艾滋病,何方恶魔?

什么是艾滋病

每年12月1日是世界艾滋病日。

艾滋病是由两种慢病毒(HIV-1和HIV-2)感染导致人体免疫系统破坏从而引发一些少见的机会性感染和恶性肿瘤等相关病症的疾病。

专业术语常以HIV/ AIDS两个英文缩写出现,前者指人类免疫缺陷病毒(或感染者)(humanimmunodeficiency viruses);后者指人类获得性免疫缺陷综合症(Acquiredimmunodeficiency syndrome),缩写AIDS直接音译为艾滋病。

于无声处听惊雷——艾滋病粉墨登场

1981年6月5日,美国疾病控制和预防中心(CDC)例行发布的发病率与死亡率周报(MMWR),报告5位平素身体健康的、男同性恋年轻人患上了一种被称为卡氏肺囊虫肺炎的肺部感染,报告发布时其中的两人已经死亡。

卡氏肺囊虫肺炎是很罕见的疾病,身体健康的年轻人更不应该发生。

事出反常必有妖!

身体健康的年轻人,集体爆发罕见的感染性疾病,而且进展迅猛,很快致命——说明,他们的免疫系统已经崩溃。

妖在哪里?除了男性同性恋还是男性同性恋。

媒体闻风而动。

同日,美联社和洛杉矶时报对MMWR报告作了报道。 6月6日,旧金山纪事报跟进。一石激起千层浪,短短几天之内,全国各地类似病例的报告雪片一般飞向CDC。

报告的病例除了卡氏肺囊虫肺炎等平常罕见的机会性感染外,还包括一种罕见的恶性肿瘤——卡波济氏肉瘤。

到7月3日,纽约时报一下就集中报道了发生在纽约和加利福尼亚两地的41例男性同性恋者卡波济氏肉瘤病例——因此,也称之为“男性同性恋癌症”。

到年底,总共累计报告270例男同性恋者患上这种严重免疫缺陷疾病,其中121人已经死亡。

发生在男同性恋者,一种导致人体免疫系统崩溃,并能很快致死的疾病在全国范围内大爆发!“疫情就是命令”,相关机构和科学家展开了紧锣密鼓的研究。

1982年9月24日,CDC首次使用并定义“AIDS”,似乎同时为艾滋病在美国乃至全球的肆虐,及针对性研究吹响了冲锋号角。

进入1983年, CDC先是报告了男性AIDS患者女性性伴侣同样可以患上这种疾病。随后进一步报告多个性伴侣的男性同性恋、注射吸毒者、海地人和血友病患者是AIDS高危人群。

病原研究很快获得进展,美国国立卫生研究院罗伯特·加洛博士和法国巴斯德研究所的吕克·蒙塔尼教授先后发现一种逆转录慢病毒可能是AIDS的病原体。年底,罗伯特·加洛的实验室在免疫系统细胞培养出这种病毒。随后该病毒被国际委员会确定为AIDS的病原体,并命名为HIV。

令人不安的是,这时在世界33个国家确认AIDS的存在,成全球流行趋势。

尽管全球范围内有关AIDS研究投入巨大,进步却举步维艰。直到1987年,第一种针对性药物齐多夫定才获得美国FDA批准。

同时,其全球蔓延趋势却愈演愈烈,到1990年,全球艾滋病病毒感染者/艾滋病患者人数上升至100万。

到1996年,蛋白酶抑制剂加入,所谓的“鸡尾酒”组合疗法显示出对HIV复制有效的抑制作用,才改变了AIDS治疗的境况。

进入21世纪,AIDS疫情开始得到控制。

但是,截至目前,仍然没有治愈性药物,对付传染病最有效的疫苗研制仍然仅仅存在于希望之中。

艾滋病全球现状

据WHO最新报告,自AIDS流行以来的35年间,全球约有近亿人次感染,造成超过3900万人死亡;目前感染者有近3700万人。2014年新发现病例约200万人,120万人死于AIDS有关疾病。

抗逆转录病毒治疗可以显著减少死亡人数,与2000年相比,2014年新发现病例下降35%,相关死亡减少24%。到目前,有近1600万名患者获得此类治疗,但仍不够普及,为了实现联合国AIDS规划署和WHO提出的到2030年摆脱AIDS困扰的目标,最新公布的指南中,建议凡是HIV感染者均应接受抗逆转录病毒治疗

(https://www.afro.who.int/en/media-centre/pressreleases/item/8189-new-recommendations-how-to-treat-all-people-living-with-hiv.html)。

艾滋病病毒从何而来?

艾滋病可以说是现代史上人类最大的梦魇之一。那么,是什么给人类带来这种挥之不去的灾难?艾滋病病毒从何而来?

分子遗传学可以告诉我们答案。

慢病毒,艾滋病病毒大家族

1986年,被命名为HIV-2的病毒在西部非洲发现,为病源追踪提供了线索。令人不解的是,同样可以导致人类免疫缺陷病的HIV-2与HIV-1从遗传上讲只是远亲。

随后更多被称为猴免疫缺陷病毒(SIV)的类HIV病毒在包括非洲绿猴、白眉猴、黑猩猩和其他共计40种不同的灵长类动物发现,谜团逐渐解开。SIV缩写后缀代表起源的种属,比如与HIV-2亲缘关系最密切的黑毛白眉猴感染病毒代码为SIVsmm,而HIV-1更密切的喀麦隆黑猩猩起源病毒为SIVcpz。

事实上,HIV和SIV又同属于慢病毒大家族,慢病毒可以引起包括牛、马、绵羊、猫科动物和灵长类等各种哺乳动物慢性持续性感染。但是仅有HIV和SIV感染引发AIDS类似的免疫缺陷疾病。

