Какое свойство характерно для вируса возбудителя иммунодефицита человека
ВАЖНО!
Информацию из данного раздела нельзя использовать для самодиагностики и самолечения. В случае боли или иного обострения заболевания диагностические исследования должен назначать только лечащий врач. Для постановки диагноза и правильного назначения лечения следует обращаться к Вашему лечащему врачу.
ВИЧ: причины появления, симптомы, диагностика и способы лечения.
Определение
ВИЧ (вирус иммунодефицита человека) – инфекционное хроническое заболевание, передающееся контактным путем, медленно прогрессирующее и характеризующееся поражением иммунной системы с развитием синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИДа). СПИД – это финальная стадия ВИЧ-инфекции, когда из-за ослабленной иммунной системы человек становится беззащитным перед любыми инфекциями и некоторыми видами рака. Опасность представляют так называемые оппортунистические инфекции – заболевания, вызываемые условно-патогенной или непатогенной флорой: вирусами, бактериями, грибами, которые у здоровых людей не приводят к серьезным последствиям или протекают легко и излечиваются самостоятельно. При СПИДе они наслаиваются друг на друга, имеют затяжное течение, плохо поддаются терапии и могут стать причиной летального исхода.
Причины появления ВИЧ
Источником инфекции является человек, инфицированный ВИЧ, на любых стадиях заболевания. Вирус передается через кровь, сперму, секрет влагалища, грудное молоко.
Половой путь (незащищенный секс с инфицированным партнером) – доминирующий фактор распространения ВИЧ-инфекции.
Передача ВИЧ от матери ребенку может произойти на любом сроке беременности (через плаценту), во время родов (при прохождении через родовые пути) и грудного вскармливания (при наличии язвочек, трещин на сосках матери и во рту ребенка).
Высокий риск инфицирования существует при внутривенном введении наркотических веществ нестерильными шприцами, при переливании ВИЧ-инфицированной крови и ее препаратов, использовании медицинского и немедицинского инструментария, загрязненного биологическими жидкостями человека, инфицированного ВИЧ. Кроме того, опасность могут представлять органы и ткани доноров, используемые для трансплантации.
Попадая в кровоток, вирус проникает в Т-лимфоциты хелперы, или CD-4 клетки (рановидность лейкоцитов), которые помогают организму бороться с инфекциями. Т-хелперы имеют на поверхности так называемые CD4-рецепторы. ВИЧ связывается с этими рецепторами, проникает в клетку, размножается в ней и в конечном счете уничтожает ее. Со временем вирусная нагрузка увеличивается, а количество Т-хелперов снижается.
При отсутствии лечения через несколько лет из-за значительного снижения числа Т-хелперов появляются связанные со СПИДом состояния и симптомы.
Классификация заболевания
- Стадия инкубации – от момента заражения до появления реакции организма в виде клинических проявлений острой инфекции и/или выработки антител (специфических белков, продуцируемых в ответ на проникновение антигена, в данном случае – вируса).
- Стадия первичных проявлений клинических симптомов:
а) бессимптомное течение (симптомов нет, вырабатываются антитела);
б) острая ВИЧ-инфекция без вторичных заболеваний: наблюдается увеличение лимфоузлов, повышение температуры, фарингит, высыпания на коже и слизистых оболочках, реже – увеличение печени, селезенки, диарея;
в) острая ВИЧ-инфекция с вторичными заболеваниями (ангиной, бактериальной пневмонией, кандидозом, герпетической инфекцией и др.). Эти проявления, как правило, слабо выражены, кратковременны, поддаются терапии. - Субклиническая стадия – единственным клиническим проявлением заболевания является увеличение лимфатических узлов.
- Стадия вторичных заболеваний:
а) потеря массы тела менее 10%, грибковые, вирусные, бактериальные поражения кожи и слизистых, повторные фарингиты, синуситы, опоясывающий лишай;
б) потеря массы тела более 10%, диарея или лихорадка более месяца, повторные стойкие вирусные, бактериальные, грибковые, протозойные (вызванные простейшими) поражения внутренних органов, локализованная саркома Капоши (множественные злокачественные новообразования на коже и слизистых), повторный или генерализованный (по всему телу) опоясывающий лишай;
в) кахексия (истощение), генерализованные вирусные, бактериальные, грибковые, протозойные, паразитарные заболевания, пневмоцистная пневмония, туберкулез, злокачественные опухоли, поражения центральной нервной системы. - Терминальная стадия – имеющиеся вторичные заболевания приобретают необратимый характер, летальный исход наступает в течение нескольких месяцев после их развития.
