逆转录病毒是一类有包膜 RNA 病毒，其特征在于其独特的复制策略：通过逆转录酶将其 RNA 基因组转化为双链 DNA，然后整合到宿主细胞基因组中。 HIV（人类免疫缺陷病毒）是研究最广泛的逆转录病毒，也是艾滋病的病因。

逆转录病毒结构和分类

逆转录病毒颗粒直径约为 100 nm，有包膜，包含两个相同的单链正链 RNA 副本。病毒核心包含衣壳蛋白（CA）、核衣壳蛋白（NC）、逆转录酶（RT）、整合酶（IN）和蛋白酶（PR）。包膜糖蛋白 SU（表面，HIV 中的 gp120）和 TM（跨膜，HIV 中的 gp41）介导受体结合和膜融合。逆转录病毒分为仅编码gag、pol和env基因的简单逆转录病毒（例如鼠白血病病毒）和编码其他调节和辅助基因（包括HIV中的tat、rev、nef、vif、vpr和vpu）的复杂逆转录病毒（例如HIV和人类T淋巴细胞病毒）。

逆转录病毒复制周期

进入始于病毒包膜糖蛋白与宿主细胞受体的结合，HIV使用CD4作为主要受体，CCR5或CXCR4作为辅助受体。病毒包膜与细胞膜融合，将病毒核心释放到细胞质中。逆转录将病毒RNA基因组转化为逆转录复合物内的双链线性DNA，由于逆转录酶缺乏校对活性，这一过程很容易出错，从而导致较高的遗传变异性。含有病毒 DNA 和整合酶的预整合复合物被转运到细胞核中。整合由整合酶催化，切割宿主 DNA 并将病毒 DNA 连接到宿主染色体上，形成永久整合的原病毒，并与宿主细胞 DNA 一起复制。

HIV 发病机制

传播后，HIV 会感染 CD4+ T 细胞、巨噬细胞和树突状细胞。急性感染的特点是病毒载量高、粘膜组织中 CD4+ T 细胞快速耗竭以及流感样综合征。免疫系统部分控制感染，将病毒载量减少到设定点，但 HIV 会形成慢性感染，并伴随病毒持续复制和 CD4+ T 细胞进行性下降。如果不进行治疗，CD4+ 计数最终会降至 200 个细胞/μL 以下，从而定义艾滋病的发病，其特征是易受机会性感染，如耶氏肺囊虫肺炎、鸟分枝杆菌复合体和卡波西肉瘤（由人类疱疹病毒 8 引起）。 HIV 还通过慢性免疫激活、T 细胞反应耗尽和淋巴组织结构耗竭对免疫系统造成直接损害。

抗逆转录病毒治疗

联合抗逆转录病毒疗法 (ART) 针对 HIV 复制周期的多个步骤。核苷/核苷酸逆转录酶抑制剂 (NRTI)，例如替诺福韦和恩曲他滨，是阻断逆转录的链终止剂。非核苷逆转录酶抑制剂 (NNRTI)（例如依非韦伦）与 RT 上的不同位点结合，引起构象抑制。达芦那韦等蛋白酶抑制剂 (PI) 会阻止病毒多蛋白的裂解，从而阻止其成熟。整合酶链转移抑制剂 (INSTI)，例如多替拉韦阻断整合。进入抑制剂包括CCR5拮抗剂马拉韦罗和融合抑制剂恩夫韦肽。 ART 将病毒复制抑制到不可检测的水平，使 CD4+ T 细胞恢复，并防止进展为艾滋病和传播给他人，但由于潜伏感染细胞的持续存在，并不能根除艾滋病毒。

HIV 潜伏期和病毒库

HIV 在静息 CD4+ T 细胞中建立潜伏期，这些细胞含有整合的原病毒，但不产生病毒颗粒。这种潜伏病毒库在感染后几天内就建立起来，非常稳定，半衰期约为 44 个月，并且不是 ART 或免疫系统的目标。病毒库是艾滋病毒治愈的主要障碍。组蛋白脱乙酰酶抑制剂（伏立诺他）和蛋白激酶 C 激动剂等潜伏逆转剂正在休克和杀伤策略中进行测试，以重新激活潜伏病毒并使细胞易于被免疫清除。

其他临床上重要的逆转录病毒

人类 T 淋巴细胞病毒 1 型 (HTLV-1) 感染全世界约 5-1000 万人，导致成人 T 细胞白血病/淋巴瘤和 HTLV-1 相关脊髓病/热带痉挛性截瘫。与 HIV 不同，HTLV-1 会导致受感染 T 细胞增殖而不是耗尽，并且由于不存在容易出错的强复制周期，因此突变率要低得多。人类内源性逆转录病毒 (HERV) 约占人类基因组的 8%，代表着固定在种系中的古老逆转录病毒感染，并已通过合胞素蛋白进行驯化以实现包括胎盘发育在内的生理功能。

艾滋病毒预防

如果坚持服用，使用替诺福韦/恩曲他滨进行暴露前预防 (PrEP) 可降低 99% 以上的 HIV 感染风险。在接触后 72 小时内开始使用三种药物的接触后预防 (PEP) 可降低感染风险。治疗即预防 (TasP) 意味着病毒载量无法检测到的人无法将 HIV 传播给性伴侣（U=U，检测不到等于无法传播）。由于HIV的高遗传变异性、包膜蛋白的广泛糖基化以及保守表位的构象掩蔽，疫苗的开发一直具有挑战性，但针对HIV包膜保守区域的广泛中和抗体已经被鉴定出来，并且正在被动免疫和疫苗策略中进行测试。