HIV、AIDS的研究進(jìn)展簡(jiǎn)介說(shuō)課材料

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。HIV、AIDS的研究進(jìn)展簡(jiǎn)介-曾耀英暨南大學(xué)組織移植與免疫教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任一、HIV/AIDS的研究進(jìn)展簡(jiǎn)介1-5艾滋?。╝cquiredimmunodeficiencysyndrome，AIDS）無(wú)疑是人類空前最嚴(yán)重的疾病，這不僅僅是因?yàn)樗且环N流行范圍最廣的傳染病，而且它還是一種死亡率幾乎高達(dá)100的疾病。自從1983年證實(shí)人類免疫缺陷病毒（humanimmunodeficiencyvirus，HIV）是AIDS的病因以來(lái)，20多年過(guò)去了，HIV?。◤腍IV感染到AIDS發(fā)病整個(gè)病程稱作“HI

2、V病”，即“HIVdisease”）的流行還絲毫沒(méi)有出現(xiàn)減弱的趨勢(shì)。2003年是HIV感染人數(shù)和AIDS死亡人數(shù)達(dá)歷史的高峰。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的報(bào)告（表1，2），2003年全球大約有5百萬(wàn)人感染了HIV，平均每天15,000人，其中增幅最大的是撒哈拉沙漠以南的非洲地區(qū)，其次是亞太區(qū)（主要是印度和中國(guó)）。全球HIV感染現(xiàn)時(shí)累積人數(shù)達(dá)4千萬(wàn)，其中95的感染者居住在發(fā)展中國(guó)家，AIDS死亡人數(shù)達(dá)3千萬(wàn)。單是2003年全球就有3百萬(wàn)人死于AIDS。據(jù)估計(jì)，從現(xiàn)在到2010年，全球還可能有另外的4千5百萬(wàn)人被感染。AIDS是人類醫(yī)學(xué)史上最大規(guī)模的流行病。在撒哈拉沙漠以南非洲地區(qū)，HIV的流行率為7.5-

3、8.5，累積感染率高達(dá)50。它正在威脅著世界的安全，對(duì)人類的生存所帶來(lái)的負(fù)面影響難以想象。然而，我們相信：只要全人類都意識(shí)到問(wèn)題的嚴(yán)重性，依靠科學(xué)就一定能征服AIDS。就單一病因的疾病而言，HIV/AIDS的研究最為深入。在全球范圍內(nèi)集中了數(shù)以萬(wàn)計(jì)的頂尖科學(xué)家，在病因?qū)W、分子病毒學(xué)、自然史學(xué)、流行病學(xué)、免疫學(xué)、藥物學(xué)、發(fā)病學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域進(jìn)行廣泛而精細(xì)的研究，已發(fā)表的論文達(dá)125,000多篇。HIV/AIDS的科學(xué)研究突出的特點(diǎn)是多學(xué)科聯(lián)合和互動(dòng)，基礎(chǔ)與臨床密切結(jié)合。AIDS藥物研究的豐碩成果，就是上述特點(diǎn)的最好的例子。蛋白酶抑制劑和HIV入胞阻斷劑的研究經(jīng)歷：從藥靶的確定、表達(dá)、純化到晶體

4、圖像的繪制、計(jì)算機(jī)分子建模、候選藥物的設(shè)計(jì)；從實(shí)驗(yàn)室藥理學(xué)和藥物學(xué)研究到臨床試驗(yàn)。這是一個(gè)漫長(zhǎng)而艱難的歷程，如果缺乏人類的大合作精神是絕對(duì)不可能的。在過(guò)去的20多年里，HIV/AIDS研究已經(jīng)取得不少成果（表3），其中最具影響力的成果有：明確鑒定HIV是AIDS的病因；明確鑒定CD4、CCR5和CXCR4是HIV的細(xì)胞受體；建立高效抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法（highlyactiveanti-retroviraltherapy,HAART）。AIDS病因鑒定是一切后續(xù)研究的基礎(chǔ)；HIV進(jìn)入細(xì)胞所依賴的分子的鑒定，使我們能夠研究出阻止病毒進(jìn)入細(xì)胞的藥物；由于HAART的引入，AIDS的病死率大幅下降（圖1

5、）。因此，人們?cè)诖鼿AART能帶來(lái)奇跡，通過(guò)抗逆轉(zhuǎn)錄病毒治療清除感染者體內(nèi)的HIV。人們很快就發(fā)現(xiàn)：由于病毒突變而產(chǎn)生耐藥，由于病毒潛伏藥物無(wú)法發(fā)揮作用。雖然使用HAART治療可以大幅降低血漿病毒載量，但是一旦停藥，很快就大幅攀升。此外，現(xiàn)有抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物毒副作用明顯，治療方案復(fù)雜，使HAART的治療難以實(shí)施。因此，研制毒副作用小、價(jià)格低的藥物，不但有益于患者，而且也會(huì)有助于阻止疾病的進(jìn)一步傳播。在過(guò)去的20年里，盡管科學(xué)家已經(jīng)做了大量嘗試，以發(fā)展預(yù)防性疫苗。迄今還沒(méi)有任何一個(gè)臨床方案獲得成功。在過(guò)去20多年里人們從未停止過(guò)免疫治療的嘗試，盡管已有不少報(bào)道指出，某些免疫治療方案能增強(qiáng)感染者

6、體內(nèi)針對(duì)HIV的免疫應(yīng)答，但是迄今尚缺乏肯定臨床療效的依據(jù)?？茖W(xué)家已經(jīng)意識(shí)到，無(wú)論是HAART治療的“不徹底性”，或者疫苗研制失敗，或者免疫治療無(wú)效，均可歸因于人們對(duì)HIV與人體免疫系統(tǒng)相互作用的規(guī)律性等問(wèn)題缺乏真正意義上的了解。這些問(wèn)題可歸納為：HIV感染是如何使CD4+T細(xì)胞（CD4HTL）丟失？是HIV的直接的細(xì)胞致病性（cytopathogenicity）起主導(dǎo)性作用？或者是慢性免疫活化加速T細(xì)胞凋亡起主導(dǎo)性作用？CD8+T細(xì)胞是如何失去清除病毒的功能？是病毒突變產(chǎn)生免疫逃逸？或者是CD8+T細(xì)胞（CD8+CTL）成熟、分化異常導(dǎo)致功能缺陷？HIV原病毒DNA（proviralDNA）

7、在休止CD4+T細(xì)胞內(nèi)潛伏與免疫記憶的機(jī)制有什么區(qū)別？通過(guò)活化這些細(xì)胞是否有助于清除潛伏的HIV？HIV通過(guò)突變以適應(yīng)宿主的環(huán)境是好事？或者是壞事？近年的研究結(jié)果已經(jīng)開(kāi)始揭示隱藏這些問(wèn)題底下的分子細(xì)節(jié)。正是這些知識(shí)，使我們能夠改善現(xiàn)有的藥物研發(fā)策略和臨床治療方案，以實(shí)現(xiàn)徹底清除體內(nèi)HIV乃至消滅艾滋病的目標(biāo)。近年的研究進(jìn)展給我們留下非常深刻的印象：HIV感染是AIDS發(fā)生和發(fā)展的原始動(dòng)因，而普遍性免疫過(guò)度活化是AIDS發(fā)展的推動(dòng)因素。后者不但給HIV提供更多易感細(xì)胞（活化的CD4+HTL最容易感染HIV），而且可以通過(guò)免疫活化所產(chǎn)生的促炎細(xì)胞因子（proinflammatorycytokine

8、s）和促凋亡分子（proapoptoticmolecules）導(dǎo)致過(guò)強(qiáng)的旁觀者（bystander）性免疫病理學(xué)損害，還可以通過(guò)活化誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡（activation-inducedcelldeath）機(jī)制導(dǎo)致包括CD4+HTL和CD8+CTL在內(nèi)的淋巴細(xì)胞大量丟失，最終導(dǎo)致系統(tǒng)性免疫功能缺陷；HIV原病毒在休止CD4+HTL內(nèi)潛伏機(jī)制與免疫記憶的機(jī)制是相同的，通過(guò)活化這些細(xì)胞是有助于清除潛伏的HIV。實(shí)施以免疫調(diào)節(jié)為基礎(chǔ)的新“雞尾酒”治療策略的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。我們用“喘可治”注射液對(duì)人的T淋巴細(xì)胞進(jìn)行了深入的研究，結(jié)果表明：“喘可治”對(duì)人的靜止T細(xì)胞具有弱的活化作用和抗凋亡的作用，而對(duì)人的活化

