病毒头号通缉犯:逆转录病毒

逆转录病毒

The Retroviruses

凯特·凯兰

根据《纽约时报》1981年夏天的一篇文章,数十名年轻且其他方面健康的男性似乎突然成为一种通常罕见的癌症的受害者。

这种疾病始于一个或多个紫色斑点或斑点,这些斑点或斑点可能出现在身体的任何部位,很容易被误认为是瘀伤。然而,与瘀伤不同的是,紫蓝色斑点持续了数周,有时会发展成肿块并变成棕色。这种奇怪的疾病似乎在这些年轻的受害者中迅速发展,接下来导致淋巴腺疼痛肿胀,然后迅速扩散到全身,致命。

这些是获得性免疫缺陷综合症的首次报道,这是一种无法治愈的致命疾病,在同年(1981年)被公认为一种新疾病,现在大多数人将其称为艾滋病。纽约大学医学中心的阿尔文·弗里德曼-基恩(Alvin E. Friedman-Kien)博士在一封信中提醒其他医生注意这种情况,并要求他们密切关注类似病例,他将这次疫情描述为“相当具有破坏性”。 

他当时不可能知道这个描述会有多准确。

在几年内,艾滋病的病因被确定为一种病毒,几乎可以肯定,至少在几十年前,在中非的某个地方,黑猩猩已经从黑猩猩跳到了人类身上。这种病毒现在被称为人类免疫缺陷病毒(HIV),已经感染了全世界约8500万人,其中4000多万人死亡。艾滋病毒/艾滋病大流行在撒哈拉以南非洲地区造成最具破坏性和不成比例的影响,截至2022年,估计有2560万人感染艾滋病毒,占全球总数的三分之二以上。因此,毫无疑问,HIV是迄今为止其病毒家族中最臭名昭著的杀手 – 逆转录病毒家族,病毒头号通缉犯之一

珊瑚背景上与艾滋病相关的系列图形

一个紧密联系的大家庭?

是的,这是一个大家庭,但它的成员并不是特别亲密。逆转录病毒家族由三个不同的亚组组成——肿瘤逆转录病毒、慢病毒和斯普马病毒——每个亚组在不同的动物或人类群体中具有不同的影响或致病能力。引起人类疾病的逆转录病毒数量相对较少,迄今为止已知只有六种。其中四种被称为人类嗜T淋巴细胞病毒1型、2型、3型和4型,属于肿瘤逆转录病毒亚组,因为它们会导致人类癌症。另外两种——人类免疫缺陷病毒 1 型和人类免疫缺陷病毒 2 型——属于慢病毒亚组。

 

主要嫌疑人

到目前为止,逆转录病毒家族中最臭名昭著和最有害的成员是人类免疫缺陷病毒 – 导致致命的人类疾病艾滋病的病毒。目前已造成4 000多万人死亡的全球艾滋病大流行是由逆转录病毒HIV-1 M组引起的。

除了艾滋病毒,还有其他几种逆转录病毒可以引起人类疾病。一种是 1 型人类 T 淋巴细胞病毒,另一种是 2 型人类 T 淋巴细胞病毒。这些病毒可引起一种称为成人 T 细胞白血病/淋巴瘤或 ATL 的癌症,以及称为 HTLV-1 相关脊髓病或热带痉挛性截瘫的神经系统进行性疾病。

 

昵称和别名

人类免疫缺陷病毒通常被称为HIV,但也通常被称为导致艾滋病的病毒,它本身就是获得性免疫缺陷综合症的首字母缩写。

人类 T 淋巴细胞病毒 1 型和 2 型也称为首字母缩略词 HTLV-1 和 HTLV-2,或人类 T 细胞白血病病毒 1 型和 2 型。

特点

逆转录病毒颗粒或病毒粒子是直径约80至100纳米的小球体,具有脂质包膜或斗篷。由糖蛋白制成的突起从病毒粒子的表面伸出,往往长约八纳米。内部蛋白质核心包含病毒基因组和病毒能够复制所需的酶。

HIV的科学例证

资料来源:SwissBioPics 的 Viral Zone

做法

当逆转录病毒家族的成员进入宿主细胞时,它使用一种称为逆转录酶的特殊酶,利用其RNA基因组中的信息产生DNA。这与病毒通常的作用相反,这就是为什么这些病毒赢得了“复古”这个名字,意思是倒退。然后,它将DNA拷贝插入它入侵的宿主细胞中。然后细胞产生更多的逆转录病毒,进而感染其他细胞。

当HIV逆转录病毒进入人体时,它会将攻击集中在免疫系统上,特别是免疫系统中一种称为CD4细胞的白细胞。HIV进入CD4细胞,在杀死它们之前在它们内部复制或复制。虽然新的HIV拷贝发现其他CD4细胞做同样的事情,但人体的免疫系统试图通过制造更多的CD4细胞来抵抗和控制HIV。不幸的是,在几乎所有情况下,免疫系统都在进行一场失败的比赛,无法足够快地制造新的CD4细胞。这是HIV接管并开始破坏免疫系统的时候。

