已知一个未接受治疗的HIV感染者, 其每天有约100亿病毒拷贝被复制, 受染细胞高达1亿^{[7, 8]}。已知HIV反转录病毒复制过程缺乏矫正功能, 精确度较低, 结果导致每一轮HIV复制中都会出现随机的变异, 即每天都能出现单点突变毒株, 在不能完全抑制病毒复制的药物浓度下, 由于药物的压力最终导致对药物敏感性下降的病毒株被选择, 也就是人们常提及的病毒准种被选择并保留。随着药物压力下持续诱发变异的不断累积最终导致耐药的出现^[9]。就药物而言, 有的因单点突变就可导致高水平的耐药, 有的则可能需要多位点变异, 其完全取决于对耐药的基因屏障^[9]。取消药物压力后, 耐药变异株又可能被野生株取代, 被认为是耐药变异株向野生病毒基因型株的转化, 使得病毒贮存库中野生型病毒大量复制。同样, 耐药变异株也可种植于贮存库(例如被感染的静止的T细胞), 一旦该药物再次被应用, 就会将耐药变异株重新选择。

NRTI是通过抑制反转录酶从而终止病毒DNA的合成来抑制病毒的复制。HIV对其形成耐药有2种不同的机制, 即破坏这些类似物与DNA的结合和将其从过早终止的DNA链的末端移除。已知NRTI的分子很小, 他们对位于反转录酶催化域附近的疏水口袋有很强的亲和力, 通过结合而影响酶的活性, 进一步抑制其合成DNA的能力。事实上, NNRTI治疗失败所选择的变异全部位于这些化合物所结合的疏水口袋靶位, 降低了药物的亲和力。各种NNRTI与疏水口袋相互作用间只有细微的差异, 但变异的出现大部分是药物依赖性的。奈韦拉平耐药通常与Y181C变异相关, 但其他变异, 如Y188C、K103N、G190A和 V106A也可出现。对依菲韦仑的初始耐药通常表现为K103N变异, 但Y181L、L100I、Y318F变异也可出现。HIV的蛋白酶在特定的部位切割多聚蛋白前体, 从而释放出结构蛋白以及病毒颗粒组装时所必需的各种酶。若结构蛋白缺乏, 形成的病毒颗粒为非成熟病毒颗粒, 不具有感染性。HIV对PI的耐药是在酶的底物结合域内或远端出现氨基酸的替代所导致。这些氨基酸的变化直接或间接地改变了抑制剂和蛋白酶结合的数量及结合点的特性, 降低对蛋白酶的亲和力, 如普通的耐药变异V82A减小了蛋白酶中氨基酸残基的大小, 这对于结合大多数抑制剂比结合天然的病毒蛋白底物更为重要^[10]。HIV包膜糖蛋白(gp)复合体(gp120-gp41)的变异可使病毒对EI产生耐药。对于CCR5抑制剂以及整合酶抑制剂的耐药目前研究尚少。

接受抗病毒治疗的患者出现HIV耐药以及由耐药病毒株感染新患者并出现传播已成为主要的公共卫生问题之一, 其传播的成功与否取决于传播高危行为的类型和频率、人群中抗病毒药物的应用率、有高危行为的感染人群中病毒耐药的比例以及耐药病毒株的稳定性和传播能力。携带耐药HIV病毒株的HIV感染者可通过高危行为(无保护性性行为或共用针具)将耐药病毒传播给他人。有研究人员调查了接受治疗但仍有HIV传播高危行为的HIV感染者中的耐药率, 约2年的调查研究期间处于性活跃期的HIV感染者有45%仍有无保护性的性行为, 后者中31%的人在进行高危行为时携带有耐药病毒株(其中13%为多重耐药)^[11]。这一数据表明了减少接受治疗的HIV感染者的高危行为的重要性。

在美国进行的一项大型的HIV耐药调查结果显示, 在体内病毒载量可测的HIV感染者约有75%存在HIV耐药, 其中48%为多重耐药病毒株^[12]。虽然这一研究包括了应用初级的早期抗病毒药物的时期, 但实际上, 这些患者换用新的抗病毒治疗方案应该可以达到HIV的抑制。因此, 这一数据还是表明了HIV耐药可能产生的严重后果。新近的研究表明在发展中国家, 随着新的抗病毒药物的不断出现, 耐药的危险会有所下降^{[13, 14]}, 但在HIV感染者中的耐药问题仍比较显著, 此现象提示新型抗病毒药物及新的治疗方案的开发极其重要。

