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.

Светила медицины трудятся над созданием лекарства против вируса иммунодефицита человека. Чтобы понять природу заболевания и особенности его распространения, ученым необходимо знать, как выглядит клетка вируса.

Строение вируса подобно сфере, которая покрыта шипами. Ее размер значительно превышает параметры возбудителя гепатита B и других вирусов. Диаметр сферы составляет 100 - 150 нанометров. Она называется нуклеокапсидом, или вирионом.

Клеточное строение ВИЧ характеризуется двухслойной структурой:

оболочка, покрытая «шипами»;
тело клетки, которое содержит нуклеиновую кислоту.

Вместе они составляют вирион - частицу вируса. Каждый из «шипов», покрывающих оболочку, похож на гриб с тонкой ножкой и шляпкой. С помощью этих «грибов» вирион вступает во взаимодействие с посторонними клетками. На поверхности «шляпок» лежат поверхностные гликопротеины (gp120). Другие гликопротеины, трансмембранные (gp41), находятся внутри «ножек».

В основе вирусной клетки скрывается геном - РНК, состоящая из 2-х молекул. Каждая из них хранит 9 генов, несущих информацию о строении вируса, способах заражения и размножения вредоносных клеток.

Геном окружен конической оболочкой, которая состоит из протеинов:

p17- матричный;
p24 - капсидный.

Геномная РНК связана с оболочкой посредством нуклеокапсидных белков p7 и p9.

Известно несколько форм вируса иммунодефицита человека. Самая распространенная из них - ВИЧ-1. Она распространена в Евразии, Северной и Южной Америках. Другая форма ВИЧ-2 была выявлена у населения Африканского континента. ВИЧ-3 и ВИЧ-4 встречаются редко.

К какому семейству относится вирус ВИЧ

ВИЧ относится к семейству ретровирусов - их вирионы содержат РНК, атакующие организм позвоночных. Попадая в организм, вирионы вызывают гибель здоровых клеток. Ретровирусы поражают животных. Лишь один вид в этом семействе опасен для человека - .

Этот вирус относится к группе лентивирусов. В переводе с латинского «lentus» означает «медленный». Из названия понятно, что заболевания, вызванные этими микроорганизмами, имеют длительное течение и продолжительный инкубационный период. После того как ДНК ВИЧ проникла в организм человека, может пройти 5 -10 лет до момента, когда появятся первые признаки заболевания.

С середины 80-х годов XX века в генетике появились исследования, изучающие геном ВИЧ. Ученые пока не нашли способа полного разрушения клеток ВИЧ, но достигли больших успехов в диагностике и лечении заболевания. Использование антиретровирусных препаратов позволяет продлить латентную стадию болезни до 15 лет. Продолжительность жизни больных постоянно увеличивается. Сегодня она составляет в среднем 63 года.

Как выглядит ВИЧ под микроскопом

Снимки многократно увеличенного ВИЧ впервые были сделаны в 1983 г. Элементарная единица ВИЧ под микроскопом напоминает модель загадочной планеты, которая покрыта экзотическими растениями. Благодаря развитию фототехники и оптического оборудования позже были сделаны детальные фотографии опасной вирусной частицы.

Компьютерная графика позволяет воспроизвести ее жизненный цикл:

На стадии выделения вириона из клетки на снимке видны выпуклые уплотнения, которые как бы распирают клетку изнутри.
В первое время после отделения у вируса остается отросток, которые соединяет его с клеткой. Он постепенно исчезает.
Когда стадия выделения вируса из клетки завершилась, он принимает форму шара. На макроснимке отображается как черное кольцо.
Зрелый вирион на фото выглядит как черный прямоугольник, треугольник или круг, который обрамляет тонкое кольцо. Темная сердцевина – это капсид. Он имеет форму конуса. Какая геометрическая фигура будет видна на фотографии, зависит от того, с какого ракурса сделан снимок. Кольцо – оболочка вириона.

