艾滋病病毒：人类终于见证你的诞生

　　

一组数据可能让你吃惊，联合国有关机构统计，2007全球艾滋病病毒携带者人数多达3300万，已有2500多万艾滋病人丧生。现今在世界各地，每天有8000多名艾滋病患者死亡，每小时有600多人感染上艾滋病病毒。   　　艾滋病病毒简称HIV，是一种能攻击人体免疫系统的病毒。这种疯狂复制的病毒自1981年被首次发现以来，一直扮演着威胁人类健康与安全的杀手角色。25年来，尽管医学界科学家采取了不懈努力，国际医学界至今尚无防治艾滋病的有效药物和疗法。   　　日前，人类第一次看到了艾滋病病毒的诞生过程。美国洛克菲勒大学两位科学家，利用一种特殊的、只照亮细胞表面的显微镜，亲眼见证了形成艾滋病病毒的过程，整个过程仅为5—6分钟。   　　有专家预言，这一发现将对艾滋病的治疗和治愈产生巨大的影响。   　　———疯狂复制———艾滋病病毒变异迅速   　　早些研究发现，艾滋病之所以猖狂于全球，就在于艾滋病病毒HIV侵入人体后直接侵犯人体免疫系统，攻击和杀伤的是人体免疫系统中最重要、最具有进攻性的T4淋巴细胞，使机体一开始就处于丧失防御能力的地位。   　　艾滋病病毒一旦进入人体，就寄生于T4淋巴细胞内最核心的部位，并与细胞核的遗传物质DNA整合为一体，人体没有能力使其分开，更没有力量杀灭它，艾滋病就成为一种“病入基因”的顽疾。艾滋病病毒随免疫细胞DNA复制而复制。病毒的繁殖和复制使免疫细胞遭到破坏和毁灭，并放出更多的病毒。新增殖病毒再感染更多的细胞。   　　就这样，病毒一代代地复制、繁殖，免疫细胞不断死亡。艾滋病病毒是一种不同于一般病毒的逆转录病毒，具有极强的迅速变异能力，而人体产生相应的抗体总落后于病毒的变异，因而无法阻止艾滋病病毒的繁殖和扩散，更何况人体免疫系统产生的抗艾滋病病毒抗体是毫无作战能力的非保护性抗体。   　　疫苗研制需要新的观察方法   　　艾滋病病毒的迅速变异能力给目前特效药和疫苗研制工作造成了极大困难。因此，研究人员要想进一步在艾滋病病毒方面取得突破，就需要在更微观的层次上有所发现，期待新的观察方法的诞生。美国洛克菲勒大学的病毒学博士后儒佛内和细胞生物物理学实验室主任桑迪·西蒙率先前进一步，利用新显微镜真实见证了艾滋病病毒诞生过程，知道了病毒的准确诞生时间。   　　———诞生过程———照亮细胞部分表面是关键   　　为了观察到艾滋病病毒诞生的过程，科学家曾做了无数实验均没有成功。儒佛内和桑迪·西蒙解决了这个重要的难题，他们认为，使用“全内反射显微镜”的新显微镜是的新观察方法，而照亮HIV病毒的细胞表面是关键。他们的发现已被刊登在《自然》杂志的网络版上。   　　西蒙解释了他们的实验。“用于这项技术的显微镜不同于传统的显微镜。传统显微镜一般会照亮整个细胞，而这种被称作‘全内反射显微镜’的新显微镜，仅仅照亮聚集HIV病毒的细胞表面，从而把注意力放在细胞表面及其细微的细节上。”   　　当一束光透过镜片射向细胞表面时，来自光的能量会笔直地向前传播，照亮整个细胞。但是当这束光被折成一个很小的锐角时，光的能量就会仅从细胞表面反射回来，而仅仅照亮薄薄的细胞外壁。他们不断调整折射角度，得到了不可思议的结果。   　　病毒整个形成过程需要5—6分钟   　　儒佛内和桑迪·西蒙最终成为了第一对记录HIV病毒形成时间的人。他们的结论是：HIV病毒从开始到最终形成，一共只需要5—6分钟。“过去，我们对病毒形成的时间一无所知，这是第一次人们可以清晰地看到一个病毒实体的诞生。不仅仅是HIV，还包括所有病毒！”   　　儒佛内说：“使用这项技术几乎没有任何局限性。”   　　病毒在细胞表面形成   　　为证明病毒是在细胞表面聚集形成，而不是在细胞内形成，研究小组用人体免疫缺陷病毒蛋白“谷氨酸”蛋白做了实验。研究人员在蛋白分子上涂上荧光，放置在细胞内紧贴细胞内壁的位置。