HIV 超级感染动力学及 R5 到 X4 转换的数学模型

在 HIV 感染期间会出现若干病毒准物种，它们能够使用不同的共受体，特别是 CCR5 和 CXCR4 共受体（分别为 R5 和 X4 表型）。共受体使用的转换与疾病更快进展至 AIDS 阶段相关。由于若干制药公司正启动 R5 和 X4 药物的大型 III 期试验，需要模型来预测病毒株的协同进化与竞争动力学。我们提出了一个描述 R5 准物种动力学的 HIV 早期感染模型，以及一个描述 R5 到 X4 转换的 HIV 晚期感染模型。我们报告以下发现：在超级感染或共感染后，准物种动力学具有数月的时间尺度，并在 CD4+ T 细胞数量较低时变得更慢。CD4+ T 细胞曲线在 AIDS 晚期下降，并且可通过考虑 X4 相关的肿瘤坏死因子动力学来描述。趋化因子受体的系统发育推断表明，病毒突变路径可能产生能够与 CXCR4 以外的趋化因子受体相互作用的 R5 变体。这可能解释 AIDS 晚期观察到的免疫系统大规模信号中断，并可能与疫苗和治疗相关。