Что такое вич, пути передачи, первые признаки и отличие от спида. Клетки вируса ВИЧ: семейство, строение, как выглядят, какие клетки поражают Кто расшифровал структуру вич инфекции

В 1981 г. в США у мужчин гомосексуалистов впервые была выявлена новая болезнь, названная синдромом приобретенного иммунодефицита человека (СПИД).В 1982 г. американский исследователь Р. Галло высказал предположение, что причиной развития СПИДа является вирус из семейства ретровирусов. К этому времени Р. Галло и его сотрудники уже выделили два Т-лимфотропных ретровируса человека при использовании разработанной ими техники культивирования Т-лимфоцитов in vitro. Один из них-HTLV-I (Human T-lymphotropic virus type 1) - является возбудителем редкого, но злокачественного Т-лейкоза человека. Второй вирус, обозначенный HTLV-II, также вызывает Т-клеточные лейкозы и лимфомы.В 1983 г. из кусочка ткани увеличенного лимфатического узла больного лимфоаденопатией Л. Монтанье, Ф. Барре-Синусси с группой сотрудников Пастеровского института в Париже выделили еще один ретровирус человека с избирательной тропностью к Т4-лимфоцитам. Дальнейшие исследования показали, что новый ретровирус вызывал деструкцию инфицированных клеток с последующей их гибелью в отличие от вирусов HTLV-I HTLV-II, которые трансформируют Т-клетки, приводя к их бесконтрольной пролиферации.В 1986 г. Международный комитет по таксономии вирусов присвоил новому вирусу название Humanimm unodeficiency virus (HIV) - вирус иммунодефицита человека. С этого времени длительно протекающее инфекционное заболевание человека, вызванное ВИЧ, стали называть ВИЧ-инфекцией, а термин СПИД сохранили для обозначения последней, терминальной стадии этого заболевания.Более 90% случаев инфицирования в мире связанны с вирусом иммунодефицита человека первого типа, который является этиологической причиной глобальной пандемии. Вирус иммунодефицита второго типа (ВИЧ-2) эндемичен для Западной Африки и весьма редко встречается в остальных странах мира. ВИЧ-2 имеет генетическую гомологию с ВИЧ-1 на уровне 50% и вызывает аналогичное заболевание, которое имеет более доброкачественное и продолжительное течение.

Структура и химический состав

По структуре ВИЧ-1 и ВИЧ-2 близки к другим лентивирусам. Вирион ВИЧ имеет сферическую форму 100-200 нм в диаметре. Внешняя оболочка вирионов образована двойным липидным слоем, который заимствован вирионом из мембраны клетки хозяина при завершении цикла репликации и выходе из клетки.В оболочке вирионов находится гликопротеиновый комплекс вируса, состоящий из двух субъединиц (gp41, gpl20) с нековалентной связью между ними. Трансмембранный белок gp41 пронизывает оболочку вируса, второй белок - gp 120 формирует отростки («шипы») на поверхности вирионов.С внутренней стороны липидной оболочки расположен матриксный каркас, образованный белком р17/18. Сердцевина вириона цилиндрической или конусовидной формы, образованна капсидным белком р24. В сердцевине вируса заключены нуклеокапсидный протеин р7/р9, геном вируса - две однонитевые молекулы РНК и три вирусных энзима - обратная транскриптаза, протеаза и интеграза.Геном ВИЧ содержит 104 нуклеотидов и представлен 9.Три структурных гена gag, pol u env кодируют компоненты вирусных частиц: ген gag - внутренние группоспецифические белки ви-риона, входящие в состав сердцевины и капсида (р24, р7/9, р17), ген env - типоспецифические белки, входящие в состав внешней оболочки (gp41 и gpl20), ген pol - белки вирусных энзимов.В геноме ВИЧ имеется также шесть регуляторных генов, кодирующих небольшие протеины, участвующие в системе регуляции деятельности структурных генов. ВИЧ-1 и ВИЧ-2 имеют гены tat, rev, nef, vif, vpr. Кроме того, ВИЧ-1 имеет также ген vpu, а ВИЧ-2 - ген vpx.В пределах общей длины генома гены частично перекрываются с соседними, два гена tat u rev состоят каждый из двух отрезков, довольно далеко отстоящих друг от друга.Tat протеин - трансактиватор транскрипции, необходим для биосинтеза полноразмерного транскрипта вирусной РНК, он увеличивает скорость транскрипции как структурных, так и регуляторных вирусных белков в десятки раз. Rev протеин обеспечивает транспорт из ядра несплайсированной или однократно сплайсированной вирусной РНК в цитоплазму, где с нее транслируются Gag/Pol или Env протеины. В отсутствии продукта гена rev структурные белки вообще не образуются.Важность Nef протеина была очевидна с самого начала его открытия, однако функциональное предназначение продолжает обсуждаться. По одним из последних данных, функция протеинов Nef и Vpu направлена на снижение экспрессии клеточных CD4 рецепторов в инфицированной клетке.Tat, Rev и Nef белки не входят в состав вириона, но являются первыми вирусными компонентами, которые синтезируются в процессе цикла репликации вируса.Отличительной чертой ретровирусов вообще, и ВИЧ в частности, является высокая изменчивость по сравнению с диапазоном изменчивости других вирусов. Именно применительно к ретровирусам было введено понятие квази видов, так как даже в пределах одного организма последующие генерации вируса отличаются от родительских. Вероятность мутации для ВИЧ-1 оценивается как Ю-4-10~5 на цикл репликации.В жизненном цикле ВИЧ точечные мутации могут происходить на стадии обратной транскрипции с геномной РНК на «минус»-цепь ДНК, на этапе синтеза «плюс»-цепи ДНК при возникновении провируса к, наконец, при транскрипции РНК с ДНК провируса. Делеции и вставки тоже возможны, однако вероятную частоту их возникновения оценить сложно.Наиболее высокая изменчивость состава нуклеотидов характерна для гена env. Степень изменчивости неодинакова в разных участках молекулы кодируемого оболочечного белка. В молекулах белков оболочки gpl20 и gp41 картировано более 20 функционально значимых последовательностей (сайтов или эпитопов). С вариабельными участками gpl20 V1-V3 связывают фенотипи-ческие свойства вируса, а также тропность к хемокиновым рецепторам, с гипервариабельным участком V3 - иммунный ответ и возможность вируса «ускользать» от прессинга иммунной системы. Для узнавания рецептора CD4 и связывания с ним важны три разные области gp 120. Когда молекула gpl20 находится в пространственной конфигурации, эти области сближены, образуя полость, соответствующую рецептору CD4.Систематизация генетического разнообразия ВИЧ-1 на основании анализа нуклеотидных последовательностей генов env и gag была осуществлена по положению различных штаммов на бескорневом филогенетическом дереве. Циркулирующие в разных регионах мира штаммы ВИЧ-1 сгруппированы в две разные группы. К первой большой группе М (major) принадлежит большинство известных эпидемических штаммов. Внутри М группы классифицировано, по крайне мере 10 генетических субтипов, каждый из которых обозначен буквами английского алфавита от А до J. Различие в нуклеотидной последовательности V3 области генов env изолятов, принадлежащих к одному субтипу, составляет 5-15%, в то время как между разными субтипами - 16-30%. Отличия в геномах вирусов от одного пациента в динамике заболевания, как правило, не превышают 5%, а от разных людей 0,5 -0,4%. Большой вклад в изучение эволюции ВИЧ-1 вносят открытые в последние годы рекомбинантные формы вируса, которые явились причиной крупнейшей эпидемии среди гетеросексуальной популяции в Таиланде (Е/А рекомбинант) и локальных эпидемий среди наркоманов в двух провинциях Китая (В/С рекомбинант) и в Калининградской области в России (А/В рекомбинант).Помимо группы М в 1994 г. от пациентов Африканского происхождения была идентифицирована другая небольшая группа высокодивергентных штаммов ВИЧ-1 - группа «О» (англ. Outliner- в стороне). Различия в последовательности нуклеотидов вирусов группы О в целом по сравнению с группой М составляют около 35%, а по гену env - 56%.

