,HIV感染者腦部有T淋巴細胞浸潤。CD8+t 淋巴細胞對HIV病毒的抑制,溶解感染HIV的靶細胞,說明T細胞在HIV感染中發揮抑制HIV複製作用。機體產生的抗體可以中和游離HIV病毒及已和細胞結合的而尚未進入細胞內的HIV顆粒。自然殺傷細胞(NK)和殺傷細胞(K細胞)通過抗體依賴性細胞毒性作用能殺傷和溶解HIV感染的細胞。機體的細胞免疫和體液免疫作用可在一段時間內控制HIV的複製及擴散。但是,由於病毒的變異和重組,可以逃脫免疫監視,不能被機體的免疫系統徹底清除。當機體的免疫系統被進一步破壞時,在某些觸發因素的作用下,使HIV大量複製和播散,最終導致AIDS的發生。

五、HIV感染與腫瘤

在HIV感染者中卡波濟肉瘤,B細胞淋巴瘤何杰金病以及某些腫瘤發生率升高,和機體免疫功能破壞直接相關,但可能不是唯一的原因。當HIV感染者出現B細胞淋巴瘤時與EBV病毒感染有關,HIV並不能直接引起腫瘤,因在腫瘤細胞DNA內並不能證明有病毒序列存在。

HIV感染後的發病機理可歸納如下:①HIV侵入人體後首先與細胞表面含有CD4受體CD4+T淋巴細胞結合,進入細胞進行複製,部分整合於細胞染色體DNA中成為潛伏型;②機體細胞免疫和體液免疫對HIV的抵抗作用,使感染初期的HIV低水平複製;③在其他因素的作用下,潛伏的HIV被激活而大量複製,廣泛侵入CD4+T淋巴細胞, 使CD4+T淋巴細胞、單核 — 巨噬細胞、B淋巴細胞、CD8+T淋巴細胞和NK細胞等功能受損,最後導致整個免疫功能缺陷,最終發生一系列頑固性機會感染和腫瘤的發生。

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