HIV 通过 CD4+ 分子和趋化因子受体附着并穿透宿主 T 细胞（见图简化版 HIV 生命周期）。附着后，HIV RNA 和几种 HIV 编码的酶被释放到宿主细胞中。

病毒复制需要逆转录酶（一种依赖 RNA 的 DNA 聚合酶）复制 HIV RNA，产生原病毒 DNA；这种复制机制容易出错，导致频繁突变，从而产生新的 HIV 基因型。这些突变促进了能够抵抗宿主免疫系统和抗逆转录病毒药物控制的 HIV 的产生。

前病毒 DNA 进入宿主细胞的细胞核，并在涉及另一种 HIV 酶整合酶的过程中整合到宿主 DNA 中。每次细胞分裂时，整合的前病毒 DNA 都会与宿主 DNA 一起复制。随后，前病毒 HIV DNA 可以转录为 HIV RNA 并翻译成 HIV 蛋白，例如包膜糖蛋白 41 和 120。这些 HIV 蛋白在宿主细胞内膜组装成 HIV 病毒体，并在经过修饰的人类细胞膜包膜内从细胞表面出芽。每个宿主细胞可能产生数千个病毒体。

出芽后，另一种 HIV 酶蛋白酶会裂解病毒蛋白，将未成熟的病毒体转化为成熟的、有传染性的病毒体。

简化的 HIV 生命周期

HIV 附着并穿透宿主 T 细胞，然后释放 HIV RNA 和酶进入宿主细胞。HIV 逆转录酶将病毒 RNA 复制为原病毒 DNA。原病毒 DNA 进入宿主细胞的细胞核，HIV 整合酶促进原病毒 DNA 整合到宿主的 DNA 中。宿主细胞随后产生 HIV RNA 和 HIV 蛋白。HIV 蛋白组装成 HIV 病毒体并从细胞表面出芽。HIV 蛋白酶裂解病毒蛋白，将未成熟的病毒体转化为成熟的传染性病毒。

简化的 HIV 生命周期

受感染的 CD4+ 淋巴细胞产生> 98% 的血浆 HIV 病毒体。受感染的 CD4+ 淋巴细胞亚群构成了可重新激活的 HIV 储存库（例如，如果停止抗病毒治疗）。

在中度至重度 HIV 感染中，每天约有 10 8至 10 9 个病毒体产生和清除。HIV 在血浆中的平均半衰期约为 36 小时，在细胞内约为 24 小时，在细胞外约为 6 小时。每天，感染者体内大约 30% 的 HIV 总负担会被更新。此外，5% 至 7% 的 CD4 细胞每天更新一次，整个 CD4 细胞库每 2 天更新一次 ( 1 )。因此，终末期 HIV 感染 (AIDS) 是由于 HIV 持续不断地复制，导致病毒和免疫介导的 CD4 淋巴细胞死亡。此外，HIV 复制量大和 HIV 逆转录酶转录错误频率高会导致许多突变，增加产生对宿主免疫和药物产生耐药性的菌株的机会。

感染另一种逆转录病毒，即人类T淋巴细胞病毒 1（HTLV-1），不太常见，但也可能引发严重疾病。

免疫系统

HIV 感染的两个主要后果是

免疫系统受损，特别是 CD4+ 淋巴细胞耗竭

免疫激活

CD4+ 淋巴细胞参与细胞介导免疫，在较小程度上参与体液免疫。CD4+ 耗竭可能由以下原因造成：

HIV 复制的直接细胞毒性作用

细胞介导的免疫细胞毒性

胸腺损伤会损害淋巴细胞的产生

受感染的 CD4+ 淋巴细胞的半衰期约为 2 天，比未感染的 CD4+ 细胞短得多。CD4+ 淋巴细胞破坏率与血浆 HIV 水平相关。通常，在初始或原发感染期间，HIV 水平高（> 10 6拷贝/毫升），CD4 计数迅速下降。

正常 CD4 计数约为 750/mcL，如果计数> 350/mcL，则免疫力受到的影响小。如果计数降至 200/mcL 以下，细胞介导免疫力的丧失会导致各种机会性病原体从潜伏状态重新激活并引起临床疾病。

体液免疫系统也会受到影响。淋巴结中 B 细胞增生导致淋巴结肿大，并且对先前遇到的抗原的抗体分泌增加，经常导致高球蛋白血症。总抗体水平（特别是 IgG 和 IgA）和针对先前遇到的抗原的滴度可能异常高。但是，随着 CD4 计数的降低，对新抗原（例如疫苗中的抗原）的抗体反应也会降低。

免疫激活异常升高可能部分是由于肠道细菌成分的吸收所致。免疫激活导致 CD4+ 耗竭和免疫抑制，但其机制尚不明确。

其他组织

HIV还会感染非淋巴单核细胞（如皮肤中的树突状细胞、巨噬细胞、脑小胶质细胞）以及脑、生殖道、心脏和肾脏的细胞，导致相应器官系统患病。

神经系统（脑和脑脊液）和生殖道（精液、宫颈阴道液）等多个区域中的 HIV 毒株可能会发生突变，并在遗传上与血浆中的毒株不同，这表明它们已被这些解剖区域选择或已适应（2–4）。因此，这些区域中的 HIV 水平和耐药模式可能与血浆中的不同。

疾病进展

在原发感染的初几周内，会出现体液和细胞免疫反应：

体液：艾滋病毒抗体通常在原发性感染后数周内即可测量；然而，抗体不能完全控制艾滋病毒感染，因为会产生不受患者当前抗艾滋病毒抗体控制的艾滋病毒突变形式。

细胞：细胞介导免疫是初控制高水平病毒血症（通常超过 10 6拷贝/毫升）的更重要手段。但是，淋巴细胞介导的细胞毒性靶向的病毒抗原的快速突变会破坏除一小部分患者外所有患者对 HIV 的控制。

血浆 HIV 病毒体水平（以每毫升 HIV RNA 拷贝数表示）在约 6 个月后稳定在一个水平（设定点），该水平在患者之间差异很大，但平均为 30,000 至 100,000/mL（4.2 至 5 log 10 /mL）。这种变化取决于宿主因素如何相互作用并影响 HIV 病毒遗传多样性（5）。该设定点越高，CD4 计数下降到严重损害免疫力（< 200/mcL）的水平的速度就越快，并导致机会性感染和癌症，这些是定义 HIV 终末期的特征（6, 7）。

机会性感染、终末期 HIV 和艾滋病相关癌症的风险和严重程度取决于两个因素：

CD4 计数

接触潜在的机会性病原体

当 CD4 计数低于阈值（约 200/μL）时，某些感染的风险会增加，而当 CD4 计数低于阈值（约 50/μL）时，则会发生特定机会性感染，如下所示：

CD4 计数< 200/mcL：耶氏肺孢子虫肺炎、弓形虫脑炎和隐球菌性脑膜炎的风险增加

CD4 计数< 50/mcL：感染巨细胞病毒(CMV) 和鸟分枝杆菌复合体 (MAC) 的风险增加

对于未经治疗的患者，血浆 HIV RNA 每增加 3 倍（0.5 log 10），未来 2 至 3 年内进展为终末期 HIV 或死亡的风险就会增加约 50%（6）。

如果不接受治疗，感染艾滋病毒后 2 至 3 年内发展为终末期艾滋病毒的风险约为每年 1 至 2%，此后每年约为 5 至 6%。终，未经治疗的患者几乎无一例外地会发展为终末期艾滋病毒。