医学免疫学-AIDS相关知识
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医学免疫学一一AIDS相关知识
HIV概念
获得性免疫缺陷综合症(AIDS)是因HIV侵入人体,引起细胞免
疫严重缺陷,导致以机会性感染,恶性肿瘤和神经系统病变为特征的
临床综合症。AIDS的传染源主要是HIV携带者和AIDS患者。AIDS的
主要传播途径包括:性接触传播,血液传播和母婴传播。
HIV的分子生物学特征
HIV属于逆转录病毒,分为HIV-1和HIV-2两型,约95%的AIDS
是由HIV-1引起的。HIV-2型致病能力较弱,病程较长,症状较轻, 主要局限于非洲西部。
HIV的致病机制
1 HIV侵入免疫细胞的机制:HIV主要侵犯宿主的CD4+细胞(T 细胞,单核巨噬细胞,树突状细胞和神经胶质状细胞等)。HIV通过 其外膜的糖蛋白gp1靶细胞膜表面的趋化因子受体CXCR4 (T细胞) 或CCR5 (巨噬细胞或DC)结合,20与靶细胞膜表面CD4分子结合, gp120-CD4与表达与形成CD4-gp120-CCR5(或CCR4)三分子复合物, 导致gp120构象改变,暴露出被其掩盖的gp41。gp41直接插入靶细 胞膜,利用膜自身的疏水作用介导病毒包膜和细胞膜融合,使病毒进 入靶细胞。
2 HIV损伤免疫细胞的机制
HIV在靶细胞内复制,可通过直接或间接途径损伤多种免疫细胞。
1对CD4+T细胞的损伤:CD4+T细胞是HV在体内感染的主要靶细胞。
AIDS患者体内CD4+T不仅数量减少,且功能发生改变,表现为:IL-2
分泌下降;IL-2受体表达降低;对各种抗体的应答能力减弱等。HIV感
染损伤CD4+T细胞的机制为:
1)HIV直按杀伤组胞:1病毒包膜糖蛋白插入细胞膜或病毒颗粒以出 芽方式从细胞释放引起细胞膜损伤;2抑制细胞膜磷脂合成,影响细 胞膜功能:3感染HIV的CD4+T细胞表面表达gp120分子,与周围未 感染细胞的CD4分子结合,导致细胞融合或形成多核巨细胞,加速细 胞死亡。4病毒繁殖时产生大量未整合的病毒DNA及核心蛋白分子在 胞质内大量积聚,干扰细胞的正常代谢,影响细胞生理功能。5 HIV 感染骨髓CD34+前体细胞,在造成细胞损伤的同时,还削弱其生成增 殖性骨髓细胞克隆的能力。此外,由于骨髓基质细胞被感染,使骨髓 微环境发生改变,导致造血细胞生成障碍。
2)HIV间接杀伤靶细胞:1 HIV诱导感染细胞产生细胞毒性细胞因子,
并抑制正常细胞生因子的作用;2, HIV诱生特异性CTL或抗体,通过 特异性细胞毒作用或ADCC效应杀伤表达病毒抗原CD4+T细胞;3 HIV 编码产物有超抗原样作用,可引起表达TCRV 8链的CD4+T细胞死亡。
3)HIV直接诱导细胞凋亡:1可溶性gp120.HIV感染DC表面的gp120 可与T细胞表面的CD4分子交联,通过激活钙通道而使胞内Ca+浓度 升高,导致细胞凋亡;2 gp120与CD4分子交联,促使靶细胞表达Fas 分子,通过Fas/FasL途径诱导凋亡;3 HIV附属基因编码的tat蛋 增强CD4+T细胞对Fas/FasL效应的敏感性,从而促进其凋亡。
2对B细胞的损伤:gp41的羧基末端肽能诱导多克隆B细胞激活,导
致高丙种球蛋白血症并产生多种自身杭体。由于B细胞功能紊乱及 Th细胞对B细胞的辅助能力降低,患者抗体应答能力下降。
