# HIV/艾滋病

> CIE A-Level 生物学 · 9700
> 来源: https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-9700-u10-hiv-aids/

本子主题涵盖了从HIV感染发展到艾滋病的结构、复制和临床进程，符合CIE A-Level 生物学9700的考纲要求。我们还会探讨HIV/艾滋病大流行的防控策略和全球影响。

**先修:** [病毒结构](https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-9700-u01-virus-structure/); [人类免疫系统](https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-9700-u11-immune-system/)

## 学习目标

- 描述HIV的结构与分类
- 解释HIV在人类辅助性T细胞中的复制周期
- 区分HIV感染与艾滋病
- 解释HIV如何导致进行性免疫缺陷
- 讨论HIV/艾滋病的防控策略及其全球影响

## HIV的结构与分类

HIV（人类免疫缺陷病毒）被归类为有包膜逆转录病毒，即它的遗传物质为单链RNA，拥有一层来源于宿主细胞的外层脂质膜。

**HIV** — 一种致病性逆转录病毒，可感染人类CD4+辅助性T细胞，导致适应性免疫系统进行性损伤

*记法:* 人类免疫缺陷病毒

*例:* 目前存在两个主要毒株：HIV-1（毒力强，全球最常见）和HIV-2（毒力较弱，主要分布于西非）

- **包膜**：外层脂质双分子层，嵌入糖蛋白*gp120*（结合CD4受体）和*gp41*（介导膜融合）
- **衣壳**：包裹病毒遗传物质和酶的蛋白质外壳
- **基因组**：两个相同的单链RNA拷贝
- **病毒酶**：逆转录酶、整合酶和蛋白酶，均为复制所必需

**例题:** 描述HIV的结构如何使其能够进入辅助性T细胞

1. 1. HIV包膜上的病毒糖蛋白gp120特异性结合辅助性T细胞表面的CD4受体
2. 2. 这种结合引发构象改变，使gp41能够将病毒包膜与宿主细胞质膜融合
3. 3. 随后病毒衣壳被释放到辅助性T细胞的细胞质中

> **考试提示:** 描述进入过程时务必说出gp120和gp41这两种特定糖蛋白；CIE阅卷人要求该特定细节才能给满分。

## HIV复制周期

HIV拥有独特的复制周期，使其能够整合到宿主基因组中并潜伏多年，从而逃避免疫系统和抗病毒药物的攻击。

**逆转录** — 逆转录病毒将其单链RNA基因组转换为双链DNA的过程，由病毒酶逆转录酶催化

1. 吸附与进入：gp120结合CD4，包膜融合，衣壳进入宿主细胞质
2. 逆转录：逆转录酶以病毒RNA为模板合成双链DNA
3. 整合：病毒DNA进入细胞核，由整合酶插入宿主基因组（潜伏期不会产生新病毒）
4. 转录与翻译：宿主细胞的机器合成病毒RNA和病毒蛋白质
5. 组装：新的衣壳在病毒RNA和酶周围组装完成
6. 出芽：新病毒粒子从宿主膜出芽，获得自身包膜。蛋白酶切割多聚蛋白质，产生成熟的感染性病毒粒子

**例题:** 解释为什么逆转录酶是抗病毒药物的有效靶点

1. 1. 逆转录酶是病毒酶，未感染的人类宿主细胞不会产生也不需要它
2. 2. 抑制逆转录酶的药物会阻断病毒RNA向DNA的转换，阻止HIV整合到宿主基因组并产生新病毒粒子
3. 3. 由于人类细胞中不存在这种酶，药物对宿主正常功能的影响极小，因此是选择性强且有效的治疗靶点

## 从HIV感染发展到艾滋病

HIV感染不会立即引发艾滋病。疾病具有特征性的多阶段进展过程，未经治疗者可长达10年以上。

1. 急性期感染：暴露后2-4周，出现流感样症状，病毒载量高
2. 临床潜伏期：无症状阶段，低水平病毒复制，未经治疗者平均持续5-15年
3. 症状期感染：病毒载量升高，CD4+辅助性T细胞计数下降，免疫功能减弱，出现轻度机会性感染
4. 艾滋病：终末期，定义为每立方毫米血液中CD4计数< 200个，伴随严重危及生命的机会性感染

