从1981年开始，美国疾病控制中心（CDC）不断收到有关卡波济肉瘤（kaposi’ sarcoma）的病例报告，由于新发现的病例与以往的有所不同，死亡率高，而且发病率呈快速上升趋势，引起了CDC的高度重视，1982年9月，CDC正式提出了获得性免疫缺陷综合症(acquired immunodeficiency syndrome, AIDS或艾滋病)的概念，随后的调查研究证明这是一种新的传染病。1983年，法国巴斯德研究所的Montagnier等首先从一例淋巴瘤患者的淋巴结中分离出一种病毒，被称为淋巴结病相关病毒（lymphadenopathy associated virus, LAV）,1984年初，美国国立卫生研究院国立癌症研究所的Gallo 等从艾滋病患者的外周血单核细胞（PBMC）中分离到称为人嗜T淋巴细胞病毒Ⅲ型（human T-cell lymphotropic virus type Ⅲ, HTLV-Ⅲ）的病毒。同年，美国加州大学的Levy等也从艾滋病患者的外周血淋巴细胞中分离出一种病毒，称艾滋病相关病毒（AIDS related virus, ARV）。1986年，国际病毒分类委员会（International Committee on Taxonomy of Viruses, ICTV）将LAV/HTLV-Ⅲ/ARV统一命名为人免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus, HIV），又称艾滋病毒。

由HIV感染而引起的疾病称为艾滋病，全称为获得性免疫缺陷综合征（acquired immunodeficiency syndrome，AIDS），该病患者的免疫功能部份或完全丧失，CD4+细胞数目减少，继而发生机会性感染、肿瘤等，临床表现多种多样。该病传播速度快、病死率高，且目前无法治愈，引起了各国政府和社会的关注。

HIV在病毒分类学上属逆转录病毒科（Retroviridae）慢病毒属（lentivirus），目前已发现两种HIV，分别为HIV-1和HIV-2。两者具有相似的病毒结构和传播途径。HIV-2主要分布于非洲西部，在欧洲和美洲的一些感染者中也被检测到。其毒力和传播力都低于HIV-1，引起的艾滋病病程较慢且较缓和。HIV-1广泛分布于世界各地，是引起全世界AIDS流行的病原，目前HIV的研究也是以HIV-1为主进行的。

HIV的流行呈世界性分布，非洲为HIV的发源地和重灾区，欧洲和美洲也为主要流行区，近年HIV在亚洲的流行呈高速增长的趋势。我国自1985年首次发现HIV感染者，至今已有60～80万人发生了感染，专家估计，如果不迅速采取有效的预防措施，按目前的年平均30%的增长速度，到2010年，我国的HIV感染者将超过1000万。在非洲的有些国家，HIV的感染率达总人口30%以上。因此，预防和治疗艾滋病，已不仅仅是挽救个人生命的问题，而是关系到民族存亡的大事。 

     一般概念：

    1. 形态和结构：

艾滋病病毒（HIV）颗粒呈球形，直径90 nm～130nm。病毒的核心呈中空锥形，由两条相同的单链RNA链、逆转录酶和蛋白质组成。核心之外为病毒衣壳，呈20面体立体对称，含有核衣壳蛋白质。最外层为包膜，包膜上的糖蛋白有刺突状结构，是HIV与宿主细胞受体结合位点和主要的中和位点（图）。

HIV病毒颗粒示意图

HIV属逆转录病毒科慢病毒属，其RNA中含有gag、env 和pol基因以及6种调控基因 〔tat, vif, vpr, vpx (vpu), nef, rev〕。gag基因编码病毒的核心蛋白；pol基因编码病毒复制所需要的酶类（逆转录酶、整合酶和蛋白酶）；env基因所编码病毒包膜蛋白，是HIV免疫学诊断的主要检测抗原。调控基因编码辅助蛋白，调节病毒蛋白合成和复制。

