[轮科笔记]艾滋病病毒的人体内漫游记

蔡晧东
大学生
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艾滋病是由艾滋病病毒(HIV)感染引起的。HIV属于逆转录病毒,是一种只有一条核苷酸链的RNA病毒,现已发现这种病毒有两种亚型,即HIV-1和HIV-2。目前,HIV-1的感染已在全球蔓延,而HIV-2感染仅限于非洲西海岸。在致病性和传播力方面,HIV-1强于HIV-2。
那么,艾滋病病毒是如何感染我们的免疫细胞,破坏我们的免疫系统呢?让我们看一看它进入人体和在体内漫游的整个过程吧!

进入人体就找“家”

有一天,有几个艾滋病病毒趁人不注意,钻进了人体。它们进入人体后,顺着血液游啊,游啊,东钻钻,西逛逛,好惊奇呀!这个说:“人体可真大呀!我们游了半天,都游不到头,好像进了迷宫。”那个喊:“人体里的细胞可真多呀!我都游累了,想进细胞里歇一歇,可我都试了那么多的细胞,还没有找到能让我进去的细胞呢!”
病毒是一种比细菌还小的微生物,它没有完整的细胞结构,因此只能找别人的细胞当作自己的家,寄生在里面,才能生存。可不是所有的细胞都能让病毒进入。每个细胞表面都有一些特殊结构,凹凸不平,我们把这种结构叫做受体。艾滋病病毒的表面有一些凸出表面的球形触角(一种蛋白质),这些触角就像侦察敌机的雷达,专门会找到与它们相适应的细胞。这样的过程就像孩子们玩的拼图游戏,如果病毒的结构正好能和这些受体结合,病毒才有机会钻进细胞。
可是,艾滋病病毒能与哪种细胞结合呢?艾滋病病毒游着,游着,突然发现前面有一种细胞,它的表面有一个凹槽,恰好和艾滋病病毒身上凸出的触角相配,艾滋病病毒立即凑上前去,一扭身子,很快挨了上去,并死死地吸在细胞的受体上面。“嘿,不大不小,正合适!”艾滋病病毒高兴极了。

钻细胞走进“家”

艾滋病病毒抱住的是什么细胞呢?原来是CD4淋巴细胞。艾滋病病毒对这种细胞有特别的亲和力,所以有人也称其为艾滋病病毒的靶细胞或宿主细胞。病毒只有在活的细胞里,吸取细胞内的养分,利用细胞的DNA,生存并产生成千上万个新病毒,使艾滋病病毒能够传宗接代。
艾滋病病毒紧紧地吸在CD4细胞膜上,想赶快进入细胞内大吃一顿,它们已经迫不及待了。于是病毒就把受体当作门,使劲儿地钻。可艾滋病病毒想直接钻进CD4细胞是不行的,因为它们的基因外面还有一层蛋白质构成的核衣壳。“没关系,我把衣服脱去就可以了。”艾滋病病毒很聪明,它们把自己的外膜与CD4细胞膜融合在一起,使之成为一体,很快就把自己的核衣壳全部脱去,这样它们就钻进CD4淋巴细胞中去了。
“细胞里面的营养太好了,设施也非常齐全。”艾滋病病毒看到有这样好的家,就非常高兴地住了下来。
艾滋病病毒终于找到了适合它的家,现在它要饱餐一顿,然后再开始传宗接代。病毒的繁殖,医学上称为复制。这种复制需要把原来的病毒基因作为模板,照着模板的形状复制出新的核苷酸链,然后再装配成完整的病毒。

借来模板再复制

在CD4细胞里,脱去了衣壳的病毒使自己的基因RNA暴露无遗。这时,病毒就可以开始复制了。可是,艾滋病病毒属于核糖核酸(RNA)病毒,只有一条遗传物质带,必须借用宿主细胞的遗传物质DNA做自己的模板。
病毒复制的过程是一个十分复杂的过程,除了有模板外,还要有许多酶催化。这和我们做化学试验一样,有些化学反应需要加入催化剂才能进行。艾滋病病毒复制过程中最重要的一种“催化剂”叫做逆转录酶。在逆转录酶的催化下,艾滋病病毒先用自己本身的单链RNA作为模板,复制出一条DNA链,再用这条DNA链继续复制,得到了一个双链DNA分子。艾滋病病毒的这种先从RNA到DNA的复制方法正好与一般的DNA病毒(从DNA到RNA)复制的顺序相反,因此称为逆转录病毒。

