Кишечная палочка и вирус иммунодефицита человека

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ, Human immunodeficiency virus, HIV) – представитель рода лентивирусов (Lentivirus) семейства ретровирусов (Retroviridae), вызывающий медленное поражение иммунной системы и развитие болезни ВИЧ-инфекция.

Главная коварность, и в то же самое время опасность данного вируса кроется в медленно прогрессирующем, для многих людей незаметном течении болезни, которое в конечном итоге перерождается в СПИД и из-за оппортунистических заболеваний заканчивается летальным исходом пациента. Кроме того, данный вид вирусной инфекции обладает свойством мутировать и продуцировать в организме новые подтипы, из-за чего могут быть трудности с идентификацией и лечением болезни.

При адекватной терапии длительность ВИЧ-инфекции может составлять не одно десятилетие, позволив человеку дожить свои года до 80 лет и более без развития последней стадии болезни и сопровождающих ее осложнений. В то время как отсутствие адекватного лечения приводит к смерти в среднем на 9-11 год с момента заражения человека.

Вирус иммунодефицита человека поражает прежде всего клетки иммунитета, на поверхности которых присутствуют CD4 рецепторы (макрофаги, моноциты, T-хелперы, а также дендритные, микроглии и Лангерганса клетки).

Впервые о возможно новом виде инфекции заговорили в 1981 году, когда выявились нетипичные случаи развития саркомы Капоши и пневмоцистной пневмонии у молодых мужчин с нетрадиционной сексуальной ориентацией, т.к. до этого эти болезни встречались преимущественно в совсем разных ситуациях и групп населения. Хотя по другим источникам известны факты описания СПИД еще в 70х годах 20 столетия, а также информация о заражении человека вирусом иммунодефицита человека обезьяной (шимпанзе) в Республике Конго, примерно в 20х годах прошлого века.
Тем не менее, примерно в тех же 80х годах были замечены схожие симптомы и у наркозависимых людей, болеющих гемофилией А, а также жителей Гаити 1 .

Главным признаком при обследовании организма всех этих людей было изменение соотношения иммунных клеток CD4+ в меньшую сторону, а CD8+ в большую сторону.
В ходе дальнейших исследований было обнаружено действительно нового состояния человека, которое предложили назвать – синдромом приобретенного иммунного дефицита (СПИД), которое и вынесли отдельным заболеванием.

Эпидемиология, причины

После попадания в организм ВИЧ присутствует практически во всех его жидкостях, особенно крови, лимфе, сперме, влагалищном секрете, грудном молоке и прочих. В слюне и желудочном соке присутствуют ферменты, которые разрушают большую часть вирусных вирионов, за исключением младенцев, у которых этих ферментов еще нет.

Перенос и распространение инфекции по организму осуществляется с током крови и лимфы.

Половой (около 10-50 случаев на 10000 половых актов) – один из наиболее частых методов заражения ВИЧ, причем отмечается, что незащищенная и беспорядочная половая жизнь неестественным путем (анальный секс) увеличивает риск инфицирования в 5 раз, поэтому, ВИЧ/СПИД часто встречается у мужчин с нетрадиционной сексуальной ориентацией! В целом, заразиться можно оральным, вагинальным и анальным сексом.

Инъекционный (около 67 случаев на 10000 инъекций) – заражение происходит при совместном использовании инфицированных шприцев, игл, катетеров и других приспособлений, контактирующих с кровью, из-за чего ВИЧ-инфекция, заканчивающаяся СПИД часто выявляется у людей, которые употребляют инъекционные наркотики. Более того, наркоманы ведут активную половую жизнь, за счет чего эпидемиологическая ситуация в современном мире становится, к сожалению, все хуже. Если с наркоманией еще ведутся какие-либо меры борьбы и профилактики, то беспорядочная половая жизнь, как многие из нас могут заметить, пропагандируется всеми возможными путями через СМИ – современные фильмы, сериалы и прочие источники информации.

Гемотрансфузионный – при переливании зараженной крови и ее составляющих;

Трансплантационный – при пересадке зараженных органов или костного мозга, искусственном оплодотворении;

Молочный – при кормлении грудью младенца ВИЧ-позитивной матерью;

Перинатальный – передача инфекции осуществляется от болеющей мамой к младенцу через плаценту или при его рождении, т.к. слизь инфицированной мамой содержит в себе ВИЧ;

Контактно-бытовой – при попадании инфицированных биожидкостей на раны, трещины, слизистые здорового человека.