现有两型HIV：HIV-1和HIV-2，它们主要区别在于包膜糖蛋白上。HIV是一种变异性很强的病毒，不同的病毒株之间差异很大，甚至同一毒株在同一感染者体内仅数月就可以改变，使原中和抗体失去中和效能，这给HIV疫苗的研制造成很大困难。目前在全球流行的HIV-1毒株已出现三个组，即M、O和N 组，其中M组又可分为A到J共10个亚型，而且亚型间的重组体已有发现。HIV-2现有A～F共6个亚型。目前也有学者根据病毒的生物学特性对HIV-1进行分群，如根据病毒与宿主细胞结合所利用的辅助受体的不同（CCR5、CXCR4），分为R5和X4毒株；或根据宿主范围及复制特性不同，分为非合胞体诱导株（NSI）和合胞体诱导株（SI）；有毒力株和无毒力株；快/高型和低/慢型等。

HIV对外界抵抗力较弱，远较乙型肝炎病毒（HBV）对外界的抵抗力低得多。对热、乾燥敏感，不耐酸。60 ℃以上就可被灭活。因此，注射器具、医疗用具通过高 温消毒、煮沸或蒸汽消毒完全可以达到消毒目的。HIV对化学品也十分敏感，常用的消毒剂如70%酒精、10%漂白粉、2%戊二醛、4%福尔马林等均能灭活病毒。

 2.传染源：

艾滋病病人和无症状HIV携带者为主要传染源。

    3. 传播途径：

①     性接触传播。主要为男性同性恋及男女之间的异性性接触，女性同性恋少见。目前男女之间异性传播已成为HIV传播的主要方式，而女性对HIV的易感性比男性高4倍。

②     通过输血或血制品传播。主要为被HIV污染的注射用具、血液及血液制品。

③     母婴传播。包括宫内、分娩过程及产后等。据美国CDC的调查结果，在≤13岁的小儿HIV/AIDS中，70%以上都是在围生期由母亲传播给婴儿的。

④     亚型及其分布。HIV为逆转录病毒，而逆转录酶缺乏校正修复功能，因而HIV的变异频率非常高，每一轮复制都会引入约10个碱基的错误。高的变异频率使世界不同地区甚至同一感染个体不同时期HIV的基因组都有较大差异。根据HIV gag和env区的基因序列，目前HIV-1可分为M、N和O三个进化组，两个进化组之间序列的异质性超过45%。依据env区序列，M组又可分为A-J 10个亚型，亚型之间序列的异质性为30%。A和D亚型主要见于中非；B亚型见于北美、欧洲、澳大利亚等；C亚型在南非、印度及中国；E亚型在中非、泰国及中国；F亚型在巴西和扎伊尔；G亚型在俄罗斯、台湾及加蓬；H亚型见于非洲；I亚型在塞浦路斯；J亚型在非洲。O组最初从喀麦隆分离而来，主要分布于喀麦隆、加蓬等国。N组为新近分离的一个组，其具体分布有待进一步调查。

基因组结构及功能：

    HIV基因组为单股正链RNA二倍体，每条RNA链长约9.8kb，两条链的5’端借氢键形成二聚体。与其他逆转录病毒相同，HIV的基因结构从5’端到3’端依次为5’LTR-gag-pol-env-3’LTR。5’端有帽状结构m⁷G⁵ppp⁵GmpNp，3’端有polyA序列。除三个编码结构蛋白的基因gag、pol、env外，HIV还有较其他逆转录病毒更多的调节基因（regulatory gene）和附加基因(accessory gene)，其编码的的调节蛋白在病毒的整个感染及复制过程中具有非常重要的作用，目前已发现至少有7种：tat、rev、nef、vpr、vpu、vpx和vif。

    1．长未端重复序列：

    HIV基因组两端的长未端重复序列（long terminal repeat, LTR）不编码病毒产物，对于病毒基因表达的起始和调节至关重要，其上有许多细胞转录因子的结合位点，可分为调节单位、核心转录单位和反式激活效应元件单位（TAR）三个不同的调控功能区。

