Спид: как вич разрушает нашу иммунную систему. Строение вируса иммунодефицита человека

За сравнительно короткое для истории медицины время, прошедшее с июня 1981 г., когда социалисты Центра по контролю за болезнями (Атланта, США) обратили особое внимание на сведения о 5 больных с пневмоцистной пневмонией и кандидозом , был выполнен беспрецедентно большой объем научных исследовании по проблеме ВИЧ-иифекции, предложены эффективные методы лабораторной диагностики. Однако до настоящего времени диагностика ВИЧ-инфекции зачастую представляет определенную трудность.

Учитывая, что СПИД считают болезнью со 100%-ной летальностью, а также настороженную общественную ориентацию к ВИЧ-инфицированным, установление такого серьезного диагноза налагает особую ответственность на врачей за психоэмоциональное состояние, социальную адаптацию, а порой и за жизнь больного (инфицированного).

Основной задачей лабораторной диагностики ВИЧ-инфекции является как можно раннее выявление первичной инфекции в целях:

• защиты реципиентов крови, органов и тканей;
• назначения и проведения противовирусной терапии;
• проведения противоэпидемических мероприятий.

Незнание этиологии, патогенеза, клинического течения заболевания затрудняет интерпретацию результатов клинико-лабораторных исследований. Проблема лабораторной диагностики ВИЧ-нмфекции усугубляется несовершенством диагностических тест-систем, обусловленным с одной стороны технологическими трудностями, с другой - высокой генетической изменчивостью вируса и схожестью антигенного состава ВИЧ и некоторых структур организма человека.

ЭТИОЛОГИЯ

Источником ВИЧ-инфекцпи является человек. Вирусные частицы обнаружены во многих биологических жидкостях инфицированных - в крови, сперме, цереброспинальной жидкости, грудном молоке, влагалищном и цервикальном секретах. Это обусловливает несколько путей передачи ВИЧ-инфекции. ВИЧ может передаваться при половых контактах, переливании крови и ее препаратов, использовании контаминированного медицинского инструментария, от матери к ребенку и от ребенка матери во время кормления грудью, а также от матери ребенку во время беременности и родов .

ВИЧ относится к семейству ретровирусов и подсемейству лентивирусов(рис. 9.1). Члены семейства ретровирусов характеризуются содержанием геномной РНК и фермента обратная транскриптаза (ревертаза). Для того, чтобы геном ретровнруса соединился с геномом клетки, вначале с помощью обратной транскриптазы происходит синтез ДНК по матрице вирусной РНК. Затем ДНК провируса встраивается в геном клетки-хозяина.

История открытия ВИЧ

ВИЧ был открыт почти одновременно в 1983 г. независимо друг от друга двумя исследователями - Р. Галло (Национальный институт рака, США) и Л.Монтанье (Институт Пастера, Франция).

Р.Галло в 1980 г. открыл первый ретровирус человека. Вирус поражал Т-клетки крови, вызывая лейкоз, и получил соответствующее название - человеческий Т-клеточный вирус лейкемии, Human Т-сеll Leukemia Virus (HTLV). Следующим в лаборатории Р. Галло был выделен ретровирус НТLV-II, который вызывает хронический волосатоклеточный Т-лейкоз.

Новое инфекционное заболевание СПИД, не известное до 1981 г., сопровождалось истощением пула Т-лимфоцмтов, что и натолкнуло Р. Галло на мысль о связи данной болезни с неизвестным Т-лимфотропным вирусом. Исследования, в результате которых был выделен НТLV-III, подтвердили гипотетические предположения ученого.

В лаборатории Л.Монтанье новый вирус был выделен от больного с синдромом лимфаденопатии и назван вирусом, ассоциированным с лимфаденопатией,- Lymphadenopathyassociated Virus (LAV)). После того как было установлено, что НТLV-III и LAV являются одним и тем же вирусом, был утвержден единый термин - вирус иммунодефицита человека, ВИЧ (Human Immunodeficiency Virus, HIV). Однако в названиях коммерческих тест-систем для определения антител к ВИЧ иногда встречаются прежние обозначения вируса.

ВИЧ включает две основные структуры - оболочку и нуклеоид/нуклеокапсид (сердцевинную часть) (рис. 9.2). Оболочка вируса представляет собой фрагмент мембраны (наружной или эндоплазматического ретикулума) клетки-хозяина, в которой был собран вирион. Липидный слой несет в себе гликопротеин gp160* (* Латинские буквы gp обозначают глпкопротеин, а число соответствует молекулярной массе белка в килодaльтонах, кДа), состоящий из экимембранной (наружной) части, обозначаемой gр120, и трансмембранной части - gр41. Трансмембранный протеин gр41, расположенный непосредственно в оболочке вируса, соединяется дисульфидными связями с несколькими (от 3 до 6) молекулами gр120. Некоторое количество гликопротеина gр120 произвольно отделяется от вириона и попадает в кровь и ткани организма в виде растворимой субстанции.

Внутри под оболочкой находится матриксный каркас, состоящий из белка p17/18** (** Латинская буква p обозначает протеин. Через знак "/" перечислены значения молекулярной массы белка по данным различных литературных источников. Далее в тексте будут приведены наиболее часто употребляемые в практике значения).

Нуклеоид ВИЧ имеет характерную для ретровирусов форму палочковидной или конической капсулы. Стенка нуклеоида состоят из белка р24/25. Сердцевина вириона содержит две одно-цепочные молекулы РНК, с которыми связаны белки р7 и р9, а также комплекс ферментов: обратную транскриптазу (ревертазу), интегразу (эндонуклеазу), РНКазуН и протеазу.

Сотрудникам Л.Монтанье в 1986 г. удалось выделить вариант вируса иммунодефицита человека от двух африканцев с заболеванием, подобным СПИД. Вирус не распознавался антителами к ВИЧ, поэтому был обозначен как ВИЧ-2. Уже через два года заболевание, вызываемое ВИЧ-2, было выявлено на других континентах. Оно характеризуется большей длительностью бессимптомного периода по сравнению с инфекцией ВИЧ-1.

Строение ВИЧ-2 идентично строению ВИЧ-1. Однако большая часть структурных белков различается по молекулярной массе и антигенной характеристике. Так, например, поверхностный эпимембранный и трансмембранный гликопротеины имеют иную молекулярную массу, чем gp120 и gр41, и обозначаются gp105/125* (* В работах некоторых авторов эпимембранный гликопротеин gр105 обозначается как gp125) и gр36 соответственно. К рецепторным белкам клеток-мишеней gp105 имеет такое же выраженное сродство, как и gp120. Нуклеокапспд ВИЧ-2 состоит из белка р26, а матриксный каркас - из протеина р16.

Геном ВИЧ

Геном ВИЧ-1 представлен тремя крупными структурными и семью небольшими регуляторными генами (рис. 9.3). Гены с обеих сторон полинуклеотидной цепи ограничены так называемыми длинными концевыми повторами - long terminal repeat (LTR). Длинные концевые повторы представляют собой участки ДНК, которые содержат ряд важных регуляторных фрагментов. К ним относятся места связывания факторов, влияющих на процесс транскрипции: участок (сайт), с которого начинается транскрипция - информационной РНК с ДНК провируса, и нуклеотидные последовательности, необходимые для запуска (промотер), усиления (энхансеp) и торможения (элемент негативной регуляции) транскрипции. Таким образом, LTR выполняет ключевые регуляторные функции, обеспечивая и контролируя начало и темп репликации вируса.

Структурные гены кодируют белки, которые непосредственно входят в структуру вириона или являются ферментами. К ним относятся гены, обозначаемые env, gag и pol.

• Ген env (от англ. envеlоре - оболочка) [показать] .

  кодирует трансляцию белка молекулярной массой 160 кДа, который является предшественником гликопротеинов оболочки вируса - gр41 и gp120.

• Ген gag (от англ. group specific antigens - группо-специфичные антигены) [показать] .

  кодирует синтез белка р55, являющегося предшественником четырех внутренних белков вируса - р24 (нуклеокапсид), р17 (матрнксный каркас), р7 и р6. Протеин р7 связан с геномной РНК вируса, необходим при сборке вириона для заключения РНК в нуклеокапсид.

  Белок р6 обеспечивает высвобождение дочерних вирнонов из клетки-хозяина.

• Ген pol (от англ. polymerase - полимераза) [показать] .

  кодирует синтез протеазы (р52/53), которая расщепляет белок-предшественник р55 (gag), и еще трех других ферментов - обратной транскриптазы (ревертазы) (р64/66/68). РНКазы Н (р15), которая отделяет молекулу РНК из комплекса комплементарных цепей РНК+ДНК, образующегося в процессе обратной транскрипции, и интегразы (р31/32), которая обеспечивает интеграцию ДНК провируса в геном клетки-хозяина.

  Все 4 фермента, как указывалось выше, сосредоточены в нуклеокапсиде вириона.

Ниже приведены краткие сведения о регуляторных генах ВИЧ-1, продукты которых регулируют или обеспечивают процессы, связанные с репликативным циклом вируса в клетке.

• Ген tat (от англ. transactivator of transcription - трансактиватор транскрипции) [показать] .

  Состоит из двух пространственно разделенных участков, ответственен за активацию транскрипции генов провируса. Tat получил название трансактиватора, поскольку воздействует на гены, расположенные не в непосредственной близости от него. Ген tat кодирует синтез так называемого трансактивирующего фактора - белка с молекулярной массой около 14 кДа, обнаруживаемого в ядре и в цитоплазме пораженных ВИЧ клеток.

  Данный белок необходим для полноценного биосинтеза вирусной РНК, способен повышать синтез вирусных белков более чем в 1000 раз на этапах как транскрипции, так и трансляции. Tat действует как на гены провируса, так и на гены человека, являясь фактором роста для клеток саркомы Капоши.

  Увеличение синтеза вирусных белков, возникающее в результате действия продуктов гена tat стимулирует продукцию самого трансактивируюшего фактора, что, в свою очередь, по механизму положительной обратной связи приводит к еще более интенсивной продукции вирусных белков и сборке новых вирионов.

• Ген rev (от англ. regulator of virus - регулятор вируса) [показать] .

  кодирует синтез белка с молекулярной массой около 19 кДа, который локализуется в ядрах инфицированных клеток.

  Присутствие белка ускоряет процесс транспорта вирусной информационной РНК из ядра в цитоплазму.

• Ген nef (от англ. negative regulatory factor - негативный регуляторный фактор) [показать] .

  кодирует синтез белка с молекулярной массой 24-25/27 кДа, который имеет сродство к участку длинного концевого повтора - негативному регуляторному элементу (negative regulatory element, NRE). Взаимодействие белка nef и NRE приводит к подавлению транскрипции мРНК, и, как следствие, к снижению синтеза вирусных белков.

