HIV分型的分子流行病和临床意义

人类免疫缺陷病毒分型的分子流行病和临床意义:

摘要：人类免疫缺陷病毒的一个显著特征是其基因具有高度变异性，以致于在全球流行过程中产生了许多变异株，通过血清学反应和核酸序列测定后的系统树分析，可对这些病毒株进行分型，HIV分型在HIV的分子流行病、诊断、临床和药物治疗及其疫苗研制等方面均有重要作用。本文拟就这方面的有关情况作一简单综述。
　　HIV在病毒分类中属逆转录病毒科慢病毒属中的人类免疫缺陷病毒组。由于以下4个方面的原因其基因有很高的变异特征，1.高错误率的逆转录酶，其复制时，不能及时切除错误引入的核苷酸，约每个复制循环中就会发生一个错误使病毒复制时发生随机变异。2.病毒快速的复制，估计每天一个HIV感染者要产生并清除100亿个病毒颗粒。3.宿主的免疫选择作用，在宿主免疫压力作用下，使能激发宿主细胞或体液免疫的基因组的变异高于其他部位，如gp120 V3环高变区，4.不同病毒株DNA之间的基因重组。迄今为止，全球流行的HIV根据血清学反应和病毒核酸序列测定可分为二型，HIV-1型和HIV-2型。在HIV-1型内，根据编码包膜蛋白的env基因和编码壳蛋白的gag基因序列的同源性又进一步分为三个组，M组（main即主要组)、O组（outline即外围组)和N组（new，or non-M，non-O新组或非M非O组)，M组内又可分为A-J10个亚型。在HIV-1和HIV-2二型之间,其核苷酸序列只有45%的同源性。在HIV-1型内，各亚型之间的基因离散率是20-35%、同一亚型内的基因离散率是7-20%。O组是1990年从喀麦隆和加蓬分离到的，与M组其它亚型的氨基酸序列只有50%的同源性。N组是最近才从两名喀麦隆病人分离到的，在系统树上，既不属于M组，也不属于O组的一组新病毒，故称N组。
　　HIV分型的分子流行病学意义
　　HIV分型为分子流行病学研究打上标记，使我们能够据此去追踪HIV的传播和了解全球各地区HIV的分布特点。
　　HIV-1和HIV-2型虽然都起源于非洲，但HIV不同型，不同组甚至不同亚型在全球流行是不均一的。HIV-1的O组，N组和HIV-2型只局限在非洲某些局部地区流行。而HIV-1的M组病毒呈全球性流行。到目前为止，全球流行的绝大多数毒株是HIV-1M组中的A、C亚型毒株，接着是B亚型毒株，然后是A/E和A/G亚型重组毒株。进一步的分子流行病调查表明，在非洲几乎流行了HIV的所有亚型，但以A和C 亚型为主，同时，也正由于众多亚型的共流行，那里也是发生病毒重组最多的地方。在北美、欧洲和澳大利亚，B亚型仍然是最常见的亚型，虽然M组的其它几个亚型、甚至O组病毒已经在美国和欧洲几个国家有报道，但进一步的现场流行病学调查证实，这些人中的大多数是来自非洲的移民。在南美，B亚型占有优势，但C、F亚型也有流行。在阿根廷和巴西有B/F重组毒株的报道。在亚洲，好几种不同的HIV-1亚型流行于不同区域，在印度C亚型占主导，同时有A、B 亚型共流行和A/C亚型重组毒株的报道。在泰国则有二种独立的亚型流行，B亚型和E亚型（即A/E亚型重组毒株)。在我国主要以B、C和E亚型流行，但同时也A、F和HIV-2型的报道。
　　HIV亚型与传播和疾病进展。
　　HIV-1和HIV-2型在传播和疾病进展方面是显著不同的，HIV-2显示一种较低的性传播和母婴传播，并且较HIV-1有更长的潜伏期才发展成为艾滋病。但在HIV-1型内各亚型之间，其传播与疾病进展是否有显著性差异仍然没有明确结论。一方面，有些报道显示各亚型之间在影响其传播和疾病进展有显著差异，例如，一项在塞内加尔妇女性服务人群中的前瞻性调查显示，感染了HIV-1A亚型的妇女比感染了HIV-1其它亚型的妇女进展为AIDS的可能性少八倍。www.med126.com另`一项在对肯尼亚HIV-1阳性怀孕妇女群体调查也显示， HIV-1C 亚型感染者比A或D亚型感染者有更高的病毒载量和较低的CD4细胞计数。而病毒载量和CD4计数是显示HIV疾病进展最重要的指标。另有报道认为，在感染C亚型的病人中大多缺乏辅助性受体CXCR4，而在B亚型感染者中，大多数具有这一受体，而具有这一辅助性受体被认为在临床上会有较快的疾病进展。另一方面，也有大量研究结果与上述结论相反，例如，在以色列的一项研究表明， B亚型和C亚型的HIV感染者其疾病进展是没有差异的。另一项在瑞典的研究也表明，A、B、C及D亚型的HIV感染者其疾病进展是没有差异的。在亚型是否对HIV的传播效率有影响方面的研究结论也是如此，一方面，在泰国的一项研究显示，泰国的E亚型的性传播效率是美国B亚型的5倍，另一方面，Mastro和Shatter等人的研究结果有提示在性传播和母婴传播上，各亚型之间是没有显著差异的。
　　总而言之，HIV感染者的疾病进展受病毒株，宿主和其它多方面因素影响，因人而异，要评价亚型之间在影响传播、疾病进展是否有差异是相当困难的。尽管如此，现在就得出它们之间没有区别或有区别都为时过早，有待于进一步研究。
　　HIV亚型与血清学和核酸诊断
　　现在对HIV的检测方法主要是使用血清学方法，用酶联免疫吸附实验ELISA检测病人血清中的HIV抗体进行初筛，再用免疫印迹实验进行确认，核酸检测作为一种补充，在诊断HIV阳性母亲所生婴儿和处于HIV抗体窗口期的感染者发挥重要作用，但由于HIV的高度变异性，各亚型的抗原决定簇部位刺激机体产生特异性抗体可有一定差异，可以产生不同的抗原抗体反应，有报道表明，O组的HIV感染者血清与现有的HIV诊断试剂反应很弱出现很多假阴性结果，法国巴斯德研究所L. Montagnier也报道他们的一例1990年感染1992年死亡的O组HIV引起的艾滋病病例，正是由于用常规试剂难于检出而造成。虽然O亚型在最近几年通过向抗体检测初筛试剂和确认试剂中加入合成肽，HIV-1的O组可被检测出来，但其敏感性仍有待进一步的观察，因为HIV任何变异所造成的抗原结构细微改变都可能影响其敏感性。同时，由于现有的无论是血清学检测试剂还是核酸检测试剂都是以流行于欧美的B亚型病毒株为基础的，其对非B亚型毒株检测的敏感性有待进一步证实，有研究报道表明，在抗体阳转期间，应用取自B亚型抗原的抗体检测初筛试剂盒可发现在检测非B亚型时敏感性较低。并且，目前所用的几种用于检测核酸的试剂盒，在检测非B亚型HIV-1感染者时，或者不能检测，或者不能正确定量病毒量。对HIV-2型和HIV-1的0组尚不能定量检测其病毒RNA。因此，提高现有检测试剂盒检测各亚型的敏感性和研制能定量检测HIV-2型和HIV-1型中的O组病毒的试剂盒应是当务之急。