Симптомы ВИЧ/СПИДа
После инкубационного периода продолжительностью от нескольких дней до нескольких недель у большинства зараженных возникает острое заболевание с гриппоподобными симптомами (повышение температуры тела, ломота, общая слабость, отсутствие аппетита, головная боль, боль в горле, увеличение лимфатических узлов, кожные высыпания). Возможны похудание, образование язвочек на слизистой полости рта. Эта фаза продолжается, как правило, 7-10 дней. Из-за неспецифичности проявлений диагноз «ВИЧ» устанавливается редко. Редко на этой стадии заболевания фиксируются оппортунистические инфекции,. отмечается кашель с мокротой, боль в грудной клетке (при развитии пневмонии), болезненные пузырьковые высыпания на коже (при опоясывающем герпесе). Как правило, самочувствие быстро нормализуется без специфического лечения ВИЧ.
После этой стадии устанавливается временное равновесие между инфекционным процессом и сдерживающим его развитие противовирусным иммунитетом.
В течение длительного времени (8-10 лет и более) инфекция протекает бессимптомно или с персистирующей генерализованной лимфаденопатией – сохраняющимся не менее 3 месяцев увеличением минимум двух групп лимфоузлов.
В дальнейшем продолжается активное размножение вируса и разрушение Т-лимфоцитов, развивается стадия вторичных изменений, для которой характерно прогрессирующее снижение веса, общая слабость, стойкое повышение температуры, озноб, выраженная потливость. Клинические проявления оппортунистических заболеваний обусловливают клиническую картину этой стадии: пациентов беспокоят кашель и одышка, тошнота, рвота, боли в животе, тяжелая диарея, кожные высыпания, сильные головные боли, снижение памяти и внимания и др.
Диагностика ВИЧ
Лабораторные методы исследования:
- Скрининг на ВИЧ.
- Обследование, подтверждающее факт инфицирования ВИЧ (при положительных или сомнительных результатах скрининга).
- Измерение и контроль количества вируса в крови человека – определение вирусной нагрузки у лиц с установленным диагнозом «ВИЧ».
- Определение иммунного статуса у пациентов с ВИЧ-инфекцией.
Скрининг (обследование здоровых людей) на ВИЧ должен быть проведен любому человеку, который считает, что может быть заражен, а также перед любой госпитализацией и операцией, всем беременным женщинам и их половым партнерам.
Обследование целесообразно проходить людям с высоким риском заражения ВИЧ, например, при наличии заболеваний, имеющих одинаковый с ВИЧ-инфекцией механизм передачи (вирусные гепатиты В и С, заболевания, передающиеся половым путем), лицам, имеющим регулярные незащищенные половые контакты, инъекционным наркоманам, детям, рожденным от матерей с ВИЧ-инфекцией, медицинским работникам, напрямую контактирующим с кровью на работе и др.
Существуют экспресс-тесты для скрининга ВИЧ, которые можно делать в домашних условиях. Для определения специфических антител/антигенов к ВИЧ (ВИЧ-1, 2, антиген p24) используют кровь, слюну или мочу. Точность любого экспресс-теста ниже, чем теста, проводимого в лаборатории.
Для стандартного скринингового обследования определяют антитела к ВИЧ 1 и 2 и антиген ВИЧ 1 и 2 (HIV Ag/Ab Combo) в крови с помощью иммуноферментного анализа (ИФА).
Антитела к ВИЧ 1 и 2 и антиген ВИЧ 1 и 2 (HIV Ag/Ab Combo)
Синонимы: Антитела к ВИЧ 1, 2, антитела к вирусу иммунодефицита человека, ВИЧ-1 p24, ВИЧ-1-антиген, p24-антиген.