Патогенез и иммунитет

В общем плане заболевание, вызываемое ВИЧ, может быть охарактеризовано как иммунодефицитное состояние инфекционной природы, возникающее вследствие способности вируса паразитировать непосредственно в клетках иммунной системы. Практически с такой же частотой, как иммунная, поражается при ВИЧ-инфекции и нервная система.Патогенез ВИЧ-инфекции представляет собой сложный процесс многолетнего взаимодействия возбудителя с организмом хозяина от момента первичной инфекции до последней смертельной стадии заболевания.Заражение человека происходит при попадании вируссодержащих материалов на слизистые гениталий или прямой кишки, непосредственно в кровь, а так же через инфицированную плаценту.Прямыми клетками-«мишенями» для ВИЧ являются клетки, имеющие на своей поверхности CD4 рецепторы, которые более всего представлены на мембране Т-лимфоцитов-хелперов. Многие другие клетки также имеют CD4 рецепторы (моноциты и их тканевые формы - макрофаги, клетки Лангерганса, фолликулярные клетки лимфоузлов, альвеолярные макрофаги легких, клетки микроглии и др.). Однако известно, что ВИЧ также может инфицировать клетки, не имеющие CD4 рецепторы (астроциты, эндотелиальные и эпителиальные клетки). Новейшие исследования по изучению тропности вируса к разнообразным хемокиновым рецепторам, очевидно, внесут дополнительную информацию о механизмах развития ВИЧ-инфекции.Дендритные клетки (особенно клетки Лангерганса при инфицировании слизистых) и моноциты / макрофаги инфицируются одними из первых и через циркуляцию доставляют вирус в кровь и в ближайшие лимфоидные органы, представляя вирус Т4-лимфацитам. При парентеральном заражении вирус может непосредственно инфицировать Т4-лимфоциты.Показано, что вирусы, изолируемые на начальных стадиях заболевания, относятся в основном к макрофаготропным. ВИЧ реплицируется в макрофагах/моноцитах с умеренной интенсивностью и, выходя из клетки, не оказывает на нее цитолитического действия. Эти клетки являются хроническим резервуаром вируса и дополнительным фактором распространения ВИЧ в органах и тканях. В частности, инфицированные макрофаги уже на самых ранних стадиях заболевания преодолевают гематоэнцефалический барьер и переносят вирус в центральную нервную систему и др. органы.На стадии первичной инфекции заражение Т4-лимфоцитов сопровождается взрывным всплеском вирусной репликации (2-3 недели от момента инфицирования). Это способствует дальнейшему распространению вируса в лимфоидных органах (лимфатические узлы, селезенка, миндалины). Количество Т4-лимфоцитов в крови уменьшается, а вирусная нагрузка (количество копий РНК ВИЧ) может достигать 1 млн.Частичное купирование острой ретровирусной инфекции корректируется иммунным ответом организма в основном за счет цитоток-сических лимфоцитов и нейтрализующих антител, выявляемых на 3-12 неделе (сероконверсия). Это сопровождается восстановлением числа Т4-лимфоцитов (но не до исходного уровня) и постепенным снижением уровня репликации вируса (концентрация РНК в периферической крови снижается на 3-5 lg).Обычно к 6-8-му мес. после инфицирования достигается определенное плато (setpoint) в уровне репликации, которое отражает то равновесие, которое достигается между организмом и вирусом и заболевание переходит в стадию бессимптомной хронической инфекции. Количественные параметры этого равновесия, выражаемые количеством Т4-лимфоцитов и уровнем вирусной нагрузки, индивидуальны. Термин «бессимптомная» в названии стадии относится только к клиническим проявлениям. Репликация вируса в пределах плато продолжается, погибшие Т4 клетки еще восполняются адекватным количеством новых. Лимфатические узлы перегружены внеклеточным и внутриклеточным вирусом, что проявляется (но не у всех) персисгирующей генерализованной лимфоаденопатией.Длительность цикла репродукции одной генерации вируса 2,6 дня. Половина новых вирионов погибает каждые 6 ч, но вирусемия поддерживается постоянными, повторными циклами реинфекции и репродукции в продуктивно инфицированных Т4 клетках. Полагают, что каждый день в организме появляется 10 биллионов вирионов, число генераций вируса за год - 140, а за 10 лет более 1400. Рассчитано, что любая мутация в любой позиции генома может происходить много раз в день, а при использовании лекарственных средств может быть генерирован почти любой резистентный мутант. Продолжительность периода клинически бессимптомной инфекции для 80% пациентов составляет 8-12 лет. В конце этого периода равновесие, столь длительно поддерживавшееся иммунной системой, нарушается.Следующая симптоматическая фаза инфекции характеризуется прогрессирующей активизацией репликации вируса, повышением содержания ВИЧ РНК в плазме, а также прогрессирующим усилением деструкции иммунной системы, проявляющимся в снижении количества Т4 клеток и дискоординацией многих других показателей. Клинические симптомы и синдромы нарастают с переходом в тяжелые прогрессирующие болезни, манифестирующие наступление собственно СПИДа. Большинство этих болезней проявляются в таких формах, которые не встречаются у человека с нормально функционирующей иммунной системой. Эти болезни, которые называются СПИД-индикаторными, включают опухоли, инвазии, грибковые, вирусные и в меньшей степени бактериальные инфекции, вызываемые условно патогенными возбудителями.