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艾滋病病毒流行重组毒株CRF01_AE及其影响

  2024-01-20    395  上传者:管理员

摘要:CRF01_AE作为HIV最主要的流行重组毒株,在全球范围长时序演变,形成区域间的流行特征,构成特色且独立的流行与传播模式,本文从其起源、遗传多样性、流行特征及其对诊断和治疗延迟、疾病进程、治疗效果影响等方面进行综述,阐释CRF01_AE及时监测对遏制HIV区域间和全球蔓延的作用。

  • 关键词:
  • 传播模式
  • 免疫反应
  • 发病机制
  • 流行病学
  • 艾滋病
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艾滋病是危害人类健康的高死亡率传染病[1]。近年来,东欧和中亚、中东和北非以及拉丁美洲新发感染呈上升态势,亚太地区的新发感染在下降后出现反弹[2,3]。研究表明,早期扩大治疗措施,未能完全消除死亡,其潜在驱动因素仍未清楚,可能为多因素叠加的后果[4]。艾滋病广泛流行的关键特征之一为HIV遗传多样性,其对发病机制、免疫反应,传播、诊断、检测、治疗等方面均产生影响[5]。

全球约82%HIV感染者分布于HIV非B亚型流行的撒哈拉以南非洲、亚洲及太平洋地区[6,7]。撒哈拉以南非洲新发感染人数下降幅度为全球之首(东部和南部:57%;西部和中部:49%);而亚洲和太平洋地区进展较为缓慢,新发感染人数降幅仅为14%[7]。亚洲及太平洋地区艾滋病流行遏制面临紧迫和沉重的挑战。HIV流行毒株在亚洲及太平洋地区存在明显的地域特征,C亚型在南亚占主导地位,中亚超过50%的感染是由A亚型引起。东南亚以CRF01_AE亚型为主(90%以上)[6],中国CRF01_AE流行逐渐扩大至36.9%,与CRF07_BC(39.7%)[8]共同影响艾滋病疫情蔓延。CRF01_AE全球范围长时序演变,形成区域间的流行特征,构成特色且独立的流行与传播模式,本文从其起源、遗传多样性、流行分布、毒力及疾病进展、诊断治疗延迟、治疗效果等六方面综述,阐释CRF01_AE及时监测对遏制艾滋病区域间和全球蔓延的作用。


1、HIV和CRF01_AE的起源


HIV起源于西非和中非的猿猴免疫缺陷病毒(simian immunodeficiency virus,SIV),是从非人类灵长类动物传播给人类的多种人畜共患疾病[9]。HIV祖先为中西部非洲地区感染黑猩猩的猴免疫缺陷病毒(SIVcpz)和西非地区感染乌黑白眉猴的猴免疫缺陷病毒(SIVsmm)[9]。HIV分为两个血清型(type),即造成全球大流行的HIV-1和仅在西非、印度小范围流行的HIV-2[10];HIV-1又分为组(group),包括代表4个灵长类病毒跨种属4次传播至人类M、N、O、P组病毒[9],其中O(outlier)、N(non-M-non-O)和P组极为罕见,传播局限于西非和中非。其中M和N组源自SIVcpz,SIVcpz是红帽白眉猴的SIVrcm和大斑鼻猴的SIVgsn和黑猩猩重组产生,喀麦隆东南部和中南部黑猩猩群落形成SIV的自然宿主,分别产生M和N组。O和P组与喀麦隆野生西部低地大猩猩中发现的SIVgor有关,SIVgor源自黑猩猩SIVcpz的一个分支,SIVgor从大猩猩向人类的独立传播形成O和P组[9]。M(main)组在全球广泛流行,占全球HIV感染人数的95%以上[6]。M组分为10种亚型(subtype),包括A-D、F-H、J-L[5],亚型重组形成并获得流行优势的毒株,称为流行重组型(circulating recombinant forms,CRFs)。如重组病毒未获得流行优势,则称为独特重组型(unique recombinant forms,URF)。首个发现的CRF毒株为CRF01_AE,也是全球流行最普遍的CRFs。CRF01_AE基因组主要为A亚型聚集,包膜蛋白区域来源于“E”亚型,但未找到完整的原始E亚型毒株,由A亚型与一个假定的已灭绝的E亚型祖先重组而来[11]。

