人類免疫缺陷病毒

**人類免疫缺乏病毒**（英語：human immunodeficiency virus，簡稱 **HIV**，又稱**愛滋病毒**）是一種感染人類免疫系統細胞的慢病毒，屬反轉錄病毒的一種。普遍認為，人類免疫缺乏病毒的感染導致愛滋病，愛滋病是後天性細胞免疫功能出現缺陷而導致嚴重隨機感染及 / 或繼發腫瘤並致命的一種疾病。愛滋病毒起源於 1920 年代的非洲金夏沙，自 1981 年在美國被識別並發展為全球大流行。人類免疫缺乏病毒通常也俗稱為「愛滋病病毒」或「愛滋病毒」。

人類免疫缺乏病毒作為反轉錄病毒，在感染後會整合入宿主細胞的基因組中，而目前的抗病毒治療並不能將病毒根除。2016 年世界衛生組織（WHO）估計，全球約有 3670 萬名愛滋病毒感染者，流行狀況最為嚴重的是撒哈拉以南非洲、其次是南亞與東南亞，成長幅度最快的地區是東亞、東歐及中亞。

在人類免疫缺乏病毒感染病程的一些時期，特別是早期及末期，具有感染性的病毒顆粒會存在於含有免疫細胞、血漿、淋巴液或組織液的某些體液中，如血液、精液、前列腺液、陰道分泌液、乳汁或傷口分泌液；另一方面，病毒在體外環境中極不穩定。因此，人類免疫缺乏病毒的傳播途徑主要是不安全性行為、靜脈注射、輸血、分娩、哺乳等；而通常的工作、學習、社交或家庭接觸，比如完整皮膚間的接觸、共用坐便器、接觸汗液等，不會傳播人類免疫缺陷病毒；與唾液或淚液的通常接觸（如社交吻禮或短暫接吻）也未有導致傳播人類免疫缺陷病毒的報告；但美國疾病控制與預防中心說已感染病毒的母親，可將病毒透過先嚼過的食物（唾液內含血液）傳給孩子。

## 與愛滋病的差異

雖然 HIV 與愛滋病（Acquired Immune Deficiency Syndrome, 簡稱 AIDS，又稱後天免疫缺乏症候群）常一起提到，但是兩者是不同的概念。簡單來說，HIV 指的是「病毒」，但是愛滋病指的是因免疫系統能力下降而出現的「感染」， HIV 感染者不會馬上發病，而是要呈現發病的狀況才會稱為愛滋病。

## 歷史與現狀

### 起源

病毒最早出現在 1920 年代的非洲金夏沙，由非洲中西部的靈長類動物傳給人類，後來愛滋病毒由此處開始蔓延全球。

### 發現

愛滋病最早是於 1981 年在美國被識別，受到當時雷根保守政府的忽視。但在美國疾病控制與預防中心以及有識的醫生與科學家的持續工作下，累積了信服性的流行病學數據，顯示愛滋病有一定的傳染性致因。

在巴黎巴斯德研究所專門研究反轉錄病毒與癌症關係的法國病毒學家呂克・蒙塔尼及其研究組於 1983 年首次從一位罹患晚期卡波西氏肉瘤的愛滋病人（首字縮寫 LAI）的血液及淋巴結樣品中，分離到一種的新的反轉錄病毒；他們發現這種病毒不同於人類 T 細胞白血病病毒，而是一種慢病毒，他們將之命名為「免疫缺陷相關病毒」（Immune Deficiency-Associated Virus, IDAV）。大西洋另一邊，蒙塔尼埃當時的合作者，美國國家癌症研究所的美國生物醫學科學家羅伯特・加羅（Robert Gallo）及屬下也從一些細胞株系中分離到新病毒，並將之命名為「IIIB/H9 型人類 T 細胞白血病病毒」（Human T cell Leukemia Virus-IIIB/H9, HTLV-IIIB/H9）；加羅小組首次於 1984 年在《科學》期刊發表論文，論證了這種新病毒與愛滋病的病原關係。