• Функция белка с молекулярной массой 23 кДа - продукта гена vif (от англ. viral infectivity factor - фактор инфекционной способности вируса)- окончательно не установлена. Полагают, что названный белок повышает инфекционную способность новообразованных вирионов.
• Регуляторный ген vpr (от англ. virus protein K - вирусный белок К) [показать] .

  кодирует синтез белка с молекулярной массой 15 кДa. Данный протеин обеспечивает активирующую функцию длинного концевого повтора (LTR), входит в состав дочерних вирионов и осуществляет активацию транскрипции с геномной РНК после внедрения вируса в клетку.

• Значение регуляторного гена vpl (от англ. virus protein T - вирусный белок Т) не установлено.
• Регуляторный ген vpu (от англ. virus protein U - вирусный белок U) [показать] .

  кодирует синтез белка молекулярной массой 16 кДа. Данный протеин играет роль в сборке вирионов и отделении их от клетки-хозяина.

Существование генных механизмов как активации (гены tat, rev), так и торможения (ген nef) репликативного процесса ВИЧ обеспечивает состояние функционального равновесия, при котором провирус может находиться в неактивной форме.

Геном ВИЧ-2 сходен по строению с геномом ВИЧ-1 (рис. 9.4). Различие геномов состоит в том, что у ВИЧ-2 нет регуляторного гена vpu, но имеется отсутствующий у ВИЧ-1 регуляторный ген vpx, расположенный в геноме провируса аналогично гену vpu. Гомология нуклеотидных последовательностей генов ВИЧ первого и второго типа равна приблизительно 50%.

Изменчивость ВИЧ

Изменчивость ВИЧ связана с неточностью работы обратной транскриптазы во время синтеза ДНК провируса. По различиям в нуклеотидных последовательностях гена env и соответственно в аминокислотных последовательностях gp120 варианты ВИЧ делятся на три группы: М (major), О (outline) и N (non М and О).

Наибольшей вариабельностью отличается участок молекулы gp120, образующий петлеобразный домен (т.н. V3-петля из 35 аминокислот). 80-95% противовирусных антител специфичны именно к этому участку.

Основная группа М (от англ. major - основной) на сегодня доминирует в мире . Она и свою очередь подразделяется на субтипы, обозначаемые буквами латинского алфавита от А до H. Варианты ВИЧ этой группы встречаются во всех странах. География распространения субтнпов следующая. В Африке - колыбели ВИЧ - выявлены все субтипы. В Европе и Северной Америке превалирует субтип В, в Юго-Восточной Азии - субтип Е, в Индии - субтип С. В целом в мире наблюдается следующая частота выделения субтипов ВИЧ у инфицированных лиц (рис. 9.5).

Во всех регионах мира обнаруживаются так называемые рекомбинантные субтипы, содержащие часть генов одного субтипа и часть другого. Так в России основным субтипом ВИЧ является А, но встречаются рекомбинанты А+В.

Значительные генетические отличия от представителей основной группы имеет группа штаммов О (от англ. outline) . Случаи инфицировании штаммами ВИЧ-0 имеют место на территории Западной Африки, их число пока невелико. Вместе с тем ряд ведущих фирм-производителей иммуноферментных тест-систем для определения антител к ВИЧ включают в состав наборов и антигены ВИЧ-О, так как вполне вероятно быстрое распространение данного субтипа вируса за пределы Африки.

ВИЧ-2 также имеет несколько субтипов.

Определение субтипов ВИЧ осуществляется методами молекулярной биологии - полимеразной цепной реакции (ПЦР) и методом bДНК, основанным на использовании разветвленных ДНК-зондов (branch DNA - разветвленная ДНК). Методом bДНК возможно количественное определение РНК ВИЧ и ДНК провируса ВИЧ, причем всех 5 основных субтипов.

Коммерческие наборы, предназначенные для определения РНК ВИЧ методом ПЦР, рассчитаны для выявления всех типов ВИЧ кроме D.

Генетическая изменчивость проявляется в вариабельности не только антигенных, но и биологических свойств изолятов вируса.

Страница 1

всего страниц: 8

ЛИТЕРАТУРА [показать] .

1. Федеральный закон РФ "О предупреждении распространения в Российской Федерации заболевания, вызываемого вирусом иммунодефицита человека" от 30 марта 1995 года.
2. Змушко Е. И., Белозеров Е. С. ВИЧ-инфекция / Руководство для врачей. - СПб: Питер, 2000. - 320 с.
3. Исаков В. А., Аспель Ю. В., Богоявленский Г. В. и др. Опыт применения циклоферона в терапии ВИЧ-инфекцни и СПИДа / Руководство для врачей.- СПб, 1997.- 60 с.
4. Кожемякин Л. А., Бондаренко И. Г., Тяптин А. А. Синдром приобретенного иммунодефицита / Пособие для врачей.- Л.: Знание, 1990.- 112 с.
5. Лобзин Ю. В., Казанцев А. П. Руководство по инфекционным болезням. - СПб., 1996. - 712 с.
6. Лысенко А. Я., Турьянов М. X., Лaвдовская М. В., Подольский В.М. ВИЧ-инфекция и СПИД-ассоциированные заболевания / Монография.- М.: ТОО "Рарогъ", 1996,- 624 с.
7. Новохатский Л. С., Хлябич Г. Н. Теория и практика лабораторной диагностики синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИД). - М.: ВИНИТИ, 1992,- 221 с.
8. Покровский В. И., Покровский В. В. СПИД: синдром приобретенного иммунодефицита.- М.: Медицина, 1988.- 43 с.
9. Покровский В. И. ВИЧ-инфекция или СПИД // Терапевт, арх. - 1989. - Т. 61, № 11. - С. 3-6.
10. Покровский В. В. ВИЧ-инфекция: клиника, диагностика / Под общ. ред. В. В. Покровского.- М.: ГЭОТАР МЕДИЦИНА, 2000.- 496 с.
11. Рахманова А. Г. ВИЧ-инфекция (клиника и лечение).- СПб: "ССЗ", 2000.- 367 с.
12. Рекомендации по применению антиретровирусных препаратов у взрослых и подростков, инфицированных вирусом иммунодефицита человека // Consilium Medicum приложение. Январь 2000,- 22 с.
13. Смольская Т. Т., Ленинская П. П., Шилова Э.А. Серологическая диагностика ВИЧ-инфекции / Методическое пособие для врачей.- СПб, 1992.- 80 с.
14. Смольскал Т. Т. Второе десятилетие жизни в условиях СППДа: уроки и проблемы / Актовая речь.- СПб., 1997.- 56 с.
15. Хаитов Р.М., Игнатьева Г. А. СПИД.- М., 1992.- 352 с.
16. Connor S. Research shows how HIV exhausts the body // Brit. Mod. J.- 1995.- Vol.310.- P. 6973-7145.
17. Burcham J., Marmor M., Dubin N. et al. CD4 is the best predictor of development of AIDS in a cohort of HIV-infecteci homosexual men // J. AIDS.- 1991.- jN"9. - P.365.
18. Furlini G., Vignoli M., Re M. C., Gibellini D., Ramazzotti E., Zauli G.. La Placa M. Human immunodeficiency virus type I interaction with the membrane of CD4+ cells induces the synthesis and nuclear translocation of 70K heat shock protein // J.Gen. Virol.- 1994.- Vol.75, pt 1.- P. 193-199.
19. Gallo R. C. Mechanism of disease induction by HIV // J.AIDS.- 1990.- N3.- P. 380-389.
20. Gottlieb M. S., Schroff R., Schanker H. et al. Pneumocystis carinii pneumonia and mucosal candidiasis in previously homosexual mon // Now England J. Med. - 1981. - Vol. 305. - P. 1425-1430.
21. Harper M. E., Marselle L. M., Gallo R.C., Wong-Staal F. Detection of lymfocytes expressing human T-lymphotropic virus type III in limph nodes and peripheral blood from infected individuals by in situ hybridization // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. - 1986. - Vol. 83. - N 2. - P. 772-776.
22. Hess G. Clinical and diagnostic aspects of HIV-infection.- Mannheim: Boehringer Mannheim GmbH, 1992.- 37 p.
23. Hu D.J., Dondero T.J., Ryefild M. A. et al. The emerging genetic diversity of HIV // JAMA.- 1996. - N 1.- P. 210-216.
24. Lambin P., Desjobert H., Debbia M. et al. Serum neopterin and beta-2-microglobulin in anti-HIV positive blood donors // Lancet.- 1986.- Vol.8517. - P. 1216.
25. Maldonado I. A., Retru A. Diagnosis of pediatric HIV disease // The AIDS knowledge base, Fd. Cohen P.T.; Sande M. A. Voiberding. 1994.- P. 8.2.1-8.2.10.
26. Mc Dougal J.S., Kennedy M.S., Sligh J.M. et al. Binding of the HTLV-III/LAV to T4+ T cells by a complex of the 110K molecule and the T4 molecule // Science.- 1985.- Vol.23.- P. 382-385.
27. Montagnier L., Gougeon M. L., Olivier R. et al. Factors and mechanisms of AIDS pathogenesis // Science challenging AIDS. Basel: Karger, 1992.- P. 51-70.
28. Paterlini P., Lallemant-Le C., Lallemant M. et al. Polimerase chain reaction for studies of mother to child transmission of HIV-I in Africa // J.Med. Virol. - 1990.- Vol.30, N 10.- P. 53-57.
29. Polis M. A., Masur H. Predicting the progression to AIDS // Amor. J. Med. - 1990.- Vol.89, N 6.- P. 701-705.
30. Roddy M.M., Grieco M. H. Elevated soluble IL-2 receptor levels in serum of HIV infected populations // AIDS Res. Hum. Retrovir. - 1988.- Vol.4, N 2. - P. 115-120.
31. Van dor Groen. G., Van Kerckhoven I. et al. Упрощенный и менее дорогой, в сравнении с традиционным, способ подтверждения инфекции ВИЧ // Бюлл. ВОЗ.- 1991.- Т. 69, №6.- С. 81-86.

Источник : Медицинская лабораторная диагностика, программы и алгоритмы. Под ред. проф. Карпищенко А.И., СПб, Интермедика, 2001

Ретровирусы. ВИЧ

Семейство Retroviridae включает три подсемейства:

Oncovirinae (онковирусы), важнейший представитель которого - T-лимфотропный вирус человека типа 1 ;

Lentivirinae (лентивирусы), к которому относится ВИЧ;

Spumavirinae (спумавирусы, или пенящие вирусы).

Подсемейства включают рода:

• Epsilonretrovirus

Вирионы сферической формы размером 80-100 нм, покрыты внешней липопротеиновой оболочкой, имеющей ворсинки длиной 8 - 10 нм. Внутри икосаэдрического капсида находится спиральная РНК. Наружная оболочка, капсидная мембрана и нуклеотид на разрезе вириона расположены концентрически.