Воздушно-капельным путем;
При укусах комарами, осами и другими насекомыми, за исключением мух-жигалок (Stomoxys calcitrans);
При поцелуях, но условии, что в ротовой полости отсутствуют кровоточащие микротравмы, язвочки, трещины на губах (хейлит);
Если на коже отсутствуют повреждения;
Также отсутствуют сведения о заражении ВИЧ при контакте со слюной или слезой вирусоносителя;
Бытовым путем – при общем использовании посуды, одежды, ванной, бассейна, туалета, рукопожатии, правда опять же, при отсутствии открытых ран на коже;
Через продукты питания и воду.

ВИЧ быстро погибает вне организма, при воздействии температуры 70-80 °С, а его инфекционная активность теряется при температуре окружающей среды 56 °С.

Люди, употребляющие инъекционные наркотики;
Люди, ведущие беспорядочную половую жизнь, особенно незащищенную;
Люди, нетрадиционной сексуальной ориентации;
Медработники, работающие с кровью и другими биоматериалами пациентов, а также наркологи.

Согласно статистике на конец 2011 года в мире зафиксировано около 60 000 000 случаев ВИЧ-инфекции, из которых умерло до 25 000 000 человек. Большинство выживших проходили курс антиретровирусной терапии, однако лечение не получило более половины нуждающихся в силу различных обстоятельств, в т.ч. из-за отсутствия финансовой возможности.

На территории России согласно данным Федерального научно-методического Центра по профилактике и борьбе со СПИДом, учет которого ведется с 1994 года, количество ВИЧ-позитивных людей в 1999 году зафиксировано 19758 человек, а в 2017 – от 90 000 до 104 000 человек.

Классификация и характеристики

Ученые выделяют 2 основных генома вируса иммунодефицита человека – ВИЧ-1 и ВИЧ-2, которые могут несколько отличаться по строению.

ВИЧ-1 – это и есть первый, описанный в 1983 году геном вируса, который, собственно, и является основным геномом-виновником ВИЧ-эпидемий. В большей мере, когда говорят о ВИЧ, то подразумевается именно ВИЧ-1. Согласно классической модели появления инфекции – этот вид вируса в виде SIV-инфекции передался человеку от шимпанзе (кроме подвида «Р), после чего уже мутировал в человеческом теле в ВИЧ, вызывая ВИЧ-инфекцию с дальнейшим распространением во все народы.

В ВИЧ-1 входит 9 генов (env, gag, nef, pol, rev, tat, vif, vpr, vpu), которые могут кодировать около 15 различных белков, прежде всего – RТ (обратная транскиптаза), РR (протеаза) и IN (интеграза), а также ряд белков – р6, р7, р17, р24, р55, gp41, gp120, gp160 и другие.

Подразделяется на несколько групп – M, O, N и P.

ВИЧ-1 группы Р – последняя известная ученным группа вирусной инфекции, обнаруженная у небольшого количества женщин из Камеруна, проживающих на территории Франции. Считается что первичным источником является SIV-инфекция горилл (SIVgor).

ВИЧ-2 – впервые обнаружен в 1986 году, и, согласно описанию, он очень по генетике схож с вирусной инфекцией SIVsmm, обнаруживаемой в обезьянах вида мангабеи. Согласно классификации, по состоянию на 2010 год определено 8 групп ВИЧ-2, также обозначающихся латинскими литерами: А, В, С, D, Е, F, G, Н. Правда эпидемическими из них являются только 2 группы – A и B. ВИЧ-2 распространен в большей мере в странах с густой населенностью и не очень благоприятными санитарно-гигиеническими условиями проживания – Центральный, Западный и Восточный регионы Африки, Индия, Бразилия.

Замечено, что ВИЧ-2 гораздо реже вызывает развитие СПИДа, причем, есть такая особенность, как некоторая защита организма при ВИЧ-2 (если присутствует) от ВИЧ-1, хотя оба вида могут спокойно соприсутствовать в человеке.

Основными болезнями и вторичными инфекциями, которые чаще всего встречаются у больных с ВИЧ-2 являются – холангит, тяжелая форма цитомегаловирусной инфекции, энцефалит и хроническая диарея бактериальной этиологии.

Симптомы вируса иммунодефицита человека

Инкубационный период ВИЧ составляет от 2 до 7 недель, однако может длиться и 1 год, в течение которого происходит множественная репликация инфекции в клетках иммунитета, лимфатической системе и других частях тела.

Клинические проявления могут значительно отличаться у людей, т.к. у каждого свой уровень здоровья, образ жизни, индивидуальные особенности организма, а также стадии болезни.

У детей у женщин симптоматика обычно более выражена, например, у представительниц прекрасного пола могут быть более болезненные месячные.

ВИЧ у детей характеризуется преимущественно отставанием в умственном и физическом развитии, частым вторичным болезням инфекционной природы (ОРЗ), анемиями, геморрагическим синдромом и прочие.