Какие клетки и в каком количестве поражает

Клеточные рецепторы, с которыми связывается вирусный белок, называются CD4. Элементарные единицы живого организма, имеющие такие рецепторы – потенциальные мишени для ВИЧ. Белковый рецептор CD4 входит в состав некоторых лейкоцитов, а именно – Т-лимфоцитов, моноцитов и макрофагов.

Т-лимфоциты (хелперы), защищая организм, первыми вступают в контакт с агрессивными вирионами и погибают. У здорового человека CD4 выявляется в количестве 5 – 12 единиц на пробу крови. При и развитии инфекции норма падает до 0 – 3,5 ед.

После проникновения вируса иммунодефицита во внутренние среды организма изменения в клетках происходят не сразу. Необходимо время, чтобы опасные вирусы окрепли и сумели адаптироваться к окружающей среде. На это уходит не менее недели. Далее вирусная частица с помощью «грибков», покрывающих ее поверхность (gp160), цепляется за CD4-рецепторы здоровых клеток. Затем происходит их вторжение под мембранную оболочку.

Находясь под оболочкой лимфоцитов, макрофагов, нервных клеток, вирусы-захватчики укрываются от воздействия лекарственных препаратов и противодействия иммунной системы. Они нарушают иммунные реакции организма, который начинает реагировать на собственные клетки как на чужеродные антигены.

Внутри пораженных клеток происходит размножение вируса иммунодефицита с последующим выделением новых вирионов. Клетка-хозяин при этом разрушается.

Когда клетки поражает вирус иммунодефицита, запускается защитная реакция. Постепенно иммунная система формирует антитела к вирусу. Их число увеличивается и уже через 2 – 3 недели антитела будут заметны при иммуноферментном исследовании крови. Если в организм проникло незначительное числовирусных частиц, достаточное количество антител может сформироваться только через год. Такое случается в 0,5 % случаев.

Таким образом, сведения о строении и жизнедеятельности вируса иммунодефицита помогают ученым в разработке диагностических методик и способов лечения ВИЧ-инфекции.

Вирион имеет сферическую форму, диаметром 100-150 нм. Основные черты строения сходны с другими представителями подсемейства лентивирусов. Наружная оболочка вируса, или “конверт” состоит из бимолекулярного слоя липидов, который имеет происхождение из клеточной мембраны клетки хозяина. На внешней оболочке содержатся белки, молекулы которых выступают из мембраны наподобие шипов. Каждый шип образован двумя или тремя идентичными субъединицами, которые в свою очередь состоят из двух связанных компонентов, представляющих собой гликопротеины. Один компонент, обозначаемый gp120 (гликопротеин с молекулярной массой 120000), выступает над поверхностью клетки, а другой - gp41 - наподобие стержня погружен в мембрану. Эти гликопротеинные комплексы определяют способность HIV заражать новые клетки.

Под наружной оболочкой располагается сердцевина вируса, которая имеет форму усеченного конуса и образована белком. Промежуток между наружной вирусной мембраной и сердцевиной вируса заполнен матриксным белком. Внутри сердцевины располагаются две молекулы вирусной РНК, связанные с низкомолекулярными белками основного характера. Каждая молекула РНК содержит 9 генов ВИЧ. Три из них - gag, env и pol - являются структурными. Имеются также три регуляторных гена: tat, rev и nef, и три дополнительных гена: vpu, vpr и vif. Эти гены содержат информацию, необходимую для продукции белков, которые управляют способностью вируса инфицировать клетку, реплицироваться и вызывать заболевание. Концы каждой молекулы РНК содержат дублированную последовательность РНК, так называемый длинный концевой повтор - LTR. Участки LTR действуют как переключатели для управления процессом вирусной транскрипции, взаимодействуя с белками ВИЧ или с белками клетки хозяина. Кроме РНК там же находятся вирусные ферменты: обратная транскриптаза, состоящая из двух субъединиц, протеаза, эндонуклеаза. Обратная транскриптаза осуществляет синтез вирусной ДНК с молекулы вирусной РНК. Эндонуклеаза производит встраивание вирусной ДНК в геном клетки хозяина, в результате чего образуется провирус. Протеаза участвует в “нарезании” предшественников вирусных белков при созревании новой вирусной частицы.