Вирионы типа А, В, С, D различаются морфологически. У вирионов типа А сердцевина кольцевидная с внутренней электронно-оптически пустой полостью. У вирионов типа В сердцевина сдвинута к периферии, капсид неплотно примыкает к нуклеопротеиду, на поверхности отчетливо просматриваются длинные булавовидные отростки. Вирионы типа С имеют плотную центрально расположенную сферическую или овальную сердцевину, отростки более короткие или пуговчатые. У вирионов типа D сердцевина овальной формы, капсид неплотно примыкает к нуклеопротеиду, вместо шипиков обнаруживаются пуговчатые образования; онковирусы бычьего лейкоза сходны с онковирусами типа С, но сердцевина может быть эпицентрической, а сами вирионы часто бывают полиморфны.

Характерной чертой семейства является наличие в составе вириона РНК-зависимой ДНК- полимеразы, иначе называемой обратной транскриптазой. Это и послужило основанием для названия семейства (от лат. retro - обратный).

Вирионы имеют 6 структурных белков, из них 4 внутренних (капсидных) негликолизированных и 2 гликопротеина оболочки.

Капсидные белки несут группоспецифические межвидовые антигены и являются основой для разделения вирусов на роды и подроды. Гликопротеиды являются типоспецифическими антигенами, участвуют в реакции нейтрализации.

Как правило, геномы ретровирусов содержат три открытые считывающие рамки, которые кодируют белки, находящиеся в зрелых вирусах: коды группоспецифического антигена (gag) для ядра и структурных белков вируса; коды полимеразы (pol) для обратной транскриптазы и интегразы; и коды оболочки (env) для белков покрытия ретровируса.

К регуляторным генам относятся: tat (трансактиватор всех вирусных белков), rev (регулятор экспрессии вирионных белков), vif (вирионный инфекционный фактор), vpr (функции остаются неясными), nef (негативный фактор экспрессии), vpx (функции неизвестны)

Генетическая информация ретровирусов представлена в виде РНК.Репродуктивный цикл +РНК-ретровирусов уникален, так как при его реализации как промежуточный продукт образуются молекулы ДНК. Поскольку обратная транскрипция и интеграция вирусного генома предшествуют репликации, то плюс-молекулы РНК ретровирусов не проявляют инфекционных свойств, а служат матрицей для синтеза молекулы -ДНК РНК-зависимой ДНК-полимеразой (обратной транскриптазой, ревертазой), входящей в состав вирусной частицы. С молекул -ДНК копируются цепи +ДНК. Затем обе цепи соединяются с образованием двойной цепи и транспортируются в ядро клетки. Клеточные эндонуклеазы и лигазы (интегразы) катализируют сплайсинг ДНК клетки с вирусной ДНК. В результате образуются новые, рекомбинантные молекулы ДНК. Вновь образованная ДНК транскрибируется клеточной ДНК-зависимой РНК-полимеразой в +РНК.

Полная копия +РНК способна формировать геномы дочерних популяций, а также транслироваться как мРНК с образованием структурных белков и ферментов, участвующих в сборке вирионов. Эти копии могут быть подвергнуты РНК-сплайсингу - устранению интронов из мРНК-предшественника; в результате образуются малые молекулы мРНК, кодирующие поверхностные, регуляторные и добавочные белки вируса. Самосборка вирусов и созревание вирусных частиц происходит в цитоплазме. Зрелые вирионы выходят из клетки, отделяясь от неё почкованием (высвобождение вируса в окружающую среду может длиться годами).

Нуклеиновая кислота онковирусов имеет гомологию с клеточной ДНК своего вида хозяина. Многие вирусы этого семейства вызывают неопластические процессы, главным образом лейкемии и саркомы ряда видов животных. Нормальные клетки некоторых видов животных содержат интегрированные копии соответствующих видов онковирусов. Они могут никак не проявляться или активируются некоторыми физическими и химическими факторами, а возможно, и при инфекции другими онковирусами. Часто встречаются дефектные вирусы, размножающиеся с помощью вируса-помощника. Передаются вертикально и горизонтально.

ВИЧ - вирус иммунодефицита человека, вызывающий заболевание - ВИЧ-инфекцию, последняя стадия которой известна как синдром приобретённого иммунодефицита (СПИД) - в отличие от врождённого иммунодефицита.

Возбудитель ВИЧ- инфекции относится к роду Lentivirus, который включает в себя тех представителей семейства ретровирусов, которые вызывают медленные вирусные инфекции.

По оценке Объединённой программы ООН по ВИЧ/СПИД (ЮНЭЙДС) и Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), с 1981 по 2006 от болезней, связанных с ВИЧ-инфекцией и СПИД умерли 25 миллионов человек.

Таким образом, пандемия ВИЧ-инфекции является одной из наиболее губительных эпидемий в истории человечества. Только в 2006 году ВИЧ-инфекция стала причиной смерти около 2,9 миллиона человек. К началу 2007 года во всем мире около 40 миллионов человек (0,66 % населения Земли) являлись носителями ВИЧ. Две трети из общего числа ВИЧ-инфицированных живут в странах Африки к югу от пустыни Сахары. В наиболее пострадавших от пандемии ВИЧ-инфекции и СПИД странах эпидемия препятствует экономическому росту и увеличивает бедность населения.

История открытия

Вирус иммунодефицита человека был открыт в 1983 году в результате исследования этиологии СПИД. Первыми официальными научными сообщениями о СПИД стали две статьи о необычных случаях развития пневмоцистной пневмонии и саркомы Капоши у мужчин-гомосексуалов, опубликованные в 1981.

В июле 1982 впервые для обозначения новой болезни был предложен термин СПИД (AIDS). В сентябре того же года на основе ряда оппортунистических инфекций, диагностированных у мужчин-гомосексуалов, наркопотребителей, больных гемофилией A и гаитян, СПИДу впервые было дано полноценное определение как болезни.

В период с 1981 по 1984 год вышло несколько работ, связывающих опасность развития СПИД с анальным сексом или с влиянием наркотиков. Параллельно велись работы над гипотезой о возможной инфекционной природе СПИД.

Вирус иммунодефицита человека независимо открыли в 1983 году в двух лабораториях:

в Институте Пастера во Франции под руководством Люка Монтанье (фр. Luc Montagnier).

в Национальном институте рака в США под руководством Роберта Галло (англ. Robert C. Gallo).

Результаты исследований, в которых из тканей пациентов впервые удалось выделить новый ретровирус, были опубликованы 20 мая 1983 в журнале Science . В этих статьях сообщалось об обнаружении нового вируса, принадлежащего к группе HTLV вирусов. Исследователи выдвигали предположение, что выделенные ими вирусы могут вызывать СПИД.

4 мая 1984 исследователи сообщили о выделении вируса, носившего на тот момент название HTLV-III, из лимфоцитов 26 из 72 обследованных больных СПИД и 18 из 21 больных с пре-СПИД состоянием. Ни у кого из 115 здоровых гетеросексуальных индивидов контрольной группы вирус обнаружить не удалось. Исследователи отметили, что малый процент выделения вируса из крови больных СПИД вызван малым количеством Т4 лимфоцитов, клеток, в которых, предположительно, размножается ВИЧ.

Кроме того, ученые сообщили об обнаружении антител к вирусу, об идентификации ранее описанных у других вирусов и прежде неизвестных антигенов HTLV-III и о наблюдении размножения вируса в популяции лимфоцитов.

В 1986 было обнаружено, что вирусы, открытые в 1983 французскими и американскими исследователями, генетически идентичны. Первоначальные названия вирусов были упразднены и предложено одно общее название - ВИЧ.

В 2008 году Люк Монтанье и Франсуаза Барре-Синусси были удостоены Нобелевской премиии в области физиологии и медицины «за открытие вируса иммунодефицита человека».

Биология ВИЧ

ВИЧ заражает прежде всего клетки иммунной системы (CD4+ Т-лимфоциты, макрофаги и дендритные клетки), а также некоторые другие типы клеток. Инфицированные ВИЧ CD4+ Т-лимфоциты постепенно гибнут. Их гибель обусловлена главным образом тремя факторами:

непосредственным разрушением клеток вирусом

запрограммированной клеточной смертью

убийством инфицированных клеток CD8+ Т-лимфоцитами.

Постепенно субпопуляция CD4+ Т-лимфоцитов сокращается, в результате чего клеточный иммунитет снижается, и при достижении критического уровня количества CD4+ Т-лимфоцитов организм становится восприимчивым к оппортунистическим (условно-патогенным) инфекциям.

Культивирование вируса : in vitro культивируется в 2 биологических средах - в культуре клеток лимфоцитов хелперов с добавлением различных стимуляторов роста - фитогемагглютинина и других, существует эффект цитопатического действия, который выражается в образовании симпласта, то есть стабильной клетки из Т-лимфоцитов, межклеточные перегородки которых сливаются образуя огромные пласты или сети, представляющие как бы одну клетку имеющую 200-300-500 ядер. В культуре накапливаются миллионы и миллиарды копий вируса. Подобная культура используется для накопления вирусов с целью получения диагностических препаратов. Второй биологической моделью для культивирования вируса являются животные - специальные чистолинейные кролики, шимпанзе, гиббоны. Вирус в лабораторных животных размножается, но каждое из них является тупиком: от одного к другому животному и от животного к человеку этот вирус не передается, но вирус можно накапливать, можно моделировать патогенез заболевания.

Вирус обладает средней для сложных вирусов устойчивостью. Он мгновенно погибает при кипячении, но для того чтобы гарантировать что вирус погиб нужно кипятить 20-30 мин, очень быстро погибает под действием различных дезинфектантов - перекись водорода, глутаральдегид, хлор- , фенол-содержащих препаратов. Для обработки рук и антисептических процедур рекомендуют применять хлоргексидин, спирт не очень быстро убивает вирус (70% за 10 мин). При нагревании до 180 вирус в течение часа погибает на 100%, при автоклавировании на 100%. В настоящее время методы, которые реально могут гарантировать нам уничтожение ВИЧ это автоклавирование и воздушная стерилизация. Все остальные методы являются методами интенсивной дезинфекции, но не стерилизации, поскольку никто не знает чем покрыты вирионы в том материале который обрабатывается. Вирионы могут находиться внутри комка биологической жидкости и переживать обработку дезинфектантами.

Разновидности ВИЧ

Для вируса иммунодефицита человека характерна высокая частота генетических изменений, возникающих в процессе самовоспроизведения. Частота возникновения ошибок у ВИЧ составляет 10 −3 - 10 −4 ошибок / (геном * цикл репликации), что на несколько порядков больше аналогичной величины у эукариот.

Длина генома ВИЧ составляет примерно 10 4 нуклеотидов. Из этого следует, что практически каждый вирус хотя бы на один нуклеотид отличается от своего предшественника. В природе ВИЧ существует в виде множества квазивидов, являясь при этом одной таксономической единицей. В процессе исследования ВИЧ все-таки были обнаружены разновидности, которые значительно отличались друг от друга по нескольким признакам, в частности различной структурой генома.