在资源有限国家, 接受抗病毒治疗的患者是否存在初始抗病毒方案的失败主要是根据临床或免疫学的指标^[15]。由于费用及可及性等原因, 通常可早期获得病毒抑制不佳状态的病毒载量指标在这些地区并不普及。由于不能早期发现并检测病毒耐药, 造成很多失败的方案的观察期延长, 最终筛选出多重耐药病毒株的出现。在某些发展中国家, 如中国, 已经制定了抗病毒治疗的二线方案, 并制定了换药及病毒耐药检测的具体操作流程, 对大多数出现病毒耐药的患者已经开始接受二线药物治疗, 并重新获得病毒的抑制及免疫的重建。

在发达国家和资源有限地区最常用的药物都是以NNRTI为基础的一线药物。现在3种药物的组合(2种NRTI加上1种NNRTI)即复合剂已有上市, 并显示了良好的抗病毒学反应率。很多国家和地区接受其为一线治疗方案。值得注意的是一旦该方案失败, 则意味着该患者对组合抗病毒药物均呈耐药。多重耐药的出现取决于所应用的治疗方案以及患者持续应用治疗失败方案的时间。对于大多数NNRTI为基础方案治疗失败的患者来说, 可能会出现对NNRTI及NRTI的双重耐药, 导致这些患者携带多重耐药病毒株^[16]。当然当可以获得其他种类抗病毒药物时, 对这样的患者可以采取补救治疗。但是, 很多国家和地区的抗病毒药物的种类十分有限, 因此随着时间的推移, 在那些发展中国家, 治疗患者中的耐药将成为一个严峻的问题。

新发感染者中耐药HIV病毒株的比例取决于调查研究的时间和地区。据估计, 在那些广泛应用抗病毒药物已近20年的国家和地区, 这一比率大约为10%(美国约为8%~15%, 欧洲为10%)^[17]。而对于那些抗病毒药物应用时间并不长的国家和地区, 这一比率通常较低, 一般< 5%^[18]。根据一些调查显示, 中国的这一比例大约也在5%左右。随着时间的推移, 估计接受抗病毒治疗的人数将不断上升, 耐药病毒株的传播也随之增加, 世界卫生组织(WHO)已建议将耐药监测作为抗病毒治疗的一部分。对这些治疗患者中耐药病毒株的出现以及传播进行监测将有助于抗病毒治疗措施的实施以及制定一些策略, 以阻止耐药的产生及传播。

在发展中国家, 对一线药物耐药的病毒传播可能会产生严重后果。因为这些国家和地区的二线药物十分有限, 由于经费及资源的缺乏, 感染者无法获得那些对耐药病毒株有效的新药, 所以补救治疗方案仅限于抗病毒药物资源充足的国家而已。

目前有2种检测耐药的方法:基因型检测, 即检测耐药变异的存在; 表型检测, 即检测培养的病毒对各种药物的敏感性。耐药检测可为药物的选择进行指导, 可以帮助更好地管理患者, 而且可以提高治疗的效果^[19]。一些前瞻性随机研究已经证实了药物耐药检测的临床意义。这些研究评价了HIV感染者不同阶段耐药的发生情况, 得到了一些相互矛盾的结果, 但大多数都表明基因型检测对临床有一定的指导意义。

基因型检测的方法有直接测序法、异源双链轨迹试验(HTA)、聚合酶链反应(PCR)连续酶测定试验、线性探针试验、限制性内切酶酶切试验、引物特异的PCR测定、Rnase A错配剪切试验等, 其中部分试验已有商用系统。基因型检测的优点是可提供交叉耐药资料, 时间较短(几天或几小时), 技术步骤较少, 一般情况下费用较便宜。但也存在着明显的缺点, 即不直接提供药物的耐受程度, 无法定量, 部分变异位点与临床耐药的相关性无法完全确认。在进行基因测序后, 将测序结果与标准病毒株比较可获得耐药变异结果。目前供参考的数据库有美国斯坦福大学耐药数据库(http://hivdb.stanford.edu/)及Los Alamos HIV耐药数据库(Los Alamos HIV Drug Resistance Database)。通过输入所测得的序列, 数据库可自动提供病毒基因变异及耐药的结果。