9、T細(xì)胞（包括SIV刺激）具有較強(qiáng)抑制的作用，從而證實(shí)“喘可治”具有真正意義上的“雙向”調(diào)節(jié)作用。根據(jù)HIV感染的致病性和AIDS發(fā)病機(jī)制的新學(xué)說(shuō)“免疫活化細(xì)胞凋亡”論的觀點(diǎn)，抑制普遍性免疫過(guò)度活化，同時(shí)保護(hù)CD4+HTL和CD8+CTL免于發(fā)生大規(guī)模的凋亡，將是HIV/AIDS治療概念上的革命性策略。既然“喘可治”對(duì)人的T細(xì)胞具有抗活化和抗凋亡作用，那么意味著“喘可治”將可能為上述革命性治療理念的實(shí)施提供可操作的載體。“喘可治”對(duì)人的靜止T細(xì)胞具有弱的活化作用，那么它還可能有助于激活潛伏在休止CD4+HTL內(nèi)的病毒以便于清除的作用。此外，“喘可治”對(duì)于地塞米松和環(huán)磷酰胺在外內(nèi)外誘導(dǎo)的凋亡具有保

10、護(hù)作用，對(duì)放射同位素照射損傷CD34造血干細(xì)胞也具有保護(hù)作用。初步的的試驗(yàn)表明，“喘可治”具有治療艾滋病的細(xì)胞和分子免疫學(xué)基礎(chǔ)。二、HIV的分子病毒學(xué)、分子流行病學(xué)和分子演變的研究進(jìn)展及其啟示6-101.HIV的分子病毒學(xué)研究進(jìn)展廣義的分子病毒學(xué)包含病毒分子解剖學(xué)、病毒分子生理學(xué)、病毒分子生物化學(xué)、病毒分子病理學(xué)和病毒分子遺傳學(xué)（病毒的分子演變）等領(lǐng)域。1981年發(fā)現(xiàn)第1例AIDS，1983年分離并鑒定HIV是AIDS的病原體，1985年完成了HIV病毒基因組的測(cè)序。HIV是動(dòng)物逆轉(zhuǎn)錄病毒的慢病毒（lentivirusfamily）家族成員之一。這類病毒的特點(diǎn)包括：長(zhǎng)期潛伏和短期細(xì)胞病變效應(yīng)相

11、兼；病程發(fā)展緩慢和致死性消耗。圖2顯示HIV的3維結(jié)構(gòu)、基因組結(jié)構(gòu)及其轉(zhuǎn)錄子和蛋白。HIV-1是一種人類逆轉(zhuǎn)錄病毒，它的基因組長(zhǎng)度大約為9.3kb,包含3個(gè)結(jié)構(gòu)基因和6個(gè)調(diào)節(jié)基因,編碼16個(gè)蛋白。每個(gè)蛋白的功能已經(jīng)基本清楚（圖3和圖4）。2.HIV的分子流行病學(xué)研究進(jìn)展在HIV各種傳播途徑中，以異性間的性行為為基礎(chǔ)的傳播的比例最高，占80。盡管HIV已經(jīng)流行了20多年，盡管在世界范圍內(nèi)每天的感染人數(shù)高達(dá)15,000人，然而關(guān)于連接HIV病毒接觸和感染發(fā)生之間的分子事件，直至今天才開(kāi)始有所了解。在研究HIV播散過(guò)程中，在個(gè)體之間HIV主要是通過(guò)“性突觸”（sexualsynapse）傳播的，而在

12、宿主體內(nèi)HIV主要是通過(guò)“免疫突觸”(immunologicalsynapse)播散的。要阻斷HIV的性傳播，就必須了解：HIV的播散機(jī)制、HIV的靶細(xì)胞以及病毒與靶細(xì)胞的粘附和融合的分子過(guò)程。這些知識(shí)對(duì)我們研發(fā)阻止HIV進(jìn)一步播散的新的藥物是非常有價(jià)值的。如圖5所顯示，HIV性傳播大致包括幾個(gè)步驟：病毒跨越粘膜屏障；HIV與宿主細(xì)胞相互作用并形成局部感染；感染了病毒的細(xì)胞及游離病毒播散到引流淋巴結(jié)，并且在那里建立起穩(wěn)定的感染病灶；通過(guò)淋巴輸出導(dǎo)管和胸導(dǎo)管把病毒播散到其他組織、器官。宿主的免疫系統(tǒng)可在上述各個(gè)階段阻止HIV的播散。上述過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)以及它們所涉及的每一分子對(duì)，都是目前預(yù)防病毒播

13、散藥物研究的靶環(huán)節(jié)或靶分子。圖6顯示HIV跨粘膜傳播的可能機(jī)制；圖7顯示HIV殺滅化合物可能產(chǎn)生作用的機(jī)制；圖8顯示HIV與宿主細(xì)胞的靶向粘附和融合的基本過(guò)程；圖9顯示HIV殺滅化合物的可能靶點(diǎn)和正在研發(fā)中化合物。3.HIV的分子演變研究進(jìn)展HIV演變（HIVevolution）研究包括：演變?cè)颍ㄍ蛔兒椭亟M）的研究，演變結(jié)果（抗藥性和免疫逃逸的形成）的研究，以及演變過(guò)程（宿主內(nèi)和宿主間演變）的研究?；贖IV基因組及某些基因序列的系統(tǒng)發(fā)生分析是病毒宿主內(nèi)、宿主間演變、病毒跨種傳播的重要工具。進(jìn)化樹(shù)分析使我們知道HIV的起源，只有知道它從哪里來(lái)，才可能預(yù)見(jiàn)它將來(lái)可能到那里去，才可能預(yù)見(jiàn)HIV/

14、AIDS可能的最終結(jié)局?，F(xiàn)有證據(jù)清楚地表明：HIV-1和HIV-2都是起源于非洲的靈掌目動(dòng)物，但轉(zhuǎn)移到人類的確切時(shí)候尚難以確定?，F(xiàn)已分離出20種猿免疫缺陷病毒（simianimmunodefiencyvirus，SIV）。SIV與HIV密切相關(guān)，其種系發(fā)生分析結(jié)果見(jiàn)圖10。HIV和SIV都是靈掌目動(dòng)物的逆轉(zhuǎn)錄病毒。HIV/AIDS的治療和消滅的難點(diǎn)在于HIV的快速演變。快速演變使HIV具有極大的多樣性（diversity）。有時(shí)候病原體的基因組發(fā)生了很小的變化，就可以使該病原體的特性發(fā)生很大的改變。小鼠感染淋巴細(xì)胞性脈絡(luò)叢腦膜炎病毒模型的情況就是一個(gè)突出的例子。相同遺傳背景的小鼠感染同一（淋巴

15、細(xì)胞性脈絡(luò)叢腦膜炎）病毒的兩個(gè)相關(guān)克隆，而這兩克隆的差別只有3個(gè)堿基和2個(gè)氨基酸，而病程就可以完全不一樣，或者病毒完全被清除，或者宿主終生攜帶病毒。這種情況也完全可以在HIV感染中發(fā)生。我們可以把HIV的多樣性想象成為人們必須要面對(duì)的許多種相似而不相同病原體所引發(fā)的感染性疾病，其困難是可以想象的。在HIV演變的研究過(guò)程中，人們找到一些非常有價(jià)值的信息。研究結(jié)果表明，已經(jīng)分離出來(lái)20種SIV，對(duì)其天然宿主都不顯示出致病性，在實(shí)驗(yàn)室里把SIV注射給亞洲短尾猴以建立HIV疾病模型的情況應(yīng)該另當(dāng)別論。然而，HIV感染人類其致病性是那么明顯。這兩種情況的比較性研究，不僅正在加深使我們對(duì)HIV感染致病性的