Разновидности ВИЧ обозначаются арабскими цифрами. На сегодняшний день известны ВИЧ-1, ВИЧ-2, ВИЧ-3, ВИЧ-4.

ВИЧ-1 - первый представитель группы, открытый в 1983 году. Является наиболее распространенной формой.

ВИЧ-2 - вид вируса иммунодефицита человека, идентифицированный в 1986 году. По сравнению с ВИЧ-1, ВИЧ-2 изучен в значительно меньшей степени. ВИЧ-2 отличается от ВИЧ-1 в структуре генома. Известно, что ВИЧ-2 менее патогенен и передается с меньшей вероятностью, чем ВИЧ-1. Отмечено, что люди, инфицированные ВИЧ-2, обладают слабым иммунитетом к ВИЧ-1.

ВИЧ-3 - редкая разновидность, об открытии которой было сообщено в 1988. Обнаруженный вирус не реагировал с антителами других известных групп, а также обладал значительными отличиями в структуре генома. Более распространенное наименование для этой разновидности - ВИЧ-1 подтип O.

ВИЧ-4 - редкая разновидность вируса, обнаруженная в 1986 году.

Глобальная эпидемия ВИЧ-инфекции главным образом обусловлена распространением ВИЧ-1. ВИЧ-2 распространен преимущественно в Западной Африке. ВИЧ-3 и ВИЧ-4 не играют заметной роли в распространении эпидемии.

В подавляющем большинстве случаев, если не оговорено иначе, под ВИЧ подразумевается ВИЧ-1.

Строение вириона

Вирионы ВИЧ имеют вид сферических частиц, диаметр которых составляет около 100-120 нанометров. Это приблизительно в 60 раз меньше диаметра эритроцита.

Капсид зрелого вириона имеет форму усеченного конуса. Иногда встречаются «многоядерные» вирионы, содержащие 2 или более нуклеотидов.

В состав зрелых вирионов входит несколько тысяч белковых молекул различных типов.

Названия и функции основных структурных белков ВИЧ-1.

gp41 (TM, transmembrane) трансмембранный гликопротеин массой 41 кДа. Располагается во внешнем слое липидной мембраны. Играет роль «якоря», удерживающего молекулы другого белка - gp120

gp120 (SU, surface) гликопротеин массой 120 кДа. Наружный белок вириона. Нековалентно связан с трансмембранным белком gp41. С одной молекулой gp41 связаны 3 - 5 молекул gp120. Способен связываться с CD4 рецептором. Играет важную роль в процессе проникновения вируса в клетку.

p24 (CA, capsid) белок массой 24 кДа, белок, образующий оболочку нуклеотида (капсида) вируса

p17 (MA, matrix) Матриксный белок массой 17 кДа. Около двух тысяч молекул этого белка образуют слой толщиной 5 - 7 нм, располагающийся между внешней оболочкой и нуклеотидом вируса.

p7 (NC, nucleocapsid) Нуклеокапсидный белок массой 7 кДа Белок, входящий в состав нуклеотида вируса. Образует комплекс с вирусной РНК.

Строение вируса иммунодефицита человека

Внутри капсида ВИЧ находится белковонуклеиновый комплекс: две нити вирусной РНК, вирусные ферменты (обратная транскриптаза, протеаза, интеграза) и белок p7.

С капсидом также ассоциированы белки Nef и Vif (7-20 молекул Vif на вирион). Внутри вириона (и, вероятнее всего, за пределами капсида) обнаружен белок Vpr. Сам капсид образован ~2.000 копий вирусного белка p24.

Капсид ВИЧ окружен матриксной оболочкой, образованной ~2.000 копий матриксного белка p17. Матриксная оболочка в свою очередь окружена двуслойной липидной мембраной, являющейся наружной оболочкой вируса. Она образована молекулами, захваченными вирусом во время его отпочковывания из клетки, в которой он сформировался.

В липидную мембрану встроены 72 гликопротеиновых комплекса, каждый из которых образован тремя молекулами трансмембранного гликопротеина (gp41 или TM), служащими «якорем» комплекса, и тремя молекулами поверхностного гликопротеина (gp120 или SU). С помощью gp120 вирус присоединяется к CD4 рецептору и

ко-рецептору, находящимся на поверхности мембраны клеток.

gp41 и в особенности gp120 интенсивно изучаются как цели для разработки лекарств и вакцины против ВИЧ. В липидной мембране вируса также находятся мембранные белки клеток, в том числе человеческие лейкоцитарные антигены (HLA) классов I, II и молекулы адгезии.

Репликация ВИЧ-1 in vitro возможна без генов nef, vif, vpr, vpu. Однако данные белки необходимы для полноценной инфекции in vivo.

ВИЧ-инфекция

ВИЧ-инфекция - вирусное заболевание, вызываемое вирусом иммунодефицита человека. Последней стадией заболевания является СПИД.

Период от инфицирования вирусом иммунодефицита человека до развития СПИД длится в среднем 9 - 11 лет. Статистические данные многочисленных исследований, проведённых в различных странах за период времени более двух десятилетий, подтверждают это заключение. Эти цифры справедливы лишь для случаев, когда ВИЧ-инфекция не подвергается никакой терапии.

Группы риска

Группы повышенного риска:

лица, употребляющие инъекционные наркотики, использующие общую посуду для приготовления наркотика (распространение вируса через иглу шприца и общую посуду для растворов наркотиков); а также их половые партнёры.

лица (независимо от сексуальной ориентации), практикующие незащищённый анальный секс (в частности, примерно 25 % случаев незащищённого анального секса среди серопозитивных геев составляют лица, сознательно избегающие использование презервативов, несмотря на свою осведомлённость о возможности заражения ВИЧ; небольшую долю лица, целенаправленно стремящиеся заразиться ВИЧ и выбирающие в качестве партнёров для секса ВИЧ-позитивных или потенциально позитивных индивидуумов.

лица, которым сделали переливание непроверенной донорской крови;

• больные другими венерическими заболеваниями;

  коммерческие секс-работники и их клиенты.

Патогенез

Основа патогенеза ВИЧ до сих пор не очень ясна. Последние данные говорят о том, что гиперактивация иммунной системы в ответ на инфекцию является основным фактором патогенеза ВИЧ.

Одной из черт патогенеза является гибель CD4+ Т клеток (Т хелперов), концентрация которых медленно, но неуклонно снижается. Также снижается количество дендритных клеток, профессиональных антиген презентирующих клеток, которые в основном и начинают иммунный ответ к патогену, что по важности последствий для иммунной системы является может даже более сильным фактором нежели гибель Т- хелперов. Причины гибели дендритных клеток остаются неясными.

Некоторые причины гибели хелперов:

1. Взрывная репродукция вируса.

2. Слияние мембран зараженных и не зараженных хелперов с образованием не жизнеспособных симпластов (хелперы становятся липкими). Симпласты были обнаружены только в лабораторных условиях в условиях культур клеток.

3. Атака зараженных клеток цитотоксическими лимфоцитами.

4. Адсорбция свободного gp120 на CD4+ незараженных хелперах с их последующейатакой цитотоксических лимфоцитов.

Основной причиной гибели Т клеток при ВИЧ инфекции является программируемая клеточная гибель (апоптоз).

Даже на стадии СПИД уровень инфицированности Т4 клеток составляет 1:1000, что говорит о том, что вирус сам по себе не способен убить такое количество клеток, которое погибает при ВИЧ инфекции. Также не объяснить столь массовую гибель Т клеток и цитотоксическим действием других клеток.

К настоящему времени установлено, что в основе иммуносупрессии существенную роль играет не только прямое цитопатическое действие вируса, но и ряд опосредованных процессов. В начальные сроки течения инфекции идет выработка противовирусных антител. Какую-то часть вирусного пула такие антитела инактивируют, но остановить прогрессию инфекционного процесса не способны. Вирус забегает вперед и бьет иммунную систему еще до того, как она выработает ответ на предыдущий удар. Поликлональная активация В-лимфоцитов приводит к повышению общего содержания иммуноглобулинов, циркулирующих иммунных комплексов. Однако при общем повышении уровня иммуноглобулинов продукция их различных классов разбалансирована. Циркулирующие иммунные комплексы, состоящие из вирусных антигенов и антител к ним, также способствуют распространению инфекции. В их составе вирусы могут беспрепятственно транспортироваться в кровь и ткани, сохраняя способность инфицировать чувствительные клетки. Кроме того, по неизвестным причинам комплемент человека не способен инактивировать вирус в комплексе "антиген-антитело". Возникают серьезные аутоиммунные процессы. Так, антитела могут разрушать неинфицированные клетки, на которых сорбированы вирусные белки; агрегированные gp120 антитела оказывают усиленное токсическое действие на неинфицированные Т-хелперы и другие клетки.

К сожалению, как представляется в настоящее время, по совокупности последствий иммунопатогенез при ВИЧ-инфекции преобладает над возможностями естественной защиты организма от этого вируса, неотвратимо наступает декомпенсация и в результате обеспеченного ВИЧ-иммунодефицита развиваются вторичные патологические процессы в виде оппортунистических (преимущественно условно-патогенных) инфекций и злокачественных опухолей.

Основной резервуар ВИЧ в организме- макрофаги и моноциты:

1. В них не происходит взрывающей репродукции.

2. Выход происходит через комплекс Гольджи.

Стадии инфекционного процесса

В нашей стране принята следующая классификация ВИЧ-инфекции (В. И. Покровский, 1989).

I. Стадия инкубации . (период сероконверсии - до появления детектируемых антител к ВИЧ) - от 3-х недель до 3 месяцев.

II. Стадия первичных проявлений :

А - острая лихорадочная фаза; Б - бессимптомная фаза; В - персистирующая генерализованная лимфоаденопатия.

Клинические проявления: субфебрильная температура, крапивница, стоматит, воспаление лимфатических узлов - они становятся увеличенными, мягкими и болезненными (проходит под маской инфекционного мононуклеоза).Затем стойкое увеличение лимфатических узлов (плотные, безболезненные) - лимфоаденопатия.5-10 лет

III. Стадия вторичных заболеваний:

А - потеря массы тела менее 10%, поверхностные грибковые, бактериальные, вирусные поражения кожи и слизистых оболочек, опоясывающий лишай, повторные фарингиты, синуситы;

Б - прогрессирующая потеря массы тела более 10%, необъяснимая диарея или лихорадка более 1 месяца, волосатая лейкоплакия, туберкулез легких, повторные или стойкие бактериальные, грибковые, вирусные, протозойные поражения внутренних органов (без диссеминации) или глубокие поражения кожи и слизистых оболочек, повторный или диссеминированный опоясывающий лишай, локализованная саркома Капоши;

IV. Терминальная стадия . СПИД - 1-2 года.

Генерализация оппортунистических инфекций и опухолей.

