Влияние вич на т-хелперы. О спиде Генетическая изменчивость ВИЧ

Развитие заболевания СПИДом имеет несколько стадий, которые определяются по титру ВИЧ и по количеству антител к ВИЧ. Второй способ менее точен, особенно на поздних стадиях, когда иммунитет практически отсутствует.
Первая стадия заболевания называется острой, и в это время больные очень заразны. В течение примерно трех недель после заражения у большинства людей проявляются неопределенные симптомы, такие как лихорадка, головная боль, высыпания на коже, увеличение лимфатических узлов, чувство дискомфорта. В это время концентрация вируса в крови очень высока, он разносится по всему организму, часто мутирует. Количество лимфоцитов CD4, составляющее в норме не менее 800 клеток в 1 крови, резко уменьшается, а титр ВИЧ растет. Еще через 1–3 недели эти симптомы постепенно исчезают. К этому времени иммунная система берет заболевание под контроль: клетки CD4 стимулируют другие Т-лимфоциты (CD8, или Т-киллеры), которые начинают интенсивно уничтожать инфицированные клетки, продуцирующие ВИЧ. Кроме того, образуется большое количество антител к ВИЧ, которые связываются со свободными вирусными частицами вне клеток и инактивируют их.
Активная иммунная реакция в конце острой стадии помогает организму сохранить популяцию лимфоцитов CD4. Это очень важно для последующей борьбы с инфекцией. Кроме того, если клетки CD4 полностью исчезнут, то иммунная система не может восстановить их, даже если полностью убрать ВИЧ из организма.
После острой стадии наступает бессимптомная, или хроническая, стадия, которая может длиться 10 лет и более. В это время инфицированные люди чувствуют себя хорошо, уровень лимфоцитов CD4 в крови близок к норме, хотя и невысок (500–750 в 1 мм3 крови). Содержание ВИЧ в крови стабилизируется на некотором уровне, от которого в сильной степени зависит дальнейшее развитие заболевания. При этом вирус не переходит в пассивное состояние, как считалось раньше, а продолжает интенсивно размножаться и разрушать иммунную систему. Кажущееся хорошим состояние здоровья больных объясняется тем, что иммунная система производит лимфоциты CD4 в огромных количествах, поэтому их содержание в крови поддерживается на уровне, достаточном для борьбы с другими патогенами.
В непрерывной борьбе с вирусом иммунная система постепенно истощается, и в конце концов уровень лимфоцитов CD4 в крови начинает быстро снижаться. Когда он достигает 200 клеток в 1 мм3 крови, носители ВИЧ превращаются в больных СПИДом. Эта так называемая ранняя симптоматическая стадия может длиться от нескольких месяцев до нескольких лет. В этот период обычно развиваются сопутствующие заболевания, которые для людей, не инфицированных ВИЧ, обычно не представляют опасности.
Когда содержание лимфоцитов CD4 в крови падает ниже 100 клеток в 1 мм3, наступает поздняя симптоматическая стадия, для которой характерно значительное разрушение иммунной системы и тяжелое болезненное состояние. Эта стадия также может длиться от нескольких месяцев до нескольких лет. Больной резко теряет в весе, ощущает постоянную усталость; его иммунная система практически не функционирует. Через некоторое время заболевание переходит в последнюю стадию, когда количество лимфоцитов CD4 падает до 50 в 1 мм3 и менее. Эта стадия длится 1–2 года, после чего наступает смерть от инфекционных заболеваний, сопутствующих СПИДу, или от рака.
Развитие заболевания очень сильно зависит от индивидуальных особенностей больных. Так, сопутствующие заболевания могут появиться и при уровнях лимфоцитов CD4 более 200 – в этом случае ход инфекционного заболевания позволяет диагностировать СПИД независимо от их содержания в крови больных. Без специального лечения продолжительность жизни после инфицирования ВИЧ обычно составляет 10–11 лет, однако в некоторых случаях она не превышает одного года, а у 4–7% инфицированных ВИЧ нормальные уровни лимфоцитов CD4 в крови сохраняются в течение 8 и более лет, при этом продолжительность жизни пациентов превышает 20 лет.

Синдром приобретенного иммунодефицита был выделен в качестве особого заболевания в 1981 г. в США, когда у ряда молодых людей тяжелые заболевания были вызваны микроорганизмами, непатогенными или слабопатогенными для здоровых людей. Исследование иммунного статуса больных выявило у них резкое уменьшение количества лимфоцитов вообще и Т-хелперов в особенности. Это состояние получило название AIDS (англ. Acquired Immune Deficiency Syndrome - синдром приобретенного иммунодефицита, или СПИД). Способ заражения (половой контакт, через кровь и ее препараты) указывал на инфекционный характер заболевания .

Возбудитель СПИДа был открыт в 1983 г. независимо друг от друга французом Л. Монтанье, который назвал его LAV Lymphoadenopathy Associated Virus), так как обнаружил у больного лимфоаденопатией; и американцем Р. Галло, который назвал вирус HTLV-III (англ. Human T-lymphotropic Virus III - Т-лимфотропный вирус человека III): ранее им были обнаружены лимфотропные вирусы I и II.

Сопоставление свойств вирусов LAV и HTLV-III показало их идентичность, поэтому во избежание путаницы вирус получил в 1986 г. название HIV (англ. Human Immunodeficiency Virus - вирус иммунодефицита человека, или ВИЧ). ВИЧ шаровидной формы, его диаметр 110 нм. Оболочка вируса имеет форму многогранника, составленного из 12 пятиугольников и 20 шестиугольников. В центре и углах каждого шестиугольника расположена молекула гликозилированного протеина gpl20 (число 120 означает молекулярную массу белка в килодальтонах). Всего на поверхности вириона располагаются в виде своеобразных шипов 72 молекулы gpl20, каждая из которых связана с внутримембранным белком gp41. Эти белки вместе с двойным липидным слоем образуют суперкапсид (мембрану) вириона.