16、關(guān)鍵所在的了解，而且為制備疫苗病毒株的選擇提供依據(jù)。圖11和圖12顯示宿主內(nèi)和宿主間的HIV演變的比較性分析。在人類基因組中，45序列是來(lái)源于其它寄生生物的可轉(zhuǎn)移的DNA元件，8的序列由不活化和不完整的逆轉(zhuǎn)錄病毒序列組成。有證據(jù)表明，HIV正在發(fā)生適應(yīng)性變化。HIV能否在將來(lái)某一時(shí)間之后也變成我們基因組的固有成分呢？這是值得思索的。HIV是目前所知演變最快的微生物之一。其分子遺傳機(jī)理為：由于其逆轉(zhuǎn)錄酶的“不忠實(shí)性”，在把病毒RNA逆轉(zhuǎn)錄成為原病毒DNA時(shí)，常常用錯(cuò)堿基而導(dǎo)致突變，每個(gè)基因組1個(gè)復(fù)制周期就產(chǎn)生1個(gè)突變，而且HIV復(fù)制的速度非常高，每天可產(chǎn)生10101012個(gè)新病毒子；HIV的逆轉(zhuǎn)

17、錄酶還常常轉(zhuǎn)換模板，估計(jì)每個(gè)基因組復(fù)制一次可發(fā)生3次重組；RNAPolII聚合酶從原病毒DNA轉(zhuǎn)錄成RNA時(shí)也常常出錯(cuò)；自然選擇進(jìn)一步增加上述演變的頻率。由于免疫選擇的壓力而加速免疫逃逸克隆的產(chǎn)生，藥物選擇壓力增加耐藥克隆的形成。這些概念對(duì)設(shè)計(jì)HIV感染的防治非常有價(jià)值。三、HIV-1感染發(fā)病機(jī)制研究進(jìn)展及新概念11-221.病毒與宿主的相互作用：兩個(gè)層次的沖突，兩個(gè)層次的適應(yīng)盡管關(guān)于病毒的起源目前還不十分清除，但是關(guān)于病毒起源的小細(xì)胞寄生于大細(xì)胞的“逆行演變學(xué)說(shuō)”(hypothesisofretrogradeevolution)相對(duì)來(lái)說(shuō)有較多依據(jù)支持。該學(xué)說(shuō)認(rèn)為，病毒的起源于寄生于體積較大、

18、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的細(xì)胞內(nèi)的小細(xì)胞，如原核細(xì)胞。隨時(shí)間的推移，這種寄生的小細(xì)胞變得越來(lái)越依賴于宿主細(xì)胞，最后演變成為不能獨(dú)立繁衍的病毒。HIV與其宿主在兩個(gè)層面上出現(xiàn)相互作用，也就是說(shuō)可能出現(xiàn)兩個(gè)層面的沖突和適應(yīng)。在宿主細(xì)胞資源利用上，病毒與宿主細(xì)胞可能出現(xiàn)沖突，病毒的致細(xì)胞病變的活性（cytopathogenicity）就是這個(gè)層次沖突的結(jié)果；在宿主細(xì)胞資源利用上，病毒與宿主細(xì)胞也可能發(fā)生相互適應(yīng)，病毒演變成為良性感染病毒就是這種適應(yīng)的結(jié)果；在免疫相容性上，病毒與宿主免疫系統(tǒng)可能發(fā)生沖突，病毒的免疫致病活性（immunopathogenicity），就是這個(gè)層次沖突的結(jié)果；在免疫相容性上，病毒與宿主

19、免疫系統(tǒng)也可以出現(xiàn)相互適應(yīng)，病毒的免疫原性減弱以及免疫無(wú)反應(yīng)性就是這個(gè)層次適應(yīng)的結(jié)果。正是病毒與宿主在兩個(gè)層次的沖突和適應(yīng)決定HIV感染和AIDS的發(fā)生和發(fā)展。2.病毒與宿主相互作用的細(xì)胞層次目前已經(jīng)報(bào)道的HIV感染的細(xì)胞類型包括：CD4HTL、巨噬細(xì)胞（M）和樹(shù)突狀細(xì)胞（dendriticcell,DC）。由于這些細(xì)胞都是免疫系統(tǒng)的核心資源，可以想象HIV的感染對(duì)宿主的免疫系統(tǒng)所造成的破壞是何等嚴(yán)重。在普通感冒，人體免疫系統(tǒng)以0的死亡代價(jià)清除普通感冒病毒（普通感冒有30的病例的病因是冠狀病毒）；在SARS，人體免疫系統(tǒng)以10的死亡代價(jià)清除SARS冠狀病毒；在AIDS，人體免疫系統(tǒng)以100的死

20、亡代價(jià)也無(wú)法清除HIV。同樣都是RNA病毒所引起的感染，但結(jié)果卻如此的不一樣。究其原因，除了病毒的毒性有差別外，病毒所感染的靶細(xì)胞的不同以及它們的生活周期的差異可能是造成疾病的結(jié)局不一樣的最主要的原因。如圖13和圖14所示，被HIV感染的細(xì)胞包含：三種不同狀態(tài)的CD4HTL（活化態(tài)、G1靜止態(tài)和G0期休眠態(tài)）、M和兩種不同來(lái)源的DC（DC和淋巴濾泡DC）。它們具有：不同的HIV復(fù)制的支持能力、不同的壽命，接受CTL的免疫監(jiān)管度不一樣，因而也形成對(duì)血漿病毒載量具有著不同的貢獻(xiàn)度，以及對(duì)疾病的發(fā)展有著不同的影響度。HIV在活化的（activated）CD4HTL復(fù)制效率高，它是血漿病毒載量最主要的

21、貢獻(xiàn)者。HIV在活化T細(xì)胞所產(chǎn)生的致細(xì)胞病變作用（cytopathiceffect）最強(qiáng)，所以這種T細(xì)胞存活時(shí)間最短。閾下刺激（如細(xì)胞因子）可以使T細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞周期的G1期，但這種強(qiáng)度的信號(hào)不足以使細(xì)胞完成整個(gè)分裂周期，這種情況下細(xì)胞基因表達(dá)的格局和豐度只能支持能少量病毒的復(fù)制。與活化T細(xì)胞的情況相比，HIV在G1期靜止T細(xì)胞的復(fù)制速度及致細(xì)胞病作用明顯減弱，因而細(xì)胞的存活時(shí)間也延長(zhǎng)。感染了HIV的G0期休眠T細(xì)胞無(wú)病毒復(fù)制也無(wú)轉(zhuǎn)錄活動(dòng)，病毒以原病毒（proviral）DNA的形式存在于宿主細(xì)胞基因組中。由于休眠T細(xì)胞對(duì)HIV感染的缺乏容許性，估計(jì)其基因組的原病毒是在細(xì)胞進(jìn)入休眠態(tài)之前就整合進(jìn)

22、去的。休眠T細(xì)胞的原病毒活化是HAART治療停止后血漿病毒載量重先升高的病毒來(lái)源。M是隱蔽的病毒庫(kù)。在一般的情況下，M幾乎不發(fā)生細(xì)胞分裂，按理HIV的cDNA是無(wú)法整合M的基因組里，事實(shí)上M的基因組確實(shí)存在HIV的原病毒DNA。推測(cè)HIV的原病毒DNA通過(guò)另一套機(jī)制進(jìn)入M的染色體基因組中。M內(nèi)的胞泡（vesicularcompartment）具有穩(wěn)定地儲(chǔ)存HIV的特性。M對(duì)HIV的病毒的致細(xì)胞病變作用不敏感，而且其存活時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)。在感染個(gè)體，雖然M的病毒釋放量只有細(xì)胞的，但是HIV通過(guò)病毒蛋白Nef改變感染了HIV的M的生理特性，而使它成為使CD4HTL感染的持久播散者。DC可以直接感染和釋放

23、HIV。DC在HIV感染和播散中所起的作用最為顯赫。DC通過(guò)其表面分子DC-SIGN結(jié)合和內(nèi)吞HIV病毒子，并且通過(guò)與CD4HTL的細(xì)胞接觸產(chǎn)生跨細(xì)胞感染（transinfection）。有關(guān)DC-SIGN的作用機(jī)理將在藥物研發(fā)的章節(jié)加以討論。3.病毒與宿主相互作用的分子層次關(guān)于HIV這臺(tái)毒工作機(jī)器的運(yùn)作原理是通過(guò)研究那些在病毒復(fù)制時(shí)被利用的細(xì)胞蛋白性配體而變得越來(lái)越清楚的。如前所述，HIV基因組包含3個(gè)結(jié)構(gòu)基因和6個(gè)調(diào)節(jié)基因。所有這些基因都可能在某些環(huán)節(jié)參與HIV工作機(jī)器的運(yùn)作。然而，HIV工作機(jī)器的運(yùn)作還受到細(xì)胞的病毒蛋白性配體的正調(diào)節(jié)和負(fù)調(diào)節(jié)。圖15總結(jié)了對(duì)HIV復(fù)制產(chǎn)生正調(diào)節(jié)（促進(jìn)作用