В настоящее время известно три возбудителя СПИДа: ВИЧ--1 , ВИЧ-2 , ВИЧ-3 . ВИЧ -1 (о нём рассказано выше) вызывает заболевание преимущественно в странах Северной Африки и Европы. В 1986 году сотрудники Института Пастера выделили у больных на территории Западной Африки другой вариант возбудителя СПИД - ВИЧ 2 . Он в значительно большей степени похож на вирус иммунодефицита обезьян. Сегодня частота распространения ВИЧ 2 среди больных СПИД и вирусоносителей составляет 0,2%. В 1988 году выявлен ВИЧ -3 от больных СПИДом, проживающих в Южной Африки.

Антигенный состав ВИЧ 2 отличается от такового ВИЧ 1. Поверхностный эпимемдранный гликопротеид имеет несколько меньшую молекулярную массу, чем gр 120 , и обозначается gр 105 . Тем не менее gр 105 проявляет такое же выраженное сродство к рецепторным белкам клетки - мишени. Среди сердцевинных белков ВИЧ 2 идентифицированы обладающие антигенными свойствами протеины р 26 и р 16 .

Геном ВИЧ 2 несколько больше, чем ВИЧ 1 , и насчитывает 9671 нуклеотид. Структура генома 2-х оказанных возбудителей СПИД построена по общему принципу, за исключением того, что регуляторный ген vpx ВИЧ 2 по своим характеристикам отличается от гена vif , находящегося в почти аналогичном регионе РНК ВИЧ 1. Считается, что ВИЧ 2 характеризуется менее выраженным инфекционным свойством, а процесс, вызванный данным вирусом, - большей длительностью бессимптомного носительства, чем инфекция ВИЧ 1 . Как ВИЧ 2,так и ВИЧ 1 отличаются относительно невысокой устойчивостью к физическим факторам среды и действию наиболее распространённых дезинфицирующих средств. Под влиянием 0,5 % раствора гипохлорита кальция, 50 - 70 % раствора этилового спирта вирус инактивируется в течение нескольких секунд. Однако к действию ультрафиолетового и рентгеновского излучения ВИЧ проявляет относительно резистентность.

Жизненный цикл HIV начинается с того, что вирусная частица присоединяется снаружи к клетке и вводит внутрь нее свою сердцевину. Фермент обратная транскриптаза, имеющая несколько ферментативных активностей, осуществляет этапы переноса генетической информации вируса - синтез ДНК. На первом этапе она синтезирует одноцепочечную ДНК по РНК, затем расщепляя последнюю. Затем синтезируется вторая цепь, используя первую в качестве матрицы.

Генетическая информация вируса, теперь уже в форме двухцепочечной ДНК, проникает в клеточное ядро. С помощью интегразной активности того же фермента эта ДНК встраивается в хромосомную ДНК. В таком виде вирусная ДНК, называемая провирусом, будет воспроизводиться вместе с собственными генами при делении клетки, и передаваться следующим поколениям.

Вторая часть жизненного цикла HIV - производство новых вирионов - совершается спорадически и только в некоторых зараженных клетках. Она начинается, когда т.н. длинные концевые повторы (LTR, от англ. long terminal repeat) инициируют транскрипцию вирусных генов; при этом ферменты, принадлежащие клетке-хозяину синтезируют РНК - копии провируса.

Хитроумно организованные генетические регуляторы определяют, начнется ли цикл репликации вируса, и какова будет интенсивность размножения. Как уже было сказано ваше, помимо трех генов для белков сердцевины и оболочки в геноме HIV имеется по меньшей мере шесть генов. Некоторые из них, а возможно и все, регулируют производство вирусных белков: один ген обеспечивает ускорение синтеза белков в целом, другой - только определенных белков, а третий - подавление синтеза белков. Поскольку регуляторные гены сами кодируют белки, каждый из них влияет не только на структурные гены, но и на регуляторные гены, в том числе и на самого себя.