Белки gpl20 и gp41 образуются в результате нарезания клеточной протеазой белка-предшественника Env. Белок gp41 формирует «ножку» шипа, связываясь цитоплазматическим доменом с располагающимся непосредственно под оболочкой матриксным белком р17МА. Молекулы р17, взаимодействуя при созревании вириона, образуют икосаэдр, подстилающий оболочку.

В центральной части вириона белок р24 образует конусообразный капсид. Суженная часть капсида при участии белка рб связана с оболочкой вириона. Внутри капсида заключены две идентичные молекулы вирусной геномной РНК. Они связаны своими 5"-концами с нуклеокапсидным белком p7NC. Этот белок интересен тем, что имеет два аминокислотных остатка (мотива), богатых цистеином и гистидином и содержащих атом Zn, - их называют «цинковыми пальцами», так как они захватывают молекулы геномной РНК для включения в формирующиеся вирионы. В состав капсида входят также три фермента. Ревертаза (RT), или pol-комплекс, включает в себя обратную транскриптазу, РНК-азу Н и ДНК-зависимую ДНК-полимеразу. Ревертаза присутствует в виде гетеродимера р66/р51. Протеаза (PR) - рЮ, запускает и реализует процесс созревания вириона. Интеграза (IN) - р31, или эндонуклеаза, обеспечивает включение провирусной ДНК в геном клетки-хозяина. В капсиде содержится также молекула затравочной РНК (тРНКл"3).

РНК-геном в клетке с помощью обратной транскриптазы превращается в ДНК-геном (ДНК-провирус), состоящий из 9283 нуклеотидных пар. Он ограничен слева и справа так называемыми длинными концевыми повторами, или LTR (англ. long terminal repeat): S"-LTR - слева и З"-LTR - справа. LTR содержат по 638 нуклеотидных пар.

Геном ВИЧ состоит из 9 генов, часть из которых перекрывается концами (имеет несколько рамок считывания) и имеет экзонинтронную структуру. Они контролируют синтез 9 структурных и 6 регуляторных белков.

Значение LTR для вирусного генома заключается в том, что в них расположены следующие регуляторные элементы, контролирующие его работу:

• сигнал транскрипции (область промотора);
• сигнал добавления поли-А;
• сигнал кэпирования;
• сигнал интеграции;
• сигнал позитивной регуляции (TAR для белка ТАТ);
• элемент негативной регуляции (NRE для белка NEF);
• участок прикрепления затравочной РНК (тРНК™3) для синтеза минус-цепи ДНК на З"-конце; сигнал на 5"-конце LTR, который служит затравкой для синтеза плюс-цепи ДНК.

Кроме того, в LTR имеются элементы, участвующие в регуляции сплайсинга мРНК, упаковки молекул вРНК в капсид (элемент Psi). Наконец, при транскрипции генома в длинных мРНК образуются два сигнала для белка REV, которые переключают синтез белков: CAR - для регуляторных белков и CRS - для структурных белков. Если белок REV связывается с CAR, синтезируются структурные белки; если он отсутствует, синтезируются только регуляторные белки.

В регуляции работы генома вируса особенно важную роль играют следующие гены-регуляторы и их белки:

• белок ТАТ, который осуществляет позитивный контроль размножения вируса и действует через регуляторный участок TAR;
• белки NEV и VPU, осуществляющие негативный контроль размножения через участок NRE;
• белок REV, осуществляющий позитивно-негативный контроль. Белок REV контролирует работу генов gag, pol, env и осуществляет негативную регуляцию сплайсинга.

Таким образом, размножение ВИЧ находится под тройным контролем - позитивным, негативным и позитивно-негативным.

Белок VIF определяет инфекционность вновь синтезированного вируса. Он связан с капсидным белком р24 и присутствует в вирионе в количестве 60 молекул. Белок NEF представлен в вирионе небольшим числом молекул (5-10), возможно, связанных с оболочкой.

Белок VPR тормозит клеточный цикл на фазе G2, участвует в транспорте преинтеграционных комплексов в ядро клетки, активирует некоторые вирусные и клеточные гены, повышает эффективность репликации вируса в моноцитах и макрофагах. Место расположения белков VPR, TAT, REV, VPU в вирионе не установлено.

Помимо собственных белков в состав оболочки вириона могут входить некоторые белки клетки-хозяина. Белки VPU и VPR участвуют в регуляции репродукции вируса.

Антигенные варианты вируса иммунодефицита человека (ВИЧ)

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) очень изменчив. Даже из организма одного больного могут быть выделены штаммы вируса, существенно различающиеся по антигенным свойствам. Такой изменчивости способствуют интенсивное разрушение клеток CD4+ и мощный антительный ответ на ВИЧ-инфекцию. У больных из Западной Африки выделена новая форма ВИЧ, биологически близкая к ВИЧ-1, но иммунологически отличающаяся от него, - ВИЧ-2. Гомология первичной структуры геномов этих вирусов составляет - 42 %. ДНК-провирус ВИЧ-2 содержит 9671 п. н., а его LTR - 854 п. н. ВИЧ-2 впоследствии выделен и в других регионах мира. Перекрестного иммунитета между ВИЧ-1 и ВИЧ-2 нет. Известны две крупные формы ВИЧ-1: О (Outlier) и М (Major), последнюю подразделяют на 10 субтипов (A-J). В России циркулируют 8 субтипов (А-Н).