Механизм дисфункции иммунной системы при ВИЧ-инфекции многообразен. Аномалии клеточного звена, в первую очередь, связаны с Т4-лимфоцитами. Снижение их абсолютного количества определяется не только прямым цитопатическим действием вируса. Один из механизмов состоит в том, что зараженные клетки, продуцирующие gpl20, сливаются со здоровыми клетками, в мембране которых имеется антиген CD4 (образование синцитиев). Точно так же и свободный gpl20, циркулирующий в крови, может связываться с CD4 молекулами неповрежденных клеток, которые распознаются иммунной системой как чужеродные и разрушаются.Предложена гипотеза, согласно которой гибель Т4-лимфоцитов при ВИЧ-инфекции связана с физиологической гибелью клеток (апоптоз), запускаемой взаимодействием gpl20 с CD4 рецепторами. Существуют и другие механизмы патогенеза ВИЧ, объясняющие гибель Т4-лимфоцитов.Известно, что Т4-лимфоцитам отводится центральная роль в регуляции иммунного ответа, которая осуществляется через систему клеточных медиаторов-цитокинов. При ВИЧ-инфекции нарушается синтез цитокинов, продуцируемых субпопуляциями Т4-лимфоцитов (Тх-1 и Тх-2). Секреция ИЛ-2 и Y-интерферона, участвующих в реализации клеточного иммунитета, непрерывно уменьшается, а ИЛ-4 и ИЛ-10, участвующих в реализации гуморального иммунитета, - повышается.Инфицированные ВИЧ макрофаги претерпевают ультраструктурные изменения, нарушается хемотаксис и Fc-зависимый фагоцитоз. Из-за постоянной активации мононуклеаров наблюдается гиперфункция противовоспалительных цитокинов (ФНО-а, ИЛ-ip, ИЛ-6).В результате нарушений в синтезе цитокинов Т-клеточного и макрофагального происхождения, регулирующих функцию В-лимфоцитов, происходит их поликлональная активация, сопровождающаяся спонтанной продукцией неспецифических иммуноглобулинов.Одной из гипотез о ведущих патологических факторах при ВИЧ-инфекции являются аутоиммунные патологические процессы в связи с перекрестной реактивностью ряда эпитопов вирусных белков и белков организма человека.Это лишь некоторые из множества элементов иммунопатогенеза ВИЧ-инфекции. В целом можно сказать, что ВИЧ, внедряясь в клетки иммунной системы, или разрушает их с помощью различных механизмов или видоизменяет их функции, инициируя разнонаправленные изменения в синтезе цитокинов, что, в конечном счете, нарушает все звенья иммунитета. Это является той патологической основой, на которой развивается симптомокомплекс СПИДа.В то же время ВИЧ сам подвергается действию иммунной системы, поскольку в организме человека формируется защитный ответ на его внедрение. С самого начала инфекции начинается продукция специфических анти-ВИЧ-антител (сначала Ig M, а далее IgG и IgA), которая сохраняется на протяжении всех стадий болезни с некоторыми изменениями в распределении антител к отдельным белкам ВИЧ. Однако эти антитела в лучшем случае являются лишь свидетелями инфекции, а с помощью ряда механизмов могут ее даже усиливать.Антитела к гликозилированной форме gpl20 обладают вируснейтрализующими свойствами in vitro, но не контролируют развитие уже начавшейся инфекции. Одной из причин является высокий темп репродукции вируса и, как следствие, быстрота вовлечения в патологический процесс все новых клеток.Специфическая антителозависимая клеточная цитотоксичность, осуществляемая моноцитами или нормальными киллерами в присутствии анти-ВИЧ-антител в отношении клеток, на которых экспрессированы антигены ВИЧ, достаточно выражена in vitro, однако защитное значение этого феномена не доказано.Наиболее важным фактором, сдерживающим репликацию ВИЧ, являются Т8 цитотоксические лимфоциты, которые могут непосредственно лизировать вируссодержащие клетки или действовать опосредованно через синтезируемые ими цитотоксины (CD8 антивирусный фактор) и (3-хемокины. Считают, что высокая активность Т8-лимфоцитов является основным фактором длительного сохранения фазы асимптоматической инфекции у ВИЧ-инфицированных долгожителей.В общем итоге ответ на ключевой вопрос патогенеза ВИЧ-инфекции - чем регулируется репликация вируса - состоит в том, что эта роль отводится организму хозяина, которая реализуется через сеть эндогенных цитокинов. Противовоспалительные цитокины, свидетельствующие о хронической иммунной активации (ФНО-а, ИЛ-ip, ИЛ-6) усиливают репликацию ВИЧ. В то же время другие цитокины, такие как ИЛ-10, ИЛ-2, ИНФ-Y, CD8 антивирусный фактор, а так же Р-хемокины угнетают экспрессию ВИЧ. Все эти факторы вносят свой вклад в баланс между супрессией и репродукцией вируса, а следовательно, и в течение заболевания. Дополнительную роль играют многочисленные ко-факторы со стороны организма хозяина, вируса, а также сопутствующие оппортунистические инфекции.

