
二十五年前的今天,在世界上第一个被诊断的艾滋病案件的主体中,病毒的全部能力和神秘作用展开了。
三年后,即1984年,巴黎巴斯德研究所的卢克·蒙塔格尼尔(Luc Montagnier)和罗伯特·加洛(Robert Gallo)当时的国家癌症研究所宣布发现艾滋病病毒,感染人类免疫系统并引起的病毒艾滋病。
即使最小的病毒只有大约一百万英寸长的长度,但它们却辜负了拉丁的同名人物。他们能够感染和劫持人体,从而产生像普通流感和艾滋病流行病一样灾难性。
在内部
病毒组织整齐,遗传物质的小包装,形状像杆,细丝,竖琴或球体。
蛋白质围绕包装,称为衣壳。一些病毒具有添加的脂质层,可以涂上衣壳。病毒上几乎没有扩展称为抗原,可帮助病毒追捕目标宿主细胞[3-D HIV解剖]。
病毒的少量性质,除了相对庞大Mimivirus,使他们的外观变得困难。 1940年代电子显微镜的发明首先使病毒可见。
佛罗里达州立大学的科学家最近制作了新的3D艾滋病毒图像,表面上的蛋白质尖峰与宿主细胞相匹配。这些图片可以帮助研究人员更好地了解病毒如何与宿主T细胞融合并激发设计疫苗的新方法。
主要研究员和免疫学家肯尼斯·鲁克斯(Kenneth Roux)说:“尽管许多实验室进行了深入的研究,但尖峰的设计细节及其在病毒膜表面的分布模式的理解很少,这限制了我们对病毒感染如何实际发生的理解,并沮丧地创建疫苗的努力。”
研究结果本月发表在《杂志》的在线版本上自然。
每个人都是目标
病毒捕食所有生物体,将它们变成病毒施乐机。
与动物的细菌或细胞不同,病毒缺乏自身复制的能力。病毒确实包含一些对于制作自身副本至关重要的遗传信息,但是如果没有细胞的重复设备,借用酶和其他分子来巩固更多病毒,就无法完成工作。
由加洛(Gallo)创立和导演的人类病毒学研究所的免疫学家法比奥·罗默(Fabio Romerio)说:“这不是生物体。” “这只是一个组织良好的分子寄生虫。”
卡在一个微观炼狱在生活和无生命之间的某个地方,病毒长时间可能保持休眠状态。
从长远来看,时间频谱是疱疹病毒HHV6的一种变体,它会感染超过97%的人口而不会引起严重的健康问题。我们大多数人都在年轻时被感染,这感觉就像是温和的流感病例。之后,病毒可以无害地坚持我们的一生。
躺在等待中
艾滋病毒也可能在体内休眠几个月甚至几年。它可以偷偷地以低水平复制,不断产生一些新的病毒剂而不会杀死宿主细胞。
通过附着在宿主细胞上并迫使细胞遵循其遗传订单,病毒可以将宿主变成病毒军队制造机器。
某些病毒非常具体地针对其靶向哪些细胞,而另一些病毒的选择性较低。就像匹配的拼图一样,病毒搜索要坚持的细胞。病毒表面上的蛋白质通过宿主细胞表面上的蛋白质或糖识别其靶标。
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例如,一种称为GP120的蛋白质位于HIV的表面上,使病毒连接到靶细胞上。 GP120与细胞上的两种蛋白质结合。蛋白质连接后,病毒将其遗传物质传递到细胞中。
HIV仅具有有限数量的蛋白质,因此它依靠宿主细胞的蛋白质来合成新的遗传物质,包括更多的GP120并调节其复制。
病毒配有各种量和类型的遗传物质。一些病毒带有双链DNA,而另一些病毒(例如HIV)只有一条RNA。一种遗传物质的种类确定复制过程如何在宿主细胞内部起作用。
感染的宿主细胞成为病毒工厂。
在HIV的情况下,每个浸润的细胞会产生并吐出数百个新的病毒颗粒。从艾滋病毒将自己固定在宿主细胞上并释放新的艾滋病毒后代的时间开始,整个敌对的收购需要一到两天。
如果艾滋病毒产生剧烈,它会立即杀死细胞。否则,该单元将只有几天的生存。
不仅仅是病毒
病毒也以其他方式造成严重破坏。一些病毒已链接到疾病。
研究人员提出,疱疹病毒的特定变异可能会导致神经发生性疾病多发性硬化症。
已证明许多病毒会引起癌症。人类T细胞白血病病毒HTLV1和HTLV2感染血细胞并引起多种疾病,包括免疫系统自身T细胞的罕见癌症。
已知人乳头瘤病毒(HPV)会引起宫颈癌。目前,正在等待美国食品药品监督管理局(FDA)批准一种新的防止HPV疫苗。 FDA计划在本周晚些时候宣布其决定。
流感与艾滋病毒
疫苗在抗病毒中起着关键作用。许多科学家认为该疫苗是20世纪最大的医学突破。 1955年,乔纳斯·萨克(Jonas Salk)开发了第一种广泛使用的疫苗,该疫苗使人们对脊髓灰质炎病毒的终身免疫力。
疫苗通过教会如何生产称为抗体来抗体特定病毒来启动人类免疫系统。
每年,成千上万的美国人卷起袖子流感免疫。这些镜头每年发生,因为当流感环游世界时,它会突变成新的菌株。研究人员致力于保持流感领先地位,从而创建新的疫苗来对抗每年的版本。为了保持免疫力,我们必须继续在手臂上拍摄。
艾滋病毒并非每年浪潮。相反,它在体内迅速突变。
由于其遗传物质由RNA组成,因此科学家认为HIV是逆转录病毒。逆转录病毒的复制过程需要多个步骤,并留出很大的错误空间。某些错误使该病毒无害地副本,而其他错误则有助于加强病毒。
制作跟上所有这些突变的疫苗对研究人员来说是一个挑战。
罗默里奥说:“疫苗应有效地抵抗该病毒的所有可能变体。”
艾滋病毒悖论
由于艾滋病毒是一种相对年轻的人类病毒,因此科学家对此知之甚少,而不是其他寿命更长的病毒。
科学家知道,艾滋病毒成功的一部分在于其目标选择 - 免疫系统,通常负责捍卫身体免受病毒的影响。
该病毒感染了我们免疫系统中的关键参与者CD4 T-Cell。他们负责调节一个人免疫反应的持续时间和力量。罗默里奥(Romerio)将这些T细胞比作四分卫在足球队中。
罗默里奥说:“它们是免疫系统的大脑。”
但是,科学家尚未理解的悖论。尽管HIV仅感染一个人的T细胞的2%至5%,但所有免疫细胞在显微镜下似乎都受损。
罗默里奥(Romerio)解释说,即使星四分卫因流感而生病,他看似健康的替代品似乎也无法玩游戏。他们都不能扔球或告诉队友如何打球。
罗默里奥(Romerio)告诉生活学。 “这是疫苗的重要组成部分。它需要防御艾滋病毒,还教抗体如何消除病毒。
罗默里奥解释说:“自从发现病毒以来,我们已经了解了很多有关该病毒及其如何获得细胞及其工作原理的知识。” “但是我认为我们仍然没有一个难题的关键部分,这将使我们能够准确地弄清楚当艾滋病毒感染人类时会发生什么。我们需要对艾滋病毒如何与人类免疫系统相互作用的基本理解。”