, , , , , , , , , , ,

Механизм взаимодействия ВИЧ с клеткой

Проникнув в организм, вирус в первую очередь атакует клетки, содержащие специфический для него рецептор CD4. Этот рецептор имеют в большом количестве Т-хелперы, в меньшем - макрофаги и моноциты, особенно к вирусу чувствительны Т-хелперы.

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) распознает СD4-рецепторы с помощью своего белка gpl20. Процесс взаимодействия ВИЧ с клеткой протекает по следующей схеме: рецепторопосредованная адсорбция -> окаймленная ямка -> окаймленный пузырек -> лизосома. В ней Мембрана вириона сливается с мембраной лизосомы, и нуклеокапсид, освобожденный от суперкапсида, выходит в цитоплазму; на пути к ядру он разрушается, и высвобождаются геномная РНК и ассоциированные с ней компоненты сердцевины. Далее обратная транскриптаза синтезирует на вирионной РНК минус-цепь ДНК, затем РНК-аза Н разрушает вирионную РНК, а вирусная ДНК-полимераза синтезирует плюс-цепь ДНК. На концах ДНК-провируса образуются 5"-LTR и З"-LTR. ДНК-провирус может находиться в ядре некоторое время в неактивной форме, но рано или поздно он с помощью своей интегразы встраивается в хромосому клетки-мишени. В ней провирус находится в неактивном состоянии до тех пор, пока данный Т-лимфоцит не будет активирован микробными антигенами или другими иммунокомпетентными клетками. Активация транскрипции клеточной ДНК регулируется особым ядерным фактором (NF-kB). Он является ДНК-связывающим белком и вырабатывается в большом количестве при активации и пролиферации Т-лимфоцитов и моноцитов. Этот белок связывается с определенными последовательностями клеточной ДНК и сходными последовательностями LTR ДНК-провируса и индуцирует транскрипцию как клеточной ДНК, так и ДНК-провируса. Индуцируя транскрипцию ДНК-провируса, он и осуществляет переход вируса из неактивного состояния в активное и соответственно персистентной инфекции - в продуктивную. Пребывание провируса в неактивном состоянии может продолжаться очень долго. Активация вируса является критическим моментом в его взаимодействии с клеткой.

С момента проникновения вируса в клетку начинается период ВИЧ-инфекции - вирусоносительства, которое может продолжаться 10 и более лет; а с момента активации вируса начинается болезнь - СПИД. С помощью своих регуляторных генов и их продуктов вирус начинает активно размножаться. ТАТ-белок может повысить скорость репродукции вируса в 1000 раз. Транскрипция вируса имеет сложный характер. Она включает образование как полноразмерных, так и субгеномных мРНК, сплайсинг мРНК, а далее происходит синтез структурных и регуляторных белков.

Синтез структурных белков происходит так. Вначале синтезируется полипротеин-предшественник Pr55Gag (белок с м. м. 55 кД). Он содержит 4 основных домена: матриксный (МА), капсидный (СА), нуклеокапсидный (NC) и домен рб, из которых в результате нарезания Pr55Gag вирусной протеазой (она самовырезается из другого белка-предшественника - Gag-Pol) образуются соответственно структурные белки р17, р24, р7 и рб. Образование полипротеина Pr55Gag - главное условие формирования вирусных частиц. Именно этот белок определяет программу морфогенеза вириона. Она включает последовательно стадии транспорта полипротеина Gag к плазматической мембране, взаимодействия с ней и белок-белковых взаимодействий при формировании вирусной частицы и ее почковании. Pr55Gag синтезируется на свободных полирибосомах; молекулы белка транспортируются к мембране, на которой заякориваются своими гидрофобными участками. Основную роль в создании нативной конформации Gag-белка играет СА-домен. NC-домен обеспечивает включение (с помощью своих «цинковых пальцев») 2 молекул геномной РНК в состав формирующейся вирусной частицы. Молекула полипротеина вначале димеризуется благодаря взаимодействию матриксных доменов. Затем димеры объединяются в гексамерные (из 6 единиц) комплексы в результате взаимодействия доменов СА и NC. Наконец, гексамеры, соединяясь боковыми поверхностями, образуют незрелые вирионы сферической формы, внутри которых содержится геномная вирусная РНК, захваченная NC-доменом.

Другой белок-предшественник Prl60Gag-Pol (белок с м. м. 160 кД) синтезируется в результате сдвига рамки считывания рибосомой при трансляции З"-конца гена gag в области, расположенной непосредственно перед участком, кодирующим белок рб. Этот полипротеин Gag-Pol содержит неполную последовательность Gag-белка (1 - 423 аминокислоты) и последовательности Pol, которые включают домены PR, RT и IN. Молекулы полипротеина Gag-Pol также синтезируются на свободных полирибосомах и транспортируются к плазматической мембране. Полипротеин Prl60Gagpol содержит все присущие полипротеину Gag сайты межмолекулярных взаимодействий и сайты связывания с мембраной. Поэтому молекулы полипротеина Gag-Pol сливаются с мембраной и наряду с Gag-молекулами включаются в формирующиеся вирионы, в результате чего появляется активная протеаза и начинается процесс созревания вириона. Протеаза ВИЧ-1 высокоактивна только в виде димера, поэтому для ее самовырезания из Prl60Gag-Pol требуется димеризация этих молекул. Созревание вириона заключается в том, что освободившаяся активная протеаза разрезает prl60Gag-Pol и Gag55 в узнаваемых ею сайтах; образуются белки р17, р24, р7, р6, ревертаза, интеграза и происходит их ассоциация в вирусную структуру.

