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HIV如何击溃免疫系统?
文章来源:互联网   发布时间:2017-09-30

  在艾滋病人体内,有两股力量在进行激烈较量:人类免疫缺陷病毒(Humanimmunodeficiencyvirus,HIV)拼命进攻,人体免疫系统殊死抵抗。这场较量的激烈程度,甚至超过了科学家的预料。研究表明,HIV每天都在以惊人的速度复制,破坏大量的免疫细胞。在机体染病数年后,HIV的这种毫无节制的复制会遭到强力抵抗,但最终的结局都是HIV获胜,免疫系统严重受损,艾滋病全面爆发。

  我们提出过一个进化假说,来解释关于艾滋病的种种奇怪现象:HIV如何逃避免疫系统的控制、为什么从感染到病发会有如此长的潜伏期、为何不同的病人会有不同的潜伏期?大多数人从感染HIV到发病,一般需要10年左右;部分感染者在两年内就可能发病,而还有一些人,感染后15年甚至更长时间都不会发病。

  我们认为,尽管在强大的免疫系统的保护下,HIV感染者能在数年内像健康人一样生活,但无休止复制的HIV最终将击败免疫系统。在任何一个艾滋病人体内,我们都可以找到发生了变异的HIV,它们能轻松躲避免疫系统的攻击。而且,变异可以累积,随着时间流逝,越来越多的HIV可以迷惑免疫系统,使它无法发起有效攻击。

  我们提出的“进化假说”已得到临床证据的支持,而了解我们为什么会提出这个假说,你就能弄清楚免疫系统如何清除病毒等人体入侵者,以及它将如何应对HIV感染这种特殊情况:当一种病毒进入人体,开始侵袭细胞时,免疫系统将从多个角度展开进攻。巨噬细胞(以及类似细胞)会吞噬一些游离的病毒颗粒,把它们消化掉;消化残渣中的病毒蛋白碎片(即肽段)将结合到人类白细胞抗原(Humanleukocyteantigens,HLA)的凹槽上,由此形成的“病毒蛋白碎片—HLA”复合物最终会出现在巨噬细胞的表面,让辅助性T细胞进行识别。

  机体的防御

  在每个辅助性T细胞上,都存在一些受体,用以识别抗原表位(epitope,免疫细胞或抗体一般不能识别整个抗原,而只能识别抗原分子上的一个特定肽段,这个部位就是抗原表位)。当辅助性细胞“看到”巨噬细胞上有适合表位时,它就会结合上去,并将表位分解成更小的碎片。这些碎片将激活免疫系统的其他成员——杀伤性T细胞、B细胞等,并促使它们增殖。

  在适宜的环境中,杀伤性T细胞会直接攻击被病毒感染的细胞。与巨噬细胞一样,被感染的细胞也会分解部分病毒颗粒,并把病毒碎片与HLA分子结合在一起,呈递于细胞表面。如果杀伤性T细胞通过受体识别出病变细胞上的抗原表位,就会与表位结合,在新的病毒颗粒生成前摧毁细胞。活跃的B淋巴细胞则分泌抗体,识别病毒表面的特异表位,以标记和消灭那些尚在人体内游荡的病毒颗粒(还未进入细胞)。

  以上免疫反应也是机体防御HIV感染的重要机制。在HIV感染初期,病毒会潜入辅助性T细胞或巨噬细胞,并在无限制的情况下短暂而迅速地复制。当病毒数量呈几何级数增长,成千上万的新病毒颗粒破膜而出,辅助性T细胞数量会急剧下降,巨噬细胞也将大量死亡。但免疫系统不会就此束手待毙。很快,杀伤性T细胞和B细胞发动强烈反击,摧毁被感染细胞和病毒颗粒。反击限制了病毒数量的增长,机体暂时能将辅助性T细胞的数量恢复到正常水平。然而威胁一直存在。在感染初期(感染后几周),约30%的感染者出现了发烧症状,并伴有皮疹和淋巴腺肿胀。即便是这部分病人,随后也将进入持续时间较长的“无症状期”(即感染期的第二阶段)。

  在第二阶段,免疫系统仍能保持良好功能,可以检测到的病毒数量相对较低,HIV感染者的健康似乎没受到多大影响。然而,这只是假象——HIV并未停止复制,它们的数量在不断增加,辅助性T细胞却在持续减少。具有讽刺意味的是,负责控制HIV感染的杀伤性T细胞也会摧毁被感染的辅助性T细胞,使得辅助性T细胞以更快的速度消失,这样一来,失去“指挥官”的免疫系统对HIV更是束手无策。