24、）和負(fù)調(diào)節(jié)（抑制作用）的細(xì)胞蛋白?，F(xiàn)已證明，宿主細(xì)胞內(nèi)有不少細(xì)胞蛋白促進(jìn)病毒復(fù)制。首先，HIV通過(guò)以細(xì)胞的CD4分子作為受體，以趨化因子受體（chemokinerecaptors）CCR5和CXCR4作為共受體（coreceptors）的機(jī)制而進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。在此分子機(jī)制的基礎(chǔ)上，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出不少阻斷HIV進(jìn)入靶細(xì)胞的候選藥物，其中T-20已經(jīng)進(jìn)入臨床應(yīng)用。T細(xì)胞活化核因子（nuclearfactorofactivatedTcells,NFAT）是一種細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子，又是HIV逆轉(zhuǎn)錄的共因子（cofactor）。在休眠T細(xì)胞內(nèi)，NFAT的數(shù)量有限，因而HIV的轉(zhuǎn)錄受到抑制。有關(guān)以NFAT為靶點(diǎn)的藥物研

25、發(fā)將在有關(guān)章節(jié)中論述。細(xì)胞內(nèi)BAF、HMGly等幾個(gè)蛋白因子被發(fā)現(xiàn)可能在HIV原病毒DNA整合到宿主細(xì)胞染色體的過(guò)程中具有共因子的作用。這些細(xì)胞蛋白幫助HIV原病毒DNA在恰當(dāng)?shù)幕蚪M地點(diǎn)整合，從而保證基因適當(dāng)表達(dá)。在研究是什么細(xì)胞蛋白影響HIV的主要調(diào)節(jié)蛋白Tat和Rev時(shí)，人們發(fā)現(xiàn)Tat能募集一種名叫cyclin-T1的周期蛋白，后者能大大的提高病毒的轉(zhuǎn)錄效率。病毒蛋白R(shí)ev在把病毒RNA從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到翻譯的地點(diǎn)起到非常重要的作用，而Rev這一功能的發(fā)揮需要一種名叫CRM-1的核輸出細(xì)胞蛋白。同樣，已經(jīng)證明宿主細(xì)胞內(nèi)有一些細(xì)胞蛋白能抑制病毒復(fù)制。4.HIV感染的致病性和AIDS發(fā)病機(jī)制的新

26、觀點(diǎn)盡管在過(guò)去的20年里，HIV/AIDS科學(xué)有了很大的進(jìn)展，但是關(guān)于HIV感染的發(fā)生和AIDS的發(fā)病機(jī)制還很含糊。正是這個(gè)原因，HIV/AIDS的防治措施有時(shí)顯得相當(dāng)軟弱無(wú)力，而徹底清除HIV感染的目標(biāo)也變得遙不可及。然而，近年來(lái)出現(xiàn)一些和傳統(tǒng)概念相悖的觀點(diǎn)。這些知識(shí)可能對(duì)HIV/AIDS的防治產(chǎn)生深刻的影響。AIDS最主要的特征是CD4HTL丟失，最終使感染者完全喪失免疫功能。AIDS也因此而得名。自從1981年發(fā)現(xiàn)AIDS以來(lái)，科學(xué)家們就一直沒(méi)停止過(guò)努力查明HIV感染導(dǎo)致AIDS的機(jī)制。在人們的心目中，一直有個(gè)錯(cuò)誤的概念：認(rèn)為關(guān)于HIV所懂得比任何病毒的都要多，HIV生物學(xué)和病理機(jī)制已經(jīng)

27、弄清楚。與此相反，現(xiàn)已證明，目前我們所知道的只是事實(shí)的外表和事實(shí)的一部分，并非事實(shí)的實(shí)質(zhì)和全部。關(guān)于CD4HTL丟失的機(jī)制，有兩個(gè)主流性學(xué)說(shuō)。第一個(gè)學(xué)說(shuō)認(rèn)為：由于HIV感染CD4HTL而直接殺傷CD4HTL，從而導(dǎo)致CD4HTL因死亡而丟失，這就是CD4HTL丟失的“直接論”；第二個(gè)學(xué)說(shuō)認(rèn)為：由于免疫系統(tǒng)對(duì)HIV感染產(chǎn)生異常反應(yīng)，從而導(dǎo)致包括感染和非感染CD4HTL、CD8CTL等細(xì)胞的功能和結(jié)構(gòu)異常，從而導(dǎo)致CD4HTL因死亡而丟失，這就是CD4HTL丟失的“間接論”。事實(shí)上，這兩種機(jī)制在HIV感染時(shí)均發(fā)揮作用，其主次作用可能因病程階段的不同而有別。但是，近來(lái)支持后者的證據(jù)越來(lái)越多。然而，無(wú)

28、論是何種機(jī)制導(dǎo)致CD4HTL丟失，但病毒存在的數(shù)量和持續(xù)的時(shí)間、CD4HTL的死亡的易感性以及CD4HTL的補(bǔ)充速率，將決定CD4HTL數(shù)目減少的進(jìn)程，也就決定AIDS的發(fā)展進(jìn)程。大量的研究表明，AIDS的形成和發(fā)展過(guò)程實(shí)質(zhì)上是HIV對(duì)宿主免疫系統(tǒng)的不斷的破壞和宿主的免疫應(yīng)答失去清除感染的HIV能力的過(guò)程。如圖16所示整個(gè)HIV病的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，隨著時(shí)間的推移，血漿病毒載量不斷增加，CD4+HTL的數(shù)目不斷減少，而HIV抗原特異性的CD8CTL和抗體在整個(gè)“無(wú)癥狀期”都維持在比較高的水平，直至即將進(jìn)入AIDS期才開(kāi)始下降。所有這些現(xiàn)象給我們提出這樣一些問(wèn)題：是什么機(jī)制使CD4+HTL的數(shù)

29、目不斷減少？它與血漿病毒載量及AIDS的病程進(jìn)展是否存在因果關(guān)系？既然HIV抗原特異性的CD8CTL能維持一定數(shù)量，為什么不能控制病毒的復(fù)制？“免疫活化細(xì)胞凋亡”論近年來(lái)，關(guān)于HIV感染的致病性和AIDS發(fā)病機(jī)制的研究取得了很大進(jìn)展，產(chǎn)生了一些新觀點(diǎn)，形成了以“免疫活化細(xì)胞凋亡”論為核心的當(dāng)今HIV病發(fā)病機(jī)制的理論框架?？梢钥隙?，這些觀點(diǎn)對(duì)未來(lái)的HIV病防治策略的建立和具體方案的實(shí)施，將產(chǎn)生深刻的影響?！懊庖呋罨?xì)胞凋亡”論認(rèn)為：HIV病毒基因組所編碼的病毒蛋白，以抗原和超抗原的形式反復(fù)刺激免疫細(xì)胞，造成一個(gè)慢性免疫活化狀態(tài)（astateofchronicimmuneactivation），通

30、過(guò)活化誘導(dǎo)細(xì)胞死亡（activation-inducedcelldeath,AICD）和活化T細(xì)胞自主死亡（activatedT-cellautonomousdeath,ACAD）機(jī)制，加速T細(xì)胞的刪除；HIV病毒基因組所編碼的促凋亡蛋白，通過(guò)腫瘤壞死因子受體（TNFR）細(xì)胞凋亡信息途徑和線粒體細(xì)胞凋亡信息途徑，導(dǎo)致病毒感染和未感染的T細(xì)胞凋亡，最終導(dǎo)致CD4+HTL數(shù)量大幅減少，而形成免疫缺陷。以上只是“免疫活化細(xì)胞凋亡”論的基本框架，還沒(méi)有涉及其中細(xì)節(jié)。支持“免疫活化細(xì)胞凋亡”論的證據(jù)很多，主要包括：發(fā)現(xiàn)HIV感染患者T細(xì)胞的過(guò)度活化和過(guò)度凋亡與病程進(jìn)展相關(guān)；同位素標(biāo)記追蹤不同T細(xì)胞亞群，

