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内部外观:病毒如何侵入我们

艾滋病毒病毒的3D渲染与标有一些关键部件。 (图片信用:3dscience.com)

今天二十五年前,在世界上第一个诊断的艾滋病案件的体内,完全能力和病毒的神秘工作展开。

三年后,1984年,巴黎巴黎的巴黎巴斯特研究所的Luc Montagier,那么国家癌症研究所的发现宣布了他们的发现 艾滋病病毒,感染人类免疫系统和原因的病毒 艾滋病.

尽管最小的病毒只有大约一英寸的百万分之一,但他们辜负了他们的拉丁名称—毒。他们能够感染和劫持人体,使健康危害产生轻微的 共同流感 作为艾滋病流行病的灾难性。

在里面

病毒整齐地组织,遗传物质的娇小包装,形状像棒,长丝,木包或球形。

蛋白质包围包装,称为衣壳。一些病毒有一个涂层衣壳的添加层。病毒的较少延伸称为抗原,这有助于病毒追捕靶宿主细胞[艾滋病毒的3-D解剖学]。

病毒的小小素,除了相对的花田外 米维尔 ,使他们看起来很难。在20世纪40年代的电子显微镜本发明首先使病毒可见。

佛罗里达州立大学的科学家最近产生了一种新的3-D图像的HIV和蛋白质尖峰,其表面与宿主细胞相匹配。这些图片可以帮助研究人员更好地了解病毒与主机T细胞的保险丝如何融合,并激发新的设计疫苗。

“直到现在,尽管许多实验室的密集研究,但在病毒膜表面上的尖峰和分布模式的设计细节已经很差,这有限了解我们对病毒感染如何实际发生的理解和创造的挫败努力疫苗,“主要调查员和免疫医生Kenneth Roux。

该调查结果本月在杂志的在线版本中发表 自然.

每个人都是一个目标

病毒捕食所有生物体,将它们转化为病毒Xerox机器。

与动物的细菌或细胞不同,病毒缺乏自身复制的能力。病毒确实包含一些遗传信息对于制作本身的副本,但在没有细胞的复制设备,借用酶和其他分子的帮助下,无法获得工作以进行更多的病毒。

“这不是生物体,”人类病毒学研究所的免疫医生Fabio Romerio表示,由Gallo成立和指导。 “这只是一个组织良好的分子寄生虫。”

卡在A. 微观炼狱 在生活和非义之间的某个地方,病毒可以在长时间保持休眠状态。

在时间谱的长期,疱疹病毒HHV6的变体,感染了97%以上的人群而不会引起严重的健康问题。我们大多数人都感染了年轻时,这感觉像流感的轻度案例。之后,病毒可以无害地坚持我们的一生。

躺在等待中

艾滋病毒也可以在身体内部休眠数月甚至几年。它可以在低水平下悄悄地复制,不断在不杀死宿主细胞的情况下产生一些新的病毒剂。

通过附着到宿主细胞并强制细胞遵循其遗传订单,病毒可以将主体变成病毒军制机。

一些病毒非常具体对他们靶向的细胞非常具体,而其他病毒则不太选择。像匹配的拼图碎片一样,病毒搜索细胞粘到。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,称为GP120的蛋白质坐在HIV的表面上,并允许病毒附着到靶细胞。 GP120与细胞上的两种蛋白质结合。在蛋白质连接后,病毒将其遗传物质传递到细胞中。

艾滋病病毒仅具有有限数量的蛋白质,因此依赖于宿主细胞的蛋白质,以合成新的遗传物质,包括更多GP120,并调节其复制。

病毒来制备各种量和类型的遗传物质。一些病毒携带双链DNA,而其他病毒则与艾滋病毒一样,只有单链RNA。这种遗传物质携带的遗传物质决定了复制过程如何在宿主内部工作。

受感染的宿主细胞成为病毒厂。

在艾滋病毒的情况下,每个渗透细胞产生并吐出数百个新的病毒颗粒。从艾滋病毒兴奋到宿主细胞并释放新的艾滋病毒后代,需要一到两天。

如果艾滋病毒生产是有力的,它会立即杀死细胞。否则,细胞将仅在几天内存。

不仅仅是一种病毒

病毒也以其他方式肆虐。有些病毒已被联系起来 疾病 .

研究人员表明,疱疹病毒的特定变体可能导致神经源性疾病多发性硬化。 

已经证明了许多病毒引起癌症。人T细胞白血病病毒,HTLv1和HTLV2,感染血细胞和导致几种疾病,包括免疫系统自身T细胞的稀有癌症。

已知人乳头瘤病毒(HPV)引起宫颈癌。用于防范HPV的新疫苗目前正在等待美国食品和药物管理局(FDA)的批准。 FDA计划本周晚些时候宣布其决定。

流感与艾滋病毒

疫苗在战斗病毒中发挥着关键作用。许多科学家认为二十世纪最大的医学突破。 1955年,Jonas Salk开发了第一个广泛使用的疫苗,使人们对脊髓灰质病毒的终身免疫力。

疫苗通过教导如何产生保护屏蔽,称为抗体,以对抗特定病毒来开始人类免疫系统。

每年,数百万美国人卷起袖子 流感免疫力。每年发生镜头,因为随着流感在全球旅行,它突变成新菌株。研究人员致力于进入流感,创造新的疫苗来打击每年的版本。为了保持我们的免疫力,我们必须继续在手臂上拍摄。 

艾滋病病毒不会在年度波浪中。相反,它在体内迅速突变。

因为它的遗传物质由RNA组成,因此科学家认为艾滋病毒逆转录病毒。逆转录病毒的复制过程需要许多步骤,并且留下了大量的错误。一些错误使病毒复制无害,而其他错误有助于加强病毒。

制作与所有这些突变保持过的疫苗是研究人员的挑战。

“疫苗应该对病毒的所有可能变种有效,”罗米罗说。

艾滋病毒悖论

因为艾滋病毒是一种相对年轻的人类病毒,科学家们比其他更长的病毒更少了解它。 

科学家们知道艾滋病毒的成功部分的一部分在于它的目标选择—免疫系统通常负责从病毒中捍卫身体。

病毒感染了免疫系统中的关键球员CD4 T细胞。他们负责调节人的免疫反应的持续时间和力量。 Romerio将这些T细胞比在足球队上的四分卫中。

“他们是免疫系统的大脑,”罗默里奥说。

然而,科学家尚未理解的悖论。虽然HIV仅感染了人的T细胞中的2%至5%,但所有的免疫细胞在显微镜下都会出现损害。

罗米奥解释说,即使星四分卫病于流感,他看似健康的替代品也无法扮演游戏。他们没有一个人可以扔球或讲述他们的队友如何玩。

“我们希望恢复恢复免疫系统以抵抗艾滋病毒的新策略,”罗默里奥告诉 爱情。 “这是疫苗的重要组成部分。它需要防御艾滋病毒,并教授抗体如何消除病毒。

“自发现病毒以来,我们已经了解了很多关于病毒以及它如何获得对细胞的访问以及它如何运作,”罗姆里奥解释说。 “但我认为我们仍然没有拼图的关键块,这将允许我们究竟在艾滋病病毒感染人类时弄清楚会发生什么。我们需要对艾滋病毒与人类免疫系统互动的根本了解。”