  当人体内的辅助性T细胞数量从正常情况下的每微升血液1000个下降到不足200个时,科学家一般认为,这代表病人已从感染期进入艾滋病阶段。在这个阶段,HIV数量急剧上升,而人体免疫力几乎为零。正由于免疫机能的丧失,原来在正常状态下有益于人体健康的微生物(特别是细菌和真菌),将威胁到艾滋病患者的生命安全。通常,艾滋病一旦全面爆发,患者往往只剩下不到两年的寿命。

  面对HIV的持续攻击,人体免疫系统的功能可以在较长时间内保持正常,为什么在这段时间内,绝大多数病人的免疫系统都无法彻底消灭HIV?几年前,在分析了HIV的多种特征后,诺瓦克(本文作者之一)和同事猜测,这可能是因为HIV在人体中不断进化。

  HIV和免疫系统间的战争,开始于HIV在被感染细胞内复制以及新的病毒颗粒从细胞中逸出

  HIV和免疫系统间的战争,开始于HIV在被感染细胞内复制以及新的病毒颗粒从细胞中逸出

  HIV数量增多,诱导免疫系统作出多种反应,以消除游离病毒颗粒及被染细胞。然而,这些反应不能完全清除HIV,因为HIV感染使辅助性T细胞和巨噬细胞数量急剧降低,而这两种细胞在抵抗HIV的过程中扮演着重要角色。(点击可查看大图)

  HIV数量增多,诱导免疫系统作出多种反应,以消除游离病毒颗粒及被染细胞。然而,这些反应不能完全清除HIV,因为HIV感染使辅助性T细胞和巨噬细胞数量急剧降低,而这两种细胞在抵抗HIV的过程中扮演着重要角色。(点击可查看大图)

  高速突变

  进化理论认为,遗传突变有时会赋予生物体新的生存优势。也就是说,相对于同类,携带了特殊遗传突变的生物体能更好地克服生存障碍,繁殖更多的后代。随着时间的推移,拥有“优势突变”的个体越来越多,会在群体中占据主导地位。这种情况将一直持续下去,直到其他个体产生更具优势的突变,或环境发生改变,更有利于拥有其他性状的个体生存。总之,环境压力决定了生物群体的主流性状。

  在研究HIV的生命周期时,诺瓦克和同事发现,HIV明显是通过进化来应对环境压力(即宿主免疫系统的攻击)。它们的遗传组成在不断改变,而高频率突变能提高产生优势突变的可能性。为什么HIV能不断突变?这种能力主要源于一种蛋白质——逆转录酶(reversetranscriptase)。在宿主细胞中,HIV利用逆转录酶,将自身的RNA基因组转录为双链DNA,并在整合酶的作用下,将病毒DNA插入宿主细胞的染色体中,再借用宿主细胞的各种工具,产生更多的病毒RNA和蛋白质。最后,这些元件将组装成新的病毒颗粒,从宿主细胞逸出。在自我复制的过程中,由于HIV的逆转录酶容易出错,突变时常发生。据估计,RNA每逆转录为DNA一次,平均会产生1个位点差异,而HIV的高速复制,则进一步提高了突变几率。拥有这种突变模式的HIV是已知病毒中变异性最高的一种。

  HIV的复制速度到底有多快?为了有直观感受,我们来看看美国亚拉巴马大学伯明翰分校的乔治·M·肖(GeorgeM.Shaw)和美国阿伦·戴蒙德艾滋病研究中心的何大一(DavidD.Ho)曾做过的一项研究。他们发现,在每个艾滋病人体内,每天至少产生10亿个新的HIV;在免疫功能完全丧失的状况下,病毒数将每两天增加一倍。这些数据说明,人体感染HIV后10年,体内的病毒颗粒与原始病毒已相隔数千代。在这10年中发生在HIV上的遗传改变,人类需要数百万年才能完成相同程度的改变。

  一般说来,人们感染HIV后,在数年内都不会出现任何症状。这段时间里,人体免疫系统中的抗体、杀伤性和辅助性T细胞能保持较高的反应性,消灭大部分HIV。然而,无症状期过后,HIV的疯狂复制将使免疫系统崩溃,失去对病毒的控制力。

  一般说来,人们感染HIV后,在数年内都不会出现任何症状。这段时间里,人体免疫系统中的抗体、杀伤性和辅助性T细胞能保持较高的反应性,消灭大部分HIV。然而,无症状期过后,HIV的疯狂复制将使免疫系统崩溃,失去对病毒的控制力。