В некоторых случаях течение болезни и вовсе может происходить бессимптомно, а обнаружить инфекцию удается лишь при плановом осмотре и обследовании организма.

У человека появляется выраженная слабость, потеря сил, повышенная утомляемость, ощущение ломоты в мышцах и суставах;
Температура тела повышается до 38-39 °С, периодически проявляется озноб;
Со стороны пищеварительной системы отмечаются такие расстройства, как тошнота, отсутствие аппетита, частые диареи;
Репликация вируса в лимфатической системе приводит к увеличению в размерах лимфатических улов;
В некоторых местах появляется сыпь по телу.

Лихорадочное состояние, изменяющееся в зависимости от времени суток в пределах 38 °С;
Увеличенные и воспаленные лимфоузлы, причем в разных местах, которые могут в течение годов жизни уменьшаться и снова увеличиваться;
Часто тревожат головные, мышечные, суставные боли;
Сыпь на коже по уртикарному, папулезному или петенхиальному типу;
На коже также локализовано появляются мелкие кровоизлияния периферических сосудов;
Расстройство стула (диарея), снижение аппетита и его отсутствие, что приводит к обезвоживанию и стремительной потере веса;
В ротовой полости наблюдается увеличение миндалин (тонзиллит), что сопровождается болью в горле, особенно при глотании твердой пищи;
Пациента постоянно беспокоит слабость и чувство разбитости, даже если он отдыхал длительное время;
После ослабления организма, у больных чаще развиваются вторичные инфекции – ангины, пневмония, синуситы и другие ОРЗ, стоматит, кандидоз, герпес, фурункулез, опоясывающий лишай, менингиты, нефриты и прочие.

Осложнения

Наиболее серьезными осложнениями ВИЧ-инфекции являются:

Диагностика

Диагностика ВИЧ включает в себя:

Сбор жалоб, визуальный осмотр, пальпация лимфоузлов;
Общий и биохимический анализ крови;
Экспресс тест на ВИЧ – ИХА (Иммунохроматографический анализ), который позволяет выявить антитела к вирусу;
Скрининг-тест — выявление антител крови к инфекции и антигенов к ней с помощью ИФА (иммуноферментный анализ);
Иммуноблот – тест, с помощью которого можно выявить антитела к нескольким белкам инфекции;
Полимеразная цепная реакция (ПЦР) – проводится исследование самого генетического материала инфекции;
Анализы на иммунный статус, при котором отмечается снижение количества клеток CD4+;
Анализ на вирусную нагрузку (подсчет количества копий РНК ВИЧ в миллилитре плазмы крови);
Несмотря на достоверность некоторых методов диагностики на 98-99%, врачи для полной достоверности проводят дополнительное обследование на предмет оппортунистических болезней, ассоциированных с ВИЧ-инфекцией.

Лечение ВИЧ

Лечение ВИЧ проводится комплексно и преследует следующие основные цели – купировать распространение инфекции, укрепить иммунитет и предотвратить вторичные болезни, от которых в основном и умирает много пациентов. Таким образом можно выделить следующие этапы лечения:

1. Медикаментозное лечение
2. Диета
3. Коррекция жизни и соблюдение профилактических мероприятий.

Схема и курс лечения подбирается на основании диагностических данных, состояния здоровья, наличия резистентности лекарсвтенных препаратов к инфекции.

По состоянию на конец 2019 года против вируса иммунодефицита наиболее эффективным является высокоактивная антиретровирусная терапия (ВААРТ).

ВААРТ состоит из комплексного применения следующих групп препаратов, каждая из которых тем или иным способом разрушает репликацию, активность и другие пагубные свойства ВИЧ в орагнизме:

Нуклеозидные ингибиторы обратной транскриптазы – блокирует фермент вируса, участвующего в создании ДНК на основе РНК ВИЧ. Это первая группа выбора по борьбе с инфекцией, активня по отношению к ВИЧ-1, ВИЧ-2 и вирусу гепатита В (HBV).

Ненуклеозидные ингибиторы обратной транскриптазы – за счет сходства по структуре с ДНК или РНК эти вещества также блокируют фермент вирусов ВИЧ, что в сочетании с нуклеозидными ингибиторами повышают эффективность ВААРТ.

Главными побочными эффектами от применения ВААРТ являются такие болезни, синдромы и состояния, как – анемии, кожная сыпь, панкреатит, цирроз печени, почечнокаменная болезнь, липодистрофия, периферическая нейропатия и другие.

С начала 2010х годов набирает популярность генное вмешательство на ДНК, которое с помощью CRISPR/Cas9 позволяет ее редактировать. Таким образом ученным удается удалять геномы различных видов инфекции из зараженных клеток, приводят к их вымещению из организма.