HIV起源时间(t MRCAs)和进化时间估计应用系统发育和分子钟分析法[10]。研究表明,HIV-1 M毒株是人类最古老的HIV谱系,M组和SIVcpz之间共享的t MRCA估计为1853年(1799-1904年),跨物种传播发生在20世纪初的非洲中部,经历漫长的适应期和缓慢的局限于中非金沙萨及刚果周边地区,M组在人类适应过程发生遗传多样化,形成主要亚型。CRF01_AE非洲簇出现较早(t MRCA:1963-1973年),其次泰国簇(1980-1986年),越南南部(1979-1990年)毒株早于北部(1992-1995年),异性性传播人群(1979-1982年)的毒株早于吸毒人群(1987-1990年)[12,13]。


2、CRF01_AE亚型的流行簇


CRF01_AE具有遗传多样性,分为10个簇(cluster 1~10),簇间基因差距小于10%,2簇和9簇基因差距最小(4.4%),4簇和8簇基因差距最大(7.6%),估计进化率为4.7×10-3(95%CI:4.46×10-3~4.92×10-3),除9簇和10簇仅见于泰国吸毒人群,1~7簇广泛分布于风险人群中(7.6%)[14,15]。CRF01_AE不同簇间可发生内重组[16],多种CRF01_AE二次重组流行毒株被发现,非洲二次重组体以A、G、CRF02_AG重组为主,亚洲以B、BC重组为主,多重复杂流行重组毒株逐渐显现[17],此外,发现大量与CRF01_AE重组的URF[18]。广西发现一种独特单系谱系CRF01_AE-v,在异性性传播和注射吸毒人群中占39.7%[19]。


3、CRF01_AE在全球的流行情况


全球大规模CRF01_AE传播路径研究表明[20],CRF01_AE传播起源地为非洲;泰国为最重要的集聚地,形成大陆内和跨大陆最广泛的传播网络,是欧洲、亚洲和北美的主要中转区域,对CRF01_AE全球蔓延起到核心作用;日本和其他一些亚洲国家(如新加坡和越南)发挥次要作用;中国(包括台湾)存在单系CRF01_AE流行簇,说明CRF01_AE被引入后,迅速在本地广泛传播。欧洲CRF01_AE传播模式主要来源于国际贸易、旅游和移民。

1989年首次在泰国北部的暗娼中发现CRF01_AE[11],随后形成世界第一次重组HIV-1毒株的大规模流行[21]。除加勒比海地区、拉丁美洲、埃塞俄比亚、南部非洲未见CRF01_AE报道外,其他地区均有报道[6]。最新的全球监测研究显示CRF01_AE已成为最主要的流行重组病毒,占全球HIV-1感染的5.3%,仅次于CRF02_AG(7.7%),在重组亚型的占比达23.0%[5,6]。CRF01_AE具有鲜明的地域分布特点,东南亚、大洋洲和东亚地区CRF01_AE流行率最高,分别为90.3%、74.5%、58.6%。东亚地区CRF01_AE随着时间推移持续增加,全球重组病毒比例增加的速度远超过其他亚型增加速度[5,6]。

20世纪90年代初(1996-1997年),CRF01_AE首次在中国云南和广西的异性恋和注射吸毒者中被发现[22,23,24],随后传到东部沿海地区;起源于泰国,7个流行簇(cluster1~7)可追溯20世纪90年代中后期[25]。五次全国分子流行病学调查显示,1996-2002年CRF01_AE早期仅限于东部沿海地区和西南边境省份,以异性性传播为主,占比9.6%~15.5%[25]。随后迅速成为最广泛的HIV-1毒株,覆盖全国26个省,占比升至28%,部分省份如贵州(87.7%)、福建(82.9%)、湖南(69.1%)、江西(63.2%)、广西(54.3%)占比超过50%[26]。CRF01_AE流行区域进一步扩大,覆盖全国31个省,占比升至33%[18]。最新调查显示CRF01_AE上升至36.9%,与CRF07_BC(39.7%)成为中国HIV-1流行最广泛的毒株[8]。东北、华北、华东、华南、西南地区以CRF01_AE为主[26],大流行簇具有明显的地域特征,华南以异性性传播为主,华东和东北以MSM为主[27,28]。不同亚簇与特定风险群体和地理分布存在不同关联,1~3簇多见于南方异性性传播和吸毒人群,4、5簇多见于华北和华东MSM,6、7簇多见于南方异性多性伴人群,8簇少见于异性性传播人群[25]。传播簇中MSM的成簇比例上升明显,跨省传播簇快速增长[27],平均分子传播率为20.6/100人年[18]。多病毒簇防控难于单病毒簇,经性传播难于经血传播的实质是由毒株的生物学因素所决定[29]。


