為什麼艾滋病變異那麼快,卻沒有變異出新的傳播方法?
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在某個回答中看到
「艾滋病是已知病毒中變異最快的……所以推薦雞尾酒療法……」
我突然想到:
為什麼如此高數量的變異,
能夠是的艾滋病免於被單一的抗體打敗,
卻沒能改變艾滋病的傳播方式呢?
會不會有一天艾滋病也能通過空氣傳播?
要理解HIV的變異,首先得了解一些關於進化的基礎知識
「遺傳變異」是進化的基礎
理科的同學看到這個標題有沒有似曾相識的趕腳?高中生物必背知識點之一阿,有木有?!
物種的進化,其本質就是遺傳物質的改變。這些改變/變異,可以有害、有利或者毫無影響。在環境的作用下,帶有有害變異的個體,其存活優勢必然不如帶有有利變異的個體,久而久之,帶有有利變異的個體增多,形成的新的種群和原來有較大區別,這大致就是「進化」的粗略解釋。
複製快+複製不精準=出錯多、變異快
如果將遺傳物質的複製和抄作業做類比(咳咳,抄襲是不好的行為喲~),變異就相當於抄出了錯別字。如果你是一個認真抄作業的學生,抄完以後你至少會核對一下,有錯就會改過來,但是HIV這個學生就很渣,感覺就像是花幾十塊錢在網上請的暑假作業寫手,他們的目的只是想儘可能多的抄作業,質量就不那麼重視了。HIV逆轉錄酶沒有校正功能,病毒複製很容易出錯,不同亞型同一基因的序列差別可高達30%。
HIV變異快還有另一個重要因素,那就是其極為強大的複製能力。不治療的情況下每天可產生高達100億個後代。在這種情形下,即使變異率低出現的變異數量也很可觀,更不要說出錯率高的情況了。
HIV病毒感染人體之後,人體免疫系統會和對待所有其他異物一樣啟動免疫反應,產生相應的抗體以及殺傷細胞去攻擊病毒以及受病毒感染的細胞。這就是人體環境給HIV病毒的選擇壓力。在人體免疫系統的選擇壓力下,總有具有有利變異的後代會被篩選出來,這些變異只能出現在病毒基因編碼的某些區域,使得能夠保持HIV對受體細胞的結合能力的同時,又能夠避免人體的免疫系統的識別,這樣的病毒後代就能夠在和免疫系統的競爭過程當中倖存下來,取代「祖先」,成為新的優勢株。
免疫系統產生的抗體並不是一成不變的,也會跟著HIV的變化產生新的抗體,但是總是慢病毒一拍,而HIV本身又會不斷削弱機體的免疫功能,這樣鬥爭的結果就是HIV勝利,而免疫系統逐漸崩潰了。
決定HIV傳播途徑的基因叫env
HIV的宿主細胞主要是人體內的CD4 T淋巴細胞,絕大多數HIV需要依靠CD4 T淋巴細胞表面的兩種蛋白質(受體)才能成功入侵,其一是CD4,其二是CCR5(PS:少數HIV病毒的第二種蛋白是CXCR4)。HIV病毒包膜蛋白有兩個重要的成分——gp120和gp41,HIV病毒先靠gp120和CD4分子結合,然後再和第二受體CCR5或CXCR4結合,進而與宿主細胞膜融合,將核心RNA釋放進入宿主,然後複製,造成感染。
這種結合就像一把鑰匙(gp120、gp41)配一個鎖(受體)一樣,鎖不一樣,鑰匙自然就打不開。能夠表達這兩種受體的細胞才具備被HIV病毒感染的可能,這些細胞主要包括:CD4T細胞、單核-吞噬細胞、小神經膠質細胞、骨髓幹細胞。人體的呼吸道上皮,表皮細胞不會表達這些受體,除非表皮破損或特殊粘膜暴露,HIV病毒是很難通過日常接觸造成傳播的。
HIV作為一種RNA病毒,其基因組主要由9個開放閱讀框(ORF,可以理解為基因)組成。編碼gp120、gp41這類包膜蛋白的基因叫做env,不難理解,env決定了HIV的傳染途徑。
進化出新的傳播途徑?沒那麼簡單
所謂HIV的變異能力強,並不意味著要進化出一種新的傳播途徑就很容易。鑰匙齒上的紋路再怎麼變不可能去開到另外的鎖。進化學祖師爺達爾文早就指出來了,變異是無方向的、隨機的。如果你抄錯了的答案出現在老師著重檢查的那幾頁,那你就只有等著被削了。HIV病毒出現的隨機變異如果發生在那些影響其結構穩定性以及複製遺傳能力的基因區域上,那HIV病毒就會自取滅亡。
HIV病毒要能夠產生新的傳播途徑,需要在一些重要序列區段發生翻天覆地的變化,產生新的鑰匙去配新的鎖,這個過程及時對HIV這種變異速度奇快的病毒而言也可能要耗費上千乃至數萬年的時間,即使真的有一天HIV病毒的傳播能力開掛「超進化」了,其致死性估計也會發生很大變化。從進化學上各位可以理解一下,病毒都是靠宿主活的,如果病菌同時具有很高的傳染性和致死率,都把宿主搞死了,它們也就嗝屁了,總體上寄生生物最有利生存方式都是和宿主和平共生,HIV也有這種趨勢,比如HIV-2型的傳染性和致病率就比較低。
綜上,HIV的基因特性決定了它很難進化出包括空氣傳播在內的其他傳播途徑:
1、空氣等其他日常生活環境中的HIV病毒無法接觸具有相應受體的宿主細胞
2、病毒傳播途徑等本質特性的改變並沒有那麼容易,雖然HIV病毒容易發生隨機突變,但這些突變一般不會發生在決定HIV本質特性的重要區段上,因為這種改變一旦發生,病毒很可能就自取滅亡
除此之外,HIV在乾燥環境下很難生存,熱、紫外線、環境pH值等都會很大程度上影響HIV病毒的感染能力。抗病毒治療措施能夠把HIV的複製率控制在很低的水平,有利變異後代的也就不那麼容易出現了。
以上。
DNA點數不足,基因沒有點出傳播能力變異,因為引起了人類足夠的重視,所以點數全部點基因強化了。。
小心立flag
變異成一種有翅膀的動物你高不高興啊。
說笑了。HIV的變異,只是編碼頻率變異得高,真正帶來功能變異的是少數,且絕大部分是失敗的功能變異。HIV要針對藥物找出逃離線制的功能變異,這比較簡單,就像狗換了種毛色,但要改變傳染方式,這就像要狗變異出翅膀那般困難。
艾滋病及所有的細菌瘟疫來產生的原因來自於身體本身,如若達到由靜入定的四禪八定狀態可與宇宙能量共振,身體通透,而後這些細菌因生長環境問題而無法發病!
因為艾滋病的遺傳物質是RNA,單鏈,沒有DNA比較穩定的結構容易發生突變,所以對於艾滋病沒有很好的方法
管傳播的基因 收斂於局部最優解了
不要立flag
因為HIV是一種單鏈的遺傳物質,容易發生變化,導致變異速度加快!並且寄生在細胞里,導致繁殖速度加快。而之所以沒有得到有效的控制,是因為它原來就沒有有效的藥物,就算有遏制性的藥物,也只是減緩了繁殖的速度,並且會慢慢的產生抗性,於是就有了今天的HIV。
雞尾酒療法是為了防止抗藥性的出現吧?不去長時間使用一種藥物。艾滋病目前無法被治癒,所以必須終生吃抗病毒藥物,自然容易出現抗藥性。
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