Белок Env синтезируется на рибосомах, связанных с мембранами эндоплазматического ретикулума, затем он гликозилируется, разрезается клеточной протеазой на gp120 и gp41 и транспортируется на клеточную поверхность. При этом gp41 пронизывает мембрану и связывается матриксными доменами молекулы Gag-белка, ассоциированными с внутренней поверхностью мембраны. Эта связь сохраняется и в зрелом вирионе.

Таким образом, сборка вирусных частиц заключается в агрегации белков-предшественников и связанных с ними молекул РНК на плазматической мембране клетки-хозяина, образовании незрелых вирионов и их высвобождении путем почкования с клеточной поверхности. При почковании вирион окружает себя клеточной мембраной, в которую встроены молекулы gp41 и gp120. Во время почкования или, возможно, после высвобождения вирионов происходит их созревание, которое осуществляется при помощи вирусной протеазы и заключается в протеолитическом нарезании белков-предшественников Pr55Gag и Prl60Gag-Pol на белки зрелого вируса и их ассоциации в определенные структурные комплексы. Ведущую роль в процессах морфогенеза вируса играет полипротеин-предшественник Pr55Gag, который организует и осуществляет сборку незрелого вириона; процесс его созревания завершает специфическая вирусная протеаза.

Причины иммунодефицита

Одной из основных причин иммунодефицита при ВИЧ-инфекции является массовая гибель Т-хелперов. Она наступает вследствие следующих событий. Во-первых, зараженные вирусом Т-хелперы гибнут вследствие апоптоза. Считается, что у больных СПИДом репликация вируса, апоптоз и снижение числа Т-хелперов связаны между собой. Во-вторых, Т-киллеры распознают и разрушают Т-клетки, инфицированные вирусом или несущие на себе адсорбированные молекулы gpl20, а также вирусинфицированные и не зараженные вирусом Т-хелперы, которые образуют симпласты (синцитий), состоящие из нескольких десятков клеток (часть из них погибает в результате размножения в них вирусов). Вследствие разрушения большого количества Т-хелперов происходит снижение экспрессии мембранных рецепторов у В-лимфоцитов к интерлейкину-2, нарушается синтез различных интерлейкинов (факторов роста и дифференцировки В-лимфоцитов - IL-4, IL-5, IL-6 и др.), в результате чего нарушается функция системы Т-киллеров. Происходит подавление активности систем комплемента и макрофагов. Инфицированные вирусом макрофаги и моноциты долго не гибнут, но они не способны удалять вирус из организма. Наконец, из-за структурного и антигенного сходства gpl20 с рецепторами некоторых эпителиальных клеток организма (в том числе с рецепторами трофобластов, опосредующих трансплантационную передачу ВИЧ) происходит синтез антирецепторных антител с широким спектром действия. Такие антитела способны блокировать различные клеточные рецепторы и осложняют течение болезни аутоиммунными расстройствами. Следствием ВИЧ-инфекции является поражение всех основных звеньев системы иммунитета. Такие больные становятся беззащитными против самых различных микроорганизмов. Это приводит к развитию у них оппортунистических инфекций и опухолевых заболеваний. Для больных ВИЧ-инфекцией повышен риск развития рака по меньшей мере трех типов: саркомы Капоши; карциномы (включая рак кожи); В-клеточной лимфомы, возникающей из-за злокачественного перерождения В-лимфоцитов. Однако ВИЧ обладает не только лимфоцито-, но и нейротропностью. Он проникает в клетки ЦНС (астроциты) как путем рецепторопосредованного эндоцитоза, так и при фагоцитозе астроцитами вирусинфицированных лимфобластов. При взаимодействии вируса с астроцитами также образуются симпласты, способствующие распространению возбудителя по межклеточным каналам. В макрофагах и моноцитах вирус может сохраняться длительное время, поэтому они служат резервуаром и распространителями его в организме, будучи способны проникать во все ткани. Инфицированным макрофагам принадлежит главная роль в заносе ВИЧ в ЦНС и ее поражении. У 10 % больных первичные клинические синдромы связаны с поражением ЦНС и проявляются в виде деменции (слабоумия). Таким образом, для людей, пораженных ВИЧ-инфекцией, характерны 3 группы заболеваний - оппортунистические инфекции, опухолевые болезни и поражение ЦНС.

, , ,

Эпидемиология ВИЧ-инфекции

Источником ВИЧ-инфекции является только человек - больной или вирусоноситель. Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) содержится в крови, сперме, цервикальной жидкости; у кормящих матерей - в грудном молоке. Заражение происходит половым путем, через кровь и ее препараты, а также от матери к ребенку до родов, во время и после родов. Случаи заражения вирусом через пищевые продукты, напитки и через укусы насекомых не известны.