31、發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞群體在體內(nèi)所表現(xiàn)出的高周轉(zhuǎn)率（enhancedTcellturnover）是免疫活化推動(dòng)的；SIV在某些天然宿主（如非洲黑臉猴sootymanagabeys）不表現(xiàn)出致病性，也沒(méi)有免疫過(guò)度活化現(xiàn)象，盡管猴體內(nèi)SIV病毒載量相當(dāng)高。人們對(duì)CD4+HTL丟失機(jī)理的認(rèn)識(shí)過(guò)程實(shí)質(zhì)上是人們對(duì)整個(gè)HIV/AIDS發(fā)生發(fā)展機(jī)理的認(rèn)識(shí)的過(guò)程。由于其中的細(xì)節(jié)將涉及到HIV/AIDS傳統(tǒng)的防治策略的變革，因此我不得不在這里對(duì)“免疫活化細(xì)胞凋亡”論的形成過(guò)程及推理細(xì)節(jié)作個(gè)比較詳細(xì)的介紹。早在1984年發(fā)現(xiàn)T細(xì)胞表面的CD4分子是HIV借以進(jìn)入細(xì)胞的受體之前，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)AIDS病毒的感染者體內(nèi)CD4+H

32、TL的數(shù)量明顯減少。當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)CD4分子是HIV的靶細(xì)胞受體后，就作出一個(gè)直觀而簡(jiǎn)單的推理：HIV感染了CD4+HTL并把它們殺死，既然成熟的CD4+HTL是機(jī)體免疫系統(tǒng)對(duì)抗病毒感染最為關(guān)鍵的細(xì)胞之一，CD4+HTL數(shù)量的減少當(dāng)然就會(huì)導(dǎo)致機(jī)體免疫功能的缺陷。但是，人們很快就發(fā)現(xiàn)：HIV感染的細(xì)胞數(shù)與實(shí)際丟失的CD4+HTL數(shù)量不成比例；感染的和未感染的CD4+HTL、CD8+CTL都出現(xiàn)死亡和丟失。因此，導(dǎo)致CD4+HTL丟失的機(jī)理并非只是HIV感染并殺死CD4+HTL那么簡(jiǎn)單。后來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)HIV感染者常常處于慢性免疫過(guò)度活化狀態(tài)。很自然，人們很快就把HIV感染是所出現(xiàn)免疫活化和細(xì)胞凋亡聯(lián)系

33、起來(lái)。此外，人們還發(fā)現(xiàn)HIV感染者出現(xiàn)T淋巴細(xì)胞快速周轉(zhuǎn)（highrateturnoverofTlymphocytes）。也就是說(shuō)，HIV感染者體內(nèi)T淋巴細(xì)胞出現(xiàn)快速增殖和快速死亡。但是，其中的生物學(xué)因果關(guān)系還不清楚。到底是病毒直接殺傷T淋巴細(xì)胞的快速死亡通過(guò)細(xì)胞群體自穩(wěn)機(jī)制（homeostaticmechanisms）拉動(dòng)細(xì)胞的快速增殖？還是免疫活化引發(fā)細(xì)胞快速增殖推動(dòng)細(xì)胞的快速死亡？也就是說(shuō)，HIV/AIDS發(fā)病機(jī)制的模式到底是“HIV的直接殺傷自穩(wěn)性細(xì)胞增殖自主性細(xì)胞凋亡（ACAD）細(xì)胞丟失”？還是“普遍性免疫活化細(xì)胞增殖活化誘導(dǎo)細(xì)胞死亡（AICD）和自主性細(xì)胞凋亡（ACAD）細(xì)胞丟失？

34、最近，一組科學(xué)家用同位素氘標(biāo)記的水和葡萄糖去追蹤HIV感染者和正常人的CD4+HTL，發(fā)現(xiàn)只有“效應(yīng)者記憶”T細(xì)胞（effector-memoryTcells）進(jìn)入高周轉(zhuǎn)狀態(tài)，而初始性CD4T細(xì)胞（naveCD4Tcells）沒(méi)有進(jìn)入高周轉(zhuǎn)狀態(tài)。根據(jù)上述的發(fā)現(xiàn)加上其它學(xué)者所報(bào)道的結(jié)果幾乎可以肯定：HIV/AIDS發(fā)病機(jī)制的模式是“普遍性免疫活化細(xì)胞增殖活化誘導(dǎo)細(xì)胞死亡（AICD）和自主性細(xì)胞凋亡（ACAD）細(xì)胞丟失，而不是“HIV的直接殺傷自穩(wěn)性細(xì)胞增殖自主性細(xì)胞凋亡（ACAD）細(xì)胞丟失”模式。利用這一模式可以解釋HIV感染者臨床所遇到的許多問(wèn)題：由于免疫過(guò)度活化，“效應(yīng)者記憶”T細(xì)胞群體規(guī)模

35、擴(kuò)大并且快速死亡，初始性CD4T細(xì)胞被動(dòng)員而導(dǎo)致群體規(guī)模被縮小，免疫系統(tǒng)沒(méi)有足夠資源對(duì)付新的微生物；由于“效應(yīng)者記憶”T細(xì)胞群體高速周轉(zhuǎn)，無(wú)法建立穩(wěn)定的記憶細(xì)胞庫(kù)，故無(wú)法對(duì)付各種各樣的微生物感染；由于“效應(yīng)者記憶”T細(xì)胞群體規(guī)模擴(kuò)大，大量效應(yīng)者細(xì)胞在履行其功能，從而進(jìn)一步產(chǎn)生大量促炎細(xì)胞因子和促凋亡因子，從而加劇了免疫活化和T細(xì)胞凋亡；由于HIV偏愛(ài)于感染活化的CD4+HTL，“效應(yīng)者記憶”T細(xì)胞群體規(guī)模擴(kuò)大，就可以提供更多的敏感細(xì)胞給HIV感染。對(duì)于性傳播的病例來(lái)說(shuō)，HIV/AIDS的基本過(guò)程如下。首先，HIV通過(guò)多種機(jī)制突破生殖道粘膜屏障，在粘膜下形成局部性急性感染。隨后，游離病毒以及攜帶

36、病毒或感染了病毒的細(xì)胞（DC和T細(xì)胞）遷移到引流淋巴結(jié)，并且在淋巴結(jié)形成穩(wěn)定的感染灶。盡管病毒可以誘導(dǎo)出HIV特異性CD4+HTL和CD8CTL，病毒通過(guò)突變使上述HIV特異性T細(xì)胞無(wú)法進(jìn)行有效的識(shí)別，并且通過(guò)誘導(dǎo)免疫效應(yīng)者細(xì)胞凋亡的策略，使病毒逃脫免疫清除。在這種情況下，病毒在血液和淋巴組織快速繁殖，大量病毒蛋白表達(dá)和釋放，這些病毒蛋白以抗原和超抗原的形式反復(fù)刺激免疫細(xì)胞，造成一個(gè)慢性免疫活化狀態(tài)，從而加速的生理性克隆刪除機(jī)制（AICD和ACAD）的運(yùn)作，導(dǎo)致感染和未感染的CD4+HTL和CD8CTL凋亡。此外，病毒基因編碼的促凋亡蛋白，不但能激活T細(xì)胞凋亡外源信息通路（TNFR細(xì)胞凋亡信息

37、傳遞途徑）和內(nèi)源信息通路（BCL-2調(diào)節(jié)的線粒體細(xì)胞凋亡信息傳遞途徑），導(dǎo)致CD4+HTL大量丟失，產(chǎn)生整體免疫功能缺陷，最后患者因條件性感染和腫瘤而死亡。5.HIV感染導(dǎo)致T細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制的研究進(jìn)展在上面我們已經(jīng)介紹了HIV感染導(dǎo)致T細(xì)胞凋亡的細(xì)胞學(xué)機(jī)制。由于HIV感染導(dǎo)致T細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制的細(xì)節(jié)，對(duì)HIV/AIDS防治藥物研究十分重要，人們對(duì)HIV感染是如何導(dǎo)致T細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制有了非常深入的研究。通俗說(shuō)來(lái)，HIV劫持了宿主細(xì)胞兩臺(tái)生死攸關(guān)的生物學(xué)機(jī)器，一臺(tái)是細(xì)胞增殖機(jī)器，另一臺(tái)是細(xì)胞死亡機(jī)器，以服務(wù)于它自身的生存和復(fù)制。劫持細(xì)胞增殖機(jī)器用于病毒自身的復(fù)制；劫持細(xì)胞死亡機(jī)器服務(wù)于病