Anti-HIV, HIV antibodies, human immunodeficiency virus antibodies, HIV-1 p24, HIV-1 Ag, p24-antigen.
Внимание! При положительных и сомнительных реакциях, срок выдачи…
490 руб
В случае положительного или сомнительного результата для исключения ошибки проводят подтверждающие тесты для выявления антител к отдельным наружным и внутренним белкам вируса (иммунный блот) и/или определения нуклеиновой кислоты ВИЧ-1.
Определение вирусной нагрузки выполняют, когда человеку впервые ставится диагноз, чтобы установить статус заболевания, и в последующем через определенные промежутки времени для контроля эффективности лечения.
ВИЧ-1, определение РНК (HIV, RNA) в плазме крови
Определение РНК ВИЧ типа 1 в плазме крови методом ПЦР с детекцией в режиме реального времени. Исследование выполняется на оборудовании компании Hoffmann-La Roche (Щвейцария) по стандартизованной технологии с автоматизированной пробоподготовкой.
Исследование концентрации в крови РНК ВИЧ типа 1, к…
12 350 руб
В начале заболевания и в процессе лечения для оценки состояния иммунной системы измеряют количество Т-лимфоцитов хелперов и соотношение Т-лимфоцитов хелперов и Т-лимфоцитов киллеров.
Дополнительно проводят клинический анализ крови, расширенный биохимический анализ крови: АСТ, АЛТ, креатинин, холестерин общий, глюкоза, общий белок, обследование на другие инфекции, имеющие схожие с ВИЧ пути передачи.
Клинический анализ крови: общий анализ, лейкоформула, СОЭ (с микроскопией мазка крови при наличии патологических сдвигов)
Синонимы: Общий анализ крови, ОАК. Full blood count, FBC, Complete blood count (CBC) with differential white blood cell count.
Краткое описание исследования Клинический анализ крови: общий анализ, лейкоформула, СОЭ
Кровь – это жидкая ткань, выполняющая различные функции, в том числе, транспорта …
720 руб
Креатинин (в крови) (Creatinine)
Синонимы: Сывороточный креатинин; Креатинин сыворотки (с расчетом СКФ); 1-метилгликоциамидин.
Creatinine; Creat; Cre; Blood creatinine; Serum creatinine; Serum Creat.
Краткое описание определяемого аналита Креатинин
Азотистый метаболит, конечный продукт превращения креатинфосф…
300 руб
Холестерин общий (холестерин, Cholesterol total)
Синонимы: Холестерол, холестерин. Blood cholesterol, Cholesterol, Chol, Cholesterol total.
Краткая характеристика определяемого вещества Холестерин общий
Около 80% всего холестерина синтезируется организмом человека (печенью, кишечником, почками, надпочечниками, половыми железами), остальные 20%…
305 руб
Глюкоза (в крови) (Glucose)
Синонимы: глюкоза в крови, анализ глюкозы в крови натощак, анализ сахара в крови. Fasting blood glucose, FBG, fasting plasma glucose, blood glucose, blood sugar, fasting blood sugar, FBS.
Краткая характеристика определяемого вещества Глюкоза
Основной экзо- и эндогенный субстрат энергетиче…
280 руб
Общий белок (в крови) (Protein total)
Синонимы: Общий белок, общий белок сыворотки крови. Total Protein, Serum Тotal Protein, Total Serum Protein, TProt, ТР.
Краткая характеристика определяемого вещества Общий белок в крови
Важнейший показатель белкового обмена.
Белки плазмы крови выполняют множество…
310 руб
Постановка диагноза «ВИЧ» не подразумевает специального инструментального обследования, но его выполняют для диагностики вторичных заболеваний, которые могут влиять на тактику лечения и на исход терапии. Это рентгенография органов грудной клетки, УЗИ органов брюшной полости.
К каким врачам обращаться
ВИЧ может быть заподозрен врачом любой специальности, чаще
терапевтом
или врачом общей практики при наличии определенных жалоб пациента или при плановом лабораторном обследовании.
Основным специалистом, который занимается углубленной диагностикой, проводит динамическое наблюдение и лечение заболевания, является врач-инфекционист.