帮凶

逆转录病毒不使用同谋在人与人之间传播。它们通过接触感染者的各种体液(包括血液、精液和母乳)直接传播。这意味着艾滋病毒的主要帮凶是人类行为。与HIV阳性者发生无保护性行为或共用针头的人也被感染的风险非常高。艾滋病毒阳性的母亲可以在怀孕和分娩期间或通过母乳喂养将艾滋病毒传染给新生儿。

引起人类疾病的另外两种逆转录病毒HTLV-1和HTLV-2也通过性接触、接触受感染的血液或组织,或在怀孕或分娩期间从受感染的母亲传播给婴儿。

三张黑白图像,显示共用针头、母乳喂养和两个人躺在床上

常见受害者

任何年龄、性别或族裔的人都可能成为艾滋病毒感染的受害者。它是一种利用某些行为进行传播的病毒,而不是针对特定类型的人。由于它通过血液和精液传播,其最常见的受害者是共用针头注射毒品或从事高风险性行为的人,包括与多个伴侣进行无保护的性行为,其中任何一个人可能已经感染了病毒,但还不知道。

HTLV-1逆转录病毒感染的受害者也可以是任何年龄的任何人,但该病毒在加勒比海、南美洲、罗马尼亚、伊朗、非洲大部分地区、日本、美拉尼西亚和澳大利亚的土著人民中流行,因此最为普遍。

HTLV-2 比 HTLV-1 更罕见,最常见于西非和中非以及美洲原住民。

臭名昭著的爆发

迄今为止,规模最大、持续时间最长的人类逆转录病毒疫情是艾滋病毒/艾滋病大流行。疾病追踪机构估计,自全球疫情暴发以来,约有8560万人感染了艾滋病毒,其中约4040万人死亡。世界卫生组织(WHO)估计,全世界约有3900万人感染艾滋病毒。

非洲是迄今为止受影响最严重的地区,超过三分之二的病毒感染者生活在那里。截至2022年底,世卫组织非洲区域每25名成年人中就有1人(占人口的3.2%)为艾滋病毒阳性。

根据世界卫生组织的疾病估计,全世界有500万至1000万人感染了HTLV-1,尽管专家表示,由于缺乏可靠的数据和报告,真实数字也可能更高。

资料来源:IHME,《全球疾病负担》(2019年)

常见危害

人类免疫缺陷病毒会损害人体免疫系统中的细胞,并削弱受害者抵抗日常感染和疾病的能力。大多数人在感染HIV后大约两到六周会出现短暂的流感样疾病,这些症状可能会持续一两个星期。在流感样症状消退后,HIV可能在数月甚至数年内根本不会引起任何明显的症状,但在此期间,病毒会默默地持续感染和破坏免疫系统的细胞。

在人体轮廓上显示HIV症状的图形插图

查询热线

对于HIV逆转录病毒,几十年来,疾病侦探一直在寻找长期而艰苦的搜索,试图设计一种预防感染和/或治愈艾滋病的方法。到目前为止,这些调查已经产生了一些非常有效的药物,艾滋病毒感染者可以定期服用这些药物来控制病毒并防止其传播给性伴侣。这些药物 – 被称为抗逆转录病毒疗法或ART – 还使一些艾滋病毒感染者能够将他们的“病毒载量”(病毒量)降低到无法检测到的水平,因此无法通过性传播。抗逆转录病毒治疗也可以被感染艾滋病毒的高危人群作为预防艾滋病毒的防御措施。

不幸的是,这些救命药物的普及性并不普遍,使较贫穷国家的数百万艾滋病毒感染者得不到能够保持健康的药物。截至2022年底,约76%的病毒感染者能够获得抗逆转录病毒治疗,但920万艾滋病毒阳性者(主要生活在撒哈拉以南非洲)无法获得治疗。

在过去的40年里,大量的资金和科学专业知识被投入到专门针对开发HIV疫苗的调查中。令人沮丧的是,在此期间测试的九种候选艾滋病毒疫苗中,只有一种显示出任何疗效;2009年在泰国进行的一项试验报告称,在接受实验性预防性疫苗接种的人中,艾滋病毒风险降低了31%。

然而,最近,COVID-19 大流行期间疫苗学的进步让 HIV 疫苗研究人员重新焕发了活力。

为了在信使RNA疫苗在减少COVID-19引起的死亡和疾病严重程度方面的成功基础上,美国科学家已经开始了三种基于mRNA平台的实验性HIV疫苗。

对于HTLV-1逆转录病毒,目前也没有疫苗,尽管世界卫生组织的专家表示,开发针对这种逆转录病毒的疫苗是可行的。

显示疫苗试验和抗逆转录病毒治疗的照片拼贴画

编者按:
将病毒命名和分类为不同的家族和亚家族是一个不断发展且有时有争议的科学领域。

随着科学认识的深入,目前被归类为一个家族成员的病毒可能会被转换或被收养到另一个家族中,或者被放入自己的全新家族中。

流行病防范创新联盟关于“病毒头号通缉犯”的系列文章旨在反映关于病毒家族及其成员的最广泛的科学共识,并与国际病毒分类委员会(ICTV)的最新报告进行交叉引用。

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