    2． Gag基因：

    即组特异性抗原基因，编码分子量为55KD的前体蛋白（P55），由未拼接的病毒mRNA表达。P55经病毒蛋白酶切割，由N端至C端形成P17、P24、P15三种蛋白。P17称为基质蛋白（MA），附着于病毒脂质又层膜的内侧，形成毒粒的内膜，起稳定毒粒的作用。P24称及壳蛋白，形成病毒的锥形核。P15进一步被裂解为P9和P7两种核壳蛋白，与病毒的RNA结合。

    3． Pol基因：

    Pol基因编码病毒的逆转录酶（RT）P66和整合酶（IN）P32，由未拼接的病毒mRNA表达。RT由两个亚单位P66和P51构成，其N 端完全一致，具DNA聚合酶活性，而C端由于病毒蛋白酶的不对称切割，使一个亚单位C端的部分氨基酸被切除而失去RNA酶H的功能，另一亚单位C端的RNA酶H功能域则未被切除。HIV进行复制时，首先在RT的N端的DNA聚合酶功能区的作用下，以RNA为模板合成互补的DNA，表现出逆转录酶活性，然后在P51的协助下，P66 C端的RNA酶H功能区降解RNA/DNA 双链中的RNA链，表现为RNA酶H活性，最后以此单链DNA为模板，由P66亚单位合成互补DNA而成双链DNA，表现出DNA聚合酶功能。整合酶能够将逆转录成的双链DNA整合入宿主染色体DNA，整合过程可分三步：首先由IN在病毒线状平端DNA的3’端由3’→5’方向切下2个核苷酸，形成CA-OH-3’，同时在宿主DNA双链整合部位上各切开一5bp的切口，然后在IN的作用下，CA-OH-3’与宿主DNA切开部位的5’-P形成磷酸二酯键，最后整合部位被修补完整。

    4． Env基因：

    Env基因编码病毒的膜蛋白，由单一拼接的mRNA进行表达，首先在内质网内合成分子量为88KD的蛋白质，在向高尔基体的转运过程中被糖基化而成为分子量160KD（gp160）的包膜糖蛋白前体，糖基化为病毒的传染性所必须。gp160被蛋白酶切割为gp120和gp41两部分，gp120位于感染细胞和毒粒的表面，称外膜蛋白，其上有5个高变区（V1~V5）和6个保守区（C1~C6）。高变区中的V3环区是阻断HIV传播的中和抗体结合的主要靶位，gp41镶嵌于病毒的脂质双层中，称跨膜蛋白，在病毒感染过程中能够介导病毒脂膜与细胞膜的融合。gp120与 gp41的N端以非共价键结合，当HIV感染T淋巴细胞或巨噬细胞时，gp120首先与细胞表面的CD4分子结合，导致空间构象发生改变，使gp41与细胞膜充分接触而发生病毒与细胞膜的融合，病毒核心进行细胞。

    5．Tat基因：

    Tat基因由两个外显子构成，编码HIV复制和基因表达所必须的反式激活蛋白(transactivator, Tat)，又称反式激活因子（trans-activating factor），能够增强病毒复制的起始，促进mRNA的转录和翻译。Tat与HIV RNA 5’端LTR结合后能够极大地提高HIV基因的转录水平。另外，tat可能还具有转录延伸因子的作用，延长mRNA的转录。

    6．Rev基因：

    Rev基因由两个外显子组成，分别编码25个氨基酸和91个氨基酸的肽段，由完全拼接的mRNA进行表达，两个肽段结合形成19KD（P19）的病毒颗粒蛋白表达调节因子（regulator of expression of virion protein, Rev）在胞质内合成后由其上的核定位信号（nuclear localization signal, NLS）介导进入核内聚集于核仁。Rev蛋白是HIV复制非常重要的一个反式激活因子，能够促进HIV的基因转录由早期向晚期转变，即由调节蛋白基因的转录向结构蛋白基因的转录进行转变。因此，Rev蛋白对HIV的调节基因具有负调控作用，而对病毒结构基因和附加基因具正调控作用。另外，Rev与其应答元件（Rev responsive element, RRE）的结合还可促进未拼接或未完全拼接的病毒mRNA由胞核向胞浆运输。