Таким образом продукты должны быть в большей мере растительного происхождения с высоким содержанием витаминов и минералов. Готовка на пару или тушение, т.е. щадящие режимы, при которых сохраняет максимальное количество питательных веществ. Режим питания до 5-6 раз в день.

Отдавайте предпочтение овощам, фруктам, нежирным сортам мяса и рыбы, кисломолочной продукции.

Обязательно назначается обильное питье. Во-первых – это предотвратит обезвоживание из-за жидкого стула, во-вторых — поможет поддерживать водный баланс и соответственно лучшее самочувствие пациента, а в третьих – поддерживать процесс кроветворения. Пить можно не только воду, но и отвары из шиповника, клюквы и других даров природы, но и о воде не забывать.

А вот полностью исключить или хотя бы максимально ограничить себя нужно от – алкоголя, курения, сладких газировок, высокоаллергенных продуктов питания.

Обратите внимание на то, что при ВИЧ-инфекции наблюдается дефицит в организме таких витаминов и макро- микроэлементов, как – А, Е, В6, В12, цинк. Делайте акцент на восполнение баланса этих полезных веществ.

Профилактика

Профилактика ВИЧ включает в себя:

Избегать случайные половые связи и помнить, что использование презерватива не дает 100% гарантии не заразиться;
Отказ от неестественных половых отношений (анальный, оральный секс);
Использовать только одноразовые шприцы с иглами для проведения инъекций и других лечебных манипуляций;
При повреждении кожного покрова обрабатывать травмы антисептическими средствами и при необходимости обращаться за специализированной помощью в медицинские центры;
Следить за состоянием здоровья и периодически проходить плановый медосмотр;
Избегать посещение малоизвестных или с подмоченной репутацией салонов красоты, стоматологических клиник и других подобных кабинетов по уходу за телом;
Соблюдать правила личной гигиены.

Вакцины по состоянию на 2019 год все еще нет, однако некоторые вещества все-же проходят доклинические испытания.

К какому врачу обратится при симптомах ВИЧ?

Вопросы-ответы

Можно ли вылечить ВИЧ-инфекцию?

Официальная медицина опровергает факт полного исцеления. ВААРТ лишь значительно замедляет процесс перерождения ВИЧ-инфекции в последнюю, терминальную стадию (СПИД), поэтому многие люди доживают свои года без усиленных проблем со здоровьем.

Видео

МОСКВА, 13 окт – РИА Новости. Лекарство от язв толстой кишки навсегда подавило развитие вируса обезьяньего иммунодефицита, близкого родича ВИЧ, что сделало инфекцию относительно "беззубой" и позволило иммунной системе восстановить себя, заявляют биологи в статье, опубликованной в журнале Science.

"То, почему это работает, я, кажется, понял еще много лет назад – в прошлом мы хотели заставить Т-клетки каким-то образом не проникать в кишечник и тем самым защитить себя от заражения во время острой фазы инфекции. С другой стороны, совершенно не понятно, как это работает при развитии хронической инфекции. Со стороны это выглядит так, как будто антитело помогает иммунной системе полностью перестроить и восстановить себя", — рассказывает Афтаб Ансари (Aftab Ansari) из университета Эмори в Атланте (США).

Окопная война

Как объясняют ученые, сегодня больные ВИЧ могут прожить десятки лет благодаря приему антиретровирусных препаратов – веществ, подавляющих различные этапы репликации вируса в клетках тела. Так как они часто обладают сильными побочными эффектами, медики часто вынуждены прекращать их прием на несколько недель.

При прекращении их приема ВИЧ "вылезает из окопов" и начинает интенсивно копировать себя, зачастую возвращаясь к начальным масштабам инфекции за три или две недели. В последние годы ученые активно пытаются найти лекарства или антитела, которые помогали бы избежать подобной "контратаки" вируса.

Одним из них, как почти случайно выяснили Ансари и его коллеги, может быть антитело anti-a4b7, которое недавно проходило клинические испытания на больных, страдающих от язв толстой кишки и болезни Крона.

Общей чертой этих болезней является то, что кишечная ткань воспаляется в результате проникновения в нее и чрезмерно высокой активности иммунных клеток, которые ошибочно начинают считать кишечную палочку, других микробов микрофлоры и некоторые белки в еде "врагами организма" и начинают атаковать их. В результате этого возникают воспаления и клетки кишечника начинают гибнуть.

В 2008 году медики из США обнаружили, что иммунным клеткам можно "запретить" проникать в кишечник, если заблокировать работу особых выростов на поверхности клеток кишечника, к которым Т-клетки и другие компоненты иммунитета присоединяются для того, чтобы проникнуть внутрь. Руководствуясь этой идеей, они создали антитело anti-a4b7, которое прошло клинические испытания в 2014 году.

