(1)HIV病毒基因组结构及其主要编码蛋白的功能是:
①基因结构
目前已发现HIV有两个型,即HIV-1和HIV-2。
a.HIV基因组由两条相同的正链RNA在5'端通过氢键结合形成二聚体。
b.基因组RNA长约9749个核苷酸,有3个结构基因:gag(编码组特异性抗原即壳体蛋白)、pol(编码逆转录酶、整合酶)、env(编码包膜糖蛋白),以及其他一些附加基因和调节基因。
c.在基因组的5'端和3'端各有相同的一段核苷酸序列,称为长末端重复序列(LTR),其中含有病毒的启动子、增强子、TATA序列等调节病毒基因转录的顺式作用元件。
d.HIV毒粒呈球形,直径约为110nm,表面有包膜,内为截头圆锥状的致密核心。
②主要编码蛋白的功能
a.gag基因能编码约500个氨基酸组成的聚合前体蛋白,经蛋白酶水解形成P17,P24核蛋白,使RNA不受外界核酸酶破坏。
b.pol基因编码聚合酶前体蛋白,经切割形成蛋白酶、整合酶、逆转录酶、核糖核酸酶H,均为病毒增殖所必需。
c.env基因编码约863个氨基酸的前体蛋白并糖基化成gp160,gp120和gp41。gp120含有中和抗原决定簇,已证明HIV中和抗原表位,在gp120V3环上,V3环区是囊膜蛋白的重要功能区,在病毒与细胞融合中起重要作用。gp120与跨膜蛋白gp41以非共价键相连。gp41与靶细胞融合,促使病毒进入细胞内。实验表明gp41亦有较强抗原性,能诱导产生抗体反应。
d.TaT基因编码蛋白可与LTR结合,以增加病毒所有基因转录率,也能在转录后促进病毒mRNA的翻译。
e.Rev基因产物是一种顺式激活因子,能对env和gag中顺式作用抑制序列(Cis-Acting repression sequance, Crs)去抑制作用,增强gag和env基因的表达,以合成相应的病毒结构蛋白。
f.Nef基因编码蛋白P27对HIV基因的表达有负调控作用,以推迟病毒复制。该蛋白作用于HIvcDNA的LTR,抑制整合的病毒转录。可能是HIV在体内维持持续感集体所必需。
g.Vif基因对HIV并非必不可少,但可能影响游离HIV感染性、病毒体的产生和体内传播。
h.VPU基因为HIV-1所特有,对HIV的有效复制及病毒体的装配与成熟不可少。
i.Vpr基因编码蛋白是一种弱的转录激活物,在体内繁殖周期中起一定作用。
(2)结合HIV病毒的感染和复制特点所描述的艾滋病防治和疫苗研发所面临的挑战
①艾滋病病毒独具特性,如病毒的遗传多样性,迄今已发现了40多种遗传序列和抗原性各异的艾滋病病毒亚型。
②遏制艾滋病感染需要发挥机体细胞免疫的作用。
③对研制出来的各种候选疫苗,要进行科学和伦理学的审查。
④由于至今仍没有一个满意的检验疫苗效果的动物模型,评估疫苗的惟一可靠方法要在高危人群中进行临床试验,这就为艾滋病疫苗的研究增添了许多伦理问题,如研究过程中受试者的知情同意、社会沟通和社区参与等。