Регуляторный ген tat (от англ. t rans-a ctivator of t ranscription) ответственен за вспышку репликации, которая наблюдается, к примеру, в Т-клетках, когда они активируются при встрече с антигеном (чужеродной молекулой, вызывающей иммунный ответ). Ген tat необычен как по структуре, так и по своему действию. Он состоит из двух нуклеотидных последовательностей, расположенных довольно далеко друг от друга. В результате его транскрипции образуется РНК (первичный транскрипт), которая должна подвергнуться сплайсингу (промежуточный сегмент вырезается и кодирующие последовательности соединяются), чтобы она превратилась в мРНК и по ней синтезировался белок. Влияние белка - продукта гена tat очень велико: он может повысить уровень экспрессии вирусных генов в 1000 раз по сравнению с тем, что наблюдается у мутантов HIV без этого гена. Стимулирующий эффект распространяется на все вирусные белки - как на структурные компоненту вирионов, так и на регуляторные белки, включая белок кодируемый самим геном tat. Благодаря такой положительной обратной связи, как только механизм с участием гена tat активировался, очень быстро образуется огромное количество вирусных частиц.

В то время как ген tat усиливает синтез всех вирусных белков без разбора, второй регуляторный ген, rev (от англ. regulator of virion-protein expression - регулятор экспрессии белков вириона) обладает избирательным действием, благодаря которому производятся либо регуляторные белки, либо компоненты вириона. Белок - продукт гена rev, как и в случае гена tat, кодируется разобщенными нуклеотидными последовательностями, которые соединяются в результате сплайсинга РНК. В регуляции этим белком участвуют еще две последовательности. Одна из них действует как репрессор: препятствует трансляции транскриптов, которые ее содержат. Другая последовательность взаимодействует с белком rev и снимает эффект первой последовательности.

Последовательность - репрессор, называемая CRS (от англ. cis-acting repression sequence), имеется в мРНК, по которым синтезируются белки, формирующие вирионы - сердцевинные белки, ферменты репликации и белок оболочки; мРНК регуляторных белков - продуктов генов tat и самого rev - не содержат CRS. В отсутствие белка - продукта гена rev - последовательность CRS не дает накапливаться длинным мРНК, по которым синтезируются белки для вирионов. Напротив, короткие мРНК, кодирующие регуляторные белки не имеющие CRS, стабильны и транслируются.

В присутствии белка - продукта гена rev происходит “переключение”. Этот белок действует на последовательность CAR (от англ. cis-acting rev-responsive sequence), которая тоже содержится в длинных мРНК. При этом нейтрализуется CRS и начинают накапливаться полноразмерные мРНК, и вместо регуляторных белков синтезируются белки, из которых собираются новые вирионы. Таким образом, механизм с участием гена rev может определять переход от скрытой инфекции к активному размножению вируса.

Однако в ходе репликации взаимодействие между механизмами rev и tat может сдерживать размножение вируса, нейтрализуя друг друга. Продукт гена tat усиливает синтез самого себя и белка гена rev, тогда как продукт гена rev замедляет собственный синтез и синтез белка кодируемого геном tat. В результате устанавливается своего рода гомеостаз, характеризующийся постоянными уровнями белков, кодируемых генами tat и rev, и умеренным производством вирусных частиц. Ограниченная репликация позволяет вирусу воспроизводиться годами, не убивая зараженные клетки, поэтому такой тип генетической регуляции может быть адаптивным признаком ретровирусов, хозяевами которых являются виды с долгим временем жизни, такие как человек.

Помимо активатора (tat) и избирательного регулятора (rev) у HIV есть негативный регулятор, который замедляет транскрипцию вирусного генома. Ген негативного регуляторного фактора, обозначаемый nef (от англ. negative-regulatory factor), возможно, определяет способность HIV прекращать размножение и переходить в состояние покоя.

