有朋友跑来咨询了这样一个很有意思的“脑洞”问题:艾滋病毒(HIV)变异那么快,会不会突然间改变传播方式?会不会出现类似新冠、流感样的通过空气传播的情况呢?
今天就来聊一聊:
简单来说,HIV病毒确实一直在变异,最大的变异出现在由SIV(猿猴免疫缺陷病毒)经过各种基因突变,适应了人体内的环境,演化成了HIV(人免疫缺陷病毒)。
HIV病毒变异出“新的传播方式、新的传播途径”,HIV 病毒进化出通过“空气传播”的能力,这些听上去确实很吓人,但在自然条件下这几乎是不可能发生的事情。
病毒变异≠病毒随心所欲的变异
首先,病毒几乎是一类最简单的生命形式,病毒不是人工智能,它没有任何的智力,也没有任何的运动能力,可以说病毒的传播靠的是纯纯的“运气”。
HIV(艾滋病病毒)是地球上最“狡猾”的病毒之一,它变异程度很高。每天HIV感染者的体内都会生成数十亿到一百亿个新的病毒颗粒,而其中许多都会产生基因变化。
HIV病毒进入宿主细胞后,会利用宿主细胞内的物质和能量完成复制,理想状态下,如果病毒不发生任何的变异,那么子代病毒应该是和上一代病毒一模一样。
但是,由于HIV病毒的结构太过简单,比较容易出现基因突变。
HIV病毒是单链RNA病毒(RNA病毒的突变率要远高于DNA病毒)。RNA结构本身稳定性差,因为是单链结构,比较容易断裂而发生重新组合。
由于RNA自身的不稳定性,加之在复制过程中修复错误机制的酶(逆转录酶)缺乏校正修复功能,因而复制发生错误率较高,再有HIV病毒在体内高频率复制,这些也会导致RNA病毒变异较多发生。
不同类型的病毒,发生基因突变的概率并不相同。一般DNA病毒一个碱基每代平均突变率为一亿分之一到百万分之一,RNA病毒的突变率为百万分之一到万分之一,而HIV-1病毒的平均突变率达到三万分之一。这些变异,其中绝大部分都是有害的,会导致病毒无法完成转录、装配、成熟、出芽。
研究发现,HIV病毒的逆转录过程非常“不准确”,每次复制都有0.2-1%的基因差异,很多子代病毒实际上“天生带有误差”。
科学家发现,一位感染者体内的HIV变异种类可能比地球上所有流感病毒种类还多!
但是HIV病毒变异仍然并不是随心所欲的变异,它根本无法决定自己的进化方向,病毒变异的方向是随机发生的。
对HIV病毒而言,大多数情况下的基因突变都是不利的,甚至对病毒是“毁灭性”的,只有极少数情况突变病毒株刚好适应了环境,这时候的突变才是有利的。
HIV目前的传播方式非常高效。
HIV病毒主要通过性接触和血液传播进入人体内部,与免疫系统、免疫细胞接触,而其他传播方式(如空气或水)对病毒环境生存能力要求更高。
一方面,HIV病毒进入到人体,只会感染特定的人体细胞,即CD4+T淋巴细胞,这类细胞普遍存在于人体的生殖器/道黏膜、淋巴和血液中。而人体呼吸系统中CD4+T淋巴细胞计数很少,HIV病毒缺少进入人体的必要媒介。另外完整的呼吸道黏膜和呼吸道分泌物作为免疫系统的“第二道防线”也会阻挡HIV侵入人体。
另一方面,HIV病毒主要存在于艾滋病患者的“血液、 精液、 阴道分泌物、 胸腹水、 脑脊液、 羊水和乳汁”等体液中,而艾滋病患者的“粪便、鼻分泌物、 唾液、 痰液、 汗液、 泪液、 尿液及呕吐物”通常认为不具有传染性。传播艾滋病必须要接触到HIV病毒,而艾滋病患者的唾液、痰液,呼吸道分泌物,讲话咳嗽的飞沫、气溶胶中没有HIV病毒存在,也就无法进行空气传播。
再有,HIV病毒在外界环境中的生存能力较弱,HIV病毒最外面的衣壳蛋白非常的脆弱,各种外界环境因素的变化(包括温度,干燥,pH值,各类消毒剂,紫外线等)都可能会造成病毒衣壳蛋白变性,最终导致病毒完全失活。
HIV病毒选择的传播方式“已是极限”,通过不洁性行为,血液交换行为传播艾滋病的效率已经是非常高效了。
病毒的规则:生存下去,而非杀死宿主
尽管HIV能够快速变异,但它的目标并不是杀死人类,而是维持自身生存。
艾滋病当前的传播方式已经兼顾了隐秘性和持续性,感染者往往在不知情的情况下继续传播病毒。
艾滋病毒进化出新的传播方式,通过空气传播,这种更危险的传播方式可能会打破这种平衡。这意味着人群会迅速崩溃,导致感染者迅速丧命或无法继续传播病毒。
因此,哪怕HIV病毒变异经常发生,变异绝大部分仍然是“有害变异”。只有很少的变异是中性的或者有利的,这些变异几乎也只是会改变病毒的病程进展或者提高病毒的某些耐药性。
因此,艾滋病的感染和传播途径很明确,包括:经性接触传播,经血液或血制品传播,母婴垂直传播,并不会通过空气传播。
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