Эпидемиология

Источником инфекции является ВИЧ-инфицированный человек на всех стадиях заболевания. Вирус содержится в крови, сперме, влагалищном и цервикальных секретах, в грудном молоке, которые являются факторами передачи инфекции. Предполагается, что инфицирующая доза вируса составляет около 10 тыс. вирионов. Слюна, моча, слезная жидкость также содержат вирус, но количество его недостаточно для заражения.Пути передачи инфекции - половой, парентеральный и вертикальный.С передачей вируса при половых контактах связано около 85-90% всех случаев ВИЧ-инфекции в мире, что позволяет отнести ВИЧ-инфекцию к группе болезней передаваемых половым путем. При этом в глобальном масштабе гетеросексуальные отношения являются причиной 70% случаев заражения, гомосексуальные - 5-10% случаев.3-5% ВИЧ-инфекции в мире связывают с инфицированием при гемотрансфузиях. Инъекционные наркоманы составляют до 10%, причем эта цифра продолжает увеличиваться.Вертикальная передача ВИЧ от инфицированной матери плоду в последние месяцы беременности, при рождении ребенка или при грудном вскармливании в Африканских странах происходит в 40-50% случаев, а в экономически развитых странах - 25-35%.Эксперты полагают, что интенсивное распространение ВИЧ-инфекции в мире началось в конце 70-х годов, масштабы эпидемии уже более 10 лет расценивают как пандемию.По данным ВОЗ, в конце апреля 1999 г. насчитывалось более 33 млн. людей, инфицированных ВИЧ, и 16,3 млн. погибших от СПИДа. В настоящее время на каждые 100 человек, находящихся в сексуально-активном возрасте (15-49 лет), приходится один носитель ВИЧ. В некоторых регионах СПИД является главной причиной смертности среди взрослого населения. С начала пандемии СПИДа было заражено около 4,8 млн. детей, из которых погибло около 3,6 млн.В Африке, южнее Сахары, проживает две трети зараженных ВИЧ, доминирует гетеросексуальное распространение вируса. В остальных регионах мира картина эпидемического процесса смешанная. Типичной моделью является первоначальная концентрация вируса в группах с рискованным в отношении заражения ВИЧ поведением (гомосексуалисты, внутривенные наркоманы, проститутки) последующим распространением вируса через их половых партнеров в основную популяцию населения.ВИЧ характеризуется сравнительно низкой устойчивостью к воздействию химических и физических факторов. Нагревание при 56° в течение 30 мин. приводит к снижению инфекционного титра вируса в 100-1000 раз, а более высокие температуры быстро и полностью его инактивируют. Вирус быстро погибает под воздействием дезинфицирующих веществ, используемых в лабораторной практике (70% этиловый спирт, 3% р-р перекиси водорода, 5% р-р лизола, 0,2% р-р гипохлорита натрия и др.). ВИЧ в то же время достаточно устойчив при комнатной температуре как в сухой, так и жидкой среде (4-6 дней), а также к Уф облучению и ионизирующей радиации.

ВИЧ-инфекция

Вирусы иммунодефицита человека (ВИЧ) входят в семьи Retroviridae, рода Lentivirus. Выделяют два вида возбудителей синдрома приобретенного иммунодефицита - ВИЧ-Iи ВИЧ-ILВИЧ-1 имеет округлую форму, его размеры - 100-120 нм. Геном состоит из двух идентичных "плюс"-нитей РНК, ассоциированных с ревертазы и внутренними белками. В геноме содержится 9 генов (3 структурных: gag, pol, env и 6 неструктурных: tat, rev; vift nefy vpr, vpu, кодирующих внутренние белки вируса, ревертазу, эндонуклеазы, протеазу и специфические белки наружной оболочки). Сердцевина вириона окружена белками капсида и приобретает конусообразной формы. С ней ассоциированные белки р7, р9, р24. Она отделена от внешней оболочки еще одним слоем белков - матриксных (р 17) . На внешней липидной оболочке размещены гликопротеиновых транзакции, состоящие из двух субъединиц гликопротеида (gp 41 и gp 120). В совокупности их обозначают как gp 160. В связи с особенностями структуры генома, ВИЧ имеет значительную антигенную изменчивость.При нагревании до 56 ° С в течение ЗО мин вирус инактивируется. Он чувствителен к воздействию спирта, эфира, ацетона, ионизирующего и ультрафиолетового излучения.ВИЧ-2 по своему строению принципиально не отличается от ВИЧ-1, но имеет некоторые отличия в составе генома, белков и т.д..Диагностика СПИДа - сложная и ответственная. Она базируется на основных клинических проявлениях заболевания, а также результатах вирусологических, серологических и других методов исследования, и требует их комплексной оценки.