Последовательность, являющаяся мишенью белка - продукта гена nef, расположена в начале вирусного генома в длинном концевом повторе. Она называется негативным регуляторным элементом (NRE, от англ. negative- regulatory element). NRE подавляет транскрипцию даже сама по себе; если вирусный LTR, лишенный этой последовательности, ввести в незараженную клетку, он обеспечивает повышенный уровень транскрипции клеточных генов. Продукт гена nef усиливает эффект NRE. но каким образом он достигает этого - загадка.

Сложные механизмы регуляции размножения HIV действуют не в изоляции: они тесно связаны с метаболизмом клетки-хозяина. Начать с того, что вирус использует клеточный аппарат для транскрипции своих генов и синтеза белков. В частности, клеточные факторы явно играют роль во вспышке репликации HIV, происходящей при участии гена tat, когда зараженная Т-клетка стимулируется антигеном. Особенности молекулярного “климата” клетки-хозяина также, вероятно, как-то влияют на скорость размножения вируса, которая различна в различных типах клетки.

Возможно, для связи клеточных и вирусных процессов имеет значение связь клеточных белков с LTR в начале вирусного генома. Последовательности в LTR определяют сайт инициации транскрипции вирусных генов - стартовую точку, в которой начинается синтез мРНК. По крайней мере восемь белков, которые в норме участвуют в клеточной транскрипции, связываются с клеточной ДНК в сайте инициации транскрипции или рядом с ним. Они играют определенную роль в процессе транскрипции. Один из белков, который узнает инициаторные последовательности, играет специфическую роль в Т-клетках и других лимфоцитах. Этот белок активируется, когда лимфоцит стимулируется антигенами и начинает размножаться. Считается, что он способствует размножению клетки, усиливая транскрипцию. Как выяснилось, при стимуляции зараженных Т-клеток усиливается связывание этого белка с геномом провируса. Таким образом активация этого белка может быть одним из путей ускорения размножения HIV при стимуляции Т-клетки.

Вероятно, набор клеточных факторов, действующий на вирусный геном, варьирует в зависимости как от условий, так и от типа клетки-хозяина. Некоторые клетки, находясь в состоянии покоя. Могут просто не иметь белков, необходимых для инициализации транскрипции, так что инфекция остается скрытой. В других клетках скорость размножения вируса может быть ограничена из-за низкой концентрации инициаторных факторов или из-за избытка белков, ингибирующих синтез мРНК. Таким образом, клетка-хозяин при помощи собственных факторов транскрипции создает молекулярное окружение, влияющее на регуляторные механизмы HIV.

После того как в результате действия описанных выше механизмов началось производство вирусных частиц, в игру вступает последний ген. Этот ген, названный vif (от англ. virion infectivity factor - фактор инфекционности вириона), кодирует небольшой белок, который обнаруживается в цитоплазме зараженных клеток и вокруг них в межклеточной среде, а так же в свободных вирусных частицах. Белок - продукт гена vif каким-то образом усиливает способность отпочковавшегося вириона заражать другие клетки. У штаммов HIV с мутациями, инактивирующими vif, вирионы имеют нормальный вид, содержат полный набор РНК и ферментов, но заражают клетки намного менее эффективно.

Пути передачи ВИЧ, СПИДа

Источником инфекции является инфицированный человек, находящийся на любой стадии заболевания, т. е. независимо от клинических признаков болезни.

Основные пути заражения: половой (вагинальное или анальное сношение с зараженным партнером), парентеральный (переливание инфицированной ВИЧ крови; внутривенное введение лекарственных средств или наркотиков нестерильными шприцами при повторном их использовании);

В соответствии с описанными путями и факторами передачи возбудителя эпидемиологический анализ позволяет выявить несколько групп повышенного риска заболевания СПИД:

1. Гомосексуалисты и бисексуалы. В США, где количество больных СПИД сегодня наибольшее по сравнению с другими странами мира, 73,6 % больных приходится на долю данной группы.