заболевание туберкулёзом (в том числе и птичьим)

сальмонеллы - переход в генерализованную форму, энцефалит, менингит.

Legionella pneumophyla

все вирусы гриппа, вирус простого герпеса.

простейшие - криптоспоридии, токсоплазма(менингоэнцефалит с летальным исходом)

грибы - кандида, гистоплазма, криптококк, плесневые грибы.

злокачественные опухоли.

саркома Капоши.

• пневмоцистная пневмония

Выделяют также три иммунологические категории в зависимости от уровня СД4-лимфоцитов:

1) более 0,5 х 109/л СД4-клеток в 1 мм3 крови;

2) от 0,2 до 0,5 х 109/л в 1 мм3;

3) менее 0,2 х 109/л в 1 мм3.

Диагностика

Течение ВИЧ-инфекции характеризуется длительным отсутствием существенных симптомов болезни. Диагноз ВИЧ-инфекции ставится на основании лабораторных данных: при выявлении в крови антител к ВИЧ (или непосредственном выявлении вируса).

В первые 3 мес. после заражения антитела к ВИЧ появляются у 90-95 % пациентов, через 6 мес. - у остальных 5-9 %, а в более поздние сроки - только у 0,5-1 %. В стадии СПИД регистрируют существенное снижение содержания антител в крови. Первые недели после инфицирования представляют собой «период серонегативного окна», когда антитела к ВИЧ не выявляются. Поэтому отрицательный результат тестирования на ВИЧ в этот период не означает, что человек не инфицирован ВИЧ и не может заразить других.

Для диагностики поражения слизистой оболочки рта у ВИЧ-инфицированных больных принята рабочая классификация, утверждённая в Лондоне, в сентябре 1992 года.

Все поражения разделены на 3 группы:

1 группа - поражения, чётко связанные с ВИЧ-инфекцией. В эту группу включены следующие нозологические формы:

кандидозы (эритематозный, псевдомембранозный, гиперпластический, атрофический);

волосистая лейкоплакия;

маргинальный гингивит;

язвенно-некротический гингивит;

деструктивный пародонтит;

саркома Капоши;

неходжкинская лимфома.

2 группа - поражения, менее чётко связанные с ВИЧ-инфекцией:

бактериальные инфекции;

болезни слюнных желёз;

вирусные инфекции;

тромбоцитопеническая пурпура.

3 группа - поражения, которые могут быть при ВИЧ-инфекции, но не связанные с нею.

Наибольший интерес вызывают и наиболее часто встречаются поражения, относящиеся к 1 группе.

В России при постановке диагноза ВИЧ-инфекция проводится дотестовое и послетестовое консультирование пациента, разъяснение основных фактов о заболевании. Пациенту предлагается встать на учет в территориальный центр профилактики и борьбы со СПИД для бесплатного диспансерного наблюдения врачом-инфекционистом. Приблизительно раз в полгода рекомендуется сдавать анализы (на иммунный статус и на вирусную нагрузку) для контроля состояния здоровья. В случае значительного ухудшения этих показателей рекомендуется прием антиретровирусных препаратов (терапия бесплатна, доступна практически во всех регионах).

Терапия

До настоящего времени не разработано лечения ВИЧ-инфекции, которое могло бы устранить ВИЧ из организма.

1. этиотропная терапия. Используют противовирусные препараты

2. Иммуностимуляция. Вводят интерлейкин -2, интерфероны и иммуноглобулины.

3. Лечение опухолей, вторичных инфекций и инвазий (применяют ацикловир и др).

Современный способ лечения ВИЧ-инфекции (т. н. высокоактивная антиретровирусная терапия) замедляет и практически останавливает прогрессирование ВИЧ-инфекции и её переход в стадию СПИД, позволяя ВИЧ-инфицированному человеку жить полноценной жизнью. При использовании лечения и при условии, что эффективность лекарств сохраняется, продолжительность жизни человека ограничивается не ВИЧ, а лишь естественными процессами старения. Однако, после длительного использования одной и той же схемы терапии, через несколько лет, вирус мутирует, приобретая резистентность к применяемым препаратам, и для дальнейшего контроля над прогрессированием ВИЧ-инфекции необходимо применять новые схемы лечения с другими препаратами. Поэтому любая существующая на сегодняшний день схема лечения ВИЧ-инфекции рано или поздно становится неэффективной. Также, во многих случаях, пациент не может принимать отдельные препараты по причине индивидуальной непереносимости. Поэтому грамотное применение терапии отсрочивает развитие СПИД на неопределенное время. На сегодняшний день появление новых классов препаратов в основном нацелено на уменьшение побочных эффектов от приема терапии, поскольку продолжительность жизни ВИЧ-положительных людей принимающих терапию практически сравнялась с продолжительностью жизни вич отрицательного населения.

Важное значение придается поддержанию здоровья ВИЧ-положительного немедикаментозными средствами (правильное питание, здоровый сон, избегание сильных стрессов и длительного нахождения на солнце, здоровый образ жизни), а также регулярный (2-4 раза в год) мониторинг состояния здоровья у врачей-специалистов по ВИЧ.

ПЛАН РФЕРАТА.

Введение

Новые варианты вируса СПИД

Статистика

Строение вирусной частицы ВИЧ

Строение вирусного генома и экспрессия генов ВИЧ

Гены и белки ВИЧ

Регуляция экспрессии вирусных генов

Теории происхождения ВИЧ

Передача ВИЧ-инфекции

Ко-факторы ВИЧ-инфекции

Патогенез и клиника ВИЧ-инфекции

Патогенез

Механизмы взаимодействия ВИЧ с различными звеньями иммунной системы

Влияние ВИЧ на Т-хелперы

Взаимодействие ВИЧ с Т-супрессорами

Результаты взаимодействия ВИЧ с В-клетками

Макрофаги и ВИЧ

Взаимодействие ВИЧ с моноцитами

Взаимодействие ВИЧ с другими клетками организма

Система интерферона при ВИЧ-инфекции

Клинические проявления

Персистирующая генерализованная лимфаденопатия

СПИД-ассоциированный комплекс

Оппортунистические инфекции и опухоли

Особенности инфицирования и заболевания детей

Вирус иммунодефицита человека типа 2 (ВИЧ 2)

Географическое распространение

Строение вируса

Эпидемиология

Клинические отличия

Лабораторная диагностика

Диагностика ВИЧ-инфекции

Возможности разработки вакцин

Заключение

ВВЕДЕНИЕ

ВИЧ-инфекция, подобно пожару, охватила сейчас почти все континенты. За необычайно короткое время она стала проблемой номер один для Всемирной организации здравоохранения и ООН, оттеснив на второе место рак и сердечнососудистые заболевания.

Пожалуй, ни одна болезнь не задавала ученым такие серьезные загадки за столь незначительный срок. Война с вирусом СПИДа ведется на планете с нарастающими усилиями. Ежемесячно в мировой научной прессе публикуются новые сведения о ВИЧ-инфекции и ее возбудителе, которые часто заставляют коренным образом менять точку зрения на патологию этого заболевания.

Пока загадок больше...

Прежде всего - неожиданность появления и быстрота распространения ВИЧ. До сих пор не решен вопрос о причинах его возникновения. До сих пор неизвестна средняя и максимальная продолжительность его скрытого периода.

Установлено, что имеется несколько разновидностей возбудителя СПИДа. Изменчивость его уникальна, поэтому есть все основания ожидать, что обнаружатся очередные варианты возбудителя в разных регионах мира, а это может резко осложнить диагностику.

Еще загадки: какова связь СПИДа у человека со СПИД-подобными заболеваниями у животных (обезьян, кошек, овец, крупного рогатого скота) и какова возможность встраивания генов возбудителя СПИДа в наследственный аппарат зародышевых клеток?

Далее. Правомерно ли само название? СПИД расшифровывается как синдром приобретенного иммунодефицита. Иными словами, главный признак болезни - поражение иммунной системы. Но каждым годом накапливается все больше данных, доказывающих, что возбудитель СПИДа поражает не только иммунную, но и нервную систему.

С совершенно непредвиденными трудностями сталкиваются при разработке вакцины против вируса СПИДа.

К особенностям СПИДа относится то, что это, по-видимому, первый в истории медицины приобретенный иммунодефицит, связанный с конкретным возбудителем и характеризующийся эпидемическим распространением. Вторая его особенность - почти “прицельное” поражение Т-хелперов. Третья особенность - это первое эпидемическое заболевание человека, вызванное ретровирусами. В-четвертых, СПИД по клиническим и лабораторным особенностям не похож ни на какие другие приобретенные иммунодефициты.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОНЯТИЯ СПИД.

Термин СПИД впервые появился в Еженедельном Отчете о Заболеваемости и Смертности Центров по Контролю Заболеваний в 1982 году чтобы описать “...заболевание, сдержанно предполагающее о дефекте клеточного звена иммунитета, встречающееся без известных причин для уменьшения резистентности к той болезни...”

Начальный список Центра Контроля Заболеваний о СПИД-определяющих условиях, который включал саркому Капоши, пневмоцистоз, комплекс Mycobacterium avium и другие условия, несколько раз был модифицирован со значительными изменениями (Центр Контроля Заболеваний (ЦКЗ), 1985а, 1987а, 1992а).

В настоящее время ЦКЗ определяет СПИД во взрослом и подростковом возрасте 13 лет и старше как присутствие одного из 25 СПИД-индикаторных условий, таких как саркома Капоши, пневмоцистоз или диссеминированный комплекс Mycobacterium avium. У детей младше 13 лет определение СПИДа сходно с таковым у подростков и взрослых, за исключением того, что в список СПИД-определяющих условий входят также лимфоидный пневмонит и хронические бактериальные инфекции (ЦКЗ, 1987b). Далее будет приведен список ВИЧ-маркерных заболеваний. Область определения среди взрослых и подростков была расширена в 1993 году включением в этот список ВИЧ-инфекции у человека со снижением в крови количества CD4+ T-лимфоцитов менее 200 в 1 мм3. Текущие наблюдения заменили критерии, опубликованные в 1987 году, которые были основаны на клинических симптомах, а не на определении CD4+ T-лимфоцитов.

Итак, термин СПИД расшифровывается как синдром приобретенного иммунодефицита, но приобретенных иммунодефицитов много, а СПИД - один. Поэтому сегодня правильнее сказать так: СПИД - это такой приобретенный иммунодефицит, который отличается от других наличием определенного комплекса свойств и специфического возбудителя. Об этом специфическом возбудителе далее и пойдет речь.

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ ВИЧ.