扎根伪装为隐藏

病毒的双链DNA分子就是艾滋病病毒的根,称为艾滋病病毒的“前病毒”。艾滋病病毒太会伪装了,它把自己复制的前病毒DNA伪装得几乎和它的宿主细胞一个模样,使自己能够很好地藏在CD4细胞中,不被免疫系统发现。即使在电子显微镜下,这些混有艾滋病病毒的CD4细胞也很难同正常的CD4细胞区分开来。艾滋病病毒不但会伪装,还很会躲藏,它的躲藏手段是躲进CD4细胞最核心的部位,并在整合酶的作用下与人体细胞核的遗传物质DNA整合为一体。这种手段太阴险了,它可能使人体免疫毫无察觉,因此人体的免疫系统就再也无法把它从体内清除出去了。这种高超的捉迷藏本领使得艾滋病病毒在体内能够通过不断地复制自己,并迅速传播。

有些病毒快复制

艾滋病病毒不但会隐藏,而且它们在CD4细胞内还有分工。有一些病毒一进入CD4细胞后,就迫不及待地想繁殖下一代。它们复制出“前病毒”后,又把大量病毒DNA转录为一条长长的病毒RNA,再被蛋白酶剪断成许许多多小段,这些小段的遗传物质可重新组合,装配病毒的核心,变成许多新的艾滋病病毒。
新病毒从感染的细胞中像发芽一样钻出脑袋说:“哈哈!我们在这个细胞里呆腻了,该换一换地方了。”说着,就要跑出来。可它们还没有穿衣服呀!别急,它们有办法!它们在爬出细胞的同时,顺手拽来一些CD4细胞的衣服穿上,然后纷纷跑出了原来的细胞。穿上新衣服的艾滋病病毒才是成熟病毒颗粒,才能继续寻找新的CD4细胞攻击。

有些病毒先睡觉

有些艾滋病病毒想:“听说,人体内的免疫细胞可多了,光是这种CD4细胞就有2000亿个左右。我刚刚进来,子孙发展得还不够多,这时要想打垮人体的免疫系统还不那么容易。还是先潜伏下来,慢慢发展着自己的后代,见机行事吧!”于是,一些病毒在细胞里吃饱了,喝足了,就暂时不活动了,并不急于进行破坏活动,也不大量复制,舒舒服服地睡在细胞里躲藏一段时间。只是在人体细胞要复制另外一个细胞时,制造自己细胞DNA的同时,也制造了艾滋病病毒的DNA。可艾滋病病毒并没有善罢干休,它在悄悄地等待时机。等到更多的CD4细胞被感染,等到体内环境稍稍有所变化,只要它找到了适合它大量复制的机会,它就会像前面那些病毒一样,大量复制起来。
这就是艾滋病的潜伏期,人体的免疫功能尚维持基本正常,感染者一般不表现出该病的临床症状,血中的病毒量也很少。

免疫部队遭破坏

有一天,机会终于来了。体内的艾滋病病毒开始了大量复制,这种复制的速度非常快,很快就会复制出成千上万个新病毒,这时的血液中可以查到大量的病毒。大量的艾滋病病毒在人体内漫游着,复制着,不断地感染新的细胞,使这些在人体内起重要免疫作用的CD4细胞不断地被破坏、死亡。随着CD4细胞数量的逐渐减少,免疫功能也逐渐下降,最终因全身的CD4细胞不断受艾滋病病毒的蚕食而毁灭,导致人体免疫功能衰竭。
艾滋病病毒在人体内漫游,最终使感染者发展成了艾滋病,这是一种在人体免疫系统完全被摧毁后所发生的一系列病症,是目前还没有特效药物治疗和有效疫苗预防的一种顽症。我们了解了病毒在人体内漫游的过程,是为了更深刻地了解预防这种疾病的必要性,同时找出对付病毒的方法。
1楼2018-01-26 14:12回复
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