由于分子聚集在一起时，荧光的色彩会发生变化。当足够多的这种蛋白分子聚集在一起时，它们会连接在一起聚集成一个球形。因此通过看分子是在细胞内还是细胞表面聚集，就能判断病毒形成的具体位置。   　　他们发现，病毒蛋白分子从细胞壁中分离了出来，游走到了细胞表面，进而聚集在一起，形成了一个大包，最终这个大包从细胞表面分离出去形成独立的具有传染性的病毒体。从这个角度来说，病毒体是一个独立的实体，不再与形成它的母体细胞有任何的液体交互。   　　通过这些光学和生理学手段，研究小组最终观察到了病毒聚集、形成包状物、最终脱离母体的每一步，从而了解到了病毒的整个生命进程。   　　———重要意义———对艾滋病的治疗产生重大影响   　　参与该计划的科学家表示，这是人类第一次看到艾滋病病毒的产生过程。这也许不仅仅是数百万艾滋病患者的福音，更可能改写科学家们思考问题的方式，他们的试验又向前迈进了一步。因为使用这项技术几乎没有任何局限性。   　　儒佛内说：“现在我们真的能看到一个病毒的诞生过程了！这将使我们能够解释很多过去根本解释不了的问题，不论在病毒学领域，还是整个生物学领域。”   　　洛克菲勒大学反转录病毒实验室主任保罗说：“我认为，一旦你真的看到了这一切，而不仅仅是通过其他技术推理手段想象它们发生的过程时，你的整个思维方式将进入一个新的层次。”   　　他们认为，这将对艾滋病的治疗和治愈产生巨大的影响。   　　■新闻缘起   　　近日，美国洛克菲勒大学一位病毒学家和一位生物物理学家，利用一种特殊的、只照亮细胞表面的显微镜，亲眼见证了几十个分子在一个活的细胞表面聚集，最终形成一种可怕的病毒———艾滋病病毒，这个过程仅为5—6分钟。   　　这是人类第一次看到艾滋病病毒的产生过程，相关专家认为不论在病毒学领域，还是整个生物学领域，将能够使科学界解释很多过去根本解释不了的问题，而且有专家预言这一发现将对艾滋病的治疗和治愈产生巨大影响。   　　■连线专家   　　艾滋病的治疗需要更深入的研究   　　记者：在艾滋病病毒领域，您是怎样评价该发现的？   　　杨荣阁（中科院武汉病毒研究所艾滋病初筛实验室研究员）：关于HIV病毒粒子形成及其出芽方面的研究，在此之前由于技术等方面的限制，大都采用HIV感染细胞后各时间阶段的细胞冷冻电镜等方法对HIV粒子形成及出芽进行观察。通过这种新技术的应用，研究人员可以直接观察到HIV粒子形成及出芽的动态过程，这不单单是揭示了HIV粒子的形成时间，对更好的理解和揭示HIV粒子形成及出芽机制将起到十分重要的作用，也将会在HIV复制抑制研究方面起到重要的推动作用。   　　同时，这种技术完全可以应用到其他相关病毒的研究，对推动其他相关病毒的研究也将起到十分重要的作用。随着各种相关技术的提高和应用，作为HIV研究人员，还是期待该研究能够更加深入进行，把更加清晰和直观影像呈现出来，对最终控制HIV做出更好的贡献。   　　记者：这一发现对治疗艾滋病的影响具体体现在哪些方面？   　　童骁（中科院武汉病毒研究所艾滋病初筛实验室助理研究员）：对于艾滋病的治疗，已有的靶标和正在探讨的靶标不在少数，治疗的药物和方案也在不断地出现。该项研究在艾滋病病毒的装配领域具有一定的指导意义，可能会引导出针对病毒装配过程的治疗方案，但是对于整体艾滋病治疗的影响尚不具备决定性意义。   　　记者：有专家对这一发现评价很高，如果沿着这个发现研究下去，您从理论上能预言以后艾滋病有治愈的可能吗？   　　童骁：由于该工作只展现了装配的膜上部分，得到的装配周期结果也没有超出科学界原有的预期，因此理论上的意义有待进一步的观察。特别是在解析装配过程各种蛋白的装配次序上希望有所突破。对于艾滋病的治疗，该研究的指导意义目前尚难以体现。   　　艾滋病的治疗甚至治愈有赖于我们对于艾滋病更加深入的研究，目前的研究结果尚难以判断艾滋病被治愈的可能。