HIV感染最初 宿主细胞和病毒发生的变化

　　人类免疫缺陷病毒(HIV)感染人体后会入侵人体免疫细胞，将其遗传物质RNA转移至宿主细胞中。随后，病毒RNA会反转录成双链DNA，并整合至宿主基因组中。这些“病毒库”不再具备免疫功能，而且一旦被激活会大量复制HIV，逐渐瓦解免疫系统，易感染各种疾病或发生恶性肿瘤，最终威胁人类生命。

　　但是，从初始感染到在血液样本中检测出HIV，病毒在人体内的蔓延规律是什么?这一特殊的时间段一直是艾滋病研究的难点。

　　4月13日，《Cell》期刊发表一篇最新文章，揭示了灵长类HIV病毒——猴免疫缺陷病毒(SIV)感染恒河猴后在最初几天内，病毒在体内的“布局”情况。

　　贝斯以色列女执事医疗中心(BIDMC)的病毒学和疫苗研究中心主任、哈佛医学院医学教授Dan Barouch博士作为研究负责人带领团队以SIV感染44只恒河猴，并在感染0、1、3、7、10天实时记录、分析病毒入侵情况。

　　这一最新研究是目前对急性HIV/SIV感染最综合的评估

　　1) SIV病毒会在感染24小时内迅速蔓延至猴子全身，病毒RNA会出现在生殖系统之外的一个及以上的器官组中。

　　2) 感染最初，病毒还会引发局部炎症反应。这种炎症反应会抑制抗病毒先天和适应性免疫，进而为病毒的蔓延提供保护。

　　3) 宿主细胞的信号通路会发生变化，促进病毒复制增殖。病毒RNA和宿主蛋白NLRX1浓度持续上调。NLRX1蛋白会抑制抗病毒免疫反应。同时，感染有病毒RNA的细胞中涉及TGF-β细胞信号通路的基因高表达。这意味着，抑制适应性免疫反应的TGF-β信号通路被激活，从而导致T细胞活性下降。

　　这一最新研究成果打开了早期控制或者清除病毒的机会。HIV预防策略应该考虑上述因素。HIV/SIV病毒感染初期，细胞中基因、蛋白发生的变化将为阻止病毒入侵研究提出支撑，为病毒疫苗、抗体、药物等研发提供新思路。

　　由埃克塞特大学的学者们领导的一项新研究表明，遗传多样性通过限制寄生物进化减少了疾病的传播。

　　宿主多样性可以限制疾病爆发并非是一个新概念。例如，在农业中缺乏遗传多样性的作物单一栽培会遭遇严重的疾病大爆发，席卷整个种群。但为什么会出现这种情况?

　　由埃克塞特大学领导的这项研究提供了一个答案。为了研究宿主多样性对疾病传播的影响，研究人员利用了一种可以感染和杀死细菌的病毒。细菌借助一种复杂的免疫系统CRISPR-Cas来保护自身，CRISPR-Cas可从病毒中捕获任意的DNA片段。“这一遗传记忆”保护了细菌免于未来的感染。

　　由于每个细菌捕获了不同的病毒DNA片段，CRISPR-Cas生成了大量的多样性。因此，在病毒暴露后，每个具有CRISPR-Cas免疫的细菌都是独特的，种群中的多样性因此很高。这对于测试宿主多样性是否限制了疾病传播及其原因是理想的。

　　在他们的实验中，研究人员分离出了单个细菌，将它们或是单一培养，或是在不同种群中将它们混合在一起。Stineke van Houte博士回忆道：“病毒可以在单一培养物上传播，但当将细菌混合在一起时，病毒很快就灭绝了。这揭示出了我们的试验系统中强有力的单一培养效应。”

　　接下来，研究人员调查了相比于多样的细菌宿主群体，病毒更容易存留于单一培养物上的原因。他们发现这是因为病毒发生了快速进化，克服了细菌宿主单一培养物的CRISPR-Cas免疫。而对于CRISPR-Cas系统具有更多遗传多样性的混合菌群，病毒无法进化，因此灭绝了。因此，研究证实病毒进化出高感染力的能力直接取决于宿主遗传多样性的水平。因此，将单一培养物混合在一起可以从整体上提高群体的免疫水平，这一特征称作为群体免疫。

　　从这一针对细菌和病毒的基础研究中获得的概念认知有可能是普遍的，因此研究结果有可能未来在农业及保护生物学中获得应用。