Зимой 1980-81 года в госпиталь Нью-Йоркского университета поступили несколько человек с незнакомой для врачей формой саркомы Капоши - заболевания, открытого еще в 1872 году Моритцем Капоши. На коже нижних конечностей появляются узелки коричневато-красного или голубовато-красного цвета. Иногда они изъязвляются и омертвевают, но, обычно не поражают внутренние органы, и не считаются злокачественными опухолями (у большинства больных саркома Капоши длится 8-1 лет и хорошо поддается химиотерапевтическому лечению).

В США и странах Западной Европы саркома Капоши наблюдается чрезвычайно редко: 1-2 случая на 10 миллионов населения, причем, как правило, только у мужчин старше 60 лет. Мужчины же поступившие в Нью-Йоркский госпиталь были в возрасте 30 лет. Все они оказались гомосексуалистами. Саркома Капоши протекала у них злокачественно и большая часть из них погибла в течение 20 месяцев.

Весной 1981 года врачи Лос-Анджелеса обнаружили еще одну категорию больных - со злокачественной формой пневмоцистной пневмонии. Это заболевание вызывается простейшим Pneumocystis carinii и встречается крайне редко у лиц с подавленной функцией иммунной системы - например, подвергшихся интенсивной иммунодепрессивной терапии после трансплантации органов. Пневмоцистная пневмония была зарегистрирована у молодых людей, которые тоже оказались гомосексуалистами.

Летом 1981 года в США насчитывалось уже 116 подобных случаев...

Хотя клиническая картина указывала на известный уже к тому времени синдром иммунодефицита, причина и пути заболевания оставались неясными. Неожиданное появление болезни, молниеносное распространение, странная связь со злокачественными опухолями, пневмоцистной пневмонией, гемофилией, гомосексуализмом, венерическими болезнями, необычайно длительный скрытый период и отсутствие эффективных средств лечения - все это вызвало шок у врачей и ученых. Вирус, известный ныне как возбудитель СПИДа, был открыт только в 1983 году, и его называли по-разному.

Группа ученых Национального института рака в США, руководимых известным иммунологом и вирусологом Робертом Галло, открыла возбудителя Т-клеточного лейкоза, заболевания, зарегистрированного в конце 70-х годов в странах Карибского бассейна и в Южной Японии. Лейкоз протекал очень тяжело: больные погибали за 3-4 месяца.

Успеху Галло способствовало то, что в середине 70-х годов он обнаружил фактор роста Т-клеток, который сейчас называют интерлейкином-2. Это позволило культивировать Т-лимфоциты в пробирке.

Возбудителем острого Т-клеточного лейкоза у человека оказался ретровирус. Галло назвал “свой” агент вирусом Т-клеточной лейкемии человека - HTLV-1. И предположил, что он возник в Африке, где им заразились приматы Старого Света, да и человек тоже, что в Америку и страны Карибского бассейна вирус проник благодаря работорговле. Выяснилось, что у многих видов африканских обезьян в крови содержатся антитела к HTLV-1. Некоторые разновидности вируса, особенно выделенные у зеленых мартышек и шимпанзе, имели много сходного с HTLV-1. В дальнейшем оказалось, что HTLV-1 передается при переливании крови. Выделен еще один вирус этой группы, вызывающий редкое заболевание крови, - HTLV-2.

Как раз в это время в США началась эпидемия СПИДа, одним из путей передачи которого также было переливание крови. Поэтому Галло предположил, что HTLV-1 - возбудитель СПИДа. И действительно у некоторых больных удалось выделить антитела к HTLV-1, а у части удалось выделить и сам вирус. Однако Галло ошибся.

Группа ученых Пастеровского института в Париже под руководством Люка Монтанье, оснащенная значительно хуже группы Галло, была создана с целью изучить возможную связь ретровирусов с опухолевыми заболеваниями иммунной системы, выражающимися в увеличении лимфатических узлов (лимфаденопатии). Для выявления искомых вирусов французские ученые использовали открытый группой Галло интерлейкин-2. При исследовании одного пациента, болевшего лимфаденопатией в течение нескольких лет, был выделен вирус, идентифицированный как ретровирус. По своим свойствам он был похож на HTLV-1, но имел некоторые особенности. Затем аналогичный вирус выделили от больных СПИДом.

В 1983 году журнал “Сайенс” напечатал статью французских ученых. Они сообщали о наличии у 2 из 33 больных СПИДом ретровируса, который, в отличие от HTLV-1, не обладал способностью влиять на злокачественное перерождение Т-лимфоцитов. Авторы дали ему название LAV (вирус, ассоциированный с лимфоаденопатией). Он вызывает не размножение, а, наоборот, гибель Т-лимфоцитов.

Между обеими группами ученых начался интенсивный обмен идеями, биологическими материалами. Группа Галло, пользуясь разработанными ею методами, выделила от больных СПИДом новый ретровирус, названный HTLV-3. Удалось получить особую линию Т-лимфоцитов, в которой вирус интенсивно размножался, но Т-клетки не погибали. В начале 1984 года американцы сообщили об открытом ими вирусе в печати. И тогда же установили, что HTLV-3 и LAV идентичны. Поэтому вирус стали обозначать как HTLV-3/LAV. В 1986 году Комитет по таксономии и номенклатуре вирусов предложил дать возбудителю СПИДа новое название - HIV/ВИЧ (вирус иммунодефицита человека).

Итак, возбудитель СПИДа был открыт через два года после опубликования первых статей о новом заболевании, а метод его диагностики разработан менее чем через 2.5 года после первых публикаций. Это привело к тому, что на первой Международной конференции по СПИДу, состоявшейся в апреле 1985 года в Атланте господствовала атмосфера оптимизма.

Однако новые тревоги возникли при изучении уникальных особенностей возбудителя.

ОСОБЕННОСТИ ВОЗБУДИТЕЛЯ СПИДа.

ВИЧ был открыт. Роберт Галло и его сотрудники сначала полагали, что HIV и HTLV-1 принадлежат к одному семейству - HTLV, так как у них много общих свойств. Оба возбудителя обладают сродством к Т-лимфоцитам-хелперам с молекулой-рецептором CD4 на поверхности. Оба вируса переносятся при переливании крови. В обоих случаях вирусоносительство сопровождается накоплением соответствующих антител в крови. Есть сходство в строении оболочечных (env) генов.

Однако по мере изучения ВИЧ выяснились и его существенные отличия от HTLV-1. Они оказывают диаметрально противоположное патологическое действие: HTLV-1 превращает нормальную Т-клетку в злокачественную и вызывает безудержное размножение Т-хелперов, тогда как ВИЧ убивает эти клетки. Неодинаковым оказалось и их строение. Исследования А.Ф.Быковского и Л.Монтанье показали, что у сердцевины HTLV-1 сферическая форма, а у ВИЧ она конусовидная.

Существенные различия оказались и в геномах вирусов. По сравнению с HTLV-1 геном ВИЧ содержит несколько дополнительных генов. Главный белок сердцевины ВИЧ - р24 - не имеет аналогов у других ретровирусов. Процесс транскрипции генома ВИЧ протекает в тысячу раз быстрее, чем у клеточных генов, что в значительной степени объясняет поразительную скорость размножения ВИЧ.

Установлено, что ВИЧ стоит ближе всего к лентивирусам, вызывающим тяжелые хронические инфекции у копытных животных. Особенно отчетливо видны сходства ВИЧ с вирусом мэди-висна, который дает хроническую инфекцию у овец, приводящую, как и СПИД у людей, к смертельному исходу.

Подобно мэди-висна, ВИЧ характеризуется крайней изменчивостью - она в 30 -100, а по некоторым данным и в миллион раз выше, чем у вируса гриппа. Касается она не только штаммов вируса выделенных от разных больных, но и в разное время года от одного и того же больного. Это свойство резко затрудняет возможность получения вакцин против ВИЧ.

НОВЫЕ ВАРИАНТЫ ВИРУСА СПИД.

В апреле 1986 года в журнале “Сайенс” было опубликовано сообщение, что группа американских ученых во главе с Эссексом, выделила у здоровых людей в Сенегале вирус, сходный с вирусом африканских зеленых мартышек: сыворотки зараженных людей реагировали с антигенами вируса мартышек, но не давали реакции (или они были слабыми) с антигенами ВИЧ. Предполагалось, что вирус мог быть предшественником ВИЧ. Авторы наименовали выделенный вирус HTLV-4.

HTLV-4, подобно ВИЧ, инфицирует Т-хелперы, но не убивает их. Электронный микроскоп не зафиксировал его отличий от ВИЧ. По мнению Эссекса, хотя HTLV-4 инфицирует Т-хелперы у клинически здоровых людей, не исключено, что в последующем они заболеют.

В конце 1986 года Монтанье и сотрудники объявили об открытии нового вируса у двух больных СПИДом. По своему строению он не отличался от ВИЧ, тоже убивал Т-хелперы. Но, в противоположность ВИЧ, в сыворотках больных отсутствовали антитела к последнему и ДНК обоих вирусов не были идентичны. Авторы обозначили новый вирус как HIV-2 (ВИЧ-2). Сыворотки больных при ВИЧ-2 реагировали с вирусом зеленых мартышек, поэтому Монтанье считает, что у них может быть общее происхождение.

Сравнительное изучение геномов ВИЧ-1 и ВИЧ-2 показало, что в эволюционном плане ВИЧ-2 далеко отстоит от ВИЧ-1. Авторы высказывают предположение, что оба вируса существовали задолго до возникновения современной эпидемии СПИДа. В некоторых странах Западной Африки встречены типичные случая СПИДа при отсутствии антител к ВИЧ. Больных выделены ретровирусы, которые подобно ВИЧ-1, обладают сродством к CD4-хелперам и вызывают их гибель. ВИЧ-2 обнаруживается главным образом в Западной Африке. ВИЧ-2 родственен возбудителю СПИД-подобного заболевания у макак. Он способен инфицировать разные виды приматов, удаленные от человека на лестнице эволюции, тогда как ВИЧ-1 заражает только людей и шимпанзе. Подробнее о ВИЧ-2 будет сказано ниже.

Есть мнение, что непатогенный вирус HTLV-4 эволюционировал в безвредный вирус африканских зеленых мартышек, который превратился в патогенный ВИЧ-2 - предшественник ВИЧ-1.

Изучение СПИД стимулировало поиски сходных возбудителей. Помимо ВИЧ-1, в разных странах, преимущественно в Западной Африке, “обитают” различные ВИЧ-подобные варианты вируса, патогенные и непатогенные для человека. С другой стороны в этих же странах циркулируют варианты обезьяньих вирусов - патогенные для обезьян и не патогенные для них. Возможно, что новые ВИЧ-подобные вирусы человека больше сходны по своим биологическим и антигенным свойствам с обезьяньими вирусами, чем с ВИЧ.

Можно предположить, что по мере исследований будут найдены неизвестные ранее разновидности ВИЧ-подобных вирусов человека...