  进化假说

  对HIV的进化能力有一定了解后,诺瓦克和同事提出了一个假说,来解释HIV为何能抵御免疫攻击,避免被彻底消灭,最终导致艾滋病。他们认为,基因突变会产生HIV变种,使病毒的外壳蛋白发生相应改变,虽然这些改变不能影响免疫反应,却可以让病毒“隐形”,因为免疫系统无法识别新出现的突变蛋白(抗原表位)。HIV变种携带的突变蛋白越多,人体免疫系统也就越难识别。

  抗原表位的每一次突变,都能赋予HIV新的生存优势,这种优势会持续存在,直到人体免疫系统能识别新的抗原表位。不过,即便免疫系统能识别出新表位,也无法对HIV形成毁灭性打击,而只能暂时减少人体内的病毒数量,因为HIV又会产生新的变种,摆脱免疫系统的控制。

  然而,这个“控制与反控制”过程很难通过临床研究证实,因为科学家很难监测到HIV与免疫系统间的相互作用。鉴于此,诺瓦克决定使用计算机模拟,研究HIV在面对免疫压力时是如何进化的。他认为,只要数学模型能模拟出已知的HIV发展模式,就能推导出较为合理的HIV进化路线。

  诺瓦克和同事把自己的研究思想融入了一个数学模型,这个模型的核心方程则反映了HIV感染人体的重要过程:通过不断复制,导致大量辅助性T细胞死亡,从而破坏免疫系统;同时,HIV持续突变,产生新的变种,逃避免疫攻击,并使优势突变迅速传播开来。一段时间后,免疫系统又能识别新变种,致使病毒数量骤减。这个模型能够区别两种免疫应答:识别突变表位和识别保守表位(每个HIV都拥有的、几乎不发生变化的蛋白质片段,这种片段的缺失或改变将对HIV造成严重影响)。

  诺瓦克的模型不仅“复制”了从HIV感染到最后HIV数量急剧上升的全过程,还解释了免疫系统与HIV的“控制与反控制”循环为什么不能无限制进行,而是以HIV无限制复制、辅助性T细胞全部丧失、艾滋病发作为终点。

  从数学模型中,我们得到一条非常重要的信息:通常,人体免疫系统能对数种HIV变种同时发起攻击,但在感染HIV数年后,机体内的HIV变种过多,多样性超出一个极限值时,免疫系统就再也无法控制病毒。这个极限值又叫做爆发点,会因个体不同而有所不同。如果某人的免疫系统本来就很脆弱,极少的HIV变种就能使免疫防御崩溃。

  为什么HIV变种过多就能击败免疫系统?这里有一种直观的解释。HIV和免疫系统间的战争,就像两支激烈交锋的军队:在HIV这边,每个士兵都是多面手,可以攻击自己碰到的每个敌方细胞;但免疫系统里的战士是专职的,只会攻击持有特定旗帜的HIV。

  如果每个HIV都持同一种旗帜,交战双方的实力就是对等的。但是,如果HIV分为3个阵营,每个阵营携带不同的旗帜,战况又会怎样?此时,即便免疫系统也分为3个阵营,分别攻击一个敌方阵营,免疫军队仍将处于极端不利的状况。因为每个免疫战士只能识别某一个敌方阵营的士兵,而HIV根本不会区分对手是谁,只负责全力进攻,很快就能占据上风,最终赢得战争。

  HIV能以进化的方式摆脱免疫控制。举个简单例子,一个HIV携带了一种可识别的抗原表位(第1步~第2步中的绿色部分),免疫系统(这里以能产生抗体的B淋巴细胞为代表)一开始可以针对此表位作出反应,但HIV发生多次突变后,表位也会发生相应改变(第3步~第5步),让免疫系统无法识别。当人体内出现太多的HIV变种后,免疫力就将受到严重破坏。

  HIV能以进化的方式摆脱免疫控制。举个简单例子,一个HIV携带了一种可识别的抗原表位(第1步~第2步中的绿色部分),免疫系统(这里以能产生抗体的B淋巴细胞为代表)一开始可以针对此表位作出反应,但HIV发生多次突变后,表位也会发生相应改变(第3步~第5步),让免疫系统无法识别。当人体内出现太多的HIV变种后,免疫力就将受到严重破坏。

