艾滋病,是人类获得性免疫缺陷综合征的简称,因感染人类免疫缺陷病毒(HIV)引起。HIV病毒主要攻击人体的辅助T淋巴细胞系统(尤其是CD4+T细胞),一旦侵入机体细胞,病毒将会和人体细胞整合在一起,终生难以消除。经过数年、甚至长达10年或更长的潜伏期后,HIV病毒感染者最终发展成艾滋病病人,此时人体丧失免疫功能,因抵抗力极度下降会出现多种感染,后期常常发生恶性肿瘤,以至全身器官衰竭而死。
自1981年6月5日,美国疾病预防控制中心第一次报道艾滋病以来,目前全世界有超过3600万人感染艾滋病,死亡人数高达1200万。
截至2018年,我国报告现存活艾滋病感染者近80万,近几年每年新增超过5万。但据世界卫生组织WHO估算,中国实际艾滋病感染者约为125万。
全世界的科学工作者对艾滋病已经进行了近40年的研究,目前已经能够有效控制艾滋病进展,但至今仍未研制出根治艾滋病的特效药物,也还没有可用于预防的有效疫苗。甚至,关于艾滋病病毒如何传播的许多关键问题仍不为人知,其中之一就是病毒与人体环境之间的相互作用。
近日,海德堡大学的研究人员在Nature Communications 杂志发表了题为:Experimental and computational analyses reveal that environmental restrictions shape HIV-1 spread in 3D cultures 的研究论文。
传统上认为,受HIV病毒感染的细胞释放病毒颗粒,然后扩散并最终感染其他细胞。但也有可能通过紧密接触将病毒颗粒从一个感染细胞直接转移到下一个感染细胞。
到目前为止,尚不清楚哪一种传播模式在人体组织中占优势。海德堡大学医院综合传染病研究中心主任 Oliver Fackler 教授解释说:“在实验室中对HIV病毒复制的研究大多是在培养皿中进行简单的细胞培养实验,不能反映人体组织的复杂结构和异质性。”
HIV病毒入侵细胞的过程
海德堡大学的研究人员在他们的研究方法中考虑到了 CD4 T 辅助细胞(HIV病毒感染的首选细胞类型)在生理环境中具有高度的运动性。他们使用了一种新的细胞培养系统,在胶原蛋白的帮助下生成了一个三维支架。