由于慢病毒家族属于逆转录病毒,遗传物质复制过程中出错率高于哺乳动物DNA约100万倍,因此分子遗传学工具能更精确的告诉我们它们起源的时间。

在这个大家族中,最古老的慢病毒起源可以上溯到400万年前,各种SIV起源时间由于采集到的标本限制存在巨大不确定性。但是,人类HIV-1和HIV-2起源时间可以精确地确定为1910·1930年间。

HIV的起源

从上图可以看到,人类HIV-1与黑猩猩SIVcpz遗传关系更为密切,意味着人类在接触黑猩猩过程中发生了跨物种传播感染上SIVcpz,并最终进化出HIV-1。

因此,科学家对SIVcpz的起源、分布和自然感染史进行深入研究。发现,黑猩猩是 SIVcpz天然宿主,感染与人类HIV-1感染类似,主要通过性途径传播,母婴传播也可以见到。感染后黑猩猩死亡风险增加10`16倍, 受感染的女性生育能力下降,生育的婴儿死亡率明显增高。感染表现同样是通过攻击免疫系统,耗竭CD4 + T细胞并发各种感染性疾病。说明SIVcpz是人类HIV-1的前体病毒。

人类如何感染HIV-1的前体病毒的具体机制目前还不清楚,但是,既然病毒感染同样主要通过粘膜血液和体液接触传播,那么非洲狩猎并生食猿猴等灵长类动物肉类和猴脑的传统提供了这种机会。

研究还发现, HIV-1存在四个不同的谱系——分别称为M、N、O和P亚型,其各自产生于独立的跨物种传播事件。 M亚型是引发全球流行,是导致超过80%的HIV感染的罪魁祸首。O亚型感染主要局限在喀麦隆及其邻国,占全球HIV-1感染不足1%。 N亚型感染仅有十几个案,所有病例均发生在喀麦隆。P亚型仅有个案感染报道。各亚型向外传播存在巨大差异。

研究发现HIV-2前体病毒是源自黑毛白眉猴SIVsmm,HIV-2的谱系已确定至少8个不同的亚型,同样发生于不同的跨物种传播。

自发现开始,HIV-2仍然主要局限于西部非洲,HIV-2感染者病毒载量往往低于HIV-1感染的个体,因此具有相对低的传播率,几乎不会发生母婴传播。

HIV跨物种传播和宿主特异性自适应

灵长类猿猴与人类祖先的分道扬镳大约发生在25万年前,因此HIV和SIV必然具有大量不同蛋白质构成跨物种感染的障碍。

目前发现的这类障碍至少三类因素,其中最主要的是被称为tetherin的蛋白质,它通过抑制病毒出芽从而阻碍感染细胞病毒颗粒的释放。

但是,毕竟这类逆转录病毒的进化百万倍于哺乳动物DNA,也就具有更快速的自适应性,十几个亚型分别来自各自不同的跨物种传播也就不足为奇了。

艾滋病流行起源

由于全球AIDS感染主要是HIV-1 M亚型感染,那么AIDS的流行就是HIV-1 M亚型的流行。

分子遗传学研究显示各亚型 HIV在不超过100年前存在一个共同的祖先,大流行最早可能开始于20世纪20年代。

更深入的研究把流行起源聚焦在一个城市:金沙萨,刚果民主共和国的首都。

为什么差不多同时进化出十几种HIV病毒,仅有HIV-1 M亚型在全球传播流行,而其他各亚型仅局限于某个区域,甚至仅发生个案感染呢?难道是HIV-1 M亚型具有更强的感染力?

科学家的研究说,不。至少,不仅仅是,更主要的是生态环境的影响。

那么,金沙萨有什么特别的地方吗?

是的。20世纪20年代,今天的刚果民主共和国还是比利时的殖民地,当时称为比属刚果。金沙萨当时被称为利奥波德维尔,是比属刚果的首府,也是当时中西部非洲最大的最繁荣的城市。这种繁荣吸引了无数年轻的打工者蜂拥而至,与年轻人强壮的体力相伴生的是旺盛的性欲。所谓繁荣娼盛,大量娼妓随之而来分享着年轻人的金钱和性之外,也分享着HIV。

另一方面,金沙萨又是当时中西部非洲的交通枢纽,刚果河和兴起的铁路令金沙萨在当时的非洲实现四通八达。于是,年轻的男女们与同样年轻的HIV坐着轮船,乘着火车奔向各地。

更大的流行爆发于20世纪60年代的金沙萨。

原因是比属刚果独立成为刚果民主共和国,金沙萨正式成为这个新生共和国的首都。中西部非洲最大城市的新生同样意味着更多的就业机会,吸引着全世界其他地区讲法语的人们前往淘金,尤其是那些贫穷地区。这自然包括素有“黑人共和国”之称,同时是世界上最贫穷国家的海地共和国。

当这些年轻的海地人几年后回国,他们带走的不仅是血汗钱,同样将HIV-1的M亚型带到了大西洋彼岸。

有证据显示,早在20世纪60、70年代,HIV-1的M亚型就被从海地输入美国,1983年CDC将海地人列为AIDS高危人群也不无道理,他们就是艾滋病全球蔓延最大的“贡献者”。

当时,以美国诸如纽约和旧金山等国际化城市领衔,世界范围内风行的性解放、静脉注射吸毒和同性恋的兴起,成为HIV-1的M亚型全球大流行的主要推动力。

总之,非洲人猎食灵长类动物的习俗造成猴免疫缺陷病毒向人类的跨物种传播。20世纪20年代和60年代的金沙萨是艾滋病流行的发源地。海地人是艾滋病全球蔓延最大的“贡献者”。性解放、静脉注射吸毒和同性恋为艾滋病全球大流行的主要推动力。