Распространению СПИДа способствует наркомания. Зараженность ВИЧ растет с каждым годом. По данным ВОЗ, с 1980 по 2000 г. 58 млн человек было инфицировано ВИЧ. Только в течение 2000 г. в мире было инфицировано 5,3 млн, а умерли от СПИДа 3 млн человек. В России на 1 января 2004 г. было зарегистрировано 264 тыс. ВИЧ-инфицированных людей. Половина лиц, зараженных ВИЧ, умирает в течение 11-12 лет с момента заражения. В начале 2004 г. из каждых 100 тыс. граждан России около 180 жили с диагнозом «ВИЧ-инфекция». Прогнозируется, что при таком уровне заболеваемости суммарное число ВИЧ-инфицированных в России к 2012 г. составит 2,5-3 млн человек. Сложность борьбы с ВИЧ-инфекцией зависит от ряда причин: во-первых, еще нет эффективных методов ее лечения и специфической профилактики; во-вторых, инкубационный период при ВИЧ-инфекции может превышать 10 лет. Его продолжительность зависит от момента активации Т-лимфоцита и содержащегося в его хромосоме ДНК-провируса. Пока неясно, обречен ли каждый инфицированный вирусом на СПИД или возможно длительное вирусоносительство без заболевания (что кажется маловероятным). Наконец, существует несколько вирусов иммунодефицита человека (ВИЧ-1, ВИЧ-2), антигенные различия между которыми предотвращают формирование перекрестного иммунитета. Обнаружение вируса иммунодефицита обезьян (ВИО) пролило свет на вопрос о происхождении ВИЧ. ВИО по организации генома сходен с ВИЧ, но существенно отличается по нуклеотидной последовательности. ВИЧ-2 по серологическим свойствам занимает промежуточное положение между ВИЧ-1 и ВИО, а по нуклеотидной последовательности оказался ближе к ВИО. В связи с этим В. М. Жданов предположил, что вирусы ВИЧ-1, ВИЧ-2 и ВИО произошли от общего предка. Не исключено, по мнению Р. Галло, что один из ВИО каким-то образом попал в организм человека, где претерпел ряд мутаций, в результате которых возникли ВИЧ-1, ВИЧ-2 и другие его формы.

, , , , , , ,

Симптомы ВИЧ-инфекции

Вирусу иммунодефицита человека свойственны некоторые особенности, от которых во многом зависит патогенез заболевания. Вирус обладает очень высокой скоростью размножения, определяемой его регуляторными элементами (за 5 мин в активной стадии синтезируется до 5000 вирионов). Благодаря наличию белка слияния (gp41) вирус индуцирует образование обширных синцитиальных структур за счет слияния инфицированных и неинфицированных Т-хелперов, следствием чего является их массовая гибель. Образующиеся в большом количестве молекулы белка gpl20 свободно циркулируют в крови и связываются с рецепторами неинфицированных Т-хелперов, в результате чего они также распознаются и уничтожаются Т-киллерами. Вирус может распространяться по межклеточным каналам из клетки в клетку, в этом случае он становится мало доступен антителам.

Клинические критерии ВИЧ-инфекции

У взрослых ВИЧ-инфекцию устанавливают при наличии у них по меньшей мере двух серьезных симптомов в сочетании хотя бы с одним незначительным симптомом и при отсутствии других известных причин иммунодефицита (рак, врожденный иммунодефицит, тяжелая форма голодания и т. п.). К серьезным симптомам относят:

• похудение на 10 % и более;
• длительное лихорадочное состояние, перемежающееся или постоянное;
• хроническая диарея.

Незначительные симптомы: упорный кашель, генерализованный дерматит, рецидивирующий опоясывающий герпес, кандидоз ротовой полости и глотки, хронический простой герпес, генерализованная лимфоаденопатия. Диагноз СПИДа ставят при наличии одной лишь саркомы Капоши, криптококкового менингита, пневмоцистнои пневмонии. На клиническую картину болезни оказывает влияние присоединившаяся оппортунистическая инфекция.

, , , , ,

Методы культивирования вируса иммунодефицита человека (ВИЧ)

ВИЧ-1 и ВИЧ-2 удается культивировать в клетках только одного клона ТСБ4-лимфоцитов - Н9, полученного из лейкозных ТСВ4-лимфоцитов. Для этих же целей могут быть использованы и монослойные культуры клеток астроцитов, в которых ВИЧ-1 хорошо размножается. Из животных к ВИЧ-1 восприимчивы шимпанзе.

Резистентность вируса во внешней среде невелика. Он погибает под влиянием солнечных лучей и УФ-облучения, разрушается при 80 °С в течение 30 мин, при обработке обычно применяемыми дезинфицирующими веществами - в течение 20-30 мин. Для обеззараживания вируссодержащего материала необходимо пользоваться микобактерицидными дезинфицирующими веществами, поскольку они эффективны против микроорганизмов, обладающих самой высокой резистентностью.

Лабораторная диагностика ВИЧ-инфекции

Основным способом диагностики вирусоносительства и ВИЧ-инфекции является иммуноферментный метод. Однако в связи с тем, что gpl20 имеет структурное и антигенное сходство с рецепторами некоторых клеток человека, в том числе с рецепторами, которые осуществляют транспорт иммуноглобулинов через эпителиальные клетки слизистых оболочек, в организме могут появляться антитела, родственные антителам против gpl20. В этом случае могут быть ложнопозитивные результаты ИФМ. Поэтому все положительно реагирующие сыворотки исследуемых подвергаются дополнительному анализу с помощью метода иммуноблотинга, или вестернблотинга. В основе этого метода лежит идентификация исследуемых антител после электрофоретического разделения их и последующего тестирования с помощью меченых антивидовых антител. Вирусологический метод мало применяется из-за сложности культивирования вируса. Клон лимфоцитов Н9 используется для получения вирусных антигенов - необходимых компонентов диагностических тест-систем. Метод ЦПР позволяет выявить вирус уже на раннем этапе вирусемии.