Серологическая диагностика

Сегодня в Украине разработана двухэтапная система лабораторной диагностики заболевания, которая включает исследование сыворотки крови человека на наличие антител против ВИЧ. Сыворотка крови лиц с подозрением на ВИЧ-носительство обследуется с помощью ИФА. Это происходит в специализированных лабораториях по диагностике СПИДа, которые разворачиваются на базах СЭС, станций переливания крови, поликлиник, диспансеров, инфекционных больниц и т.д..Основным материалом для исследования является кровь. ее забирают из локтевой вены в объеме 5 мл. Полученную позднее сыворотку можно хранить при температуре 4 ° С в течение 7 дней. Предлагается также использование образа "сухой капли". Он заключается в том, что с помощью стерильной иглы прокалывают палец и несколько капель крови наносят на стерильную диск, изготовленный из фильтровальной бумаги. Высушенные диски могут храниться длительное время (до 6 месяцев) в полиэтиленовых пакетах. В случае необходимости с помощью фосфатного солевого раствора иммуноглобулины переводят в жидкое состояние и исследуют.Доказано, что антитела против ВИЧ можно обнаружить в слезах, слюне, грудном молоке (IgA), спинномозговой жидкости (у лиц с энцефалопатиями или неврологической симптоматикой), даже в моче. Допустимым считается исследование на наличие антител жидкости стекловидного тела в трупов.ИФА (в основном, косвенный) позволяет определить антитела в любом исследованном материале. Он является достаточно чувствительным методом, который используется в любых лабораториях мира. Антигены для этих тест-систем получают либо из зараженных тканевых культур, или с помощью рекомбинантных ДНК. В Украине используют тест-системы "Антиген", "рекомбинант-ВИЧ", "Служебные-ВИЧ", "Комби-ВИЧ", фирмы "Abbott" и другие.Следует отметить, что антитела в крови появляются не сразу после попадания ВИЧ в организм, а не менее, чем через 2-3 месяца, а порой и дольше (5-8 мес.), Поэтому следует помнить, что ИФА малопригодной для диагностики вирусоносительства именно серонегативный период. Одноразовый положительный результат обнаружения антител в крови не позволяет подтвердить диагноз иммунодефицита. Эту реакцию рекомендуют повторить трижды. Диагностические считаются два Положительных результаты в трех повторах. Такая схема постановки реакций обусловливается тем, что современные тест-системы все же могут давать как ложноположительные, так и ложноотрицательные результаты.Образцы крови, дали два положительных результата из трех повторов, направляются в специализированные лаборатории при научно-исследовательских институтах для подтверждения наличия ВИЧ-вирусоносительства с помощью твердофазного иммуноферментного анализа - вестернблоту или иммуноблота (от англ. Blott - пятно), реакции непрямой имунофлуоресценциии или радиоиммунного преципитации. Эти методы позволяют выявить антитела к определенным вирусных белков.Метод вестернблоту предполагает предварительное Электрофоретическое разделение вирусных белков в полиакриламидном геле с последующим переносом их на специальные нитроцеллюлозные мембраны. После этого на фильтрах разгоняются исследуемые образцы крови с последующей идентификацией их белков (антитела против определенных структурных вирусных белков) с помощью антивидовой меченых сывороток. На нитроцеллюлозные фильтрах появляются цветные полосы, соответствующие комплексам, образованным вирусными структурными белками и антителами сыворотки вирусоносителя. О положительном результате реакции может свидетельствовать наличие антител против вирусных белков р24, РЗИ, gp41, gpl20/160.При отрицательных результатах на фильтрах не видно характерных зон окраски.Одним из эффективных способов определения наличия антител против ВИЧ в крови человека является использование реащии микроагпютинации. Она подобна реакции непрямой гемагглютинации, но вместо эритроцитов, сенсибилизированных соответствующим антигеном, здесь используют как основу частицы желатина или латекса. В случае положительного результата наблюдают за появлением специфического осадка в лунках планшет. Данная реакция дает подобные результаты в ИФА, однако значительно проще по методике постановки, быстрее выполняется, дает меньше ложноположительных результатов.Другим методом выявления антител против ВИЧ является реакция непрямой иммунофлюоресценции. Для постановки этой реакции используют антиген, который получают из перевиваемых линий лимфоцитов, зараженных вирусами иммунодефицита. Из них готовят препараты фиксированных клеток, которые можно хранить в течение 2 месяцев при температуре -20 ° С. В случае необходимости стекла с нанесенным антигеном обрабатывают разбавленными исследуемыми сыворотками (1:10,1:100,1:1000 т.д.), а затем люминесцентной антисывороткой против иммуноглобулинов человека. Препараты дополнительно контрастируют синькой Эванса и изучают в люминесцентном микроскопе.Более чувствительным является метод радиоимунопреципитации. Как и при любой иммунологической реакции в его основе лежит взаимодействие антигенов ВИЧ с антителами против них. В этой реакции как антигены используют белки ВИЧ, меченные радиоактивными изотопами 125И или 35S.Реакцию проводят в жидкой фазе, смешивая гомологичные антигены (вирусные белки gpl20, gp41, р24, р17, р9 и другие) и антитела (сыворотка вирусоносителя), вследствие чего образуются иммунные комплексы. Они взаимодействуют со специальной системой, которая состоит из белка A S. aureus, соединенного с сефароза, вследствие чего происходит преципитация. Образующийся комплекс с помощью ультрацентрифугирования осаждают в пробирках, удаляют надосадочную жидкость, оставляя только субстрат антиген-антитело-белок А-сефароза. На следующем этапе исследования вызывают диссоциацию комплексов додецилсульфатом натрия, подвергают их электрофореза в полиакриламидном геле и с помощью авторадиографии определяют молекулярную массу меченых изотопами белков. Это позволяет установить, какие именно вирусные белки находятся в иммунных комплексах, следовательно, к которым вирусных белков образуются антитела. Этот метод более чувствительным, чем иммуноблот, однако требует специального оборудования, поэтому не используется широко в лабораторной практике.Подытоживая вшцевикладене, можно таким образом подойти к подтверждения диагноза ВИЧ-носительства. Одноразовый отрицательный результат на наличие антител, полученный с помощью ИФА, позволяет сделать вывод об отсутствии ВИЧ-инфицирования. Два положительных результата из трех повторных исследований сывороток не позволяют установить диагноз вирусоносительства. Это можно сделать только после получения положительных результатов о наличии антител против определенных вирусных структурных белков с помощью иммуноблотинга или других методов, его заменяют.

Вирусологическая диагностика

Материалом для исследования может быть кровь, спинномозговая жидкость, грудное молоко, сперма, биоптаты при аутопсии подобное. Для выявления вируса используют электронную микроскопию, заражения культур Т-лимфоцитов (CD4-клетки). Для идентификации вирусов возможно использование высокочувствительных тест-систем ИФА, реакции непрямой иммунофлуоресценции, характерной цитопатического действия подобное.Важным для диагностики СПИДа является определение провируса в лимфоцитах, или вирусных нуклеиновых кислот в патологическом материале. С этой целью широко используются методы молекулярной гибридизации. Использование этого метода приобретает важное значение особенно из-за того, что серонегативный период при СПИДе может длиться несколько месяцев. Высокая чувствительность предлагаемого метода позволяет выявить даже единичные вирусные частицы в крови (0,1-1,0 нг нуклеиновых кислот). Принцип его заключается в том, что в условиях in vitro вызывается процесс гибридизации между вирусной нуклеиновой кислотой (ДНК, РНК) и специальным зондом, который меченый радиоактивным фосфором 32Р. Образующийся комплекс достаточно легко идентифицировать с помощью авторадиографии. Однако использование 32Р-зондов в определенной степени усложняет этот метод, поскольку они имеют короткий (2 недели) период полураспада, требуют соблюдения строгих правил техники безопасности при работе с радиоактивными изотопами подобное. Учитывая это, перспективным направлением является использование зондов, которые можно обнаружить с помощью цветных ферментативных реакций. Такой меткой является биотин (биотиновий зонд).Существуют различные варианты молекулярной гибридизации, среди которых чаще всего применяются точечная гибридизация, блот-гибридизация, сэндвич-гибридизация, гибридизация in situ (в зараженных тканях).Одним из вариантов молекулярной гибридизации рассматривается полимеразно-цепная реакция, в основе которой лежит амплификация генов. Использование ДНК-полимеразы, например, с Thermophylus aquaticus позволяет за несколько циклов амплификации значительно увеличить количество исследуемых нуклеиновых кислот, вследствие чего их можно обнаружить любыми известными методами - ИФА, электрофорез в полиакриламидном геле подобное. Эта реакция существенно превышает чувствительность предыдущего метода (на несколько порядков), поэтому может быть использована при исследовании микрообъемов материала или таких тест-объектов, где другими методами вирусы иммунодефицита не проявляются, например, смывы из носоглотки, слюна.Кроме описанных методов диагностики, допустимым признается выявление антигенемии, которая обусловлена белком р24. Этот р24-антиген можно определить с помощью модифицированных методов ИФА.Получение положительного результата при применении одного из следующих методов является достаточным аргументом для установления этиологического диагноза ВИЧ-инфекции.Вирусологическая диагностика СПИДа - достаточно сложный процесс, доступный для выполнения только в высокоспециализированных лабораториях, где создаются все необходимые условия для работы (защита персонала от заражения во время культивирования, очистки и концентрирования ВИЧ) и являются высококвалифицированные специалисты.Таким образом, при наличии ВИЧ-инфекции у вирусоносителей или больных СПИДом можно обнаружить такие вирусспецифического маркеры: антитела к ВИЧ, непосредственно инфекционный вирус, провирус в ДНК пораженных иммуноцитов, вирусный антиген в сыворотке крови и инфицированных клетках-мишенях.