2. Наркоманы, использующие внутривенное введение наркотиков. Среди больных СПИД зарегистрированных в США, удельный вес данной категории пациентов составляет 17 % .

3.Проститутки. Инфицированность в данной группе достигает 40 % , а в странах Африки - до 90 % .

4.Больные гемофилией лица, эпизодически подвергающиеся переливаниям крови или её компонентов. Исследования французских специалистов (Sultan Y., 1987) показывают,что инфицированность ВИЧ у больных гемофилией во Франции достигает 48 % , тогда как в США вирусом СПИД инфицировано более 2/3 пациентов (Levine P. H. ,1987) .

5.Больные сифилисом и вирусным гепатитом в при затяжном и хроническом течении. Эпидемиологическая и отчасти патогенетическая связь между сифилисом и СПИД настолько существенна, что ряд исследователей даже рассматривают СПИД как оппортунистическую инфекцию у больных сифилисом.

Симптомы СПИДа, ВИЧ

К симптомам ВИЧ относят:

Лихорадка невыясненной этиологии более 1 мес.;

Общая слабость;

Лимфома головного мозга;

Другие, более тяжелые болезни.

Признаками СПИДа являются увеличенные лимфатические узлы. Чаще увеличиваются заднешейные, надключичные, локтевые, подмышечные и паховые лимфатические узлы.

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) - это РНК-содержащий экзогенный вирус, относящийся к семейству ретровирусов, подсемейству лентивирусов, вызывающих медленные инфекции. Подобно возбудителям других медленных инфекций ВИЧ может длительное время находиться в организме человека в латентном состоянии, не вызывая клинических проявлений болезни.

Вирионы ВИЧ имеют округлую форму и диаметр 100-120 нм. Полная вирусная частица включает оболочку и нуклеоид.

Оболочка ВИЧ построена из фрагментов мембраны клетки хозяина, из которой рождаются вновь образованные вирионы. Таким образом, оболочка ВИЧ представляет собой фосфолипидный бислой с включением белков клеточной мембраны, в т.ч. антигенов ГКС I и II класса от клетки-хозяина. Наружная мембрана вириона, позаимствованная от клетки хозяина, пронизывается собственными белками вируса - оболочечными (еnv): внешним gp120 и трансмембранным gp41, связанными нековалентной связью. Нуклеоид имеет три компонента: геном вируса, представляющий диплоидный

Рис. 60. Строение ВИЧ

набор одноцепочечной РНК, протеин с ММ 7 кД, связанного с РНК и комплекса ферментов (pol) - обратная транскриптаза, интеграза, протеаза, РНКаза. Оболочка нуклеоида построена из молекул белка р24. Между наружной оболочкой вириона и нуклеоидом существует каркас, который образован белком р17. Белки р7, р17, р24 - (gag) группо-специфические. Вышеперечисленные белки кодируются соответствующими генами (env, gag, pol), которые называют структурными, так как кодируемые ими белки являются либо структурными белками зрелого вириона, либо ферментами.

ВИЧ чувствителен к повышенной температуре: погибает при кипячении в течение нескольких секунд, после прогревания при 56°С в течение 30 минут инфекционная активность вируса снижается в 100-1000 раз. Вирус инактивируется при обработке 50%-70% этиловым спиртом, 0,1% гипохлоритом натрия, H 2 O 2 , 0,1н NaOH, устойчив к ультрафиолетовому и g-излучению.

Рис. 61. Жизненный цикл развития вируса.