隨後加羅前往法國，提供 HTLV-IIIB/H9 以與蒙塔尼埃的 IDAV (LAI) 比較，結果兩株病毒是完全一樣的。本來雙方約定共同舉行新聞發布會，但已經知情的美國健康與人類服務部（DHHS）部長瑪格理特・海克勒（Margaret Heckler）緊急電召加羅回國，單方面舉行了新聞發布會。DHHS 指示加羅儘速開發在血液中檢測人類免疫缺陷病毒的技術並申請專利，以方便美國的製藥公司在全球銷售這一技術，加羅使用了這種 HTLV-IIIB/H9 病毒。法美兩國以及雙方的科學家為此有若干年的爭議與官司，一直無解；持續到 1991 年，雙方才達成某些程度的諒解。

1986 年，該病毒的名稱被統一為「人類免疫缺陷病毒」（Human Immunodeficiency Virus, HIV），以更明確的反映出病毒導致免疫缺陷而不是導致癌症的性質。

### 全球大流行

根據世界衛生組織的 HIV/AIDS 統計報告 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館），在 2004 年，全球估計有四千萬人（3590 至 4430 萬人）與人類免疫缺陷病毒相伴生存（被感染），其中五百萬人（430 至 640 萬人）屬於新發感染病例，另外，有三百萬人（280 至 350 萬人）死於愛滋病。這些數字並在不斷增長中，其中，東亞、東歐、中亞等地區漲幅最快。感染最嚴重的地區仍然是撒哈拉以南非洲，其次是南亞與東南亞。

### U=U

測不到（undetectable）= 不具傳染力（untransmittable）

2016 年 7 月，由感染者與相關領域專家發起的共識聲明。

有來自 100 個國家的 760 組織認同，佐證文獻來源包含美國疾控中心（CDC）、美國國家過敏症和傳染病研究所（NIH）、聯合國愛滋病規劃署（UNAIDS）、柳葉刀雜誌（Lancet），中文版聲明由社團法人台灣露德協會翻譯。

### HIV 90-90-90

2014 年世界衛生組織（WHO）公布防治目標「HIV 90-90-90」：2020 年，90% 感染者知道自己病況、90% 知道病況者服用藥物、90% 服用藥物者病毒量成功抑制

2018 年荷蘭，阿姆斯特丹已達成此防治目標，數據為：94-93-95

2018 年 8 月台灣的防治進度：79-87-90。

### 陰謀論

冷戰時期，蘇聯國家安全委員會（KGB）為了詆毀美國，精心策劃了一場宣傳運動，指稱 HIV 病毒是美國實驗室製造出來的生化武器。此假說由生物學家同時也是 KGB 特工的雅各布・塞加爾提出，稱愛滋病由兩種不同的病毒混合而成。

## 生物學

人類免疫缺陷病毒（HIV）屬於慢病毒屬，是一種潛伏期極長的反轉錄病毒。HIV 分為兩型：HIV-1 與 HIV-2。多數國家的 HIV 感染是由 HIV-1 造成的，並且感染 HIV-1 後超過 90% 的患者會在 10－12 年內發病成為愛滋病；HIV-2 主要分布在西部非洲，其感染往往沒有相關的病症。

### 演化史

HIV-1 與 HIV-2 兩者都來自非洲中西部，並從靈長類動物傳到人類。HIV-1 可能是從黑猩猩的猴免疫缺陷病毒跨種感染演化而來；HIV-2 則可能是從幾內亞比索的烏白眉猴（Sooty Mangabey, _Cercocebus atys_）的另一種猴免疫缺陷病毒跨種感染而來。

### 結構

人類免疫缺陷病毒直徑約 120 奈米，呈二十面體。病毒外膜是磷脂雙分子層，來自宿主細胞，並嵌有病毒的蛋白 gp120 與 gp41；gp41 是跨膜蛋白，gp120 位於表面，並與 gp41 通過非共價作用結合。向內是由蛋白 p17 形成的球形基質（Matrix），以及蛋白 p24 形成的半錐形衣殼（Capsid），衣殼在電鏡下呈高電子密度。衣殼內含有病毒的 RNA 基因組、酶（反轉錄酶、整合酶、蛋白酶）以及其他來自宿主細胞的成分（如 tRNAlys3，作為反轉錄的引物）。