Лечение ВИЧ
В настоящее время основой терапии пациентов с ВИЧ-инфекцией является антиретровирусная терапия (АРТ) – комбинация нескольких противовирусных препаратов, которые подавляют размножение вируса, воздействуя на разные этапы его жизнедеятельности, защищают и восстанавливают клетки иммунной системы.
Раннее начало лечения позволяет достичь не только улучшения клинического прогноза заболевания, но и снижения уровня распространенности ВИЧ-инфекции в популяции.
Цель АРТ – увеличение продолжительности и сохранение или улучшение качества жизни пациентов; снижение контагиозности (заразности) пациента, что значительно уменьшает риск передачи ВИЧ.
Основная задача терапии – максимальное подавление размножения ВИЧ, что сопровождается снижением содержания РНК ВИЧ в крови (вирусной нагрузки) до неопределяемого методом ПЦР уровня и, как следствие, увеличением количества Т-лимфоцитов.
Лекарственная терапия всегда проводится с согласия пациента. Лечение должно быть непрерывным и проводиться пожизненно. Перерывы в лечении могут привести к увеличению вирусной нагрузки, повышению риска развития лекарственной устойчивости (невосприимчивости вируса к противовирусному лечению), снижению иммунной функции и прогрессированию заболевания.
Осложнения
Осложнениями ВИЧ чаще всего являются разнообразные оппортунистические инфекции и злокачественные опухоли (саркома Капоши, лимфома).
Профилактика ВИЧ
Вакцины и лекарства, которое излечивает ВИЧ-инфекцию, на сегодняшний день не существует. Ранняя диагностика ВИЧ, избегание действий с высоким риском заражения чрезвычайно важны для предотвращения распространения инфекции.
Лечение ВИЧ-инфицированных матерей во время беременности, меры предосторожности при родах и отказ от грудного вскармливания могут значительно снизить риск передачи инфекции от матери ребенку.
ВИЧ-негативным лицам, подверженным высокому риску заражения (гомосексуалистам, трансгендерам, работникам коммерческого секса, потребителям инъекционных наркотиков, а также неинфицированным ВИЧ сексуальным партнерам больных с установленным диагнозом), следует использовать метод доконтактной профилактики – прием лекарственных препаратов от ВИЧ-инфекции.
Медицинским работникам, контактирующим с кровью, необходимо соблюдать универсальные методы предосторожности.
Источники:
- Клинические рекомендации. ВИЧ-инфекция у взрослых. Национальная ассоциация специалистов по профилактике, диагностике и лечению ВИЧ-инфекции. 2019, 212 с.
- ВИЧ-инфекция и СПИД. Национальное руководство под редакцией академика РАН В.В. Покровского. 2-е издание переработанное и дополненное. Москва, Издательская группа «ГЭОТАР-Медиа». 2020, 686 с.
ВАЖНО!
Информацию из данного раздела нельзя использовать для самодиагностики и самолечения. В случае боли или иного обострения заболевания диагностические исследования должен назначать только лечащий врач. Для постановки диагноза и правильного назначения лечения следует обращаться к Вашему лечащему врачу.
Информация проверена экспертом
Лишова Екатерина Александровна
Высшее медицинское образование, опыт работы – 19 лет
Поделитесь этой статьей сейчас
Похожие статьи
Конъюнктивит
Конъюнктивит: причины появления, классификация, симптомы, диагностика и способы лечения.
Ветряная оспа
Ветряная оспа: причины появления, симптомы, диагностика и способы лечения.
Опоясывающий лишай (Herpes zoster)
Опоясывающий лишай – инфекционное заболевание, возбудитель которого (вирус герпеса 3-го типа) вызывает также ветряную оспу. Болезнь чаще развивается у пожилых, что связано с ослаблением иммунитета.
Источник
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.
к содержанию ↑
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.
Вирус иммунодефицита человека — 1 (ВИЧ-1)
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.
Вирус иммунодефицита-2 (ВИЧ-2)
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.
Строение нуклеокапсида ВИЧ
- 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.
Расшифровка некоторых обозначений
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.
