小病毒为何成为大家族?(2)
此外,该调查结果还表明,B′亚型是我国分布最广泛的HIV-1亚型;CRF-BC(CRF07-BC和CRF08-BC)是我国HIV-1重组的主要模式,流行于全国大部分地区;CRF01-AE正从南部及沿海城市(福建、广东、广西、云南等)向周围扩散。在人群分布上,B′亚型主要存在于经血液感染的HIV患者中,吸毒人群主要感染CRF-BC型和CRF01-AE型,性传播人群则感染其他HIV亚型。
HIV频频出现新成员的机理
现在,研究人员对于HIV的来源有了比较认同的结论,HIV-1来自非洲黑猩猩,HIV-2来自非洲黑白眉猴,它们是通过种属屏障从猴、猩猩传播到人,可能的途径是当地人捕食灵长类动物,从而让灵长类动物身上的类人猿免疫缺陷病毒(SIV)传播到人身上,并进化为HIV。
与SIV一样,HIV入侵人体后并非是整个病毒都进入细胞内部,而是在人的细胞表面留存一小段来自病毒蛋白质的多肽。这些多肽通常会被人体细胞的组织相容性复合物(MHC)结合在细胞表面。这样就把有外来微生物入侵的信息传递给T淋巴细胞,然后这些被入侵的细胞会被免疫系统标记,最后被免疫系统清除。非洲黑白眉猴非洲黑猩猩
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这就导致了HIV与人体免疫系统的较量。HIV会频频发生变化,不让免疫系统标记它并清除它。因此,人体细胞的组织相容性复合物也需要随着HIV的变化而变化才能把HIV入侵的信息传递给机体免疫系统。组织相容性复合物也是一个大家族,也会有多种变体,以应对和结合变化的HIV。例如,人类白细胞抗原B(HLA-B)基因编码的蛋白就是组织相容性复合物家族中的一员,而且还存在着上千种不同的变种。
其中一种特别的变种HLA-B57:01基因能有效抑制HIV的复制,因为HLA-B57:01基因编码的蛋白能与HIV外壳蛋白的多肽很好地结合,如此,就可以把HIV入侵的信息传递给T淋巴细胞,从而被后者识别和攻击。在这种情况下,HIV求生的本能就决定了它必须变化,以躲避人体组织相容性复合物的识别。
在携带着HLA-B57:01这种特殊基因的HIV感染者身上,HIV一直在持续进化和变化,不断变化的代价就是其复制能力下降。因此,在这类感染者身上HIV复制不多,对人体健康的危害相对较轻。因此,人类的白细胞抗原B和HIV在共同进化。
, 百拇医药
HIV与人体免疫系统的攻防战其实源于SIV。美国斯坦福大学医学院的科学家们在非洲贡贝国家公园对坦桑尼亚大猩猩进行研究,获得了SIV与组织相容性复合物共同进化的证据。他们采集了3个大猩猩群体的类人猿免疫缺陷病毒(SIV)
DNA样本,并分析了它们的组织相容性复合物家族基因信息。在大猩猩群体中,也存在着一种与HIV类似的病毒SIV,但在贡贝国家公园的大猩猩群体却有很低的SIV感染率。
原因何在呢?研究人员发现,大猩猩携带的Patr-B基因和人的HLA-B类似。确切地说,Patr-B的一个变种Patr-B06:03与人类的HLA-B57:01相似,能抑制SIV。Patr-B06:03和人类的HLA-B57:01这两种特殊基因的蛋白产物都能与HIV和SIV多肽结合,把病毒入侵的信息及时传递到机体的免疫系统,从而动员免疫系统攻击HIV和SIV。
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这也意味着,灵长类动物已经与SIV抗争了很久,导致SIV产生了摆脱机体免疫系统识别的多变的能力和特性,到今天,HIV也同样具有相同的能力和特性。例如,在HIV包膜蛋白的env基因和编码HIV外壳蛋白的gag基因序列上进行变化,让机体免疫系统难以识别它们。而多变的结果也使得HIV家族不断增添新成员,产生了更多的亚型病毒。因此,HIV的多变性其实来源于SIV的多变性,有着进化上的渊源。