Процесс инфекции ВИЧ включает следующие стадии

1. Связывание вириона с поверхностью клетки - рецепция вируса осуществляется специфическими механизмами , посредством специфической рецепции вируса и молекулы CD4, экспрессированной на мембранах Тхелперов, моноцитов/макрофагов, эозинофилов, клеток нервной ткани, сперматозоидах и др.. Неспецифическими - независимыми от CD4 рецептора, путем проникновения генома ВИЧ в “чужие” клетки-мишени в виде псевдовирусов, содержащих геном одного вируса, а оболочку другого, через инфицирование клеток, не несущих CD4 рецептор, например Влф(точные механизмы этого пути остаются неизученными), инфекцией комплекса ВИЧ с гамма-интерфероном в клетки, имеющие рецептор для гамма-интерферона и другие. Наиболее распространенным способом является связывание CD4 (на поверхности Тх) рецептора клетки-мишени с gp120 вируса.

2. Слияние мембран вируса и клетки. Проникновение вируса внутрь клетки.

3. Высвобождение нуклеоида и геномной РНК вируса в цитоплазме клетки-мишени и образование под действием обратной транскриптазы ДНК провируса.

4. Интеграция генома вируса в геном клетки-хозяина.

5. Латентная стадия инфекции - это период времени, в течение которого ДНК провируса интегрирована в геном, но транскрипции и трансляции с генов вируса нет, соответственно нет и экспрессии антигенов вируса (иммунологическими методами эта стадия инфекции не распознается).

6. Активация процессов транскрипции с ДНК провируса и последующей трансляции белков вируса.

Рис. 62. Спектр тканей, которые могут быть поражены ВИЧ

7. Активная репликация вируса, т.е. крупномасштабная наработка всех компонентов вируса и формирование зрелых дочерних вирионов.

8. Высвобождение вирионов из клетки-хозяина во внешнюю среду. Цитопатогенные эффекты ВИЧ.

Развиваясь в клетках иммунной системы, вирус периодически поступает в кровь, в период вирусемии концентрация ВИЧ составляет 1000-10 000 вирионов в 1 мл крови Одна клетка, зараженная ВИЧ, производит до 10 тыс. вирионов за 8-10 часов. Вирусемия на всех стадиях болезни способствует диссеминированию ВИЧ в организме и последующему его выделению в составе секретов и биологических жидкостей, при этом значительное количество вируса обнаруживается в крови и сперме, а в остальных жидкостях его концентрация в 10-100 раз меньше.

Особенности патогенеза ВИЧ-инфекции до настоящего времени остаются недостаточно изученными. Однако, иммунологические феномены, возникающие у больных СПИД, хорошо известны. К ним относятся: уменьшение количества CD4+ лимфоцитов, снижение ответа на митогены и растворимые антигены, продукции ИЛ-2, γ-ИФН, активности NK, цитотоксических лимфоцитов и клеток макрофагально-фагоцитарной системы. У больных СПИД наблюдается гипергаммаглобулинемия, как следствие поликлональной активации В-лимфоцитов с повышением количества неспецифических IgA, IgG, циркулирующих иммунных комплексов, продукции аутоантител и снижением синтеза специфических противовирусных антител. При этом отмечается повышенная продукции ФНО и многие другие феномены, причины и следствия развития которых изучаются.

К механизмам формирования иммунодефицита при ВИЧ-инфекции относят:

цитопатогенные эффекты вируса (массивная гибель инфицированных клеток путем некроза);

ускоренная гибель Т-лимфоцитов (как инфицированных, так и неинфицированных) путем апоптоза;

синцитиеобразование (слияние клеток с формированием многоядерных образований, не способных выполнять свои обычные функции, что ведет к их гибели);

цитопатогенные эффекты белков вируса (gp120, gp41), которые могут способствовать синцитиеобразованию и др.

Прогрессирующая иммунодепрессия приводит к нарушению основных физиологических функций иммунной системы, и в первую очередь, к подавлению противоинфекционного и противоопухолевого иммунитета, что способствует активации условно-патогенной флоры, повышению чувствительности к патогенным микроорганизмам в условиях вторичного иммунодефицита, а также развитию опухолей. Клиническим проявлением этого процесса являются вторичные рецидивирующие инфекции, поражение нервной, дыхательной, пищеварительной, сердечно-сосудистой и других систем организма, что обусловливает полиморфность клинической картины заболевания.

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.