  选择压力

  上述模型还解释了为什么一些HIV感染者的发病进程远快于其他人。如果在感染之初,病人的免疫系统针对保守抗原表位,向HIV发起强力攻击,即使HIV发生变异,免疫攻击的有效性也不会受到太大影响(在这种情况下,免疫系统将一直对被感染细胞和HIV保持警惕)。机体就能防止HIV无限制复制,延缓艾滋病的发病进程,甚至不会发病。

  如果机体针对保守抗原表位的免疫反应不够强烈,但对变异表位的免疫反应较强,仍能在一段时间内控制病毒感染。随着HIV变种增多,变异表位不断更新,免疫系统的控制力将越来越弱,最终对变异表位的免疫攻击彻底失效(大多数感染者都属于此类情况)。

  最糟的情况是,机体对保守表位和变异表位的免疫反应都很弱,感染者很快就会发病。在这种情况下,原始病毒颗粒几乎没有应对免疫攻击的压力,在相对轻松的环境下就能完成增殖,因此这类病人从感染到发病,HIV不会发生明显变异。

  根据诺瓦克的模型,我们还可以了解在艾滋病不同阶段,HIV群体在病人体内的不同组成。在感染初期,即免疫系统全面激活之前,能快速复制的病毒将成为群体中的主要成员。因此,即使一个人同时感染不同的HIV变种,短时间后,他体内的大部分病毒都是具有快复制能力病毒的后代。因此在急性感染期(感染后几周内),我们很难在感染者体内找到多个HIV变种。

  免疫系统全面激活后,HIV的处境变得艰难。它们不再能自由复制,必须提防免疫系统的攻击——选择压力出现了。只有不断突变,产生新的变种,HIV才能逃避免疫攻击。在这一阶段,HIV多样性迅速增加。然而,一旦免疫防御系统崩溃,病毒生存障碍不复存在,导致多样性增加的选择压力也将消失。于是,病人体内的HIV变种减少,病毒多样性降低。

  通过长期跟踪研究一小群HIV感染者,科学家证实了我们根据数学模型作出的预测。英国爱丁堡大学的安德鲁·J·利·布朗(AndrewJ.LeighBrown)、荷兰阿姆斯特丹大学的雅普·古德斯密特(JaapGoudsmit)、美国华盛顿大学的詹姆斯·I·穆林斯(JamesI.Mullins)、美国西北大学医学院的斯蒂文·M·沃林斯基(StevenM.Wolinsky)等人,多年来一直在研究HIV包膜上的V3蛋白片段——抗体与HIV结合的重要部位,具有高度变异性。正如计算机模拟预测的那样,在人体感染HIV数周内,科学家分离出的病毒的V3区域都很相似,但在随后几年,这一区域则发生了多种变化。

  人体感染HIV后,病毒数量的增加速率主要取决于初始免疫反应。模型分析表明,如果免疫防御直接针对HIV上的保守表位,免疫系统本身就能控制病毒增殖(左图),即便HIV发生变异,免疫系统针对其他突变表位的反应强度开始减弱,仍能抑制HIV的增殖。但这种情况非常罕见。如果病人的初始免疫反应和对突变表位的反应都很弱(中图),HIV数量将迅速增多;如果初始免疫反应和对突变表位的反应都很强,但针对保守表位的初始反应无法靠本身力量控制病毒增殖(右图),病毒数量会缓慢增加。在这种情况下,如果免疫系统对突变表位的反应也减弱,病毒数量将剧增。

  人体感染HIV后,病毒数量的增加速率主要取决于初始免疫反应。模型分析表明,如果免疫防御直接针对HIV上的保守表位,免疫系统本身就能控制病毒增殖(左图),即便HIV发生变异,免疫系统针对其他突变表位的反应强度开始减弱,仍能抑制HIV的增殖。但这种情况非常罕见。如果病人的初始免疫反应和对突变表位的反应都很弱(中图),HIV数量将迅速增多;如果初始免疫反应和对突变表位的反应都很强,但针对保守表位的初始反应无法靠本身力量控制病毒增殖(右图),病毒数量会缓慢增加。在这种情况下,如果免疫系统对突变表位的反应也减弱,病毒数量将剧增。

  聚焦杀伤性T细胞

  最初的数学模型把免疫系统视为一个整体,没有区分不同的免疫细胞。由于杀伤性T细胞能对HIV施加巨大的免疫压力,我们和其他科学家合作,又设计了一种新的模型,能专门检测不同免疫细胞的作用。新模型让我们更清楚地了解到,HIV多样性是如何侵蚀免疫系统的。