Лечение ВИЧ-инфекции

Необходимо найти или синтезировать препараты, эффективно подавляющие активность обратной транскриптазы (ревертазы) или вирусной протеазы. Они предотвращали бы образование ДНК-провируса и (или) ингибировали внутриклеточное размножение вируса. Современная стратегия лечения ВИЧ-инфицированных основана на принципе комбинированного применения препаратов, ингибирующих вирусную протеазу (один из препаратов) и ревергазу (2 разных препарата), - комбинированная (тройная) терапия. В России для лечения ВИЧ-инфицированных рекомендовано совместное применение 2 отечественных препаратов: фосфазида и криксивана, специфически подавляющих репродукцию ВИЧ на ранних и поздних стадиях размножения, особенно при пониженной активности азидотимидина.

Проблема специфической профилактики заключается в необходимости создания вакцины, которая бы обеспечивала формирование эффективного клеточно-опосредованного иммунитета на основе вирусспецифических цитотоксических лимфоцитов без сколько-нибудь существенной продукции антител. Такой иммунитет обеспечивают Thl-хелперы. Возможно, что антитела, в том числе и вируснейтрализующие, не только не эффективны в подавлении ВИЧ-инфекции, но при высоком уровне подавляют клеточно-опосредованный иммунитет. Поэтому анти-ВИЧ-вакцина должна отвечать прежде всего двум основным требованиям: а) быть абсолютно безопасной и б) стимулировать активность Т-цитотоксических лимфоцитов. Изучается эффективность различных вариантов вакцин, полученных из убитых (инактивированных) вирусов и из отдельных антигенов, с высокими протективными свойствами. Такие антигены могут быть либо выделены из самих вирионов, либо синтезированы химически. Предложена вакцина, созданная на основе методов генной инженерии. Она представляет собой рекомбинантный вирус осповакцины, несущий гены ВИЧ, ответственные за синтез антигенов с сильными иммуногенными свойствами. Решение вопроса об эффективности этих вакцин требует значительного времени из-за большой продолжительности инкубационного периода ВИЧ-инфекции и высокой изменчивости возбудителя. Создание высокоэффективной вакцины против ВИЧ - неотложная фундаментальная проблема.

Несмотря на относительно молодой возраст ВИЧ по сравнению с такими инфекциями-долгожителями, как малярия или туберкулез, этот вирус ежегодно инфицирует около 30 миллионов человек по всему миру. 2,5-3 миллиона человек в год гибнут от синдрома приобретенного иммунодефицита — примерно столько же, сколько и от малярии, и вдвое больше, чем от туберкулёза.

Изобретение и быстрое внедрение десятков высокоактивных противовирусных препаратов уже позволяет больным долгое время вести нормальный образ жизни, но сообщения о полном избавлении от ВИЧ пока больше смахивают на фантастику. Все эти препараты на той или иной стадии замедляют деление вируса, препятствуя образованию новых копий генетического материала или сборке целой вирусной частицы.

Джеймс Райли и соавторы публикации в Nature Medicine решили пойти принципиально иным путём и помочь самой иммунной системе справиться с вирусом.

Ученые «вооружили» клетки-киллеры иммунной системы новым вариантом рецептора, позволяющим распознавать и уничтожать пораженные вирусом клетки.

Безусловно, это не первая попытка заставить иммунную систему самостоятельно справиться с ВИЧ, однако высокая изменчивость вируса и эксплуатация им иммунных клеток, подрывающая их работу, сильно затрудняют разработку вакцин. Райли и коллеги решили сосредоточиться на агентах, предназначенных непосредственно для уничтожения заражённых вирусами клеток организма, — так называемых T-киллерах. Подобный подход в виде клеточной терапии, уже показал свою эффективность в лечении злокачественных опухолей.

На поверхности каждой клетки нашего организма есть так называемые молекулы комплекса гистосовместимости I типа, MHC I (от английского Major Histocompatibility Complex). Эта структура — своеобразный «дисплей», на котором отображаются процессы синтеза белков, протекающие внутри клетки. Каждый раз, когда в клетке образуется новый белок, небольшой его участок из десяти-пятнадцати аминокислот отправляется на поверхность, где и «отображается» в составе MHC I.

Т-киллеры непрерывно «сканируют» все клетки организма, и если на одной из них упомянутая аминокислотная цепочка оказывается чужеродной — той, на которую натренирован T-киллер, то тут же принимаются за уничтожение. Проблема вирусов и опухолей в том, что им удается либо «спрятать» свои собственные белки от представления в составе MHC I, либо они обладают настолько высокой изменчивостью, что иммунитет просто не успевает за непрерывно меняющимися врагами.

Вирус иммунодефицита славится своей исключительной изменчивостью, однако и у него есть белки, с которыми особо не поиграешь. Один из них называется p17.

Вирусологи выбрали в качестве мишени для опознания ВИЧ небольшой, длиной в 9 аминокислот — с 77-й по 85-ю аминокислоты — участок этого белка, получивший кодовое название SL9. В трех из четырех случаях заражения ВИЧ эта цепочка обязательно попадает на поверхность клеток.

У абсолютного большинства европеоидов есть ген, кодирующий Т-клеточный рецептор TCR 868, запускающий программу убийства заражённых клеток при связывании с SL9. Проблема в том, что даже при встрече с этой цепочкой рецептор с ней связывается далеко не всегда и очень ненадолго. Команды на размножение SL9-специфичных клеток и убийство ими клеток, заражённых ВИЧ, выдаются редко. В итоге вирус размножается быстрее, чем T-киллеры, способные его уничтожить.

Райли и коллеги выделили ДНК, кодирующую TCR 868, и сделали несколько незначительно отличающихся от неё копий. Считанные с этой матрицы белки незначительно отличались от TCR 868 и тоже связывались с SL9. Чтобы выяснить, какой лучше, учёные даже устроили этим клеткам своего рода эволюционное соревнование этих искусственно полученных белков-мутантов, заставив выживать сильнейших.