38、毒逃脫宿主免疫系統(tǒng)的攻擊。關(guān)于HIV感染導(dǎo)致T細(xì)胞死亡的描述，可以歸納為：在HIV感染時(shí)，T細(xì)胞在2個(gè)主要場(chǎng)所（淋巴結(jié)和血液），通過(guò)5種不同機(jī)制（細(xì)胞融合死亡、“旁觀者”性死亡、自主性細(xì)胞凋亡、活化誘導(dǎo)細(xì)胞死亡、細(xì)胞毒T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡），在5種以上的病毒蛋白分子（Tat、Nef、Vpr、Vpu、Env）和數(shù)十種宿主細(xì)胞蛋白（TNF-TNFR家族分子、BCL2家族、BAK家族）參與下，發(fā)生凋亡。圖17顯示在HIV感染的情況下，宿主T細(xì)胞是如何維持其自穩(wěn)狀態(tài)的。圖18顯示在HIV感染的情況下，宿主細(xì)胞內(nèi)所激活的凋亡信息通路及凋亡分子。圖19顯示在HIV感染的情況下，宿主T細(xì)胞發(fā)生凋亡的不同發(fā)展

39、機(jī)制。四、HIV-1感染的免疫預(yù)防和免疫治療現(xiàn)狀及前景23-38無(wú)論是防止未發(fā)生病毒的感染，或者要清除已經(jīng)存在的病毒感染，首先要考慮的是動(dòng)員機(jī)體免疫系統(tǒng)資源。前者稱作免疫預(yù)防（immunologicalprophylaxis），也就是疫苗接種（vaccination）,其核心是疫苗（vaccine）研制；后者稱作免疫治療（immunotherapy）。在醫(yī)學(xué)史上，天花等傳染病的消滅，依靠的是疫苗，而不是抗病毒藥物。盡管，HAART的引入已經(jīng)使HIV/AIDS成為可治療的慢性感染性疾病，要停止HIV的流行，靠的還應(yīng)該是疫苗。當(dāng)然，在目前HIV疫苗的研究的尚未取得突破之前，進(jìn)行免疫治療的嘗試，新藥

40、物的研發(fā)，現(xiàn)有藥物治療方案的優(yōu)化等種種嘗試和努力都是明智的。眾所周知，可以利用的免疫資源（免疫分子與免疫細(xì)胞）包括：天然免疫系統(tǒng)（innateimmunesystem）和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)（adaptiveimmunesystem）。前者是指那些生來(lái)俱有的、不必經(jīng)過(guò)后天“訓(xùn)練”的、“非特異性”的防御資源及能力。后者是那些必須經(jīng)過(guò)與外來(lái)免疫原（immunogenes）接觸，而逐漸形成的、“特異性”防御資源及能力。在疫苗研究的重點(diǎn)放在機(jī)體適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的“特異性”防御資源及能力的開(kāi)發(fā)，其中包括體液免疫（中和抗體）和細(xì)胞免疫（CD4+HTL、CD8+CTL）中的病原體抗原特異性的資源及能力的開(kāi)發(fā)。免疫治

41、療研究的重點(diǎn)放在“非特異性”的防御資源及能力的開(kāi)發(fā)，當(dāng)然也包括治療性疫苗（therapeuticvaccine）的開(kāi)發(fā)。表3列出天然免疫系統(tǒng)和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的資源。就HIV感染而言，無(wú)論是疫苗預(yù)防或者免疫治療，其總體原則是動(dòng)員和整合這些資源，使免疫應(yīng)答總是朝著有利于病毒的清除的方向發(fā)展。1HIV疫苗研究進(jìn)展HIV疫苗的研究在過(guò)去20年里一直是HIV科學(xué)研究的重點(diǎn)。盡管如此，直至目前為止還沒(méi)有成功的HIV疫苗。如表3所示，在已經(jīng)進(jìn)入臨床試驗(yàn)的20多個(gè)HIV疫苗方案中，只有VaxGen公司的gp120方案進(jìn)入第3期臨床試驗(yàn)。VaxGen在2003年初公布：AIDSVAXB/B和B/E方案在第3期臨

42、床試驗(yàn)（5,000名高危志愿者）中，未能顯示出免疫保護(hù)作用。正象大眾傳媒所形容的那樣“小瓶子里的希望”破滅了。這一消息使整個(gè)HIV科學(xué)領(lǐng)域充滿了沮喪和失敗的氣氛?？茖W(xué)家們開(kāi)始反思：用疫苗對(duì)抗AIDS到底是否可行？在疫苗設(shè)計(jì)時(shí)是否還必須考慮HIV的可變性（variability）；還有什么辦法可以更好地刺激產(chǎn)生中和抗體產(chǎn)生；是否把重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞性疫苗研發(fā)；鑒于HIV疫苗的難度，是否可以考慮把通過(guò)試驗(yàn)的疫苗標(biāo)準(zhǔn)降低些，不必要求完全性保護(hù)，也不必要求長(zhǎng)時(shí)間維持的廣譜性中和抗體。這些問(wèn)題現(xiàn)在已有初步的答案。有關(guān)HIV疫苗的可行性的論證，涉及一些非常基本的問(wèn)題。以往研究其他病毒研究的啟示是來(lái)自這樣的事實(shí)

43、：一些人在從某種病毒急性感染中恢復(fù)之后，對(duì)相同病毒的感染就具有抵抗力。到目前為止，沒(méi)有任何確鑿證據(jù)證明某個(gè)體從急性HIV感染中恢復(fù)過(guò)來(lái)，HIV的感染從一開(kāi)始就進(jìn)入慢性感染狀態(tài)。據(jù)報(bào)道，HIV感染后數(shù)小時(shí)就可以整合到靶細(xì)胞的染色體基因組中，就可能幾乎永遠(yuǎn)不能被清除的潛伏。雖然HIV感染的情況不像其它病毒感染那樣有從急性期感染中恢復(fù)的個(gè)例，但是也有可以為HIV疫苗和免疫治療提供線索的人群。在HIV流行區(qū)里，有這樣的一組個(gè)體，反復(fù)接觸過(guò)HIV（高危人群），但是血清學(xué)陰性，無(wú)論血清學(xué)或者病毒學(xué)都沒(méi)有HIV感染的證據(jù)，所以把這組個(gè)體稱作“反復(fù)接觸而血清陰性者”（exposedseronegative(E

44、S)individuals）。他（她）們是“天然接種，成功預(yù)防”的范例，也給我們走向成功疫苗的探索提供了線索?？夏醽唭?nèi)羅畢的職業(yè)的性工作者（commercialsexworkersinNairobi）中有相當(dāng)一部分女性就屬于ES人群。正是這一原因，“內(nèi)羅畢妓女”的故事成為AIDS研究者甚至大眾傳媒的關(guān)注焦點(diǎn)。在HIV感染者中，有一組個(gè)體已經(jīng)被證實(shí)感染了HIV多年，但一直沒(méi)有發(fā)展成為AIDS。這組個(gè)體被稱作“長(zhǎng)期無(wú)進(jìn)展者”（long-termnonprogressors，LTNP）。如果我們可以把ES看作是疫苗研究的“天然模板”，那么LTNP將是設(shè)計(jì)免疫治療的“活指南”。在把ES作為參考模板時(shí)，

45、有些問(wèn)題還必須弄清楚：ES是否真正沒(méi)有被感染，還只是現(xiàn)在用于檢測(cè)的手段不夠敏感無(wú)法檢出罷了；如果ES個(gè)體現(xiàn)時(shí)確實(shí)沒(méi)有感染，而現(xiàn)時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的免疫應(yīng)答能力，是曾經(jīng)發(fā)生過(guò)的“一過(guò)性感染”所留下的記憶性應(yīng)答的體現(xiàn)；ES個(gè)體是否確實(shí)存在對(duì)抗新的HIV感染的免疫細(xì)胞和分子基礎(chǔ)；ES個(gè)體現(xiàn)時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的免疫應(yīng)答能力，是否機(jī)體免疫系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)時(shí)“隱性感染”應(yīng)答的一部分。不管是屬于哪種情況，其研究結(jié)果對(duì)疫苗及免疫治療研發(fā)都有很大參考價(jià)值。無(wú)論是臨床的間接證據(jù)，或者動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，都有大量證據(jù)強(qiáng)烈支持HIV疫苗的可行性。在回答疫苗設(shè)計(jì)時(shí)是否還必須考慮HIV的可變性的問(wèn)題時(shí)，很自然就引出“超級(jí)感染”（“superinfec