识别HIV家族树的方法
由于HIV不断变化形成更多的亚型和亚亚型,因而人体内的免疫系统和人们研制的药物也必须随着HIV的变化而变化,否则就不可能抑制HIV,更谈不上战胜艾滋病。迄今研究人员已经发现,HIV有237种亚型,从理论上讲,如果要使药物有效,就必须研发237种药物。但是,这似乎是一项很难完成的工作。
不过,研究人员可以从HIV的相似性入手来研发药物,因此一种药物可能抗御几十种或上百种HIV。例如,美国洛克菲勒大学分子免疫学实验室的科学家研制了一种抗体,称为3BNC117,可以广泛抑制237种HIV毒株中的195种。这已经是治疗艾滋病最有效和作用最广泛的药物了。
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问题的关键是,如果能追踪到HIV的家族树,把相同和相似的亚型归到一类或一大类中,就可以研发出抗HIV的更广谱的药物。现在研究人员认为,如果两株分离的HIV遗传物质的核酸序列越接近,它们可能越晚从共同的祖先那分开,也即它们有更多的相似性,亲缘关系就越近。如此,研究人员就可以追踪到HIV的传播扩散方式,进而研发对HIV针对性更强和更有广泛杀伤力的药物。
研究人员认为,如果两个人携带的HIV的核酸序列差异小于1.5%,很可能这两个人来自于同一个传染群体,他们身上的HIV更具有亲缘性。因为,HIV在传代过程中的突变率是恒定的,因此,可以设计相似的药物来抗御这两种HIV。更重要的是,研究人员可以据此构建一个生物分子钟来推算携带者是何时感染病毒的,从而对感染者进行更符合个体特征和HIV特性的治疗。
现在,美国、欧洲和非洲一些国家的研究人员将对2万多名HIV感染者提取HIV,并对HIV进行基因组测序。这些HIV携带者来自于4个泛撒哈拉地区的国家。研究人员希望通过对HIV的测序来研究和了解HIV的系统进化,并通过这种系统进化来预测新的感染的发生率,由此,也可以评估今天抗御HIV的各种措施是否有效,是否需要改进。
【责任编辑】张田勘, http://www.100md.com(刘卫)
HIV频频出现新成员的机理
现在,研究人员对于HIV的来源有了比较认同的结论,HIV-1来自非洲黑猩猩,HIV-2来自非洲黑白眉猴,它们是通过种属屏障从猴、猩猩传播到人,可能的途径是当地人捕食灵长类动物,从而让灵长类动物身上的类人猿免疫缺陷病毒(SIV)传播到人身上,并进化为HIV。
与SIV一样,HIV入侵人体后并非是整个病毒都进入细胞内部,而是在人的细胞表面留存一小段来自病毒蛋白质的多肽。这些多肽通常会被人体细胞的组织相容性复合物(MHC)结合在细胞表面。这样就把有外来微生物入侵的信息传递给T淋巴细胞,然后这些被入侵的细胞会被免疫系统标记,最后被免疫系统清除。非洲黑白眉猴非洲黑猩猩
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这就导致了HIV与人体免疫系统的较量。HIV会频频发生变化,不让免疫系统标记它并清除它。因此,人体细胞的组织相容性复合物也需要随着HIV的变化而变化才能把HIV入侵的信息传递给机体免疫系统。组织相容性复合物也是一个大家族,也会有多种变体,以应对和结合变化的HIV。例如,人类白细胞抗原B(HLA-B)基因编码的蛋白就是组织相容性复合物家族中的一员,而且还存在着上千种不同的变种。
其中一种特别的变种HLA-B57:01基因能有效抑制HIV的复制,因为HLA-B57:01基因编码的蛋白能与HIV外壳蛋白的多肽很好地结合,如此,就可以把HIV入侵的信息传递给T淋巴细胞,从而被后者识别和攻击。在这种情况下,HIV求生的本能就决定了它必须变化,以躲避人体组织相容性复合物的识别。