Сообщение об одном из таких открытий появилось в 1990 году. Предполагается, что выделен новый тип вируса иммунодефицита человека - ВИЧ-3.

Вирус был выделен от клинически здоровой женщины, которая была половым партнером положительного по антителам к ВИЧ мужчины. Сыворотка женщины была слабоположительной в ИФА, с низким титром в непрямом иммунофлюоресцентном тесте с антителами к ВИЧ-1 и давала слабые полосы в положениях, характерных для белков р24 и gp41 в иммуноблоте. Анализ выделенного ретровируса с помощью модифицированного теста на связывание антигенов показал, что выделенный изолят не является ВИЧ-1. Сравнение белков выделенного изолята - ANT70 - с белками ВИЧ-1 и ВИЧ-2 показало, что их молекулярная масса отличается от соответствующих белков ВИЧ-1 и ВИЧ-2. Сыворотки женщины, а потом и ее партнера лучше реагировали с ANT70, чем с ВИЧ-1 и ВИЧ-2. Позже вирус ANT70 был выделен и от полового партнера женщины.

Нуклеотидная последовательность генома выделенного вируса существенно отличается от последовательностей геномов ВИЧ-1 и ВИЧ-2. Последовательность длинного концевого повтора (LTR - long terminal repeat) на 3` конце вирусного генома отличается примерно на 30% от оснований LTR ВИЧ-1 и более чем на 50 % от LTR ВИЧ-2. Если учесть, что у разных штаммов ВИЧ-1 LTR различаются примерно на 15%, то обнаруженные у выделенного штамма отличия в 30% и более дают основания полагать, что выделен новый, третий представитель семейства вирусов-возбудителей СПИД - ВИЧ-3.

СТАТИСТИКА.

По данным ВОЗ на конец 1994 года в мире зарегистрировано 17 миллионов ВИЧ-инфицированных. Причем 66% из них находится в Африке на территориях южнее Сахары (11.2 миллиона человек). В Южной и Юго-Восточной Азии насчитывается около 3 миллионов носителей вируса СПИД. Во всей Австралазии зарегистрировано только около 12.000 зараженных. В 15 странах (все они расположены на территориях южнее Сахары) количество ВИЧ-инфицированных составляет в районе 500 человек на 10.000 населения. В 50 странах этот показатель колеблется в районе 5 человек на 10.000 населения. В остальных странах он ниже. Таким образом, наблюдается очень неравномерное распространение вируса СПИД, но все же заболевание имеет масштабы пандемии.

Различается и частота выявления вируса среди разных слоев населения. Среди мужчин-гомосексуалистов она составляет 60-90%, а среди наркоманов, употребляющих наркотики внутривенно - 13-20%. Хотя в последнее время начинает наблюдаться обратная картина. Первая волна эпидемии распространялась среди мужчин-гомосексуалистов, а нынешняя - среди наркоманов, применяющих внутривенные инъекции, что позволит эпидемии в большей мере захватить и гетеросексуальную часть населения. Переход эпидемии на гетеросексуальную часть населения будет происходить благодаря бисексуальным мужчинам, наркоманам и проституткам. Сегодня процент женщин среди заболевших СПИДом составляет около 5-10%, среди которых 50% заболевших - инъекционные наркоманы, 29% заразились при гетеросексуальных половых контактах. Правда, изучение гетеросексуального пути распространения выявило различия в эффективности передачи вируса - она максимальна среди женщин, партнеры которых больны СПИДом, а для передачи от больной женщины к ее партнерам составляет 65%.

Накоплены также убедительные данные о том, что в Африке ВИЧ распространяется в основном благодаря гетеросексуальным половым контактам, причем соотношение между числом заболевших мужчин и женщин составляет примерно 1:1. Помимо половых контактов важную роль играют переливания зараженной крови, и, возможно, иглы для лечебных манипуляций, а также вертикальный путь передачи. Сейчас установлено, что первые случаи СПИДа имели место в Африке еще в конце 70-х годов. Эпидемиологические данные для ряда африканских стран показали, что в определенных группах процент зараженных очень высок: 80-90% проституток, 30% их клиентов, 30% больных посещающих венерологические отделения, 10% доноров крови, 10% женщин, посещавших клиники пренатального профиля. И хотя высокий уровень инфицированности был вначале характерен только для районов Центральной Африки, вирус и вызываемая им болезнь распространились оттуда почти по всему континенту.

Число зарегистрированных ВОЗ случаев СПИДа на разных континентах

НОВЫЕ СЛУЧАИ СПИДа

ГОД Африка Америка Азия Европа Океания ВСЕГО

1979 0 2 0 0 0 2

1980 0 185 1 17 0 203

1981 0 322 1 20 0 343

1982 2 1156 1 80 91 1330

1983 17 3352 8 295 6 3678

1984 187 6680 8 570 76 7521

1985 521 12682 27 1475 142 14847

1986 5438 21322 86 2395 252 29493

1987 16854 34562 150 9640 324 61530

1988 28212 47697 176 10811 598 87494

1989 41295 56202 288 14355 699 112839

1990 54528 65041 478 17311 770 138128

1991 72756 78579 838 18937 897 172007

1992 73631 99881 2039 20697 866 197114

1993 67124 100731 7368 22053 879 198155

1994 65684 83475 11707 23541 906 185313

1995 16486 47793 5454 11906 174 81813

________________________________________________________

ВСЕГО СЛУЧАЕВ СПИДа

ГОД Африка Америка Азия Европа Океания ВСЕГО

1979 0 2 0 0 0 2

1980 0 187 1 17 0 205

1981 0 509 2 37 0 548

1982 2 1665 3 117 91 1878

1983 19 5017 11 412 97 5556

1984 206 11697 19 982 173 13077

1985 727 24379 46 2457 315 27924

1986 6165 45701 132 4852 567 57417

1987 23019 80263 282 14492 891 118947

1988 51231 127960 458 25303 1489 206441

1989 92526 184162 746 39658 2188 319280

1990 147054 249203 1224 56969 2958 457408

1991 219810 327782 2062 75906 3855 629415

1992 293441 427663 4101 96603 4721 826529

1993 360565 528394 11469 118656 5600 1024684

1994 426249 611869 23176 142197 6506 1209997

1995 442735 659662 28630 154103 6680 1291810

______________________________________________________

ВСЕГО 442735 659662 28630 154103 6680 1291810

Данные отностительно конкретных стран можно найти в приложении.

Но, к сожалению, точные цифры числа заболевших и инфицированных в мире неизвестны. Это обусловлено несколькими причинами. Во-первых, сама статистика несовершенна - ВОЗ регистрирует только больных с выраженной картиной заболевания и не учитывает лиц с пре-СПИДом и вирусоносителей. Во-вторых, некоторые страны дают неполные данные потому, что у них тестированию на ВИЧ подвергается незначительная часть людей, относящихся к категории высокого риска. Это в основном страны Африки и Азии, где отсутствие средств для постановки соответствующих исследований препятствует полноценному выявлению инфицированных, прежде всего доноров крови. Третья причина состоит в том, что правительства ряда стран опасаются публикации этих сведений, чтобы они не навредили иностранному туризму, который является там одним из главных источников национального дохода.

СТРОЕНИЕ ВИРУСНОЙ ЧАСТИЦЫ ВИЧ.

Вирион имеет сферическую форму, диаметром 100-150 нм. Основные черты строения сходны с другими представителями подсемейства лентивирусов. Наружная оболочка вируса, или “конверт” состоит из бимолекулярного слоя липидов, который имеет происхождение из клеточной мембраны клетки хозяина. В эту мембрану встроены рецепторные образования, по виду напоминающие грибы. “Шляпка гриба” состоит из четырех молекул гликопротеида gp120, который обладает сродством к молекулам CD4. “Ножка гриба” состоит из четырех молекул гликопротеида gp41, которые встроены в мембрану. Так как мембрана имеет клеточное происхождение, то на ее поверхности и внутри нее сохраняется множество клеточных белков. Под наружной оболочкой располагается сердцевина вируса (кор), которая имеет форму усеченного конуса и образована белком р24. Промежуток между наружной вирусной мембраной и сердцевиной вируса заполнен матриксным белком р17. Внутри сердцевины располагаются две молекулы вирусной РНК, связанные с низкомолекулярными белками (р9 и р7) основного характера. Каждая молекула РНК содержит 9 генов ВИЧ. Три из них - gag, env и pol - являются структурными. Имеются также три регуляторных гена: tat, rev и nef, и три дополнительных гена: vpu, vpr и vif. Эти гены содержат информацию, необходимую для продукции белков, которые управляют способностью вируса инфицировать клетку, реплицироваться и вызывать заболевание. Концы каждой молекулы РНК содержат дублированную последовательность РНК, так называемый длинный концевой повтор - LTR. Участки LTR действуют как переключатели для управления процессом вирусной транскрипции, взаимодействуя с белками ВИЧ или с белками клетки хозяина. Кроме РНК там же находятся вирусные ферменты: обратная транскриптаза, состоящая из двух субъединиц - р64/53, протеаза - р22, эндонуклеаза (интеграза) - р31. Обратная транскриптаза осуществляет синтез вирусной ДНК с молекулы вирусной РНК. Эндонуклеаза производит встраивание вирусной ДНК в геном клетки хозяина, в результате чего образуется провирус. Протеаза участвует в “нарезании” предшественников вирусных белков при созревании новой вирусной частицы.

Систематика вируса иммунодефицита человека

Царство Вирусы .
Семейство Retroviridae .
Подсемейство Lentivirus .

В настоящее время выделено 2 типа вируса иммунодефицита человека (ВИЧ):
ВИЧ-1 - это основной возбудитель ВИЧ-инфекции; основные места распространения - Северная и Южная Америка, Европа и Азия.
ВИЧ-2 - это менее вирулентный аналог ВИЧ-1, редко вызывает типичные проявления синдрома приобретенного иммунодефицита и не так широко распространен. Впервые выделен Монтанье из крови выходцев из Гвинеи с подтвержденным диагнозом синдрома приобретенного иммунодефицита. В эволюционном плане ВИЧ-2, безусловно, родственен ВИЧ-1. Место распространения - преимущественно Западная Африка.

Кроме того, был обнаружен вирус иммунодефицита обезьян (ВИО). ВИЧ-2 по серологическим (иммунологическим) свойствам занимает промежуточное положение между ВИЧ-1 и ВИО. Возможно, что они произошли от общего предка, а затем эволюционировали самостоятельно.