46、tion”）的問(wèn)題?！俺?jí)感染”是指一個(gè)個(gè)體感染了某亞型一株HIV病毒的基礎(chǔ)上，再感染另一亞型HIV病毒?！俺?jí)感染”意味著第一株病毒所誘導(dǎo)產(chǎn)生的免疫應(yīng)答，不能通過(guò)交叉反應(yīng)保護(hù)機(jī)體免除第二亞型病毒的感染?，F(xiàn)在已有“超級(jí)感染”的報(bào)道，也就是說(shuō)“超級(jí)感染”的確存在。如果“超級(jí)感染”的現(xiàn)象很少見(jiàn)，那么意味著大部分HIV感染的個(gè)體可以通過(guò)已經(jīng)感染的病毒某一亞型所誘導(dǎo)產(chǎn)生的免疫應(yīng)答，保護(hù)機(jī)體免于再次受到另一亞型病毒株的感染，即使所建立的免疫應(yīng)答能力不能清除已經(jīng)建立起來(lái)的感染。如果我們第一株病毒的感染看作為疫苗接種，那么對(duì)于大多數(shù)個(gè)體來(lái)說(shuō)，可以用某一亞型的病毒抗原進(jìn)行疫苗接種，而通過(guò)交叉反應(yīng)實(shí)現(xiàn)免疫保護(hù)。

47、如果“超級(jí)感染”的現(xiàn)象很普遍，那么企圖通過(guò)交叉反應(yīng)來(lái)解決HIV的多樣性（diversity）所帶來(lái)的免疫原病毒株選擇問(wèn)題是可行的。關(guān)于改善疫苗刺激產(chǎn)生中和抗體的問(wèn)題，可考慮：大多數(shù)的中和抗體表位都很容易發(fā)生突變，那些針對(duì)gp120的抗體一般都無(wú)中和作用；病毒的外殼蛋白為由三個(gè)gp120-gp41異二聚體結(jié)合形成的三聚體，它們的結(jié)合界面相當(dāng)保守，是很好的中和抗體表位，但它們深藏于蛋白復(fù)合體內(nèi)部，抗體難以達(dá)到，而gp120很容易脫落下來(lái)，刺激產(chǎn)生大量無(wú)價(jià)值的抗體，反而阻礙中和抗體的作用；關(guān)鍵性受體結(jié)合位點(diǎn)是中和抗體的理想表位，但是這些受體結(jié)合點(diǎn)常常被高度可變的結(jié)構(gòu)所遮掩（圖20）；外殼蛋白的暴露表

48、面常常發(fā)生糖基化。看來(lái)要改進(jìn)抗原刺激中和抗體，還得必須考慮病毒蛋白的三維結(jié)構(gòu)。目前已知5個(gè)針對(duì)gp120-gp41的單克隆抗體有中和活性，如何優(yōu)化條件刺激這些抗體高效表達(dá)需要有突破。要發(fā)現(xiàn)更多中和表位，利用蛋白質(zhì)工程的知識(shí)，制備高效免疫原，似乎需要在概念上有所突破。這一領(lǐng)域的學(xué)者似乎有個(gè)共識(shí)，T細(xì)胞疫苗路線將是HIV疫苗的突破口。雖然不像中和抗體那樣具有預(yù)防HIV的活性，但是T細(xì)胞疫苗能提高HIV感染的閾值，減少感染時(shí)病毒的載量，延緩病程進(jìn)展速度。關(guān)于以抗原特異性的CD8CTL為基礎(chǔ)的細(xì)胞性疫苗的研發(fā)，不但有堅(jiān)實(shí)的免疫學(xué)理論基礎(chǔ)，而且還有大量的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床觀察資料支持。正是這些原因，目前已經(jīng)

49、有12個(gè)以誘導(dǎo)產(chǎn)生CTL為目標(biāo)的細(xì)胞性疫苗方案正在臨床試驗(yàn)中。圖21顯示T細(xì)胞性疫苗的基本設(shè)計(jì)思想。在T細(xì)胞性疫苗的研究和開(kāi)發(fā)中，免疫原的設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵。正是這個(gè)緣故，以蛋白結(jié)構(gòu)生物信息學(xué)、分子遺傳學(xué)、蛋白質(zhì)計(jì)算機(jī)分子建模和表位預(yù)測(cè)為基礎(chǔ)的反向疫苗學(xué)（reversevaccinology）正在發(fā)展起來(lái)。有關(guān)這方面的詳細(xì)情況，可訪問(wèn)美國(guó)LosAlamos國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的HIV分子免疫學(xué)網(wǎng)站（/）。從事HIV疫苗開(kāi)發(fā)時(shí)，有些問(wèn)題應(yīng)該仔細(xì)思考：在人類應(yīng)用減毒活的逆轉(zhuǎn)錄病毒疫苗是不可取的，因?yàn)橐呙绮《究梢栽诩?xì)胞內(nèi)通過(guò)重組而形成新的病毒；實(shí)驗(yàn)資料表明滅活全病毒疫苗不良反應(yīng)太大；HIV糖蛋白的優(yōu)勢(shì)表位可變性太大

50、，無(wú)法捉摸；HIV疫苗不但要考慮激發(fā)系統(tǒng)免疫還要顧及對(duì)粘膜免疫的誘導(dǎo)；要找數(shù)千名HIV高危志愿者進(jìn)行III期臨床試驗(yàn)十分困難；疫苗所誘導(dǎo)的效應(yīng)者細(xì)胞和效應(yīng)者分子必須高效、高速，因?yàn)镠IV的遺傳信息很快就整合到宿主細(xì)胞染色體DNA中，從而很快就建立起感染。這些問(wèn)題中有的絕對(duì)不是稍作努力就能解決的。2HIV的免疫治療進(jìn)展HIV的免疫治療包括兩方面：治療性疫苗(therapeuticvaccine)和非特異性免疫治療（non-specificimmunotherapy）。兩者的科學(xué)依據(jù)、目的一樣，但做法不一樣。其科學(xué)依據(jù)在于：病毒的感染是依靠有正常功能的機(jī)體免疫系統(tǒng)控制的，HIV感染也不例外；HIV

51、感染的早期病毒載量下降是機(jī)體免疫系統(tǒng)對(duì)病毒復(fù)制有效控制的結(jié)果，HIV病程進(jìn)展與機(jī)體HIV特異性免疫應(yīng)答能力呈負(fù)相關(guān)；幾乎所有的HIV都存在一定程度免疫功能異常，通過(guò)從外面引入免疫原或佐劑，以“挽救”衰亡中的免疫功能，調(diào)整、平衡已經(jīng)處于混亂和無(wú)序狀態(tài)的免疫應(yīng)答，最終使機(jī)體進(jìn)入“CD4+HTL升高HIV病毒載量減少”的良性循環(huán)狀態(tài)。治療性疫苗所給予的是HIV相關(guān)的各種形式的免疫原（從全病毒到病毒蛋白和表位肽，從蛋白形式到DNA形式）；非特異性免疫治療所給予的是一些非特異免疫刺激劑（immunestimulators）、免疫調(diào)變劑（immunemodulators）或者免疫“佐劑”（immunead

52、juvants）。無(wú)論是治療性疫苗或者非特異性免疫治療，能進(jìn)入III期臨床試驗(yàn)的方案很少，而且其試驗(yàn)的結(jié)果大多未能顯示出良好的應(yīng)用前景。問(wèn)題還是回到最基本的科學(xué)問(wèn)題：到底是HIV的復(fù)制直接破壞了機(jī)體的免疫系統(tǒng)？還是HIV感染所引發(fā)強(qiáng)烈免疫應(yīng)答導(dǎo)致機(jī)體免疫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的損壞？如果實(shí)際情況屬于后一種，也就是說(shuō)“免疫活化細(xì)胞凋亡”是HIV病的真正發(fā)病機(jī)制，那么免疫治療要采取的策略不應(yīng)該是強(qiáng)化免疫治療，而應(yīng)該是弱化機(jī)體內(nèi)已經(jīng)發(fā)生的過(guò)強(qiáng)的免疫反應(yīng)。正是這種原因，有報(bào)道指出，以T細(xì)胞為靶向的免疫抑制劑環(huán)孢素A（cyclosporineA,CsA），與HAART聯(lián)合治療HIV/AIDS，不但有助于降低病