По некоторым показателям мутант-победитель превзошёл своего прародителя в 100 с лишним раз.

Например, время связывания Т-киллера, на поверхности которого находился рецептор-мутант, с пораженной ВИЧ клеткой увеличилось с 1 минуты до 2,5 часов. В условиях культуры in vitro это позволило Т-киллерам подавить размножение ВИЧ и даже выработать достаточное количество цитокинов, которые в организме должны только усиливать реакцию уничтожения.

Но, самое главное, встраивание гена мутантного рецептора в геном Т-киллера давало тот же самый эффект, даже если в качестве мишени выступали изменившиеся цепочки SL9.

К первым испытаниям новой методики лечения больных СПИДом Райли и его коллеги рассчитывают приступить уже в следующем году — если испытания на мышках, которые уже идут, окажутся успешными. Примерный план лечения будет напоминать существующие сегодня методы клеточной терапии опухолей, за тем исключением, что врачи будут не выбирать из Т-киллеров больного наиболее подходящие клетки, а будут создавать их с помощью генной терапии.

Примерная схема лечения будет выглядеть так: у больного забирают немного крови из вены, из этой крови выделяют все Т-киллеры, потом в активной форме встраивают в их ДНК ген, кодирующий «мутантный 868», после чего размножают клетки в культуре in vitro и вводят их обратно больному. В результате Т-киллеры, способные эффективно распознавать пораженные ВИЧ клетки, оказываются в организме, распределяются по кровотоку, а каждая встреча с мишенью приводит к образованию новых Т-киллеров, только усиливая реакцию уничтожения.

Насколько эффективными окажутся эти попытки, «Газета.Ru» обязательно расскажет, а сами ученые уже планируют использовать разработанный ими метод и при создании новых Т-рецепторов для борьбы с опухолями.

СПИД (AIDS) - инфекционное заболевание, которое вызывается вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ) . Диагноз ВИЧ-инфекции устанавливается при обнаружении антител к вирусу, вирусных антигенов, вирусной РНК или ДНК или при выделении культуры вируса.

Несмотря на огромные финансовые средства, потраченные в последние годы на борьбу с этим заболеванием, проводимые мероприятия пока не принесли ожидаемых результатов. Некоторый успех достигнут - в масштабе планеты эпидемическая ситуация стабилизируется, количество новых случаев ВИЧ-инфекции снизилось. Хотя эта болезнь перешла из смертельных заболеваний в разряд медленно текущих, управляемых инфекций, смертность во всем мире от СПИДа и связанных с ним болезней всё ещё остаётся высокой.

История открытия вируса и происхождение заболевания

Сидром приобретённого иммунодефицита впервые был зарегистрирован и описан в 1981 году в США. В 1984 - 1985 году была установлена этиологическая роль вируса иммунодефицита человека. Вирус был выделен двумя группами ученных независимо друг от друга: Люком Монтанье (Франция, Montagnier L. et al.) и Робертом Галло (США, Gallo R. C. et al.).

Выявлено несколько основных типов ВИЧ: ВИЧ-1 широко распространён во всём мире, ВИЧ-2 обнаруживается преимущественно в Западной Африке. Основной причиной пандемии СПИДа в мире стал ВИЧ-1; этот вирус и был впервые выделен исследовательскими группами. ВИЧ-2 - менее вирулентный вирус, и, хотя он встречается в мире повсюду, широкое распространение его отмечено только в Африке. Вирусы имеют принципиальную общность структуры вириона и генома, однако значительно (до 25% генома) различаются последовательностями РНК и белков.

Вирус ВИЧ сходен с некоторыми вирусами обезьян, поэтому многие учёные предполагают, что он возник в результате изменчивости этих вирусов и был занесён в популяцию человека извне относительно недавно. ВИЧ-2 более близок к вирусам иммунодефицита обезьян и может заражать многие виды приматов, не вызывая при этом симптомов иммунодефицита. ВИЧ-1 заражает только человека и шимпанзе.

Вопрос о том, когда и каким образом произошло попадание инфекции в популяцию человека, остается невыясненным. Вирус ВИЧ существовал в Центральной Африке (Заир) до 1960 года, что было установлено с помощью ретроспективных исследований коллекций сывороток крови. Он был занесён на Гаити до середины 70-х годов и в США до 1978 года. Иначе говоря, его истоки лежат в Африке, где в некоторых странах вирусоносители составляют до половины населения, хотя заболевание СПИД проявляется далеко не у всех. К 90-м годам XX-го века СПИД был зарегистрирован во всех странах мира.

Различные штаммы вируса ВИЧ, выделенные в разных районах Африки, Карибского бассейна и США, были секвенированы.

Пути заражения

Источником инфекции являются инфицированные люди во всех клинических стадиях, включая инкубационный период. ВИЧ содержится в большой концентрации не только в крови, но и в первую очередь в сперме, а также в менструальных выделениях и вагинальном (цервикальном) секрете. Кроме того, ВИЧ обнаруживается в грудном молоке, слюне, слезной и цереброспинальной жидкости, в биоптатах различных тканей, поте, моче, бронхиальной жидкости, кале. Наибольшую эпидемиологическую опасность представляют кровь, сперма и вагинальный секрет, грудное молокоимеющие достаточную для заражения долю инфекта.

Заражение человека ВИЧ происходит при попадании вируссодержащего материала непосредственно в кровь или на слизистые оболочки.