Морфология и структура вируса иммунодефицита человека (ВИЧ)

Вирус иммунодефицита человека - лимфотропный вирус, который вызывает ВИЧ-инфекцию, заканчивающуюся развитием СПИДа, который характеризуется преимущественным поражением иммунной системы, длительным течением, полиморфностью клинических проявлений, высокой летальностью, многообразием естественных путей передачи (г.о. половым и парентеральным), склонностью к быстрому эпидемическому распространению.

ВИЧ открыт в 1983 году Л. Монтанье и Р. Галло.

Семейство: Retroviridae, Род: Lentivirus.

Морфология и структура ВИЧ.

ВИЧ- РНК-содержащий вирус. Вирионы ВИЧ имеют сферическую форму, диаметром 100 нм. Внешняя оболочка вирионов образована двойным слоем липидов, пронизанного гликопротеинами- "шипами". Липидная оболочка происходит из плазматической мембраны клетки хозяина, в которой репродуцируется вирус. Гликопротеиновая молекула состоит из 2 субъединиц- gp 120- находится на поверхности вириона, gp 41- пронизывает липидный слой. Образование обоих белков происходит с нековалентной связью между ними происходит при разрезании белка внешней оболочки ВИЧ- gp-161. Под внешней оболочкой вириона расположена сердцевина. Она имеет конусовидную или цилиндрическую форму и состоит из капсидных белков p24 и р25, ряда матриксных белков (р6 и р11), белков протеазы (р11 и р11). Для осуществления репродукции ВИЧ имеет обратную транскриптазу или ревиртазу. Геном ВИЧ состоит из: 1) 3 основных структурных генов: gag- кодирует матриксные, капсидные, нуклеокапсидные белки и белки протеазы; pol- кодирует обратную транскриптазу; env- кодирует gp120 и gp41. 2) 7 регуляторных и функциональных генов: tat и rev - увеличивают скорость транскрипции белков, nef- контролирует прекращение репродукции ВИЧ, vif- кодирует белок, отвечающий за отпочковывание вируса от одной клетки и заражение другой. Также к ним относятся vpr, vpu, vpx- обеспечивают осуществление процессов репродукции и инфицирования.

Антигенными свойствами обладают белки сердцевины и оболочечные гликопротеины (р161), которые характеризуются высоким уровнем антигенной изменчивости.

Выделяют 2 типа вируса- ВИЧ-1 и ВИЧ-2, которые различаются по структурным и антигенным характеристикам, что и обусловливает различия в течение заболевания.

Жизненный цикл ВИЧ состоит из 4-х стадий (адсорбция, высвобождение РНК, синтез РНК, сборка), который реализуется за 1-2 дня. Вирус поражает в основном лимфоциты, иногда макрофаги, лейкоциты, дендритные клетки, клетки нервной системы, т.к. они содержат рецептор CD 4, с которым специфически взаимодействует р120 вируса.

Аббревиатура ВИЧ обозначает - вирус иммунодефицита человека. Этот вирус является основной причиной приобретенной недостаточности функциональной активности иммунной системы, а именно ее клеточного звена. На сегодняшний день эта инфекция является очень распространенной и имеет тенденцию к дальнейшему увеличению числа случаев инфицирования.

Вирус ВИЧ, виды и свойства

Вирус иммунодефицита человека является ретровирусом и относится к роду лентивирусов. Это РНК-содержащий вирус, его основной особенностью является процесс обратной транскрипции. Это означает, что при попадании в клетку, молекула РНК вируса под влиянием фермента обратной транскриптазы (ревертазы) превращается в ДНК, которое встраивается в геном. В процессе жизнедеятельности, клетка с вирусным ДНК в геноме начинает синтезировать новые РНК и капсулы вирусов, которые выходят из нее и заражают новые клетки.

Причем встроенный участок вирусной ДНК остается в клетке навсегда, длительное время ничем себя не проявляет и при этом не приводит к ее гибели. Эта особенность обуславливает то, что ВИЧ относится к медленным инфекциям, с прогрессированием инфекционного процесса в течение длительного периода (не менее 10 лет). Главным отличительным свойством ВИЧ является избирательность. Он способен поражать клетки, которые имеют на своей поверхности специфические рецепторы CD 4 , которые содержатся в клетках иммунитета - Т-лимфоциты, дендритные клетки (выполняют защитные функции в тканях нервной системы), тканевые макрофаги. Зараженные клетки с течением времени утрачивают способность к выполнению своей основной биологической функции - поддержке клеточного звена иммунитета. Выделяют 2 типа вируса иммунодефицита:

Тип 1 - распространен на всех континентах.
Тип 2 - встречается преимущественно в странах Центральной Африки.

Вирус иммунодефицита имеет сложное строение. Его генетический материал РНК покрыт белковой капсулой, которая
укрыта слоем фосфолипидов (суперкапсид). Внутри вирусной капсулы находится фермент транскриптаза, который катализирует процесс превращения вирусной РНК в ДНК внутри клетки. Во внешней среде ВИЧ нестоек, быстро погибает под действием высоких и низких температур, солнечных лучей, дезинфицирующих растворов (перекись водорода, хлорная известь, спирт).

Открытие вируса датируется 1981 годом, его обнаружили в Африке. На сегодняшний день существует несколько гипотез его появления - воздействие на непатогенный вирус предшественник неблагоприятной экологии с его последующей мутацией в ВИЧ, формирование вируса во время разработки биологического оружия. Мутация вируса под действием радиации, которая повышена в некоторых странах Африки в связи с большим количеством урановых руд, происхождение ВИЧ от вируса иммунодефицита обезьяны. Все эти гипотезы пытаются объяснить отсутствие упоминаний о заболевании, похожем на СПИД на протяжении всей истории человечества.

Что такое ВИЧ СПИД

ВИЧ инфекция - это заражение вирусом иммунодефицита, без развития основного заболевания. Состояние ВИЧ-инфицирования может длиться достаточно долго, без каких-либо клинических проявлений. СПИД - это синдром приобретенной недостаточности иммунитета (иммунодефицита), он развивается в разгар инфекции и характеризуется поражением значительного количества иммунокомпетентных клеток (макрофаги, лимфоциты). Признаки СПИДа заключаются в снижении активности иммунной системы, что проявляется развитием заболеваний, вызванных представителями условно-патогенной флоры или другими возбудителями, которые в нормальном состоянии иммунитет подавляет (оппортунистические инфекции). К таким инфекциям относятся:

Кандидоз (молочница), вызванный условно-патогенным грибком рода Candida .
Цитомегаловирусная инфекция.
Инфекционный процесс, вызванный вирусом Эпштейна-Барр.
Поражения кожи (множественные гнойнички).
Пневмоцистная пневмония.