53、毒載量，而且明顯提高外周血CD4+HTL的數(shù)目。當(dāng)然，最近有報(bào)道指出，應(yīng)用合成的免疫調(diào)變劑murabutide進(jìn)行臨床試驗(yàn)，在提高CD4+HTL方面具有明顯的作用。免疫系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的無(wú)尺度的網(wǎng)絡(luò)，任何環(huán)節(jié)都是相通的，在HIV感染的情況下，其復(fù)雜性更加難以想象，正是這種網(wǎng)絡(luò)型結(jié)構(gòu)，給我們提供了通過(guò)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)治療的機(jī)會(huì)，無(wú)論在哪個(gè)節(jié)點(diǎn)插入，都可以使網(wǎng)絡(luò)發(fā)生“漂移”，其結(jié)果就可能打破現(xiàn)有的不平衡狀態(tài)，從而通過(guò)免疫系統(tǒng)通過(guò)進(jìn)化所形成的自穩(wěn)特性實(shí)現(xiàn)康復(fù)。如圖22所示，導(dǎo)致HIV感染者免疫衰竭的環(huán)節(jié)很多，阻斷任何環(huán)節(jié)都可能打破現(xiàn)有的惡性循環(huán)，至于哪個(gè)環(huán)節(jié)最關(guān)鍵，哪種免疫治療方法有效，只根據(jù)理論是無(wú)法作出療

54、效估計(jì)的，只有臨床結(jié)果才是真正判斷的標(biāo)準(zhǔn)。精心設(shè)計(jì)治療性疫苗方案，有可能在某種程度上克服病毒突變所產(chǎn)生的CTL和HTL表位逃逸（epitopeescape）。免疫結(jié)構(gòu)生物學(xué)的研究表明，與抗原特異性（antigenicspecificity）一樣，交叉反應(yīng)性(corss-reactivity)也是T細(xì)胞抗原受體（Tcellreceptor,TCR）識(shí)別的基本特性，都是進(jìn)化中經(jīng)過(guò)選擇而形成的。由于交叉反應(yīng)，每個(gè)TCR可識(shí)別多達(dá)數(shù)萬(wàn)個(gè)不同結(jié)構(gòu)的pMHC，這就是T細(xì)胞識(shí)別的簡(jiǎn)并性（degeneracy）。與抗原肽相比，TCR譜里的TCR克隆數(shù)目相對(duì)不足，從而有可能出現(xiàn)有些外源性抗原肽，就沒(méi)有相應(yīng)的TC

55、R來(lái)識(shí)別，從而在TCR譜里形成了“漏洞”。正是上述簡(jiǎn)并性修補(bǔ)了TCR譜“漏洞”。因此，我們可以利用TCR識(shí)別的簡(jiǎn)并性，來(lái)修補(bǔ)HIV突變表位逃逸所形成的“漏洞”。關(guān)于非特異性的免疫治療，有一個(gè)領(lǐng)域非常值得深入研究和開(kāi)發(fā)。如前所述，LTNP具有控制HIV體內(nèi)復(fù)制的能力，這種能力的細(xì)胞和分子基礎(chǔ)主要屬于天然免疫，特別是CD8細(xì)胞介導(dǎo)的非細(xì)胞毒反應(yīng)（CD8cellantiviralnon-cytotoxicresponse,CNAR），CNAR是通過(guò)CD8細(xì)胞的抗HIV因子（CD8cellanti-HIVfactor,CAF）產(chǎn)生作用的。CAF研究是相當(dāng)活躍的領(lǐng)域。雖然，真正的CAF還沒(méi)有鑒定出來(lái)，但

56、是證明有不少非特性因子具有CAF的活性，例如IFN-、IFN-、TGF-、IL-10、IL-16、RANTES、LIF等。這些分子將成為監(jiān)察非特異性免疫治療療效的重要指標(biāo)。五、HIV-1化療治療的不徹底性及其對(duì)策39-42自從1983年分離出HIV-1以來(lái)，20多年過(guò)去了?，F(xiàn)代的藥物研發(fā)的偉大成就以及臨床用藥方案的合理設(shè)計(jì)，使AIDS成為可以治療的慢性感染性疾病。然而，我們?cè)贖IV的化學(xué)治療上，還要面臨抗藥性和病毒潛伏庫(kù)等非常棘手的問(wèn)題。1.HIV的HAART治療抗逆轉(zhuǎn)錄病毒治療(antiretroviraltherapy，ART)是醫(yī)學(xué)史上發(fā)展最快的治療方法。在1996年以前人們常常用“艾滋

57、病雞尾酒”（AIDScocktails）來(lái)稱呼幾種抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物聯(lián)合應(yīng)用。在1996年6月在溫哥華世界艾滋病會(huì)議上，開(kāi)始使用“HAART”（highlyactiveanti-retroviraltherapy）來(lái)代替“AIDScocktails”。雖然HAART是不太科學(xué)的詞，而且聽(tīng)起來(lái)也有點(diǎn)奇怪，但很快為臨床醫(yī)生所接受，并且很快就被廣泛應(yīng)用流傳。現(xiàn)在已經(jīng)被學(xué)術(shù)刊物廣泛使用。如圖1所示，到1992年AIDS已經(jīng)成為2540歲男性和女性各種死亡原因（AIDS意外事故腫瘤心臟病自殺）之首。自從引入HAART之后，AIDS已經(jīng)下降到上述幾種死亡原因之后。HAART是指起碼3種HIV病毒酶的抑制劑聯(lián)

58、合應(yīng)用，常常采用1種蛋白酶抑制劑與2種核苷類似物的逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑（nucleotideanaloguesreversetranscriptaseinhibitor,NRTI）聯(lián)合使用，也有使用1種非核苷類的逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑（non-nucleosidereversetranscriptaseinhibitor,NNRTI）與2種NRTI聯(lián)合使用。HAART對(duì)持續(xù)維持低血漿病毒滴度，減少病毒對(duì)新藥的抗性形成，部分重建免疫功能有突出的貢獻(xiàn)。盡管如此，HAART還存在抗藥性形成和對(duì)潛伏病毒不起作用等問(wèn)題。2.抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物治療與抗藥性的產(chǎn)生恰當(dāng)?shù)腁RT對(duì)阻止抗藥性的產(chǎn)生十分重要，由于完全抑制病毒的復(fù)

59、制可以使抗藥性產(chǎn)生的機(jī)會(huì)大大減少。因而不恰當(dāng)?shù)闹委?，特別是那些只是部分抑制病毒的治療，常常使抗藥性快速產(chǎn)生。HIV是一種非常容易產(chǎn)生抗藥性的病毒。HIV抗藥性產(chǎn)生的生物學(xué)基礎(chǔ)在于逆轉(zhuǎn)錄酶的“不忠實(shí)性”，加上缺乏逆轉(zhuǎn)錄“校正機(jī)制”（proofreadingmechanism），每個(gè)基因組的1個(gè)復(fù)制周期就產(chǎn)生1個(gè)突變。突變是抗藥性產(chǎn)生的遺傳基礎(chǔ)，而某個(gè)范圍的藥物濃度給病毒抗藥性形成提供選擇壓力，加速抗藥性的形成?？顾幮缘男纬刹坏o感染者的治療帶來(lái)困難，而且抗藥性還可以通過(guò)性行為、血源污染、母嬰途徑傳播出去，而形成嚴(yán)重的醫(yī)療衛(wèi)生問(wèn)題。合理選擇藥物、科學(xué)設(shè)計(jì)治療方案是解決抗藥性問(wèn)題的策略之一。研發(fā)出更

60、多更先進(jìn)的藥物是不可能回避的努力。中藥對(duì)藥物副作用的舒緩作用可以增加用藥的持久性，增加藥物對(duì)病毒分子的抑制度，可望有助于解決抗藥性問(wèn)題。此外，期待中藥成分的多樣性能產(chǎn)生多靶點(diǎn)的作用，通過(guò)與異位結(jié)合位點(diǎn)（allosteringbindingsites）結(jié)合改變現(xiàn)有藥物的作用靶蛋白的構(gòu)象，從而發(fā)揮延緩抗藥性的形成的作用。3.HIV的潛伏與抗逆轉(zhuǎn)錄病毒治療“潛伏”（latency）是指病毒以一種可逆的非復(fù)制狀態(tài)存在于宿主體內(nèi)。對(duì)于一些病毒來(lái)說(shuō)，能否在宿主體內(nèi)長(zhǎng)期存在，主要取決于病毒能否建立潛伏。單純皰疹病毒（herpessimplexvirus）和帶狀皰疹病毒（varicella-zostervir