Загадочное излечение

Вирусы иммунодефицита человека и обезьян, как объясняют ученые, в первую очередь поражают именно клетки кишечника, где они активно размножаются во время острой фазы инфекции непосредственно после заражения. Размножение вируса привлекает внимание Т-клеток, "война" которых с ВИЧ и ВИО приводит к быстрому истощению иммунной системы и к куче необратимых последствий.

Ансари и его коллеги предположили, что этого можно избежать, используя anti-a4b7. Руководствуясь этой идеей, ученые заразили нескольких макак-резусов (Macaca mulatta) обезьяньей версией вируса и проверили, что произойдет, если сочетать прием ретровирусных препаратов с этим антителом.

Эксперимент привел к неожиданным последствиям – прием anti-a4b7 не только защитил клетки кишечника и иммунной системы от массового заражения во время острой фазы инфекции, но и заметно поменял то, как организм обезьян взаимодействовал с ВИЧ.

Это выражалось в том, что даже после полного прекращения приема и ретровирусных препаратов, и a4b7, концентрация ВИО в организме макак оставалась на стабильно низком уровне, который не менялся на протяжении двух лет после завершения приема лекарств у всех восьми обезьян, принимавших участие в эксперименте.

То, как и почему это происходит, остается загадкой, так как anti-a4b7 не препятствует проникновению вируса в Т-клетки и никак не влияет на поведение иммунной системы, кроме как на ее взаимодействие с тканями кишечника. Кроме того, ученые не заметили никаких признаков того, что a4b7 способствует появлению нейтрализующих антител, способных помечать частицы ВИО для их уничтожения иммунной системой.

Успех Ансари и его коллег настолько сильно впечатлил Национальные институты здоровья США, что их руководство уже разрешило провести клинические опыты с применением anti-a4b7 на добровольцах, которые были вынуждены прекратить прием антиретровирусных препаратов на несколько недель. Эти эксперименты, как надеются ученые, покажут, можно ли применять anti-a4b7 для замедления или даже нейтрализации ВИЧ в организме человека.

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ, на английском HIV) является причиной ВИЧ-инфекции, которая всегда заканчивается развитием СПИДа — синдрома приобретенного иммунодефицита человека, при котором развиваются инфекционные заболевания в тяжелой форме и неопластические процессы.

Источником вирусов является только больной человек. Его кровь, сперма и влагалищный секрет имеют в достаточном для заражения концентрацию инфекционного материала. Половой, парентеральный и трансплацентарный являются основными путями передачи инфекции. Вирус иммунодефицита человека — 1 является наиболее вирулентным. Именно он является причиной эпидемий во многих странах мира.

ВИЧ впервые был открыт в 1983 году в двух независимых лабораториях: лаборатории Люка Монтаньи Института Пастера (Франция) и Национальном институте рака в лаборатории Роберта Галло (США).

Рис. 1. Люк Монтанье (фото слева) и Роберт Галло (фото справа).

Вирусы иммунодефицита человека поражают клетки, на поверхности которых имеются СD4 + -рецепторы:

Т-лимфоциты (распознают и уничтожают клетки, несущие чужеродные антигены),
тканевые макрофаги и моноциты (захватывают и переваривают бактерии и чужеродные частицы),
фолликулярные дендритные клетки (стимулируют Т-лимфоциты),
клетки нейроглии,
клетки Лангерганса,
эпителиальные клетки кишечника и шейки матки.

При их концентрации Т-лимфоцитов ниже 200 в 1 мкл клеточный иммунитет перестает защищать организм больного. Инфицированные клетки погибают. Развивается СПИД.

Рис. 2. ВИЧ покидает клетку-мишень. Теперь она называется вирионом.

Классификация ВИЧ

Вирус иммунодефицита человека относится к семейству ретровирусов, роду лентивирусов. Обладает лимфотропностью. Различают 2 основных вида вирусов иммунодефицита — ВИЧ-1 и ВИЧ-2. Виды ВИЧ-3 и ВИЧ-4 являются редкими разновидностями. Их роль в распространении инфекции малозаметна.

Ретровирусы (от латинского retro — обратный) относятся к семейству РНК-содержащих вирусов, заражающие позвоночных. ВИЧ в отличие от онковирусов приводит инфицированные клетки к гибели, а не вызывает их пролиферативный рост, как онковирусы. Ретровирусы являются причиной развития злокачественных процессов в виде саркомы и лейкемии у целого ряда животных и только один вид вызывает лимфосаркому у человека.
Лентивирусы (от латинского lentus — медленный) вызывают заболевания с длительным инкубационным периодом и медленным, но неуклонно прогрессирующем течением. Лентивирусы доставляют в клетку хозяина значительное количество генетического материала и обладают способностью к репликации (возобновлению) в неделящихся клетках.