3对巨噬细胞的损伤:HIV感染单核巨噬细胞,可损伤其趋化,粘附 和杀菌功能,同时减少细胞表面的MHCII类分子表达,使其抗原提呈 能力下降。由于巨噬细胞能被HIV感染但不易被杀死,使其成为HIV 的庇护所。HIV可随巨噬细胞游走是全身许多组织细胞,造成多脏器 损害。
4对树突状细胞的损害:DC是HIV感染的重要靶细胞和病毒庇护所。
淋巴结和脾脏中的DC通过Fc受体结合病毒一抗体复合物,其表面成
为HIV的储存库,不断感染脾脏和淋巴结内的巨噬细胞和CD4+T细胞,
致使外周免疫器官发生结构和功能损伤。HIV感染后,组织和外周血 中的DC数目大幅减少,功能下降。
5对NK细胞的损伤:HIV感染后,NK细胞并不减少,但其分泌的IL-2,
IL-12等细胞因子的能力下降,使其细胞毒活性下降。正常人体内, 约90%的NK细胞表型为CD16+CD56+,但HIV患者体内CD16弱阳性CD56 阴性NK细胞数目增多,后者的ADCC活性及IFN-Y , TNF-a分泌能 力下降。
3 HIV逃逸免疫攻击的机制
1表面序列变异与免疫逃逸:HIV抗原表位可频繁变异,从而影响
CTL识别,产生免疫逃逸的病毒株,另外,HIV抗原表位改变使其可
以逃避中和抗体的作用。
2树突状细胞与免疫逃逸:DC表面的DC-SIGN为HIV受体,能特异
性,高亲和力与gp120结合,使树突状细胞能完整地包裹病毒颗粒,
导致HIV免于失活和被吞噬,在适当条件下,DC可直接或间接将病
毒颗粒传递给CD4+T细胞等靶细胞,从而提高病毒感染率并有效保持
病毒的传染性。
3潜伏感染和免疫逃逸:HIV感染细胞后,即可不断复制也可进入
潜伏状态。被病毒潜伏感染的细胞表面并不表达HIV蛋白,从而有利
于HIV逃避免疫系统识别和攻击。另外HIV的nef蛋白可使细胞表面
CD4和MHC分子表达下降,从而影响了 CTL识别和攻击感染细胞。
HIV诱导的机体免疫应答
HIV诱导机体后,进行性破坏机体免疫系统,尤其是细胞免疫,但在 病程的不同阶段,机体免疫系统可通过不同应答机制以阻止病毒复 制。
1体液免疫应答HIV感染后,机体可产生不同的抗病毒抗体。
中和抗体:HIV的中和抗体一般针对病毒包膜蛋白。中和抗体对HIV
有抑制作用,可组织HIV向淋巴器官播散。由于能诱发中和抗体的抗
原表位常被隐蔽,故体内中和抗体的效价一般较低。低效价抗体使 HIV有时间使其抗原表位逐渐变异。另外,多数抗包膜抗体不能识别
完整病毒,且中和抗体一般为毒株特异性,即不具有广泛交叉广泛性, 一旦发生抗原表位突变,机丧失中和作用。
抗P24壳蛋白抗体:抗P24抗体消失通常与CD4+T细胞下降及出现艾
滋病症状相关联,但尚不清楚该抗体是否对机体具有保护作用。
抗gp120和抗gp41抗体:此类抗体主要为igG,可通过ADCC而损伤
靶细胞。
2细胞免疫应答机体主要通过细胞免疫应答阻遏HIV感染
CD8+T细胞应答:HIV感染后,特异性激活CD8+T细胞,杀伤HIV感 染的靶细胞。CTL可针对HIV编码的所有蛋白质。几乎所有HIV感染 者体内均存在包膜蛋白特异性CTL。体外细胞培养中,CD8+CTL能明 显抑制HIV在CD4+T细胞中复制。CTL细胞毒效应和血浆中病毒水平 直接与病程及预后有关:在急性期,机体不断产生特异性抗体和CTL, 使HIV复制被抑制;在疾病晚期,CD4+T细胞数目不断下降,HIV特 异性CTL也开始下降,对病毒复制的抑制作用减弱,病毒数目大幅增 加。