На данный момент выделяют следующие пути инфицирования ВИЧ:

• незащищенный половой контакт
• заражение плода и новорожденных при беременности и родах (от ВИЧ-инфицированных матерей)
• от матери ребёнку при вскармливании грудным молоком
• инъекционная наркомания
• инфицирование при медицинских манипуляциях
• при переливании крови и ее компонентов

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ)

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ; HIV) принадлежит к семейству ретровирусов - сложных РНК- геномных вирусов, образующих с помощью обратной транскриптазы ДНК-копию генома, которая, интегрируя с геномом хозяина, вызывает интегральную инфекцию.

Вирус поражает клетки иммунной системы. В результате работа иммунной системы угнетается и развивается синдром приобретённого иммунного дефицита (СПИД), организм больного теряет возможность защищаться от инфекций и опухолей.

Вирус инфицирует Т-лимфоциты класса хелперов. Вирусная частица присоединяется к Т-рецептору на наружной поверхности мембраны Т-хелпера, липидная оболочка вируса сливается с клеточной мембраной, и содержимое вирусной частицы оказывается в цитозоле. Инфицированные вирусом Т-хелперы постепенно гибнут из-за разрушения вирусом, апоптоза или уничтожения Т-киллерами.

В норме в 1 мл крови содержится около 1000 Т-лимфоцитов. У лиц, ин­фицированных ВИЧ, их содержание снижается в процессе развития инфекции. Когда количество Т-лимфоцитов уменьшается в 4-5 раз (через 7-10 лет после инфицирования), появляются явные и тяжелые симптомы недостаточности иммунной системы.

Организм уже не в состоянии противостоять возбудителям оппортунистических инфекций, которые неопасны или малоопасны для здоровых людей с нормально функционирующей иммунной системой. Главные из них - вирус­ные, грибковые и бактериальные инфекции (часто - туберкулез), а также злока­чественные опухоли (часто - саркома Капоши, форма рака кожи). В отсутствие антиретровирусной терапии смерть пациента наступает не в результате размножения вируса, а по причине развития заболеваний, вторичных по отношению к ВИЧ-инфекции.

Строение и размножение ВИЧ

ВИЧ содержит РНК, которая служит матрицей для синтеза ДНК (ретровирус); фермент, необходимый для такого синтеза - обратная транскриптаза, - также содержится в вирусной частице. Образующаяся ДНК поступает в ядро, интегрируется с ДНК лимфоцита (при участии белков вируса) и служит матрицей для транскрипции - синтезируется вирусная РНК. В результате трансляции этой РНК образуются вирусные белки - обратная транс­криптаза, белки оболочки вируса, а также регуляторные белки, стимулирующие по механизму положительной обратной связи транскрипцию и трансляцию вирусной РНК. Комплекс вирусной РНК и вирусных белков присоединяется к внутренней поверхности мембраны лимфоцита и покидает клетку вместе с частью мембраны лимфоцита, образующей липидную оболочку вируса. Размножение вируса в клетке истощает ее ресурсы, и она в конечном счете погибает.

Генетическая изменчивость ВИЧ

Ретровирусы способносы выполнять уникальную, ни у одного живого объекта более не встречающуюся реакцию - обратную транскрипцию. Обратная транскрипция, в отличие от многих других реакций матричного синтеза (например, ДНК–ДНК) - процесс, слабоподкрепленный специальными корректирующими механизмами. Репликация ВИЧ характеризуется чрезвычайно высокой частотой спонтанных мутаций.

Это означает, что всякая случайно возникшая в ходе обратной транскрипции мутация имеет большие шансы закрепиться в потомстве, что имеет важные последствия для жизни самих ретровирусов и их хозяев. В частности, одним из наиболее характерных свойств ВИЧ является его непревзойденная изменчивость (вариабельность).

Вскоре после первичного заражения, в организме инфицированного присутствует уже несколько различных вариантов ВИЧ. Большое количество вариантов ВИЧ составляет основу для его быстрой эволюции (например, в случае применения антиретровирусных препаратов), однако даже в отсутствие факторов эволюционного отбора вирус продолжает существовать в виде так называемого «роя» из близкородственных в генетическом отношении, но неодинаковых вирусов.

Генетическое разнообразие ВИЧ подкрепляется быстротой его репликативного цикла, в результате которого в организме зараженного человека ежедневно образуются миллиарды новых вирусных частиц.

Стадии ВИЧ-инфекции

При отсутствии антиретровирусной терапии можно выделить следующие стадии течения ВИЧ-инфекции:

Инфицирование ->2-3 недели-> острый ретровирусный синдром -> 2-3 недели->исчезновение клинических симптомов + сероконверсия ->2-4 недели->бессимптомная хроническая ВИЧ-инфекция ->в среднем 8 лет-> симптоматическая ВИЧ-инфекция/СПИД ->в среднем 1.3 года-> смерть

При проведении антиретровирусной терапии продолжительность жизни пациента может быть продлена до 70-80 лет.

Лечение ВИЧ-инфекции

При проведении антиретровирусной терапии продолжительность жизни пациента значительно увеличивается. Антиретровирусные препараты мешают ВИЧ размножаться в клетках иммунной системы человека, блокируя внедрение вирионов в клетки и нарушая на разных этапах процесс сборки новых вирионов. Своевременно начатое лечение антиретровирусными препаратами в сотни раз снижает риск развития СПИДа и последующей смерти.

Анализы на ВИЧ

В нашем центре Вы можете сдать анализ на ВИЧ-инфекцию, комплексный анализ - на сифилис, ВИЧ, гепатиты В и С, а также анализы на другие инфекции.