### 基因組及其表達與調控

病毒基因組是兩條相同的正股 RNA，每條 RNA 長約 9.2-9.8kb。兩端是長末端重複序列（long terminal repeats, LTR），含順式調控序列，控制前病毒的表達。已證明在 LTR 有啟動子和增強子並含負調控區。LTR 之間的序列編碼了至少 9 個蛋白，可分為三類：結構蛋白、調控蛋白、輔助蛋白。

* 結構蛋白

　
: **Gag**
: _gag_ 基因產生 55kD 的蛋白 p55。p55 由病毒編碼的一個蛋白酶切成四個小蛋白：MA（p17 基質）、CA（p24 衣殼）、NC（p9 核衣殼）、及 p6。

**Pol**
: Gag-Pol 融合蛋白是經過 mRNA 上一個順式調控模件（cis-acting motif）導致的核糖體移位（frame shifting）事件產生，使得 _pol_ 基因的閱讀框（reading frame）被使用。這種情況發生的機率是 5%，所以，Gag 與 Gag-Pol 產物的比率維持在 20:1。融合蛋白由病毒編碼的一個蛋白酶切為四個小蛋白：Pro（p10 蛋白酶）、RT（p50 反轉錄酶）、RNase H（p15 RNA 酶 H）、及 IN（p31 整合酶）。

**Env**
: Env 起先是 160kD 的蛋白，在高爾基體中經糖基化，在天冬醯胺上被加上 25 至 30 個複雜的 N 連糖鏈，成為 gp160；這個糖基化過程對感染性是必要的。之後，宿主細胞的一個蛋白酶將 gp160 切為 gp41 與 gp120。

* 調控蛋白

　
: **Tat**
: Tat 是一抗終止蛋白，可以促使 HIV 的基因呈有效表達，它作用機制是使 RNA-pol II 在經過轉錄終止點的時候能夠繼續轉錄，避免 HIV 基因組過早的停止轉錄過程。

　
: **Rev**

* 輔助蛋白

　
: **Vpu**
: : **Vpr**
**Vif**
**Nef**

### 生活史

人類免疫缺陷病毒感染多種細胞，包括 CD4 陽性輔助 T 細胞與巨噬細胞等在表面表達 CD4 分子的細胞。病毒進入輔助 T 細胞或巨噬細胞不僅僅是透過病毒顆粒被膜的糖蛋白 gp120 與被感染細胞的 CD4 分子之間的相互作用來介導，而是同時需要宿主細胞表面的趨化因子受體來作為協同受體。嗜 M（巨噬細胞）型（macrophage (M)-tropic）人類免疫缺陷病毒（或稱做「非合胞誘導型株」，non-syncitia-inducing strains, NSI）利用乙類趨化因子（beta-chemokine）受體 CCR5 進入細胞，因而可以在巨噬細胞與 CD4 陽性輔助 T 細胞中複製。嗜 T 型（T cell (T)-tropic）人類免疫缺陷病毒（或稱做「合胞誘導型株」，syncitia-inducing strains, SI）使用甲種趨化因子（alpha-chemokine）受體，因為主要在 CD4 陽性輔助 T 細胞中複製，儘管也可以在巨噬細胞中複製。僅使用 CCR5 受體進入細胞的病毒，稱為 R5；僅使用 CXCR4 受體的，稱為 X4；兩者都使用的，則稱為 X4R5。當然根據協同受體分型並不一定區分病毒的實際細胞嗜性。

人類免疫缺陷病毒也可感染樹狀細胞。

糖蛋白 gp120 與其協同受體及 CD4 分子的相互作用，引發 gp120 蛋白構象的改變，從而將跨膜糖蛋白 gp41 原本深埋的部份曝露，進而使 gp120 的 V3 環接近協同受體，然後 gp41 導致病毒被膜與靶細胞膜的融合，使病毒核衣殼進入細胞。gp41 導致細胞膜融合的具體機制仍未明瞭。