HIV通过进行性破坏对协调适应性免疫反应至关重要的CD4+辅助性T细胞引发艾滋病。没有足够的辅助性T细胞，人体就无法抵御其他病原体。

**例题:** 解释为什么未经治疗的艾滋病患者患活动性肺结核的风险极高

1. 1. 未经治疗的HIV感染会破坏大量CD4+辅助性T细胞，严重损害免疫功能
2. 2. *结核分枝杆菌*（肺结核致病菌）在潜伏感染状态下通常会被免疫系统控制
3. 3. 当免疫系统被艾滋病破坏时，潜伏的结核可以重新激活，新的结核感染也无法被控制，从而引发危及生命的活动性肺结核

## HIV/艾滋病的防控与全球影响

截至2024年，全球约有3800万HIV感染者，HIV/艾滋病仍然是全球最重要的公共卫生问题之一。目前有多种策略用于控制其传播。

- 传播预防：使用避孕套、抗逆转录病毒治疗（ART，可将病毒载量降低到检测不到的水平，从而预防传播）、清洁针头项目、经过筛查的血液供应
- 治疗：ART联合使用多种针对HIV复制不同阶段的药物，可抑制病毒载量，阻止进展为艾滋病
- 母婴传播预防：给感染HIV的孕妇施用ART可将传播风险降低到<1%
- 疫苗：目前尚无获批的有效疫苗

**例题:** 解释为什么开发有效的HIV疫苗如此困难

1. 1. 逆转录酶没有校正活性，因此HIV复制过程中的突变率非常高
2. 2. 这导致gp120等病毒表面蛋白快速进化，使病毒能够逃避免疫疫苗诱导产生的抗体
3. 3. HIV还会以潜伏前病毒DNA的形式整合到宿主基因组中，即使存在疫苗诱导的免疫力，也能逃避免疫系统的识别

> **考试提示:** 务必说明ART不能治愈HIV，只能控制复制。这是扩展问答题中常见的给分点。

## 常见错误

- **错误做法:** 将艾滋病称为病毒，或将HIV称为疾病
  - 原因: 混淆了病原体和由此引发的临床病症，会轻松丢掉本该得到的分数
  - 正确做法: HIV是引发感染的病毒；艾滋病是未经治疗的HIV感染引发的晚期免疫缺陷病症
- **错误做法:** 忘记说出HIV的特定酶或糖蛋白
  - 原因: CIE在结构/复制相关题目中要求说出特定分子名称才能给满分
  - 正确做法: 描述HIV时务必说出gp120、gp41、逆转录酶、整合酶和蛋白酶
- **错误做法:** 声称HIV直接杀死患者
  - 原因: HIV不会直接导致死亡，它通过削弱免疫系统发挥作用
  - 正确做法: HIV破坏CD4+辅助性T细胞，引发免疫缺陷，使机会性病原体引发致命感染
- **错误做法:** 声称抗逆转录病毒疗法可以治愈HIV感染
  - 原因: ART无法从宿主细胞中清除整合的潜伏病毒DNA
  - 正确做法: ART可抑制病毒复制，将病毒载量降低到检测不到的水平，阻止进展为艾滋病，但不能治愈HIV感染

## 速查表

| 特征 | CIE要求的关键细节 |
| --- | --- |
| 病毒类型 | 有包膜逆转录病毒，单链RNA基因组 |
| 表面糖蛋白 | gp120（结合CD4），gp41（膜融合） |
| 病毒酶 | 逆转录酶、整合酶、蛋白酶 |
| HIV与艾滋病的区别 | HIV = 致病病毒；艾滋病 = 晚期疾病 |
| 艾滋病定义 | CD4计数 < 200 个 mm⁻³，伴随严重机会性感染 |
| ART的作用 | 抑制复制，不能治愈HIV |

## 下一步

HIV/艾滋病是CIE A-Level生物学的核心考点，在选择题和扩展问答题中都经常考查。掌握本子主题能巩固你对病毒和免疫学的理解，为研究其他全球重大传染病及其防控策略做好准备。这些知识也是解答试卷4中常考的公共卫生和耐药性进化相关问题的基础。

- [结核病](https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-9700-u10-tuberculosis/)
- [疟疾](https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-9700-u10-malaria/)
- [抗生素与抗生素耐药性](https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-9700-u10-antibiotics-and-antibiotic-resistance/)

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来自 [OwlsPrep](https://www.owlsprep.com) —— A-Level / IB / AP / IGCSE 免费学习指南，依据官方考纲编写。原页面：https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-9700-u10-hiv-aids/