
获得性免疫缺陷综合征(AIDS),也就是我们口中常说的艾滋病,源于一种逆转录病毒(人类免疫缺陷病毒,humanimmunodeficiencyvirus,HIV)的感染,该病毒可以破坏人类免疫系统,使免疫大军“敌我不分”,进而使许多细菌病毒趁虚而入,引发多种临床症状。迄今为止,艾滋病都无法被人类治愈。
众所周知,艾滋病毒是通过交换体液来传播的,特别是精液和血液。可能的情况有:共用针筒传播、受病毒感染的母亲传播给婴儿,其中最常见的方式就是通过性交传播。但 HIV 究竟是如何在性交过程中登堂入室,通过层层阻碍,穿过性伴侣的上皮细胞最终在对方的免疫细胞中安营扎寨,至今仍旧是个未解之谜。
而今,来自法国巴黎第五大学的 Morgane Bomsel 团队于 Cell 子刊发表研究,首次证实了 HIV 病毒在体外尿道黏膜模型中感染免疫系统细胞的过程。该团队通过使用实时成像技术(Live Imaging),首次用 8 段视频记录下了被 HIV 感染的 T 细胞如何感染其他免疫细胞的全过程,这一过程的发现很可能将帮助打开艾滋病预防及疫苗研制的新思路,研究的具体内容发表在 Cell Reports 杂志上。
“之前我们只是宏观地了解 HIV 可以感染组织,而现今整个过程都已经清晰明了,呈现在眼前动态的过程和我们之前想象的大不相同,让我们十分惊讶,”Bomsel 评价到。
HIV 与艾滋病
HIV 是一种潜伏期极长的 RNA 病毒,直径约 120 纳米,呈 20 面体。病毒表面嵌有蛋白 gp120 与 gp41,主要对人类免疫细胞进行攻击,在感染后会整合入宿主细胞的基因组中,因而目前的抗病毒治疗并不能将病毒根除。
HIV 可以感染多种细胞,包括 CD4+辅助 T 细胞与巨噬细胞等在表面表达 CD4 分子的细胞。细胞表面 CD4 分子是 HIV受体,透过 HIV 囊膜蛋白 gp120 与细胞膜上 CD4 结合后由 gp41 介导使病毒穿入易感细胞内,造成细胞破坏。其中又以靶向CD4+T 细胞的结果最为严重,当 CD4+T 细胞数量低于 200 时,人类细胞免疫就几乎完全失去功能,HIV 感染由此升级为艾滋病。
被 HIV 感染的 T 细胞
以上这些解释了 HIV 如何在个体内“开疆拓土”、作威作福,那么 HIV 在群体中、在性交过程中是如何完成传播,从一个宿主感染另一个宿主呢?这一过程的发现又对我们普通人有什么启示呢?
翻山越岭来“送毒”
在人类感染 HIV 病毒的早期及晚期,具有感染性的病毒会存在于含有免疫细胞、血浆、淋巴液或组织液的某些体液中,如血液、精液、前列腺液、阴道分泌液等。精液中主要的免疫细胞种类包括多形核白细胞、巨噬细胞、淋巴细胞等。
一直以来,科学家推测在性交过程中,体液(精液或阴道分泌物)里所携带的病毒是通过穿透生殖器粘膜,从原始宿主进入其伴侣体内。但终究眼见为实,为了证明这一过程,Bomsel 团队在体外建立了尿道黏膜模型用于模拟传播过程,同时将用于感染细胞的 HIV 病毒带上了绿色荧光蛋白标记。
在上面的图片中,被感染了 HIV 的 T 细胞呈现为绿色,一旦与上皮细胞接触,病毒学突触就开始形成,如视频中所示,正是这一条条伸出的绿色恶魔“手臂”,将病毒传递给了其他健康细胞,完成感染。
就像是科幻电影中的情节,激光枪发出绿色的激光,远程靶定目标。HIV 藏在 T 细胞这座碉堡中,向上皮细胞射击。但出乎意料的是,上皮细胞(并未被感染)并非它的真正目标,病毒学突触穿过上皮细胞,“醉翁”真正的意图在于背后的巨噬细胞。而巨噬细胞也正在基质中守株待兔,随时准备吞下这些进入人体的“不速之客”。