ВИЧ и СПИД разница заключается именно в наличии снижения иммунитета и развитии оппортунистических инфекций и другой патологии, связанной с иммунодефицитом (онкологический процесс).

Как заражаются ВИЧ инфекцией

Вирус иммунодефицита является парентеральной инфекцией. Пути заражения ВИЧ инфекцией включают:

Половой путь передачи - вирус попадает в организм здорового человека при непосредственном контакте слизистых половых органов с зараженным партнером. Причем риск заражения выше у принимающей стороны, поэтому женщины во время классического полового контакта заражаются чаще. Еще выше риск при занятии анальным сексом, так как дополнительно происходит микроповреждение слизистой прямой кишки. Более безопасным является оральный секс, заражение возможно только при наличии травм или эрозий слизистой полости рта.
Попадание вируса в кровь через шприц при использовании инъекционных наркотиков.
Заражение во время выполнения различных медицинских процедур и манипуляций, сопряженных с нарушением целостности кожи или слизистых оболочек не продезинфицированным инструментарием.
Переливание зараженной крови или ее компонентов.
Вертикальный путь передачи - вирус передается от инфицированной матери плоду во время беременности (реже) или заражение ребенка происходит во время родов и последующего кормления грудным молоком.

Фактором передачи ВИЧ являются биологические жидкости человека - сперма, грудное молоко, влагалищные выделения, кровь. Со слюной человека вирус не выделяется. Источник инфекции - больной (СПИД) человек или вирусоноситель (ВИЧ-инфицированный).

Разработка одноразового стерильного медицинского инструментария была продиктована необходимостью свести к минимуму возможности заражения ВИЧ во время выполнения различных медицинских манипуляций.

Вероятность заражения

Основным условием, которое способствует заражению, является количество вирусных частиц в биологической жидкости, с которой произошел контакт внутренней среды человека. Также на вероятность заражения влияют пути передачи:

Путь передачи	Вероятность заражения
Анальный секс	1% для принимающей стороны
Вагинальный секс	0,1% для женщины, 0,01% для мужчины
Вертикальный путь (от матери ребенку)
Переливание зараженной крови
Введение наркотиков зараженным шприцем

Использование презервативов сводит к минимуму заражение ВИЧ. Также они предохраняют от других инфекций, передающихся половым путем - вирусные гепатиты В и С, сифилис, гонорея, хламидиоз, уреаплазмоз.

Симптомы ВИЧ

ВИЧ в течение длительного времени ничем себя не проявляет. Период от момента заражения до развития СПИДа длится от 5 до 20 лет. При попадании в организм человека большого количества вирусных частиц, возможно клиническое проявление первичной реакции организма. Оно развивается через 1-3 недели от момента заражения,
характеризуется подъемом температуры, увеличением лимфатических узлов, неустойчивым стулом. Обычно эти явления проходят самостоятельно уже через несколько дней. С этого момента вирус уже внедряется в клетки иммунитета и находится в них длительное время, ничем себя не проявляя. Такие первичные признаки ВИЧ у женщин и у мужчин протекают одинаково. Именно поэтому очень важной является лабораторная диагностика ВИЧ-инфекции, которая заключается в определении антител в крови к вирусу и его генетического материала в организме.

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] .

Федеральный закон РФ "О предупреждении распространения в Российской Федерации заболевания, вызываемого вирусом иммунодефицита человека" от 30 марта 1995 года.
Змушко Е. И., Белозеров Е. С. ВИЧ-инфекция / Руководство для врачей. - СПб: Питер, 2000. - 320 с.
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.
Кожемякин Л. А., Бондаренко И. Г., Тяптин А. А. Синдром приобретенного иммунодефицита / Пособие для врачей.- Л.: Знание, 1990.- 112 с.
Лобзин Ю. В., Казанцев А. П. Руководство по инфекционным болезням. - СПб., 1996. - 712 с.
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.
Новохатский Л. С., Хлябич Г. Н. Теория и практика лабораторной диагностики синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИД). - М.: ВИНИТИ, 1992,- 221 с.
Покровский В. И., Покровский В. В. СПИД: синдром приобретенного иммунодефицита.- М.: Медицина, 1988.- 43 с.
Покровский В. И. ВИЧ-инфекция или СПИД // Терапевт, арх. - 1989. - Т. 61, № 11. - С. 3-6.
Покровский В. В. ВИЧ-инфекция: клиника, диагностика / Под общ. ред. В. В. Покровского.- М.: ГЭОТАР МЕДИЦИНА, 2000.- 496 с.
Рахманова А. Г. ВИЧ-инфекция (клиника и лечение).- СПб: "ССЗ", 2000.- 367 с.
Рекомендации по применению антиретровирусных препаратов у взрослых и подростков, инфицированных вирусом иммунодефицита человека // Consilium Medicum приложение. Январь 2000,- 22 с.
Смольская Т. Т., Ленинская П. П., Шилова Э.А. Серологическая диагностика ВИЧ-инфекции / Методическое пособие для врачей.- СПб, 1992.- 80 с.
Смольскал Т. Т. Второе десятилетие жизни в условиях СППДа: уроки и проблемы / Актовая речь.- СПб., 1997.- 56 с.
Хаитов Р.М., Игнатьева Г. А. СПИД.- М., 1992.- 352 с.
Connor S. Research shows how HIV exhausts the body // Brit. Mod. J.- 1995.- Vol.310.- P. 6973-7145.
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.
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.
Gallo R. C. Mechanism of disease induction by HIV // J.AIDS.- 1990.- N3.- P. 380-389.
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.
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.
Hess G. Clinical and diagnostic aspects of HIV-infection.- Mannheim: Boehringer Mannheim GmbH, 1992.- 37 p.
Hu D.J., Dondero T.J., Ryefild M. A. et al. The emerging genetic diversity of HIV // JAMA.- 1996. - N 1.- P. 210-216.
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.
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.
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.
Montagnier L., Gougeon M. L., Olivier R. et al. Factors and mechanisms of AIDS pathogenesis // Science challenging AIDS. Basel: Karger, 1992.- P. 51-70.
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.
Polis M. A., Masur H. Predicting the progression to AIDS // Amor. J. Med. - 1990.- Vol.89, N 6.- P. 701-705.
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.
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

Вирус иммунодефицита человека относят к царству Viridae, семейству Retroviridae, подсемейству Lentiviridae.