HIV亚型与抗病毒治疗
　　由于HIV的高度变异性和HIV在体内高频率复制，在感染者体内每天可以产生数以亿计的不尽相同的子代病毒，有研究表明，在用同一药物或几种药物顺序治疗时均会在数周内产生抗一或抗几种药物的赖药株，赖药株甚至可以出现在未用药物治疗的病例中，当药物治疗开始时，这些赖药株便代替原先对药物的敏感株而成为优势株，同时，赖药株还可随着人群之间的传染而传播，从而导致在新HIV感染者体内就出现赖药物株，HIV不同亚型之间赖药型是否有差异有一些报道，有一项在体外的研究表明，HIV-1型O组以及HIV-2对非核苷酸逆转录酶拟制剂具有天然抗性，Apetrei等人的一项研究就表明，F亚型对非核苷酸逆转录酶拟制剂具有较其它亚型较低的敏感性，而G亚型较其它亚型对蛋白酶具有较低的敏感性，许多与抗蛋白酶拟制剂有关的氨基酸变异多发生在非B亚型的病人中。
　　HIV亚型与疫苗
　　不同的HIV-1亚型在编码包膜蛋白的env基因的高度变异致使其包膜蛋白氨基酸序列改变，从而导致病毒对免疫攻击的敏感性改变使其能逃脱免疫系统的监视。Henderson等人根据对百余种不同株型的HIV-1gp120的一级结构的分析发现，它的V3环36个氨基酸残基中，只有在环基底部的2个半胱氨酸的残基及附近的氨基酸残基和顶部的GPG保持不变，其它部分则变异很大。有研究表明不同地区分离得到HIV-1毒株间的gp160蛋白氨基酸序列有20%以上的变异率，不同亚型遗传及血清学上反应存在明显差异。1995年泰国发现2名HIV-1B亚型与E亚型合并感染者，这一发现提示，一种HIV毒株激发机体产生的抗病毒免疫不能保护机体免受其它毒株侵袭，事实上，基于B亚型的侯选疫苗的人体实验也发现其产生的抗血清很少能对其它亚型的HIV毒株有中和作用，细胞免疫方面的研究结果也表明，细胞毒性T淋巴细胞反应也具有型特异性，因此，尽管有些证据表明存在亚型间的交叉中和抗体决定簇和交叉的细胞毒性T淋巴细胞反应，但现有的任何候选疫苗是否能在接种者体内诱发这些交叉中和抗体的产生都还未得到肯定的证实，因此，用针对单一毒株或亚型的HIV疫苗期望能用于预防其它各种亚型的HIV-1感染是不现实的。
正是基于对HIV-1分型深入的研究，专家们建议设计研制包含HIV各类抗原决定簇的复合性疫苗是一个基本原则，所以理想的HIV疫苗应该是，保护被免疫的个体避免感染任何一种HIV亚型，也就是说，理想有效的疫苗不仅对HIV的一个亚型有效，最好在亚型之间有保护。
　　HIV的分型为HIV的分子流行病和临床研究提供了有力工具，但HIV感染的临床与治疗的反应性受病毒和宿主等多种因素影响。它们之间的关系有待于进一步研究。 
　　北京地坛医院临床艾滋病研究中心 姚均  卫生部艾滋病预防和控制中心 张福杰 校
    摘自 传染病信息, 2002,15(2):65-67