
二十五年前的今天,在世界上第一個被診斷的艾滋病案件的主體中,病毒的全部能力和神秘作用展開了。
三年後,即1984年,巴黎巴斯德研究所的盧克·蒙塔格尼爾(Luc Montagnier)和羅伯特·加洛(Robert Gallo)當時的國家癌症研究所宣布發現愛滋病,感染人類免疫系統並引起的病毒愛滋病。
即使最小的病毒只有大約一百萬英寸長的長度,但它們卻辜負了拉丁的同名人物。他們能夠感染和劫持人體,從而產生像普通流感和艾滋病流行病一樣災難性。
在內部
病毒組織整齊,遺傳物質的小包裝,形狀像桿,細絲,豎琴或球體。
蛋白質圍繞包裝,稱為衣殼。一些病毒具有添加的脂質層,可以塗上衣殼。病毒上幾乎沒有擴展稱為抗原,可幫助病毒追捕目標宿主細胞[3-D HIV解剖]。
病毒的少量性質,除了相對龐大Mimivirus,使他們的外觀變得困難。 1940年代電子顯微鏡的發明首先使病毒可見。
佛羅里達州立大學的科學家最近製作了新的3D艾滋病毒圖像,表面上的蛋白質尖峰與宿主細胞相匹配。這些圖片可以幫助研究人員更好地了解病毒如何與宿主T細胞融合併激發設計疫苗的新方法。
主要研究員和免疫學家肯尼斯·魯克斯(Kenneth Roux)說:“儘管許多實驗室進行了深入的研究,但尖峰的設計細節及其在病毒膜表面的分佈模式的理解很少,這限制了我們對病毒感染如何實際發生的理解,並沮喪地創建疫苗的努力。”
研究結果本月發表在《雜誌》的在線版本上自然。
每個人都是目標
病毒捕食所有生物體,將它們變成病毒施樂機。
與動物的細菌或細胞不同,病毒缺乏自身複製的能力。病毒確實包含一些對於製作自身副本至關重要的遺傳信息,但是如果沒有細胞的重複設備,借用酶和其他分子來鞏固更多病毒,就無法完成工作。
由加洛(Gallo)創立和導演的人類病毒學研究所的免疫學家法比奧·羅默(Fabio Romerio)說:“這不是生物體。” “這只是一個組織良好的分子寄生蟲。”
卡在一個微觀煉獄在生活和無生命之間的某個地方,病毒長時間可能保持休眠狀態。
從長遠來看,時間頻譜是皰疹病毒HHV6的一種變體,它會感染超過97%的人口而不會引起嚴重的健康問題。我們大多數人都在年輕時被感染,這感覺就像是溫和的流感病例。之後,病毒可以無害地堅持我們的一生。
躺在等待中
艾滋病毒也可能在體內休眠幾個月甚至幾年。它可以偷偷地以低水平復制,不斷產生一些新的病毒劑而不會殺死宿主細胞。
通過附著在宿主細胞上並迫使細胞遵循其遺傳訂單,病毒可以將宿主變成病毒軍隊製造機器。
某些病毒非常具體地針對其靶向哪些細胞,而另一些病毒的選擇性較低。就像匹配的拼圖一樣,病毒搜索要堅持的細胞。病毒表面上的蛋白質通過宿主細胞表面上的蛋白質或糖識別其靶標。
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例如,一種稱為GP120的蛋白質位於HIV的表面上,使病毒連接到靶細胞上。 GP120與細胞上的兩種蛋白質結合。蛋白質連接後,病毒將其遺傳物質傳遞到細胞中。
HIV僅具有有限數量的蛋白質,因此它依靠宿主細胞的蛋白質來合成新的遺傳物質,包括更多的GP120並調節其複制。
病毒配有各種量和類型的遺傳物質。一些病毒帶有雙鏈DNA,而另一些病毒(例如HIV)只有一條RNA。一種遺傳物質的種類確定複製過程如何在宿主細胞內部起作用。
感染的宿主細胞成為病毒工廠。
在HIV的情況下,每個浸潤的細胞會產生並吐出數百個新的病毒顆粒。從艾滋病毒將自己固定在宿主細胞上並釋放新的艾滋病毒後代的時間開始,整個敵對的收購需要一到兩天。
如果艾滋病毒產生劇烈,它會立即殺死細胞。否則,該單元將只有幾天的生存。
不僅僅是病毒
病毒也以其他方式造成嚴重破壞。一些病毒已鏈接到疾病。
研究人員提出,皰疹病毒的特定變異可能會導致神經發生性疾病多發性硬化症。
已證明許多病毒會引起癌症。人類T細胞白血病病毒HTLV1和HTLV2感染血細胞並引起多種疾病,包括免疫系統自身T細胞的罕見癌症。
已知人乳頭瘤病毒(HPV)會引起宮頸癌。目前,正在等待美國食品藥品監督管理局(FDA)批准一種新的防止HPV疫苗。 FDA計劃在本週晚些時候宣布其決定。
流感與艾滋病毒
疫苗在抗病毒中起著關鍵作用。許多科學家認為該疫苗是20世紀最大的醫學突破。 1955年,喬納斯·薩克(Jonas Salk)開發了第一種廣泛使用的疫苗,該疫苗使人們對脊髓灰質炎病毒的終身免疫力。
疫苗通過教會如何生產稱為抗體來抗體特定病毒來啟動人類免疫系統。
每年,成千上萬的美國人捲起袖子流感免疫。這些鏡頭每年發生,因為當流感環遊世界時,它會突變成新的菌株。研究人員致力於保持流感領先地位,從而創建新的疫苗來對抗每年的版本。為了保持免疫力,我們必須繼續在手臂上拍攝。
艾滋病毒並非每年浪潮。相反,它在體內迅速突變。
由於其遺傳物質由RNA組成,因此科學家認為HIV是逆轉錄病毒。逆轉錄病毒的複製過程需要多個步驟,並留出很大的錯誤空間。某些錯誤使該病毒無害地副本,而其他錯誤則有助於加強病毒。
製作跟上所有這些突變的疫苗對研究人員來說是一個挑戰。
羅默里奧說:“疫苗應有效地抵抗該病毒的所有可能變體。”
艾滋病毒悖論
由於艾滋病毒是一種相對年輕的人類病毒,因此科學家對此知之甚少,而不是其他壽命更長的病毒。
科學家知道,艾滋病毒成功的一部分在於其目標選擇 - 免疫系統,通常負責捍衛身體免受病毒的影響。
該病毒感染了我們免疫系統中的關鍵參與者CD4 T-Cell。他們負責調節一個人免疫反應的持續時間和力量。羅默里奧(Romerio)將這些T細胞比作四分衛在足球隊中。
羅默里奧說:“它們是免疫系統的大腦。”
但是,科學家尚未理解的悖論。儘管HIV僅感染一個人的T細胞的2%至5%,但所有免疫細胞在顯微鏡下似乎都受損。
羅默里奧(Romerio)解釋說,即使星四分衛因流感而生病,他看似健康的替代品似乎也無法玩遊戲。他們都不能扔球或告訴隊友如何打球。
羅默里奧(Romerio)告訴生活學。 “這是疫苗的重要組成部分。它需要防禦艾滋病毒,還教抗體如何消除病毒。
羅默里奧解釋說:“自從發現病毒以來,我們已經了解了很多有關該病毒及其如何獲得細胞及其工作原理的知識。” “但是我認為我們仍然沒有一個難題的關鍵部分,這將使我們能夠準確地弄清楚當艾滋病毒感染人類時會發生什麼。我們需要對艾滋病毒如何與人類免疫系統相互作用的基本理解。”