4、CRF01_AE对HIV-1毒力和疾病进程的影响


重组病毒的传播性、适应性或复制能力较强[30]。CRF01_AE毒株比B亚型毒株更易传播,早期母婴传播研究显示母体血浆较高v3特异性结合抗体和中和抗体与CRF01_AE传播风险显著相关[31]。而体外实验结果则显示,B和C亚型为高复制病毒,A和D亚型、CRF01_AE亚型为中等复制病毒[32]。CRF01_AE具有较强的致病性,加速宿主CD4细胞耗损,疾病进程显著加快。一项中国多中心血清转换回顾性队列研究表明,感染CRF01_AE的患者从感染至艾滋病期为4.8年,至晚期免疫学抑制(CD4细胞<100个/µL)为7.5年,早于非CRF01_AE患者(6.4年,9.5年),多因素分析显示亚型是晚期免疫抑制的独立影响因素,不是艾滋病进展和死亡结局的独立影响因素[33]。大量研究表明CRF01_AE影响治疗前CD4细胞耗损、治疗后免疫重建,少见针对病毒载量变化[34]、死亡结局[34,35]和亚簇间[11,36]比较研究。现有的研究普遍存在毒株组间样本量差距大,对照组毒株样本量和构成不一致,感染、诊断和治疗入组时间不一,晚期患者比例和人口社会学特征不同等问题,强混杂因素会掩盖毒株对疾病进展和死亡结局独立的影响风险[33],导致论证结论不一致[34,35]。采用匹配和多因素分析相结合,有效控制混杂因素,更易凸显毒株在疾病进展的独立作用[11]。

不同亚型毒株的致病性与病毒表型(嗜性)有关[37],研究发现,CRF01_AE具有G蛋白偶联趋化因子受体(CXCR4)嗜性的毒株比例高于非CRF01_AE[11,33]或CRF07_BC[36,38],CRF01_AE 1簇高于2簇[11],4簇高于5簇[36,38];这是导致感染CRF01_AE亚型的CD4细胞计数下降速率更快,治疗后免疫重建不良的重要原因[11,36,38]。不同簇的CRF01_AE具有不同的免疫损伤表型[39],膜蛋白V3环序列比对,1簇和2簇的第11与32位、4簇第13与32位存在高度保守正电荷氨基酸。不同的簇遵循不同的进化路径,1簇和4簇逐渐靠近由R5至X4嗜性转换的阈值,2簇和5簇则远离该阈值,阐释1簇和4簇病毒具有更多X4嗜性病毒,更强的CD4细胞损失力和致病性。CCR5和CXCR4晶体结果研究表明,4簇病毒V3环的第13与32位存在的两个高度保守正电荷氨基酸,有助于与带负电的X4受体部位结合,而与带负电的R5受体结合位置不相容;V3环的第7、8与25位氨基酸突变最终导致嗜性转换的发生[40]。


5、CRF01_AE对HIV-1诊断和治疗延迟的影响


诊断时,感染CRF01_AE患者基线的CD4细胞水平低于其他亚型,表明感染该毒株的患者未被及时检测发现。以诊断基线CD4细胞值可定性判断晚发现与否,以确定是否为诊断延迟。治疗基线CD4细胞水平或计算诊断至入组治疗的时间差,以判断治疗延迟。BED捕获酶联免疫法(BED-CEIA)或限制性抗原亲和力酶联免疫(Lag-avidity EIA)可判断诊断或入组治疗时感染者为新近感染或既往感染,但该方法实际应用存在局限性:一是受限于标本采集和实验室检测条件;二是只提供感染时间范围,且依试剂不同而不同,不利于大规模多中心数据合并分析;三是适用于人群的新近感染率估算,不能用于个体诊断;四是不适合艾滋病患者感染时间估计。诊断或治疗基线CD4细胞值越低,感染至诊断、治疗时差越长,对临床结局影响越大,单纯的分类变量无法体现感染早晚导致时间偏倚的影响,因此感染时间估计十分重要。目前感染时间估计通常采用前瞻性队列或回顾性队列收集最后一次阴性检测时间或最早一次发生无保护性接触的日期,计算其至第一次阳性检测时间的中点估计血清转化时间以确定感染[33,41]。但如缺乏流行病学和实验室相关数据,则无法估计血清转化时间,以评价感染至诊断、治疗延迟的时间效应。

