Retrovirus và Virus gây suy giảm miễn dịch ở người

Retrovirus là các virus RNA nhân lên thông qua một chất trung gian DNA: chúng sử dụng enzyme reverse transcriptase để sao chép bộ gen RNA của chúng thành DNA, sau đó tích hợp vào nhiễm sắc thể của vật chủ dưới dạng provirus. Chiến lược bất thường này, được phát hiện vào năm 1970, định nghĩa họ virus này và là cơ sở cho sinh học của virus gây suy giảm miễn dịch ở người (HIV), nguyên nhân gây ra AIDS, cũng như các virus T-lymphotropic ở người.

Definition

Retrovirus là các virus RNA sợi đơn có vỏ bọc thuộc họ Retroviridae nhân lên bằng cách phiên mã ngược bộ gen của chúng thành DNA sợi đôi, sau đó tích hợp vào bộ gen của vật chủ dưới dạng provirus; ở người, các tác nhân gây bệnh chính là HIV-1 và HIV-2 và các virus T-lymphotropic ở người.

Scope

Mục này giới thiệu về retrovirus, các bước phiên mã ngược và tích hợp giúp phân biệt chúng, và HIV là tác nhân gây bệnh retrovirus chính ở người, bao gồm cơ chế bệnh sinh và lịch sử tự nhiên của nó. Đây là một tổng quan tham khảo về sinh học virus và dịch tễ học và không cung cấp thông tin về quản lý lâm sàng, liều lượng thuốc kháng retrovirus hoặc hướng dẫn điều trị.

Core questions

• Phiên mã ngược đảo ngược dòng chảy thông tin di truyền thông thường từ RNA sang DNA như thế nào?
• Tại sao sự tích hợp của một provirus khiến nhiễm retrovirus kéo dài suốt đời?
• HIV làm suy giảm tế bào T CD4 và gây suy giảm miễn dịch tiến triển như thế nào?

Key concepts

• Reverse transcriptase
• Provirus và tích hợp bộ gen
• Bộ gen RNA sợi đơn (lưỡng bội)
• Integrase và protease
• Tính hướng tế bào T CD4
• Kho dự trữ tiềm ẩn
• HIV-1 và HIV-2
• Virus T-lymphotropic ở người (HTLV)

Key theories

Phiên mã ngược

Howard Temin và David Baltimore độc lập phát hiện ra rằng các virus khối u RNA mang một DNA polymerase phụ thuộc RNA, cho thấy rằng thông tin di truyền có thể chảy từ RNA sang DNA và định nghĩa chiến lược nhân lên của retrovirus.

Mechanisms

Sau khi xâm nhập, retrovirus sử dụng enzyme reverse transcriptase của nó để tổng hợp DNA sợi đôi từ bộ gen RNA của nó; integrase của virus sau đó chèn DNA này vào nhiễm sắc thể của vật chủ, nơi nó tồn tại dưới dạng provirus và được phiên mã bằng cách sử dụng bộ máy tế bào. HIV nhắm mục tiêu vào các tế bào mang thụ thể CD4 và một đồng thụ thể, chủ yếu là tế bào lympho T hỗ trợ CD4, và sự mất dần các tế bào này tạo ra tình trạng suy giảm miễn dịch định nghĩa AIDS. Sự tích hợp vào các tế bào sống lâu dài tạo ra một kho dự trữ tiềm ẩn mà các liệu pháp hiện tại có thể ức chế nhưng không thể loại bỏ, và enzyme reverse transcriptase dễ mắc lỗi thúc đẩy sự biến đổi di truyền làm phức tạp việc kiểm soát miễn dịch.

Clinical relevance

Nhiễm HIV, nếu không được điều trị, sẽ tiến triển thành suy giảm miễn dịch nghiêm trọng và các bệnh cơ hội, và sinh học của phiên mã ngược và tích hợp giải thích cả lý do tại sao nhiễm retrovirus kéo dài suốt đời và tại sao các loại thuốc hiệu quả lại nhắm mục tiêu vào các enzyme đặc trưng của virus. Việc hiểu về kho dự trữ tiềm ẩn làm rõ lý do tại sao điều trị ức chế nhưng không chữa khỏi nhiễm trùng. Mục này mô tả các cơ chế và lịch sử tự nhiên và không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.

Epidemiology

HIV vẫn là một đại dịch toàn cầu lớn ảnh hưởng đến hàng chục triệu người, lây truyền qua đường tình dục, qua máu và từ mẹ sang con; các virus T-lymphotropic ở người là đặc hữu ở các khu vực cụ thể và liên quan đến các hội chứng bệnh bạch cầu và thần kinh cụ thể.

Evidence & guidelines

Việc phát hiện ra reverse transcriptase và sự phân lập retrovirus liên quan đến AIDS đã đặt nền móng cho lĩnh vực này, và các đánh giá có thẩm quyền tóm tắt cơ chế bệnh sinh, lịch sử tự nhiên của HIV và các nguyên tắc phòng ngừa và điều trị (được mô tả ở cấp độ bằng chứng, không phải lời khuyên cá nhân).

History

Việc Temin và Baltimore phát hiện ra reverse transcriptase vào năm 1970 đã lật đổ giả định rằng thông tin di truyền chỉ chảy từ DNA sang RNA và định nghĩa các retrovirus. Sau khi AIDS được công nhận vào đầu những năm 1980, Barré-Sinoussi, Montagnier và các đồng nghiệp đã phân lập được retrovirus gây bệnh vào năm 1983, và những thập kỷ tiếp theo đã biến một bệnh nhiễm trùng gây tử vong đồng loạt thành một tình trạng mãn tính có thể kiểm soát được thông qua liệu pháp kháng retrovirus nhắm mục tiêu vào các enzyme đặc trưng của virus.

Key figures

• Howard Temin
• David Baltimore
• Françoise Barré-Sinoussi
• Luc Montagnier
• Robert Gallo

Seminal works

• baltimore-1970
• temin-1970
• barresinoussi-1983
• maartens-2014

Frequently asked questions

Phiên mã ngược là gì và tại sao nó lại quan trọng?

Đó là quá trình tổng hợp DNA từ khuôn RNA bởi enzyme reverse transcriptase. Việc phát hiện ra nó cho thấy rằng thông tin di truyền có thể chảy từ RNA sang DNA, định nghĩa cách retrovirus nhân lên và tích hợp vào DNA của vật chủ.

Tại sao nhiễm HIV có thể được kiểm soát nhưng chưa thể chữa khỏi?

Khi virus tích hợp vào các tế bào vật chủ sống lâu dài, nó tạo thành một kho dự trữ tiềm ẩn; liệu pháp kháng retrovirus ức chế sự nhân lên hoạt động nhưng không loại bỏ DNA virus tích hợp, không hoạt động này.