有些人群對 HIV 有較高的抵抗力（但並不是完全抵抗），是因為他們的細胞缺少 HIV 進入細胞的一個協同受體（co-receptor），這個協同受體是趨化因子受體 CCR5。他們的 CCR5 基因有一段長為 32 鹼基對的缺失（deletion），造成產物蛋白嚴重截斷（truncated），不能在細胞表面探測到。這些人主要分布在歐洲，也有分布在中東及印度次大陸。

HIV 作為病毒，必須進入細胞才能繼續其生活史（整合、複製、釋出…）及感染史。病毒透過其表面的 gp120 糖蛋白與靶細胞表面的細胞分化抗原（或稱分化簇）CD4 分子作用，與靶細胞的細胞膜融合並進入細胞。這個過程需要靶細胞表面的一個七次跨膜的 G 蛋白耦聯受體，目前發現的主要為趨化因子受體 CCR5（嗜 M 的病毒株）及 CXCR4（嗜 T 的病毒株）。

具有該 CCR5 缺失的人，因為細胞表面不表達 CCR5，使部分 HIV 不能進入並感染這類細胞。但 HIV 可以透過其他協同受體感染這類細胞，或者其他類型的細胞不需要此 CCR5 就可以被感染，所以這些人並不能完全抵抗 HIV。事實上，已有該 CCR5 缺失的純合個體感染 HIV 的病例報告。

病毒核衣殼一旦進入細胞，病毒的反轉錄酶就將病毒的單鏈正意 RNA 從病毒蛋白上釋放，並根據正意 RNA 反轉錄生成反意互補 DNA（cDNA）。這個反轉錄過程非常容易出錯，因此這是病毒進行突變（如，獲得抗藥性）的重要步驟。然後，根據 cDNA 合成雙鏈的病毒 DNA（vDNA）。新的病毒 DNA 被轉運到細胞核中，並由病毒的整合酶將其整合到宿主的基因組上。這樣，病毒完成感染開始進入潛伏期。

要啟動病毒，細胞中需要存在一些轉錄因子。最重要的一種叫做 NF-κB，存在於所有被啟動的 T 細胞中。這就意味著，最容易被人類免疫缺陷病毒殺死的細胞，恰恰是那些正在參與感染作戰的細胞。

### 致病機理

HIV 選擇性地侵犯帶有 CD4 分子的細胞，主要有 T4 淋巴細胞、單核巨噬細胞、樹突狀細胞等。細胞表面 CD4 分子是 HIV 受體，透過 HIV 囊膜蛋白 gp120 與細胞膜上 CD4 結合後由 gp41 介導使毒穿入易感細胞內，造成細胞破壞。

gp120 是 HIV 病毒的衣殼蛋白，由基因 env 編碼，其分子量為 120KD。在病毒侵入人體 T 細胞的過程中發揮重要的作用，同時它還存在游離態的形式，透過一種類似於超抗原作用的途徑，在體內非特異性地啟動一些主要的免疫細胞，從而大大增強了 HIV 對人體的危害作用。

在 HIV 侵入人體的過程中，表達在病毒表面的 gp120 使 HIV 病毒輕易地結合於特定的 T 淋巴細胞上，然後透過病毒蛋白外殼與 T 細胞膜的融合，從而達到浸染 T 細胞的目的。此外，游離於體內的 gp120 透過其特殊的超抗原作用啟動過量的 T 細胞，並且刺激體內其他免疫細胞發生一系列反應，大大降低了人體的免疫功能。現在有關 gp120 的研究正逐步深入，可以預見在不久的將來 gp120 會成為 AIDS 免疫治療中的靶分子。