Рис. 3. При выходе нового вируса наружу он называется вирионом. На фото незрелый вирион. Нуклеокапсид не структурирован. Внешняя оболочка широкая и рыхлая.

ВИЧ-1 и ВИЧ-2 — основные виды ВИЧ

Вирусы иммунодефицита человека отличаются друг от друга генетически и по антигенным характеристикам. Современная классификация выделяет 2 основных вида вирусов: вирус иммунодефицита человека — 1 (ВИЧ-1) и вирус иммунодефицита человека — 2 (ВИЧ-2). Однако известны еще ВИЧ-3 и ВИЧ-4 — редкие разновидности с малозаметной ролью в распространении эпидемии. Предполагают, что ВИЧ-1 возник в результате передачи людям вируса иммунодефицита шимпанзе, а ВИЧ-2 — красноголовых мангобеев.

Оба вида вируса при попадании в организм человека вызывают иммунодефицит. Наблюдаются отличия в клиническом течении заболевания.

Рис. 4. Предполагают, что ВИЧ-1 возник в результате передачи людям вируса иммунодефицита шимпанзе, а ВИЧ-2 — красноголовых мангобеев.

ВИЧ-1 впервые описан в 1983 году. Он является самым патогенным и распространенным среди всех вирусов ВИЧ. Незначительные изменения в геноме этого типа вируса приводят к появлению большого числа новых штаммов, что позволяет возбудителю ускользать от иммунной системы больного и приобретать лекарственную устойчивость к противовирусным препаратам.

Именно ВИЧ-1 стал виновником глобальной эпидемии.
Вирусы иммунодефицита человека — 1 подразделяются на несколько групп: M, N, O и Р, 90% которых составляет группа М. В свою очередь группа М подразделяется на 11 подтипов, доминирующих в тех или иных частях света.
ВИЧ-1 подтип А широко распространен в России и Африке. В настоящее время произошло смешение штамма А, доминирующего в настоящее время и штамма АG, занесенного из Средней Азии. Так появился более опасный штамм ВИЧ-1А63.
При инфицировании ВИЧ-1 заболевание чаще переходит в стадию СПИД.
В стадии СПИД чаще развивается кандидоз ротовой полости, саркома Капоши и хроническая лихорадка.

В каждом случае, когда нет указаний на вид вируса, подразумевают вирус иммунодефицита человека-1.

ВИЧ-2 возник в результате передачи людям вируса иммунодефицита от красноголовых мангобеев. Идентифицирован в 1986 г. Описано 8 групп вирусов, но в эпидемическом плане более опасными являются только группы А и В.

ВИЧ-2 обладает меньшей вирулентентностью, чем ВИЧ-1.
При одновременном попадании в организм человека ВИЧ-1 и ВИЧ-2, ВИЧ-2 обеспечивает, пусть и небольшую, защиту клеток от инфицирования ВИЧ-1.
Заболевание протекает более продолжительно и реже переходит в стадию СПИД.
При заболевании в 1 мкл крови вирусов значительно меньше, чем при инфицировании ВИЧ-1.
При ВИЧ-2 чаще развиваются такие инфекции, как хроническая диарея, холангит, энцефалит и тяжелые цитомегаловирусные инфекции.

к содержанию ↑

Строение ВИЧ

Рис. 5. Строение ВИЧ.

Вирус, пребывающий вне клетки, называется вирионом. Вирионы являются конечной фазой развития вирусов. Именно на этих представителях микромира основана классификация и систематизация вирусов.

ВИЧ-1 и ВИЧ-2 имеют ядро (пулевидный нуклеокапсид), состоящее из РНК и ферментов и оболочку (мембрану или суперкапсид). Зрелые вирионы содержат до нескольких тысяч разного типа белковых молекул, имеют сферическую форму диаметром от 100 до 180 нм.

Внутри ВИЧ располагаются 2 одноцепочечные вирусные РНК и 3 фермента: обратная транскриптаза (ревертаза), интеграза и протеаза, прочно связанные (упакованные) с капсидными белками р24, р7 и р9.
Снаружи капсида находится 2000 молекул матриксного р17-белка толщиной 5 — 7 нм. Они располагается между капсидом вируса и внешней оболочкой.
Нуклеокапсидный белок р7 и р9 обеспечивает связь с геномной РНК.
С капсидом ВИЧ-1 связано 200 копий циклофилина А, участвующего в сборке вириона.
Внутри (или за пределами?) капсида вириона находится белок Vhr.

Геном вируса представляет собой совокупность генов, содержащих биологическую информацию, которая необходима для построения и поддержки жизнедеятельности микроорганизма. Геномная нуклеиновая кислота сама по себе не является инфекционным фактором.