    7．Nef 基因：

    Nef 基因由单一外显子构成，编码27KD的甲基化蛋白。Nef 蛋白是HIV复制过程中的负调节因子（negative regulation factor），具多种功能，既可进行正调节，也可进行负调节。能够增强或减弱病毒的复制，既能激活T细胞，增加病毒感染，又能抑制病毒的超感染。

8．其他调节蛋白基因：

    Vpr基因编码病毒蛋白r，高度保守。Vpr蛋白非HIV复制所必须，能反式激活病毒基因的表达，在HIV感染未分裂的细胞时使细胞停留在细胞周期的G2期。另外，Vpr基因的存在还可使HIV感染细胞时致细胞病变效应增加。

Vpu基因编码病毒蛋白u，为HIV-1所特有，Vpu蛋白为非HIV复制所必须的双亲性膜整合蛋白，能够增强病毒颗粒的组装和释放，介导内质网中CD4分子的快速降解。

Vif基因编码病毒颗粒感染性因子（virion infectivity factor, Vif）。Vif蛋白亦非HIV复制所必须，能够增加病毒颗粒的感染性。

三．病毒感染和复制

    HIV主要侵犯人体的CD₄⁺ T淋巴细胞和巨噬细胞，其感染过程包括病毒的吸附、侵入、逆转录、基因组的整合、表达及释放等过程。当感染发生时，病毒的外膜糖蛋白gp120首先与细胞表面的CD4分子结合并与辅助受体CCR5或CXCR4等结合，gp120空间构象发生改变，暴露出跨膜蛋白gp41与细胞膜作用，导致病毒包膜与细胞膜融合，病毒核心进入细胞内，脱壳后病毒基因组在RT作用下以病毒RNA为模板合成cDNA，再以此cDNA为模板合成双链DNA，经环化后在病毒IN的作用下随机整合到细胞染色体上成为前病毒而长期存在并随细胞的分裂而传至子代细胞。此前病毒即为病毒复制时的转录模板，病毒进行复制时，早期转录的长链mRNA经拼接后表达病毒的调节蛋白，待调节蛋白的量到达一定阈值后，病毒进入晚期转录，产生的未拼接的mRNA部分用来指导合成病毒的结构蛋白，部分作为病毒的基因组，与结构蛋白进行装配成为病毒核心颗粒，由胞膜出芽时获得包膜及膜蛋白。

四． HIV的致病机理

    在HIV感染人体的初期会有病毒血症的出现，并有轻度的发热及淋巴结肿大等症状，随后病毒血症大幅降低至难以检测的水平，抗核心蛋白及包膜蛋白的抗体陆续出现，病程进入无症状带毒期，即潜伏感染期（latent infection），病毒可潜伏存在长达数年甚至十多年，其潜伏机制目前尚不清楚。在某些因素的作用下，病毒大量复制，机体再次出现病毒血症并出现艾滋病症状，体内大量的辅助性T细胞被病毒破坏，造成机体细胞及体液免疫功能降低，无法抵御外界病原微生物的侵袭而发生免疫缺陷综合症。有关HIV的致病机理，目前还不十分清楚，一般认为，HIV感染CD₄⁺  T 细胞后，病毒通过基因组整合，以前病毒形式存在于CD₄⁺ 细胞，在感染的早期，通过Th1细胞分必细胞因子IL-2等，在IL-2刺激下CD₈⁺  T淋巴细胞对CD₄⁺细胞产生强大的免疫抑制作用，从而使病毒处于被抑制的潜伏状态。在感染的晚期，Th2细胞的分泌占优势，通过分泌IL-10等细胞因子，使CD₈⁺ T细胞失去对CD₄⁺ 细胞的抑制，病毒增殖并释放出新的病毒颗粒去感染更多CD₄⁺细胞，从而造成CD₄⁺ 细胞的大量死亡最后耗竭而失去其免疫功能。