История открытия вируса иммунодефицита человека

Выявлен вирус синдрома приобретенного иммунодефицита был следующим образом.
5 июня 1981 года в ряде крупных городов США была зарегистрирована вспышка инфекционного заболевания, вызываемого Pneumocystis carinii - грибком, который при нормальном состоянии иммунитета не вызывает заболевания.
В ходе проверки выяснилось, что заболевание распространяется среди лиц, которые имели интимные контакты с инфицированным человеком. В основе ранее неизвестного заболевания лежало резкое ослабление иммунитета. Неизвестную ранее форму подавления работы иммунной системы стали обозначать как синдром приобретенного иммунодефицита.
Ретроспективный анализ сывороток, хранящихся в Национальном Центре контроля за инфекционными заболеваниями, показал, что первые случаи синдрома приобретенного иммунодефицита у человека относятся к 50-м годам нашего столетия, и, что заболевание возникло в Африке, а затем распространилось на территории Европы и США.

По данным Всемирной организации здравоохранения на конец 2000 года со времени открытия вируса иммунодефицита человека от СПИДа умерло почти 22 млн. человек, число инфицированных перевалило за 36 млн. Сейчас можно говорить о пандемии ВИЧ-инфекции.

Строение вируса иммунодефицита человека

Вирус иммунодефицита человека относится к сложным вирусам, то есть имеет суперкапсид сферической формы, образованный двойным липидным слоем с гликопротеиновыми "шипами". "Шипы" образованы гликопротеином gp 160 (gp - glycoprotein; 160 - молекулярная масса белка в килодальтонах), состоящим из 2 субъединиц.

gp 120 - высокоиммуногенный белок, содержащий консервативные и гипервариабельные участки, а также область, связывающую молекулу CD4 Т-лимфоцитов (рецептор Т-хелперов). Белок gp 120 расположен на поверхности вируса.

gp 41 - пронизывает липидный бислой насквозь и нековалентно связан с gp 120. Он обусловливает слияние вируса с Т-лимфоцитом (после того как gp 120 связался с CD4). Кроме того, gp 41 может опосредовать проникновение вируса в клетки с дефицитом рецепторов CD4.

Под суперкапсидом расположен матриксный белок p 17 (p - протеин).

Глубже всего располагается сердцевина, имеющая форму усеченного цилиндра - это нуклеокапсид.

Капсид образует белок p 24.

Внутри капсида находится геном вируса, представленный двумя идентичными нефрагментарными нитями РНК+, соединенными вблизи их 5" концов.

Белки р9 и р7 связывают нуклеиновые кислоты (структурные белки);

B состав ВИЧ входят следующий ферменты:

обратная транскриптаза, состоящая из 3 доменов - обратной транскриптазы, РНК-азы и ДНК зависимой ДНК-полимеразы;

эндонуклеаза;

Собственно геном вируса состоит из 9 генов, часть которых перекрывается между собой и имеет экзон-интронную структуру. 9 генов вируса контролируют синтез 9 структурных и 6 регуляторных белков.

Группы риска инфицирования вирусом иммунодефицита человека

Клетки, ткани и органы, которые поражает вирус иммунодефицита человека

Проникая в кровяное русло, вирус иммунодефицита человека инфицирует активированные CD4+ Т-лимфоциты, а также моноциты, макрофаги и родственные им клетки, экспрессирующие CD4-подобные молекулы. Инфицирование также возможно при фагоцитозе иммунных комплексов ВИЧ+Ат (антитело).

Основной резервуар вируса иммунодефицита человека - это лимфоидная ткань.

В центральной нервной системе поражаются клетки микроглии.

Поражаются также клетки эпителия кишечника (в данном случае рецепторами для проникновения вируса иммунодефицита человека служат мембранные гликолипиды). Кишечная инфекция может вызвать хроническую диарею, типичную для синдрома приобретенного иммунодефицита.

Механизм взаимодействия вируса иммунодефицита с клеткой

Проникнув в организм,

вирус в первую очередь атакует клетки, содержащие специфический для него рецептор CD4. В большем количестве его имеют Т-хелперы, в меньшем - макрофаги и моноциты.

Инфекционная фаза репродукции
Сначала вирус распознает CD4 рецепторы с помощью своего белка gp 120.

Потом образуется окаймленная ямка, окаймленный пузырек, рецепторсома.

На пути к ядру нуклеокапсид разрушается, и высвобождается геномная РНК и ассоциированные с ней белки.

РНК с ферментами проникают в ядро.

Собственно фаза репродукции.
Обратная транскриптаза синтезирует на вирионной РНК минус цепь ДНК:
РНК+ => ДНК- РНК+

РНК-аза Н разрушает вирионную РНК:
ДНК- РНК+ => ДНК-

Вирусная ДНК-полимераза синтезирует плюс цепь ДНК:
ДНК- => ДНК- ДНК+

На обоих концах этой двухцепочечной ДНК находятся длинные концевые повторы нуклеотидов (LTR - long terminal repeat).

Какое-то время ДНК-провирус может находиться в неактивной форме, но рано или поздно с помощью своей эндонуклеазы он встраивается в хромосому клетки - мишени.

Интегрированный провирус находится в неактивном состоянии до тех пор, пока данный Т-лимфоцит не будет активирован микробными антигенами или другими иммунокомпетентными клетками.

При активации и пролиферации Т-лимфоцитов и моноцитов в большом количестве вырабатывается ДНК-связывающий белок.

ДНК-связывающий белок связывается с определенными последовательностями клеточной ДНК и сходными последовательностями LTR ДНК-провируса.

Таким образом индуцируется транскрипция как клеточной ДНК, так и ДНК провируса. При этом ДНК провируса переходит из неактивного состояния в активное, а инфекция - из персистентной в продуктивную.
Пребывание вируса в неактивном состоянии может продолжаться очень долго. С момента инфицирования вирусом клетки начинается период вирусоносительства, который может продолжаться 10 и более лет. С момента активации вируса начинается сама болезнь.

Транскрипция вируса носит сложный характер. Она включает в себя:
- образование РНК
- сплайсинг мРНК

Суперкапсидные белки синтезируются на рибосомах эндоплазматической сети, подвергаются гликозилированию и транспортируются к клеточной мембране. Белок gp41 устанавливается внутри ее, а gp120 - на наружной поверхности.

Затем транслируются ептиды разной длины. От одного из них отщепляется протеаза, которая разрезает ептиды на несколько частей: белки p17, р24, р7, р9, молекулу полимеразного комплекса и молекулу эндонуклеазы.

Белки р7, р9 и р24 проникают в ядро.

Белки р7 и р9 связываются с 2 молекулами вирусной РНК и белками - ферментами. Образуется нуклеокапсид.

Белок р24 покрывает нуклеокапсид и придает сердцевине форму усеченного конуса.

Белок р17 проникает в ядро и вытаскивает оттуда нуклеокапсид, транспортируется к клеточной мембране и заякоривается в месте, где его ожидают гликопротеиды gp41 и gp120.

Затем вирус отпочковывается.

Все начинается с начала.

Патогенез ВИЧ-инфекции

В е можно выделить несколько стадий.

Ранняя вирусемическая стадия
На ранних стадиях инфекции вирус реплицируется очень слабо в различные промежутки времени. Можно обнаружить уменьшение CD4 + клеток и возрастание количества циркулирующих ВИЧ-инфицированных CD4 Т-лимфоцитов. Растворимый р24 антиген может быть выявлен в кровотоке не ранее, чем через 10 суток после заражения. Виремия достигает пика к 20-ым суткам после заражения. К этому времени в крови появляются специфические антитела.

Анализ лабораторных данных долгоживущих пациентов показывает, что в редких случаях ВИЧ может элиминироваться из организма.

Одним из факторов резистентности считается особенность генетической конституции индивидуума (особенности главного комплекса гистосовместимости).

Важную роль может играть локализация первичного проникновения вируса иммунодефицита человека. Например, попадание низких доз вируса на слизистые оболочки может привести к развитию местных иммунных реакций при повторных контактах с возбудителем.

В некоторых случаях долгоживущие индивидуумы бывают заражены штаммами с пониженной патогенностью.

Бессимптомная стадия
В течение 10 - 15 лет у ВИЧ инфицированных можно не обнаружить никаких симптомов болезни. В этот период защитные системы организма более или менее эффективно сдерживают репродукцию возбудителя.

Гуморальные реакции: синтез антител.

Нейтрализующие антитела против gp41 и gp120 ингибируют вирус иммунодефицита человека. Скорость развития синдрома приобретенного иммунодефицита и смертность среди индивидуумов,

у которых отсутствуют нейтрализующие антитела, гораздо выше.

Антитела, обусловливающие реакции антителозависимой цитотоксичности, реагируют с gp 160, экспрессируемыми на мембране инфицированных клеток.

Амплифицирующие (усиливающие) антитела реагируют с gp 41 и усиливают инфекционность вируса иммунодефицита человека по неизвестному механизму.

Клеточные иммунные реакции осуществляются за счет CD 8+ Т-лимфоцитов (цитотоксических лимфоцитов).

Иммуносупрессия
Активация Т-лимфоцитов и прогрессирующее уменьшение количества CD 4+ лимфоцитов.

Активации Т-лимфоцитов способствуют:
сопутствующая инфекция (например, );
некоторые вирусные компоненты могут действовать как антигены и непосредственно активировать Т-лимфоциты;
потребление кокаина может усиливать репликацию вируса иммунодефицита человека.

Усиленная репликация вируса иммунодефицита человека снова приводит к волне вирусемии, выявляемой не более чем за 14 мес. перед клиническим развитием СПИДа. Со второй волной виремии совпадает падение уровня антител.

Уменьшение количества Т-лимфоцитов. Причины:
цитопатический эффект, вызванный репликацией вируса;
образование синцитиев (на мембранах Т-клеток происходит экспрессия gp 120 => CD 4 лимфоциты связываются с gp 120 => происходит слияние мембран и образование синцитиев);
иммунный ответ (цитотоксические лимфоциты уничтожают Т-хелперы с gp 120 на мембране);
сопутствующая инфекция (например, ) стимулирует репликацию ВИЧ и гибель клеток;
инфицирование клеток-предшественников приводит к отсутствию регенерации и уменьшению пула CD 4 Т-лимфоцитов.

Другие факторы, вносящие свой вклад в развитие иммунодепрессии при СПИДе:
снижение числа Т-хелперов приводит к потере активности других клеток иммунной системы;
циркулирующие иммунные комплексы Аг+Ат ингибируют развитие иммунных реакций, так как связываются с CD 4 - рецептором Т-хелперов и блокируют их активацию.

Супрессия гуморальных иммунных реакций и стимуляция аутоиммунных реакций:
антитела к gp 120 могут связываться и с главным комплексом гистосовместимости, так как эти антигены обладают определенным сходством.

Механизмы, позволяющие ВИЧ избегать иммунологического надзора
ВИЧ может избегать действия иммунных механизмов за счет интеграции в геном клетки-хозяина и минимальной экспрессии вирусных генов.
Выделено большое количество подтипов ВИЧ. Вирусы мутируют очень часто, так как обратная транскриптаза ВИЧ работает с ошибками и лишена корригирующей активности.