Интеграза — это фермент, ускоряющий (катализирующий) включение (интеграцию) ДНК ВИЧ в хромосому хозяина. ДНК вируса перед интеграцией замыкаются в кольцо.

Протеаза — это фермент, который расщепляет пептидные связи между аминокислотами в белках.

Оболочки ВИЧ (капсидная и суперкапсидная) защищают генетический материал от химических, физических и механических повреждений. Наружная оболочка помогает вирусу взаимодействовать с рецепторами клетки-мишени.
Оболочка образуется в период почкования и состоит из слоя фосфолипидов, пронизанного 72-я гликопротеиновыми комплексами и мембранных клеток хозяина.
Благодаря гликопротеинам оболочки вирусы стремятся только к определенным клеткам хозяина, несущими на своей поверхности специальные рецепторы СD4 + — Т-лимфоцитам, моноцитам, тканевым макрофагам, фолликулярным дендритным клеткам, нейроглии, клеткам Лангерганса, эпителиальным клеткам кишечника и шейки матки, что и определяет развитие проявлений ВИЧ-инфекции.
При встрече с клетками хозяина в их оболочки вставляются трансмембранные гликопротеины gp41 и поверхностные гликопротеины gp120. Вирусы, лишенные этих белков, не способны проникать в клетки-мишени.

Рис. 7. На фото 3D-модель ВИЧ.

Рис. 8. На фото справа ВИЧ в разрезе.

Геном ВИЧ

Геном ВИЧ представлен двумя идентичными нитями РНК. Длина каждой нити составляет около 10 тыс. нуклеотидов. В геном входят 3 основных структурных и 7 регуляторных и функциональных генов, кодирующих 15 различных белков.

Структурные (капсидные и суперкапсидные) белки ВИЧ кодируются геном Gag.
Неструктурные белки кодируются геном Pol.
Гены Tat, Nef, Vif, Rev, Vpu и Vpr кодируют белки, регулирующие процессы размножения и сборки вирусов, подавляют активность клеточных противовирусных систем.

Рис. 9. Нормальный лимфоцит (фото слева), зараженный ВИЧ (фото справа). На поверхности зараженной клетки образуются множественные пузырьки.

Белки ВИЧ

Как только вирион проник внутрь клетки хозяина (теперь он называется вирусом) при помощи фермента обратной транскриптазы происходит синтез ДНК-копии генома, которая встраивается в геном клетки хозяина. Так образуется провирус.

Далее при помощи ферментов на матрице провирусов синтезируются новые молекулы РНК вируса, а также структурные и регуляторные белки, осуществляющие сборку и почкование вирусов. Внутри вируса, как и на его поверхности, кроме кодируемых геномом находятся белки, которые захватываются вирусной частицей из клеток хозяина.

Гены Gag, Pol и Env отвечают за синтез основных белков ВИЧ.

За синтез структурных белков ВИЧ отвечает ген Gag. Структурные белки входят в состав самой вирусной частицы. Они формируют капсид и вирусную оболочку.

Капсидные белки образуют вместилище (футляр) для нуклеиновой кислоты, входят в состав геномных белков и формируют ферменты. Капсидная оболочка собирается не из отдельных белков, а из субъединиц. Ее сборка запрограммирована в РНК.

Белок р24 образует оболочку нуклеокапсида.
Белок р17 образует матриксное вещество.
Белок р9 и р7 обеспечивает связь с геномной РНК.

Рис. 10. Лимфоцит, поражённый ВИЧ. Вытянутые структуры на поверхности клетки вызваны гиперпродукцией белка Gag. (Фото NIBSC).

За синтез оболочечных белков ВИЧ отвечает ген Env. Белки этой группы входят в состав наружной мембраны вириона, которая состоит из слоя фосфолипидов, пронизанного 72-я гликопротеиновыми комплексами. Свободная (наружная) часть гликопротеинового комплекса содержит аминогруппу ДО-конец. Погруженный в липидный слой конец содержит гидроксильную группу С-конец. Благодаря гликопротеиновым комплексам вирионы прикрепляются к клетке хозяина. Их называют прикрепительными белками.

В ходе эволюции вирусы приобрели адресную функцию — поиск нужных клеток хозяина среди множества других клеток, для чего на их поверхности появились специальные белки, распознающие чувствительные клетки и их рецепторы.

Внешняя оболочка вириона состоит из белковых комплексов (белка gp120 и gp41) и клеток оболочки хозяина, которые захватываются вирусами при почковании.

Белок gp120 (самый наружный) обеспечивает связывание с клетками-мишенями.
Белок gp41 обеспечивает проникновение вирионов в клетку.