CD4+T细胞应答:HIV刺激的CD4+T细胞可分泌各种细胞因子,辅助 体液免疫和细胞免疫。在无症状期,AIDS患者外周患者外周血淋巴 细胞以分泌IL-2,IFN- Y为主;出现临床症状后,以分泌IL-4,IL-10 为主。提示TH1为主的细胞免疫对宿主有保护作用。 临床分期及免疫学特征
HIV感染的整个临床过程分为急性期,潜伏期,症状期和AIDS发病 期。HIV感染不同时期具有不同的临床特点及免疫学特征。 HIV感染急性期;多数患者无明显症状或仅表现为流感样症状但此时
HIV已在体内大量复制并已经释放到体液内,故具有传染性。急性期 血浆可检出抗病毒外膜蛋白gp41,gp120和抗核心蛋白p24的抗体, 并可监测出p24特异性CD8+CTL。这些特异性免疫指标对急性期清除 HIV病毒具有重要意义。
潜伏期:即急性期恢复后无任何临床表现的阶段,一般持续6个月到
10—12年。潜伏期的免疫系统逐渐衰竭。HIV损伤免疫系统主要表现
为:①CD4+T细胞稳定下降,而CD8+T细胞数量相对不变,CD4/CD8 比值降低甚至倒置;②外周淋巴组织含大量CD4+T细胞,巨噬细胞和 FDC,成为HIV持续大量复制的场所,并促进AIDS病情不断发展,由 于淋巴组织中CD4+T细胞遭受破坏,从而不能为外周血有效补充 CD4+T细胞;③CD4+T细胞数目不断减少,淋巴组织结构逐渐破坏, 最终导致严重的细胞免疫和体液免疫缺陷。
症状期:出现AIDS相关症候群,表现为发热,盗汗,小受,腹泻和 全身淋巴结肿大等。此期CD4+T持续下降,免疫功能极度衰退。
典型AIDS发病期:主要出现三大症状:①机会感染:病原体包括白 色念珠菌,卡式肺囊虫巨细胞病毒,EB病毒,新型隐球菌及弓形虫 等,是AIDS患者死亡的主要原因:②恶性肿瘤:常伴Kaposi肉瘤和 恶性淋巴瘤,也是常见死因;③神经系统异常:可出现中枢神经系统 疾病,如AIDA痴呆症等。AIDS是疾病的终末期,CD4+T细胞,巨噬 细胞消耗殆尽,发生严重免疫缺陷,血浆病毒浓度升高到急性期水平。 免疫学诊断 HIV感染的免疫学诊断方法主要包括监测病毒抗原,抗病毒抗体,检 测病毒核酸,检测免疫细胞数目和功能等。
1 HIV抗原检测:HIV的核心抗原P24出现于急性感染期和AIDS
晚期,可作为早期或者晚期间病毒量的间接指标。在潜伏期,该抗原
检测常为阴性。
2抗HIV抗体检测 检测抗HIV抗体,用于诊断,血液筛查,监 测等。
3 CD4+T细胞和CD8+T细胞计数:CD4+T细胞和CD8+T细胞的数
量可评价HIV感染者免疫状况,辅助临床进行疾病分期,评估疾病进
展,判断预后,抗病毒治疗适应症选择及疗效评价。如当CD4+T淋巴
细胞小于200/ul时,应给予抗肺孢子菌肺炎的预防性治疗。
4 HIV核酸检测:定性或定量检测HIV核酸可用于疾病的早期诊
断,疑难样本的辅助治疗,HIV遗传变异监测及耐药性监测,病程监 控及预测和指导抗病毒治疗和疗效判断。
预防和治疗
1预防:宣传教育,控制并切断传播途径,如禁毒,控制性行为传播,
对血液及血制品进行严格检验和管理:防止医院交叉感染。
2治疗目前临床使用反转录酶抑制剂,蛋白酶抑制剂等联合的“鸡 尾酒疗法”