表型检测通过病毒培养, 再通过与无耐药性个体减少50%或90%HIV复制所需的药物水平比较来分级耐药程度。表型耐药是耐药检测的金标准, 直接提供药物的耐受情况, 可定量。但其缺点也很明显, 即实验室要求高、费时、费用高昂。表型耐药检测的结果与基因型检测结果通常相同, 但有时亦有差异。当耐药HIV毒株水平较低时, 表型检测可发现基因型检测所没有提示的耐药性变异。

现在也有公司开发出了商业化的检测试剂盒, 从而为临床耐药检测提供了很大的便利。但是现在商业化耐药检测的局限性在于无法检测出低含量的耐药病毒株, 由于没有抗病毒药物的压力, 这些病毒株在体内以低复制病毒存在。已知目前临床应用的标准检测方法只有耐药病毒株在总的病毒群中达到20%时才能获得阳性结果。事实上, 体内耐药病毒株达到1%就有临床意义, 因为在药物的选择性压力下这些病毒株会很快生长(复制)^[20]。在这些研究中, 在急性及慢性感染的人群中都发现了含量较低的耐药病毒株, 而且对这些以前潜伏的耐药病毒株的检测可以预测即将出现的治疗失败。因此, 目前我们还需要新的耐药检测技术以筛查所有类型的低含量病毒株。这样的方法具有相当大的临床实用性, 可改进对患者的治疗, 甚至可以用于预测新的抗病毒药物的病毒反应性。目前HIV耐药领域的主要研究方向是如何对现存方法进行改进以达到这一目标。

近来已经有多种新的抗病毒药物被批准用于感染HIV耐药病毒株的患者。这些药物中有一些作用机制独特, 可在病毒生活周期中新的位点抑制病毒的复制。这些新的药物使得临床医生可以对携带多重耐药病毒株的患者应用新的治疗方案从而达到病毒的抑制。最近被批准的抗病毒新药包括新的PI(地瑞那韦和替拉那韦), 一种有效对抗多种耐药病毒株的NNRTI(依曲韦林), CCR5抑制剂(马拉维若)以及一种整合酶抑制剂(雷格特维)。

抗病毒药物的发展往往不是同步的, 而且新药的批准也需要数月甚至数年。这种新药的延迟上市导致了很多新药在患者实际上是单药在发挥治疗作用。临床医生通常在治疗失败的方案上加上一种新的抗病毒药物以阻止已处于疾病晚期的患者的免疫系统进一步恶化。在失败的方案上加上一种新药进行治疗可获得短暂的病毒学应答, 但常常随之出现再次的治疗失败, 并有可能导致更广泛耐药病毒株的产生(病毒株可能在原有耐药的基础上出现对所加的新药的耐药), 该方法导致了很多患者中多重耐药病毒株的出现。现在临床治疗策略已经获得了很大的改进。如果患者在初始的NRTI+NNRTI或NRTI+利托拉韦增效的PI(PI/r)治疗方案后出现多重耐药病毒株, 临床医生将采用二线或三线抗病毒治疗方案, 这些方案包括2~3种作用机制不同的新的抗病毒药物, 这些新的组合对多种耐药病毒株也可获得良好的治疗效果, 这一方法至少在那些可获得所有抗病毒药物的人群中降低耐药。现在重要的是如何使得这些新的药物广泛应用到所有需要的人群中, 尤其是那些资源有限的国家和地区。

HAART已经显著地降低了HIV/获得性免疫缺陷综合征(AIDS)相关的病死率, 而且在那些有很大需求的国家和地区也逐渐可以获得越来越多的抗病毒药物, 其中包括最新的一些药物。这些都可能导致HIV耐药病毒株的出现和传播, 在那些已经应用了相当长时间抗病毒药物的国家和地区, 这一问题已经非常突出。HIV耐药病毒株的传播也是一个重要的公共卫生问题。现在需要HIV耐药监测计划以保证抗病毒治疗的有效性, 并直接指导选择性用药。同时也需要开发新的耐药检测技术和方法以检测低含量的耐药病毒株, 因为这些病毒株最终可能导致治疗失败。当然我们也需要通过各种措施和手段使得所有出现多重耐药的患者能获得新的抗病毒药物。