Основные свойства вируса иммунодефицита человека

Строение вирусной частицы ВИЧ-инфекции

По данным электронной микроскопии, вирус имеет округлую форму и сложную структуру. Диаметр вириона составляет 100-120 нм.

Группы белков ВИЧ-1 и ВИЧ-2

Молекулярный вес белков измеряют в килодальтонах (кДа): gp - гликопротеины; р - протеины.

В центре вириона располагается геном вируса, представленный двумя нитями РНК, внутренними протеинами р7 и р9, а также ферментами - обратной транскриптазой (ревертазой), протеазой, РНКазой и интегразой (эндонуклеазой). Геном окружает внутренняя белковая оболочка. В состав внутренней оболочки ВИЧ-1 входят протеины р17, р24 и р55. Протеины р16, р25 и р56 образуют внутреннюю оболочку ВИЧ-2. Наружная липидная оболочка ВИЧ-1 пронизана гликопротеином gpl60. состоящим из трансмембранного (gp41) и высокоиммуногенного (gpl20) фрагмента. Оболочечные белки gp41 и gpl20 соединены нековалентной связью и формируют на поверхности вириона отростки, обеспечивающие присоединение ВИЧ к рецепторам клеток-мишеней человека.

Антигенная структура

Геном вируса содержит девять генов - три структурных и шесть регуляторных. Геном является изменчивой структурой за счёт антигенного дрейфа. Существует ряд серологических вариантов вируса (например, А, В, С, D, E, F, G, Н).

Устойчивость вируса в окружающей среде

В естественных условиях ВИЧ (в высушенном состоянии) сохраняет активность в течение нескольких часов; в жидкостях, содержащих большое количество вирусных частиц, таких, как кровь и эякулят, - в течение нескольких дней.

В замороженной сыворотке крови активность вируса определяют на протяжении нескольких лет.

Нагревание до 56 °С в течение 30 мин приводит к снижению инфекционного титра вируса в 100 раз. При более высокой температуре (70-80 °С) вирус погибает через 10 мин. При обработке вирионов 70% раствором этилового спирта в течение минуты происходит их инактивация. При воздействии 0.5% раствора гипохлорита натрия, 1% раствора глутаральдегида, 6% раствора пероксида водорода, 5% раствора лизола, эфира или ацетона также отмечают гибель вирусных частиц.

ВИЧ относительно мало чувствителен к ультрафиолетовому облучению и ионизирующей радиации.

Патогенез ВИЧ-инфекции

Дифференцировочный антиген CD4+ (CD - аббревиатура от Cell Differention antigen) и неспецифические (независящие от наличия CD4+) компоненты - рецепторы для ВИЧ. CD4+ - гликопротеид с молекулярной массой 55 000 кД. по своему строению схожий с определёнными участками иммуноглобулинов. Аналогичное строение имеет и белок вируса gpl20 - это и определяет способность проникновения вирионов в клетку.

Рецептор CD4+, расположенный на мембране иммунокомпетентных клеток, выполняет функцию распознавания антигенов (вместе с белками HLA - главного комплекса гистосовместимости II класса).

Типы клеток, поражаемых вирусом иммунодефицита человека

Оболочка ВИЧ содержит белки человеческого комплекса гистосовместимости I и II классов, поэтому проникновение вируса в организм не вызывает реакции отторжения. Фиксация вирионов на поверхности клетки-мишени происходит при участии гликопротеина gpl20. Гликопротеин gp41 обеспечивает слияние вирусной оболочки с мембраной клетки-мишени. Двуцепочечная РНК вируса проникает в клетку, где с помощью обратной транскриптазы происходит синтез одноцепочечной провирусной ДНК. Затем происходит формирование двуцепочечной ДНК, встраивающейся в ДНК клетки с помощью интегразы. Вирусная ДНК выполняет функцию матрицы для синтеза РНК, собирающей новую вирусную частицу.

Нередко при репликации ВИЧ возникают генетические ошибки. Таким образом происходит образование разных подтипов вируса.

После проникновения ВИЧ в СD4+-клетки начинается его репликация: чем активнее СD4+-клетки, тем интенсивнее репродукция вируса. Поэтому регуляторы, активирующие CD4+-клетки обеспечивают увеличение репликации вируса. К подобным регуляторам относят ФНО: фактор, стимулирующий колонии гранулоцитов и макрофагов (колониестимулирующий фактор), и ИЛ-6.

Интерферон и трансформирующий фактор роста - регуляторы, тормозящие репликацию вируса. Как показали исследования. ФНО-а активирует транскрипцию провирусной ДНК ВИЧ-1 в хронически инфицированных Т-клетках и макрофагах. Моноциты, синтезирующие ФНО-а. не только индуцируют экспрессию ВИЧ-инфицированными клетками, но и стимулируют активацию латентного провируса. Регистрируют одновременную активность ФНО-а. ИЛ-6 и фактора, стимулирующего колонии гранулоцитов и макрофагов.

Иммунопатогенетические признаки ВИЧ-инфекции - дефицит Т-звена и В-звена иммунной системы: недостаток компонентов комплемента и фагоцитов; снижение функций неспецифических факторов защиты. Поликлональная активация В-лимфоцитов приводит, с одной стороны, к гипергаммаглобулинемии, а с другой - к ослаблению способности клеток продуцировать вируснейтрализующие антитела. Происходит увеличение количества ЦИК и образование антител к лимфоцитам; это вызывает ещё большее уменьшение числа СD4+-Т-лимфоцитов. Отмечают развитие аутоиммунных процессов. Поражение иммунной системы при ВИЧ-инфекции носит системный характер.

Наряду с дефицитом СD4+-лимфоцитов в течение болезни нарастает функциональная недостаточность СD8+-лимфоцитов, NK-клеток (естественных киллеров) и нейтрофилов. При ухудшении иммунного статуса развиваются различные инфекционные, аллергические, аутоиммунные и лимфопролиферативные заболевания, а также синдром, свойственный болезни иммунных комплексов (эти факторы определяют клиническую картину ВИЧ-инфекции).

На начальных стадиях заболевания в организме вырабатываются вируснейтрализующие антитела, подавляющие активность свободно циркулирующих вирусов. Однако такие антитела не действуют на вирусы, находящиеся в клетках (провирусы). С течением времени (обычно после 5-6 лет) происходит истощение защитных возможностей иммунной системы и, следовательно, накопление вируса в крови.