Обратная транскриптаза (ревертаза) — это фермент, участвующий в синтезе ДНК на матрице РНК. Название «обратная» получила от того, что большинство подобных процессов проходит в другом направлении, когда РНК синтезируется с матрицы ДНК.
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.
Рис. 6. На электронной микрофотографии отчетливо видны нуклеокапсиды уже созревших вирионов (фото слева). На фото «D» видны вирусы, захваченные макрофагами.
Строение оболочки ВИЧ
- 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.
к содержанию ↑
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.
к содержанию ↑
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.
Структурные белки 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 ВИЧ
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).
Суперкапсидные белки
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
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).
Остальные гены ВИЧ
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.
к содержанию ↑
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.
к содержанию ↑
Репликация ВИЧ
Репликация (воспроизведение) ВИЧ происходит в клетке хозяина поэтапно.
- Встреча с клеткой. Вирионы в организме человека присутствуют во всех биологических жидкостях, но в эпидемиологическом плане наибольшую опасность представляют кровь, влагалищный секрет и сперма, имеющие в достаточном для заражения концентрацию инфекционного материала.
Рис. 12. ВИЧ заражают иммунную клетку (обозначено желтым).
- Слияние с клеткой-мишенью. После осуществления поиска клетки-мишени вирионы посредством рецепторов СD4 соединяются с мембраной клетки и проникают вглубь клетки.
- Обратная транскрипция. Внутри клетки РНК вируса высвобождается из капсида. При участии обратной транскриптазы происходит синтез ДНК на основе одноцепочечной РНК.
- Интеграция ДНК в геном клетки хозяина. Синтезированная ДНК перемещается внутрь ядра клетки-мишени, где она встраивается в хромосому. Вирусная ДНК, встроенная в хромосому клетки называется провирусом.
- Синтез белковых молекул. Далее при помощи ферментов на матрице провирусов синтезируются новые молекулы РНК вируса, а также структурные и регуляторные белки, осуществляющие сборку и почкование вирионов.
- Сборка вирионов и отпочковывание. Вирионы собираются в цитоплазме клетки и первоначально не являются инфекционными, так как сформированы из полипротеидов-предшественников. По мере созревания вириона белки-предшественники под влиянием вирусных протеаз расщепляются до функциональных компонентов. Созревший вирион отпочковывается от клетки, захватывая часть белков мембраны клетки для построения своей внешней оболочки.
Рис. 13. Вирионы собираются под внешней мембраной клетки. Видны необычные выпячивания — места выхода вирионов.
Рис. 14. На фото показан процесс почкования ВИЧ (образование вирионов).
При выходе из клетки вирионы захватывают часть внешней оболочки клетки (видна «ножка» вириона). У несозревших вирионов нуклеокапсид неструктурирован (имеет вид черного полукруга). Капсид у созревшего вириона конусовидной формы.
- Жизнь вириона после выхода из инфицированной клетки хозяина. Вирион в плазме крови живет не более 8 часов. Половина всех вирионов погибает в течение 6 часов. В других биологических жидкостях продолжительность жизни вирионов значительно короче. Вирусы инфицируют CD4+ лимфоциты, моноциты, макрофаги, клетки Лангерганса (кожа), альвеолярные макрофаги (легкие), эпителиальные клетки толстого кишечника и почек, клетки шейки матки, клетки олигодендроглии и астроциты (мозг). Т-лимфоциты являются основным резервуаром вирусов иммунодефицита человека.
Рис. 15. На рисунке «b» (фото слева) незрелые вирионы. Нуклеокапсид находится в стадии формирования (округлой формы), белки оболочки выступают наружу в виде протуберанцев. На рисунке «а» (фото справа) зрелый вирион. Оболочка нуклеокапсида утеряла большую часть белков и истончилась и уплотнилась, а нуклеокапсид приобрел форму усеченного конуса, что отличает его от множества других вирусов.
Рис. 16. На поверхности зараженной клетки видны множественные пузыри, между которыми появились новообразованные вирусы. Пузырьки значительно больше по размеру и менее плотные, чем ВИЧ.
к содержанию ↑
Мутации ВИЧ
- ВИЧ является