在携带着HLA-B57:01这种特殊基因的HIV感染者身上,HIV一直在持续进化和变化,不断变化的代价就是其复制能力下降。因此,在这类感染者身上HIV复制不多,对人体健康的危害相对较轻。因此,人类的白细胞抗原B和HIV在共同进化。
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HIV与人体免疫系统的攻防战其实源于SIV。美国斯坦福大学医学院的科学家们在非洲贡贝国家公园对坦桑尼亚大猩猩进行研究,获得了SIV与组织相容性复合物共同进化的证据。他们采集了3个大猩猩群体的类人猿免疫缺陷病毒(SIV)
DNA样本,并分析了它们的组织相容性复合物家族基因信息。在大猩猩群体中,也存在着一种与HIV类似的病毒SIV,但在贡贝国家公园的大猩猩群体却有很低的SIV感染率。
原因何在呢?研究人员发现,大猩猩携带的Patr-B基因和人的HLA-B类似。确切地说,Patr-B的一个变种Patr-B06:03与人类的HLA-B57:01相似,能抑制SIV。Patr-B06:03和人类的HLA-B57:01这两种特殊基因的蛋白产物都能与HIV和SIV多肽结合,把病毒入侵的信息及时传递到机体的免疫系统,从而动员免疫系统攻击HIV和SIV。
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这也意味着,灵长类动物已经与SIV抗争了很久,导致SIV产生了摆脱机体免疫系统识别的多变的能力和特性,到今天,HIV也同样具有相同的能力和特性。例如,在HIV包膜蛋白的env基因和编码HIV外壳蛋白的gag基因序列上进行变化,让机体免疫系统难以识别它们。而多变的结果也使得HIV家族不断增添新成员,产生了更多的亚型病毒。因此,HIV的多变性其实来源于SIV的多变性,有着进化上的渊源。
识别HIV家族树的方法
由于HIV不断变化形成更多的亚型和亚亚型,因而人体内的免疫系统和人们研制的药物也必须随着HIV的变化而变化,否则就不可能抑制HIV,更谈不上战胜艾滋病。迄今研究人员已经发现,HIV有237种亚型,从理论上讲,如果要使药物有效,就必须研发237种药物。但是,这似乎是一项很难完成的工作。
不过,研究人员可以从HIV的相似性入手来研发药物,因此一种药物可能抗御几十种或上百种HIV。例如,美国洛克菲勒大学分子免疫学实验室的科学家研制了一种抗体,称为3BNC117,可以广泛抑制237种HIV毒株中的195种。这已经是治疗艾滋病最有效和作用最广泛的药物了。
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问题的关键是,如果能追踪到HIV的家族树,把相同和相似的亚型归到一类或一大类中,就可以研发出抗HIV的更广谱的药物。现在研究人员认为,如果两株分离的HIV遗传物质的核酸序列越接近,它们可能越晚从共同的祖先那分开,也即它们有更多的相似性,亲缘关系就越近。如此,研究人员就可以追踪到HIV的传播扩散方式,进而研发对HIV针对性更强和更有广泛杀伤力的药物。
研究人员认为,如果两个人携带的HIV的核酸序列差异小于1.5%,很可能这两个人来自于同一个传染群体,他们身上的HIV更具有亲缘性。因为,HIV在传代过程中的突变率是恒定的,因此,可以设计相似的药物来抗御这两种HIV。更重要的是,研究人员可以据此构建一个生物分子钟来推算携带者是何时感染病毒的,从而对感染者进行更符合个体特征和HIV特性的治疗。
现在,美国、欧洲和非洲一些国家的研究人员将对2万多名HIV感染者提取HIV,并对HIV进行基因组测序。这些HIV携带者来自于4个泛撒哈拉地区的国家。研究人员希望通过对HIV的测序来研究和了解HIV的系统进化,并通过这种系统进化来预测新的感染的发生率,由此,也可以评估今天抗御HIV的各种措施是否有效,是否需要改进。
【责任编辑】张田勘, http://www.100md.com(刘卫)