愛滋病病毒難以對付的原因有幾個。第一，愛滋病病毒是一種 RNA 病毒，它會使用反轉錄酶把 RNA 整合到細胞的 DNA 中（只是 RNA 整合到 DNA 中，並非病毒本身）。在此之間，它有大量突變的機會。因此，病毒很快會對療法產生抵抗力。第二，通常認為的愛滋病病毒是 T 細胞殺手的想法是不正確的。如果愛滋病病毒是殺手病毒的話，它很快就會死亡，因為沒有更多的時間感染新的感染者。通常，愛滋病病毒都會在人體存活數年，在病人不知情的情況下透過性行為或血液交換進行傳播。它把自己整合在寄主細胞的 DNA 中，保持數年的休眠狀態，免疫系統不會對其作出反應，因為它只是 DNA 片段。當細胞分裂和複製的時候，病毒被一起複製。數年後，病毒會變得活躍起來，奪取對細胞的控制和開始複製。在近幾年，那種 CD4+ T 細胞是直接由於 HIV 感染而減少的觀念也受到質疑。愛滋病病毒的蛋白質糖衣受到病毒微粒的驅動，使得血液中充滿這些蛋白質，它會粘住 CD4+ T 細胞，把它們黏合在一起。另一方面，這些細胞被免疫系統識別，並引起免疫反應，使得免疫系統殺死自己的 CD4+ T 細胞。

## 醫學

### 傳播途徑

愛滋病毒是透過交換體液來傳播的，具體是指：

* 血液
* 直腸液 (英語：rectal fluid)
* 精液、預射精液
* 陰道分泌液
* 母乳

最常見的傳染途徑是：進行陰道或肛門性交，共用沾污了的針筒，受病毒感染的母親傳播給嬰兒 (懷孕、分娩或哺乳)。 相反，以下途徑不傳播病毒：

* 空氣
* 昆蟲
* 唾液、淚、汗液

### 預防

正確的保險套可大幅降低感染 HIV 的機率，但亦非天衣無縫。

暴露愛滋病毒「後」預防性投藥 ( Post-Exposure Prophylaxis, PEP）：暴露於感染風險後（如發生危險性行為、針扎或其他血液體液交換接觸），72 小時內服用抗愛滋病毒藥物（每次療程 28 天）可有效降低愛滋病毒感染機率。

治療作為預防（Treatment as Prevention)：已感染者服用愛滋病藥物對預防傳播的效果極佳，血清相異伴侶中之血清陽性一方可經由穩定服藥，避免將病毒傳染給陰性之一方。

暴露愛滋病毒「前」預防性投藥 (Pre-Exposure Prophylaxis, PrEP)：於暴露愛滋病毒之風險行為前使用抗愛滋病毒藥物也可大幅減少服用期間的感染機率。目前針對 PrEP 的藥物，僅有舒發泰一款，分為每日服用（daily）或有可能感染前先服用（event-driven）。針對愛滋病毒血清相異伴侶而言，陰性之一方若每日服用，其避免感染愛滋病毒的效果可達 100%。

### 體徵與症狀

通常是發生伺機性感染的疾病，如卡波西氏肉瘤、肺囊蟲肺炎，才被發現。此外還會出現體重急遽減輕。持續發燒。淋巴腺腫大等症狀。會入侵人類免疫細胞並加以破壞。

### 實驗室診斷

實驗室檢驗人類免疫缺陷病毒感染主要分成兩階段，
第一階為篩檢法，利用酵素免疫法 (Enzyme immunoassay, EIA)、微粒凝集法 (Paraticle agglutination) 或快速篩檢法 (Rapid test) 做初步檢測，因偽陽性率甚高，因此若篩檢為陽性時應再以第二階段的確認試驗做確診，確認試驗主要有西方墨點法 (Western blot)、核酸分析法 (Nucleic Acid Testing, NAT) 和 p24 抗原中和試驗 (Neutralization test)。

其中，酵素免疫法 (Enzyme immunoassay, EIA) 目前已發展到能同時檢測抗體和病毒 p24 抗原的第四代檢驗試藥，即疾病管制署所稱的愛滋抗原 / 抗體複合型檢測 (HIV antibody and antigen combination assay) 篩檢 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館），能大幅縮短空窗期至一到二星期，在台灣，使用複合型檢驗法的實驗室於 2012 年已經達 56.3% 之多。