  1994年,我们就开始启用新模型。在此之前,麦克迈克尔(本文作者之一)曾和同事一起,研究了数位还未发病的HIV感染者。在这项持续了5年的研究中,病人体内的杀伤性T细胞对HIV的奇怪反应、HLA分子(人类白细胞抗原)对病人免疫力的影响都让几位科学家非常困惑。

  在免疫反应中,HLA分子起着非常重要的作用,它们决定着哪些病毒蛋白会出现在细胞表面,以及这些蛋白是否会引发免疫反应。在任何两个感染者体内,HLA分子的组成都不一样,他们细胞表面的病毒蛋白以及“HLA-病毒蛋白”复合物对免疫系统的刺激性也不一样。大部分感染者的免疫系统只能识别少部分病毒蛋白(抗原表位)——通常为1到10种。

  临床研究中,麦克迈克尔发现,一个HIV内部蛋白(Gag)上的多个抗原表位,都能刺激杀伤性T细胞作出反应。在数位感染者中,有3位的细胞是利用HLA分子的变异体B27呈递抗原表位,另外2位患者的细胞则利用变异体B8。在B27感染者中,杀伤性T细胞只能识别Gag蛋白上的一种片段(在研究过程中,这个片段没有发生过明显变异),而在B8感染者中,杀伤性T细胞能识别Gag蛋白上的另外3种片段(这3种片段在研究过程中都发生过变异,对于其中的大部分变异体,杀伤性T细胞都无法识别)。研究还表明,杀伤性T细胞针对这3种片段作出的反应的强度有很大差异。

  这一研究首次证实了HIV变种能摆脱杀伤性T细胞的追杀。但麦克迈克尔和同事又发现了新问题:杀伤性T细胞对不同抗原表位的反应强度,为什么会有如此明显的差异?要知道,在大部分的HIV感染病例中,杀伤性T细胞通常直接作用于一个或极少数几个抗原表位,而且免疫反应的强度都很稳定。

  迷惑免疫系统

  为回答这个问题,我们构建了杀伤性T细胞对HIV反应的计算机模型。这一程序假设,被感染细胞在分解HIV时,会产生多种能为杀伤性T细胞识别的抗原表位,而且这些表位将出现在细胞表面。另一个假设是,大部分表位都会发生变异,由此产生的HIV变种可能携带了数种变异表位。

  在模型中,我们让抗原表位发生随机突变(即组成表位的每个氨基酸都可能发生突变),然后追踪观察HIV变种的生长过程、每个表位会激活多少个杀伤性T细胞。我们发现,一个特定抗原表位能激活多少杀伤性T细胞,取决于有多少HIV携带了这种表位,以及该表位对杀伤性T细胞的刺激性有多强。(与其他表位相比,一些表位能让更多的杀伤性T细胞增殖。)

  计算模型得出的结果非常复杂。实际上,人体免疫力会随着年龄的增长而下降,造成免疫力下降的原因,正是我们在两位携带了HLA—B8分子的病人身上观察到的免疫反应波动性(即杀伤性T细胞针对不同抗原表位的反应强度有很大差异)。这种波动性似乎源于不同杀伤性T细胞群体间的竞争作用。

  通过计算发现,在机体内,一群识别同一种抗原表位的T细胞会与其他群体争夺主导地位。在HIV感染初期,多个T细胞群体都会参与杀伤性反应,病毒数量因此减少,T细胞能接收到的刺激信号也会变弱。最终,只有那些能识别刺激性最强的抗原表位的T细胞可以保持活性,这使得杀伤性免疫反应被单一T细胞群体主导。

  如果病毒不发生变异,单一T细胞群体主导的杀伤性免疫反应具有完全清除病毒的潜力,对人体健康是有利的。但另一方面,如果这种强刺激性表位发生变异,相应T细胞就无法识别,携带该表位的HIV将在免疫系统眼皮底下迅速增殖。偶尔,免疫系统也会抓捕HIV变种,针对变异表位发起攻击,但在大部分时间里,免疫系统都察觉不到变异表位,而把注意力转移到刺激性较弱的原始表位。免疫系统的“注意力”会多次转变,不同T细胞群体的成员数量也会随之波动。因此,通过表位变异,HIV能以两种方式给免疫系统制造麻烦:除了直接减少自己受到的免疫攻击,还能够迷惑免疫系统,让它把注意力转向刺激性较弱的表位。