欧洲一项长时序多中心大型前瞻性队列研究结果,未治疗人群的CD4细胞计数下降的平方根随时间呈线性减少,根据基线特征不同选择截距和斜率参数,并代入基线CD4细胞值和检测日期至线性模型,估计血清转化时间[42,43]。该方法提供感染时间信息,便于监测和量化群体水平的感染至诊断和治疗延迟时间差。研究发现,大部分延迟发生在感染至诊断时间内,晚发现问题仍十分突出[42]。虽模型在量化时间差上存在优势,但也存在局限性,首先该模型建立是基于B亚型为主的欧洲队列,其次CD4细胞下降参数假定HIV毒株未随时间的变化而变化,如流行毒株不同,可能会高估或低估时间[44,45,46]。中国一项回顾性队列估计血清转化时间以确定感染,估计感染至免疫学抑制和艾滋病期的时间差。在缺乏可行性数据的情况下,利用CD4细胞消除模型估计血清转化时间作为平均水平,再根据现有文献的疾病进展时间差(如血清转化至CD4细胞<100个/µL[33]、CD4细胞<350个/µL[33]、艾滋病[33]和死亡[47,48]时间差)的不同校正不同毒株的血清转化时间,评估感染至诊断、治疗延迟时间效应的可行性仍有待于进一步研究。以上研究均未涉及不同艾滋病亚型在诊断延迟、治疗延迟时间效应中的作用。


6、CRF01_AE对c ART效果的影响


现有抗病毒药物主要针对B亚型病毒设计,有限的临床和实验室数据证实HIV-1M组所有亚型和重组病毒对c ART具有相同的敏感性。但近期中国的研究表明,感染CRF01_AE的患者长期使用一线药物治疗后,感染1簇、4簇和5簇的患者的CD4细胞均值仍无法恢复至500个/µL及以上[11,36],早期免疫学失败、免疫重建不良、治疗后全因死亡和治疗后12个月死亡的风险显著高于其他亚型[34]。重组毒株遗传多态性广泛存在,c ART后靶基因区域发生突变,导致耐药突变而影响治疗效果[49]。CRF01_AE具有更高的多洛韦林耐药风险[50,51],与3个以上的NRTI突变和更高的RPV抗性相关,与K65/K70突变相关[52];在反转录酶位点41、67、70、184、215、219的突变频率较其他亚型增加9%~12%[53],增加具有AZT活性的K65R突变风险[54],亚型特异性生物因素决定耐药突变模式。


7、小结


HIV-1流行重组毒株CRF01_AE迅速扩张,遗传多样性,致病性强,加快疾病进程、削弱治疗效果和增加耐药突变,这对CRF01_AE主要流行的东南亚、东亚和大洋洲地区艾滋病防控提出巨大挑战,及时密切监测CRF01_AE流行和新重组体的出现,深入研究其进化及影响,有助于探明全球艾滋病防治区域不均衡的生物学因素,从分子流行病学角度应对和消除区域不均衡。

利益冲突:所有作者均声明不存在利益冲突。


基金资助:国家自然科学基金(81361120407)~~;


文章来源:李斯斯,李康,Abdur Rashid等.艾滋病病毒流行重组毒株CRF01_AE及其影响[J].中国艾滋病性病,2024,30(01):79-83.

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中国艾滋病性病

期刊名称:中国艾滋病性病

期刊人气:3009

期刊详情

主管单位:中华人民共和国卫生和计划生育委员会

主办单位:中国性病艾滋病防治协会

出版地方:北京

专业分类:医学

国际刊号:1672-5662

国内刊号:11-4818/R

邮发代号:82-912

创刊时间:1995年

发行周期:月刊

期刊开本:16开

见刊时间:一年半以上

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