若非使用愛滋抗原 / 抗體複合型檢測法來檢驗是否感染愛滋病毒，則需等到抗體產生後才能經由篩檢法驗出，感染至抗體產生的期間稱作空窗期，平均約是二到八週，0.1% 以下比例的少數人會大於這個時間，目前國際間的共識約是十二週。

或是可以使用 RT-PCR 等方式檢測血中是否帶有病毒的 RNA/DNA 作為診斷，此方法的空窗期約七至十四天，一般建議為二十八天。但是費用較為昂貴。

### 治療

今天病人通過服用不同的藥物攻擊在不同的階段愛滋病病毒。這些藥物包括：

* 抑制蛋白酶抑制愛滋病病毒活動所需要的蛋白酶的活動。通常也可以用來抑制複製活動。如 Saquinavir, Indinavir, Ritonavir, Kaletra, Nelfinavir 等藥物。
* 抑制反轉錄酶（reverse transcriptase inhibitors，RTIs）抑制反轉錄酶的活動。反轉錄酶是愛滋病病毒用於複製的酶，缺乏這種酶可以阻止愛滋病病毒建立 RNA 和 DNA。它有三種形式：
  * 非核苷酸反轉錄酶抑制劑如 Nevirapine, Efavirenz 等藥物
  * 核苷酸反轉錄酶抑制劑如齊多夫定（AZT), 司它夫定 Stavudine (d4T), Didanosine (ddI), Zalcitabine（ddC）, 拉米夫定 3TC), Abacavir (AZT+3TC)
* 抑制進入的藥物抑制愛滋病通過溶解寄主細胞的膜進入細胞內。

建立對 HIV 療法的課題面臨很多困難。每一種有效的藥物都有副作用，通常是嚴重的或是致命的。常見的副作用包括嚴重的噁心、腹瀉、肝臟的損毀和衰竭、黃疸、高血脂、糖尿病、脂肪組織移位、貧血、腎結石。致命的副作用包含史蒂芬斯 - 強森症候群、猛暴性肝炎、胰臟炎、乳酸血症。每一種療法都要求經常性的血液檢查以確定療效和肝臟功能。

目前台灣單藥錠（Single-Tablet Regimens）抗愛滋病毒藥物組合：

* 舒發錠 / 亞翠佩 (Atripla) = Tenofovir (惠立妥) + Emtricitabine (類似速汰滋) + Efavirenz (希寧)
* 康普萊 (Complera)
* 三恩美 (Triumeq)
* 安以斯 (Odefsey)
* 吉他韋 (Biktarvy)

### 預斷

如果不進行治療，根據 HIV 不同亞型，感染愛滋病毒後的的淨存活時間平均為 9 至 11 年，而診斷為 AIDS 之後，如果在資源受限導致無法治療的情況下，根據不同的研究表明，平均存活時間在 6 至 19 個月之間。而在醫療資源充足的地區，用高效抗反轉錄藥物 (HAART) 的作為有效治療手段治療 HIV 感染者和 AIDS 患者，可以讓死亡率減少 80%，並能將新診斷出的 HIV 感染者的壽命延長最少 30 年。

隨著新的治療辦法不斷被研發出來，並且由於 HIV 持續演化出對這些藥物的抗性，對於存活時間的估計可能繼續改變。如果沒有抗反轉錄療法，患者通常在病情診斷為已發展成 AIDS 後 1 年死亡。大多數患者因為免疫系統的持續失效而死於機會性感染或者惡性腫瘤。臨床疾病的發病率因為個體的不同而呈現巨大差異，已有研究表明其受許多因素的影響，例如宿主的易感染性和免疫功能，保健措施和交叉感染，以及特定病毒品種的影響。

## 相關條目

* 愛滋病重估運動
* 愛滋病（AIDS）

## 參考文獻

### 引用

### 來源

## 外部連結

* 微生物免疫學 - Retroviridae (反轉錄病毒科) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）