  通过模拟,我们对HIV如何击败免疫系统有了全面认识:抗原表位不断发生变异,HIV多样性越来越高,不仅使免疫反应出现较大波动,还能迷惑免疫系统,让它把注意力逐渐转向刺激性越来越弱的原始表位。与此同时,由于生存压力降低,HIV大量增殖,迅速杀灭辅助性T细胞和巨噬细胞,削弱免疫系统的控制力。换句话说,HIV多样性的升高加速了疾病进程。上述多表位模拟同样适用于抗体反应。

  计算机模型跟踪分析了一个假想感染者体内的杀伤性T细胞数量的变化情况。感染初期,T细胞对携带有7种可识别表位的一群HIV发生反应(上图);5号表位(黄色)可诱导最强烈的免疫应答。当5号表位发生突变后(中图),免疫系统主要针对刺激性较弱的2号表位(红色)作出反应。2号表位突变后(下图),优势免疫反应再次转移到刺激性更弱的4号表位(绿色)。这种转变导致HIV感染者的免疫控制力不断下降。

  计算机模型跟踪分析了一个假想感染者体内的杀伤性T细胞数量的变化情况。感染初期,T细胞对携带有7种可识别表位的一群HIV发生反应(上图);5号表位(黄色)可诱导最强烈的免疫应答。当5号表位发生突变后(中图),免疫系统主要针对刺激性较弱的2号表位(红色)作出反应。2号表位突变后(下图),优势免疫反应再次转移到刺激性更弱的4号表位(绿色)。这种转变导致HIV感染者的免疫控制力不断下降。

  对付HIV

  一些对我们的研究不太熟悉的人可能认为,免疫系统对多个抗原表位作出反应,应该能更好控制病毒感染——如果人体感染一种病毒,即使一类免疫细胞无法识别,另一类也可能识别出病毒并进行攻击。然而,我们通过模型预测到的情况却完全相反:在HIV感染中,免疫系统针对多个表位作出反应是一个危险的信号,这表示一些重要表位可能发生突变,形成不可识别的新表位。据此,我们推测,相对于能对多个表位作出反应的感染者,仅能识别一个或少数表位的感染者能更好地控制病毒感染。来自HLA研究的一个有趣发现证实了我们的推测:T细胞反应呈波动性的两名HIV感染者的发病进程,远快于仅对一种表位作出持续反应的病人。不过,由于该研究招募的受试者有限,上述结论的权威性还有待证实。

  如果我们的模型正确反映了艾滋病的发病进程,相关结果可用于研究预防性、治疗性疫苗和药物治疗方法。就疫苗而言,它可以刺激免疫系统针对某一保守表位作出反应。尽管这种表位也许只能被一部分免疫细胞识别,但由此激发的免疫反应却可以持续存在,很好地控制HIV感染。当然,要研制出这种疫苗,我们首先要在HIV上鉴别出保守表位,并找到合适的方法把它们送入人体。

  我们在模拟过程中还发现了一个重要现象:在所有感染阶段,HIV都会不遗余力地进行复制。基于这一认识,大部分医生认为,在感染初期,也就是病毒大量增殖之前,使用能阻止HIV复制的药物,也许能有效控制艾滋病病情。联合使用数种药物要比单一用药有效,因为即使HIV发生突变,对某一种药物产生耐药性,其他药物仍然有效。通过降低复制率,上述策略便能降低HIV突变速率,限制病毒多样性升高——这还有助于免疫系统清除HIV。

  最终结局

  临床及统计学研究表明,在感染者体内,HIV不仅大规模复制,还重复突变,使病毒多样性增加。得益于这一特性,HIV会在感染过程中不断进化。新的变种能在一定程度上逃避免疫攻击,而在病毒群体中占据优势地位,直到免疫系统集中力量来消灭它们为止。但与此同时,HIV又会产生新的变种,以逃避新一轮的免疫攻击。就这样,免疫系统与HIV不断进行着“控制与反控制”的较量。

  然而,这场较量不会无休止地进行下去,多样性的增加让HIV逐渐占据优势。凭借高度多样性,HIV能迷惑免疫系统,降低免疫攻击的有效性,而HIV则趁机加速复制,杀死辅助性T细胞。

  辅助性T细胞大量死亡后,杀伤性T细胞和B细胞的功能便无法正常发挥,因为它们只能在辅助性T细胞的“指挥”下实施免疫攻击。当这两种细胞的功能进一步下降时,致死性事件就将发生:病毒数量持续增多,越来越多的辅助性T细胞被杀死,免疫系统全面崩溃。

  总的来看,我们的进化假说能很好地解释为什么人体感染HIV后,要隔很长时间才会发病,也让我们清楚地了解到,HIV是如何击溃免疫系统的。

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