Неструктурные белки кодируются геном Pol. Они обслуживают процессы репродукции вирусов на разных его этапах. Ген Pol кодирует ферменты, участвующие в процессе интеграции генома вируса в геном клетки хозяина и ферменты, участвующие в процессе размножения вируса.

Наиболее изучены в настоящее время следующие неструктурные белки ВИЧ:

р66 — обратная транскриптаза (участвует в синтезе ДНК на матрице РНК);
р31 — интеграза (катализирует интеграцию ДНК вируса в хромосому хозяина;
р10 — протеаза (расщепляет пептидные связи между аминокислотами в больших белковых молекулах).

Такие гены, как Tat, Nef, Vif, Rev, Vpu и Vpr кодируют белки, регулирующие процессы размножения и сборки вирусов, подавляют активность клеточных противовирусных систем.

Рис. 11. На фото слева зафиксирован процесс отпочкования вирионов. Нуклеокапсид еще не структурен, внешняя оболочка более толстая из-за наличия мембранных белков. На фото справа зрелые вирионы во внеклеточном пространстве (электронная микрофотография). Нуклеокапсиды приобрели форму усеченного конуса. Оболочка стала тонкой, так как часть белков внешней оболочки утерян.

Антигенная структура ВИЧ

Вирусы иммунодефицита человека — 1 подразделяются на несколько групп: M, N, O и Р, 90% которых составляет группа М. В свою очередь группа М подразделяется на 11 подтипов, доминирующих в тех или иных частях света. Они отличаются друг от друга по аминокислотному составу белков.

К главным антигенам вируса иммунодефицита человека относятся:

группо- и видоспецифичные антигены: белки, составляющие оболочку нуклеокапсида — р24;
типоспецифичные антигены: белки, которые обеспечивают связь с клетками-мишенями — gр120 и белки, обеспечивающие проникновение вирионов в клетки — gр41.

ВИЧ обладают высокой биологической активностью и частотой генетических изменений (высокой изменчивостью), которые возникают в процессе самовоспроизведения, что создает большие препятствия на пути создания вакцины и эффективных лекарств.

Репликация ВИЧ

Репликация (воспроизведение) ВИЧ происходит в клетке хозяина поэтапно.

Встреча с клеткой.

Рис. 12. ВИЧ заражают иммунную клетку (обозначено желтым).

Рис. 13. Вирионы собираются под внешней мембраной клетки. Видны необычные выпячивания — места выхода вирионов.

Рис. 14. На фото показан процесс почкования ВИЧ (образование вирионов).

Рис. 16. На поверхности зараженной клетки видны множественные пузыри, между которыми появились новообразованные вирусы. Пузырьки значительно больше по размеру и менее плотные, чем ВИЧ.

Мутации ВИЧ

ВИЧ является самым патогенным и распространенным среди всех вирусов. Незначительные изменения в его геноме приводят к появлению большого числа новых штаммов, что позволяет возбудителю ускользать от иммунной системы больного и приобретать лекарственную устойчивость к противовирусным препаратам. Антигенная изменчивость ВИЧ в разы превышает изменчивость вирусов гриппа и атипичной пневмонии, частота мутаций которых составляет 10 -5 нуклеотидов в день. Его скорость транскрипции выше, чем у других вирусов и составляет около 20 млн. вирусных частиц в сутки. Все это затрудняет как диагностику, так и поиск методов специфической профилактики этого грозного заболевания.
В организме инфицированного больного происходит беспощадная борьба между его иммунной системой и ВИЧ. Под воздействием иммунитета вирус мутирует. Но, как установили ученые, постоянные мутации приводят к ослаблению микроорганизма: снижается его поражающая способность, удлиняются сроки развития СПИД.

Устойчивость ВИЧ во внешней среде

Нагревание до 56°С инактивирует вирус в течение 30 минут, при кипячении вирус погибает мгновенно.
Возбудитель чувствителен ко всем дезинфицирующим средствам: перекиси водорода, лизолу, эфиру, ацетону, гипохлориту натрия, этиловому спирту, хлорамину, хлорной извести и др. Инактивация наступает в течение 3 — 5 минут.
Гибель вируса наступает при изменении pH среды — ниже 0,1 и выше 13.
Губительным является ультрафиолетовое и ионизирующее излучение.

В крови и ее компонентах для переливания ВИЧ живут годы.
В жидкой среде при температуре от 23 до 27°С — 25 суток.
В замороженной сперме — несколько месяцев, сыворотке крови — до 10 лет.
ВИЧ погибают при замораживании ниже 70°С;
В высушенном виде в сыворотке крови и сперме сохраняют жизнеспособность в течение суток.

Рис. 18. Множество созревших вирионов готовы инфицировать другие клетки.

Читайте также: