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第二章 艾滋病母婴传播机制及影响因素
第一节 艾滋病母婴传播的机制
通过对HIV感染妇女进行病毒学检测和PCR检测的研究,对艾滋病母婴传播的时机和机制已经有所了解。对HIV感染产妇分娩的婴儿进行PCR和病毒培养显示,在艾滋病母婴传播中,妊娠晚期和分娩期的传播占有很大的比例。
一、宫内传播
艾滋病母婴传播可以发生于妊娠的任何时期。宫内传播被认为是病毒通过胎盘实现的,艾滋病病毒可直接感染绒毛膜细胞或通过破损缺口进入胎儿循环。
胎盘是阻止HIV母婴垂直传播的屏障。虽然大多数HIV感染孕妇的胎盘组织中可以检测到HIV,但胎盘组织感染与发生HIV母婴垂直传播并无必然联系。胎盘组织中HIV RNA/DNA的比率显著低于淋巴组织,这可能是胎盘内源性产生的物质抑制了病毒的复制,如胎盘局部产生并释放的人绒毛膜促性腺激素(HCG)、白血病抑制因子(LIF)等细胞因子均具有抗病毒作用。当孕妇体内病毒载量超过胎盘的缓冲能力时,将可能发生垂直传播。研究资料显示,25%~38%的HIV垂直传播为子宫内传播所致。
HIV宫内垂直传播的途径之一为病毒或者病毒感染的母体细胞直接通过破裂的滋养层,使胎盘巨噬细胞、基质细胞及内皮细胞暴露于病毒颗粒并被感染。动物实验研究表明,给孕兔接种感染HIV-1的人T淋巴细胞后,11/19个仔兔HIV-1阳性。在仔兔体内发现持续存在人细胞特异性(即HLA)的基因序列,这提示感染的T细胞能够由孕兔垂直传播给子代。
HIV子宫内垂直传播的途径之二为HIV直接侵入滋养细胞,即HIV进入滋养细胞并在细胞内自我复制,或者HIV以细胞内吞的方式完整地横穿滋养细胞,然后从基底膜侧释放。研究表明,HIV能够以细胞介导的方式侵入滋养细胞。将滋养细胞暴露于游离的HIV-1 24小时,未发现病毒颗粒侵入细胞;而当体外共同培养合体滋养细胞及HIV-1感染的淋巴细胞时,24小时后,在滋养细胞中可检测到HIV颗粒。这提示病毒是通过细胞介导的方式入侵的。研究发现,纯化的原代滋养细胞及滋养细胞系低水平表达HIV-1的协同受体CXCR4及CCR5(CXCR4、CCR5分别为CXC、CC型趋化因子受体),但不表达HIV-1壳蛋白gp120的受体CD4。原代滋养细胞及滋养细胞系能被不同的游离HIV-1株感染,并释放出具有传染能力的病毒,但是这种感染率极低;而当滋养细胞与HIV-1感染的T细胞共同培养时,滋养细胞被感染的几率明显增加。尤为重要的是,培养体系中加入抗淋巴细胞功能相关抗原-1(LFA-1)的抗体能显著抑制滋养细胞被感染。因此,细胞与细胞间的接触、黏附使得HIV从T细胞传播到滋养细胞,之后又从滋养细胞传播到胎儿的T细胞。
游离的HIV能否直接感染滋养细胞至今仍无定论。有人认为,游离HIV-1病毒可感染合体滋养细胞,妊娠末期的滋养细胞能够感染并复制CD4非依赖、CXCR4依赖的HIV-1病毒株。总之,游离的HIV-1病毒颗粒不能或仅能以极低几率感染滋养细胞;但当滋养细胞与HIV-1阳性的淋巴细胞共培养时,病毒颗粒能有效地以细胞介导的方式侵入滋养细胞。
二、分娩过程中传播
生殖道存在HIV-1 DNA与发生垂直传播密切相关。分娩过程中的传播是胎儿与含有病毒的血液及宫颈阴道分泌物接触造成的。在分娩前和分娩时经母体-胎儿微循环的血性传播,在宫缩时感染的几率增大,此时胎儿的头皮直接接触母体宫颈阴道口的分泌物,并且产妇行会阴切开术、应用胎儿头皮电极、阴道助产都会使胎儿皮肤或黏膜破损伤口直接接触母体的血液、产道分泌物而被感染。
产时HIV传播可能有以下几种途径:分娩时子宫收缩,胎盘滋养层破裂,游离病毒或者病毒感染的母体细胞直接通过破裂的滋养层,最终导致胎儿细胞感染;胎儿的皮肤或黏膜直接与母体血液或宫颈、阴道的分泌物接触,HIV病毒通过皮肤、黏膜破损处入侵。另外的传播途径可能为经羊膜感染,当母体存在细菌性感染时,母体的白细胞可以进入羊水中并通过胎儿的皮肤、黏膜、肠道和肺进入胎儿体内。目前认为,分娩期艾滋病病毒垂直传播的危险性最大。
三、产后传播
产后哺乳也是HIV重要的传播途径。50%的HIV-1阳性儿童在其出生时,其HIV-1 DNA及RNA均为阴性,这提示至少50%的患儿是在产时或产后感染病毒的。63%的HIV-1母乳喂养传播发生于分娩后6周内;75%发生于分娩后6个月内;87%发生于分娩后12个月内。
母乳中含有艾滋病病毒,新生儿感染是乳汁内的病毒通过口腔或者胃肠道造成的。通过母乳喂养方式传播艾滋病病毒的危险性要比人工喂养方式高得多。这种危险性依赖于临床因素和母乳喂养的方式及持续的时间。没有接受HIV母婴垂直传播阻断的产妇在母乳喂养一年后,通过母乳喂养传播艾滋病病毒给婴儿的危险性是10%~20%。母乳喂养传播艾滋病病毒的危险性随着母乳喂养的继续,其危险性持续存在。6个月到婴儿1岁以后,母乳喂养会使50%婴儿发生与母乳喂养相关的艾滋病病毒感染。研究还发现,在产后3个月内混合喂养婴儿,感染艾滋病病毒的危险性高于单纯母乳喂养婴儿。混合喂养可能会引起婴儿胃肠道的损伤和炎症反应,增加感染机会。
一项对275个HIV-1阳性产妇分娩后2年内的乳汁的研究发现,母亲血浆中高病毒载量、母亲体内低CD4T细胞计数、生殖道分泌物中可检测到HIV-1 DNA这3个参数,与乳汁中HIV-1 RNA的浓度相关。此外,初乳/早期乳中的平均病毒载量明显高于分娩后14天的成熟乳。乳汁中含大量HIV-1 RNA的母亲在整个哺乳期都有可能通过乳汁将病毒传播给婴幼儿。乳汁中的病毒载量增加10倍,HIV-1的传播几率将增加2倍。