Характеристика вируса
Возбудителем этой медленной инфекции является вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), который относится к РНК-содержащим вирусам, семейству Retroviridae. Он был выделен от больных в 1983 г. одновременно двумя учеными Люком Монтанье в Институте Пастера в Париже и Робертом Гало, проводившем исследования в Национальном институте рака в США.
Морфология. ВИЧ имеет сферическую форму диаметром 90–120 нм. Внешняя оболочка (суперкапсид) состоит из двойного липидного слоя с включением белков из мембраны клетки-хозяина, которые встраиваются в процессе завершения цикла репликации. Поверхность суперкапсида покрыта шипами, состоящими из гликопротеинов. Молекулы Gp120 (гликопротеин с молекулярной массой 120 кД) образуют «шляпки», каждая из которых связана с трансмембранным гликопротеином Gp41 с молекулярной массой 41 кД. Под внешней оболочкой находится стержневая «коровая» оболочка в виде 20-гранника. Она состоит из матричного белка Р17 (протеина с молекулярной массой 17 кД). Нуклеокапсид (центральный кор) имеет форму усеченного конуса и образован протеином Р24. Внутри него находятся нуклеокапсидные белки Р7, Р9, геном вируса и ферменты – обратная транскриптаза, интеграза и протеаза. Геном представлен двумя идентичными молекулами РНК, каждая из которых состоит из 9 генов, которые контролируют синтез 9 структурных и 6 регуляторных белков. Выявлена генетическая неоднородность РНК вируса, что позволило выделить ВИЧ I, ВИЧ II, имеющих степень гомологии геномов не более 42%, чем объясняется отсутствие перекрестного иммунитета. От отдельных лиц выделены варианты ВИЧ III и ВИЧ IV.
161
Репродукция ВИЧ в клетке хозяина состоит из следующих этапов:
–связываение Gp120 с поверхностным рецептором СД4 клетки-хозяина;
–проникновение вируса в чувствительную клетку путем слияния мембран или виропексисом (рецепторным эндоцитозом);
–высвобождение геномной РНК вируса;
–биосинтез ДНК-копии на матрице РНК с помощью фермента обратной транскриптазы и интеграция ДНКпровируса в геном клетки-хозяина;
–активация транскрипции с ДНК-провируса и последующая трансляция белков вируса;
–активная репликация вируса, т.е. наработка всех компонентов вируса и формирование зрелых дочерних вирионов (морфогенез);
–высвобождение образовавшихся вирионов во внешнюю среду. Цитопатогенные эффекты ВИЧ, т.е. активный выход вируса из клетки, сопровождаются множественными нарушениями целостности мембраны и гибелью клетки.
–Цикл репликации ВИЧ занимает около 10 ч.
Впроцессе репродукции вируса на 1 молекулу Gp41 образуется 3 молекулы Gp120. Возникает избыток молекул Gp120, которые отрываются и свободно циркулируют в крови. Это явление получило название «утечка антигена» (shedding – утечка). Эти молекулы адсорбируются на поверхности неинфицированных вирусом клеток макроорганизма, имеющих рецептор СД4, которые в последующем уничтожаются Т-хелперами.
Антигены ВИЧ:
•поверхностные (env-ag) – GP 120, GP 41;
162
•группоспецифические (gag-ag) белки нуклеокапсида Р7, Р9, Р24 и матриксный белок Р17;
•антиген обратной полимеразы (pol-ag).
ВИЧ обладает высокой изменчивостью. Даже из организма одного больного могут быть выделены штаммы, различные по антигенным свойствам. Антигенные различия позволили выделить ВИЧ-I (подтипы A – K, О), ВИЧ-II (подтипы А – Е).
Формы изменчивости. Высокая генетическая изменчивость вируса по типу «дрейфа» генов затрагивает от 1–2 до 25% нуклеотидов генома. Образуются «квазивиды» вируса, дающие более 100 антигенных вариантов. Выделяют «slow/low» – медленные/слабые варианты в бессимптомный период и «rapid/high» – быстрые/сильные варианты на стадии выраженных проявлений СПИДа.
Выявлены ВИЧ, геном которых в процессе репродукции встроился в оболочку вируса другого рода. Такие ВИЧ получили название псевдовирионов. Это дает возможность ВИЧ инфицировать другие клетки-мишени организма человека.
Культивирование ВИЧ проводят на культурах перевиваемых линий Т- и В-лимфоцитов, культурах моноцитов, клеток мозга, легких, клеток карциномы тостой кишки и др.
Выявлено 3 формы взаимодействия ВИЧ с культурами клеток:
–продуктивный тип, выявленный у Т-лимфоцитов, при котором происходит активная репродукция вирусов и быстрая гибель клеток;
–образование симпластов (гигантских многоядерных клеток) с последующим распадом;
–неопластическая трансформация клеток, если в составе
генома ВИЧ имеется онкоген.
ВИЧ инактивируется при температуре 56˚С в течение 30 мин., при 100˚С погибает через 1–5 мин. Дезинфици-
163
рующие вещества в обычных концентрациях (лизол, перекись водорода, этанол, ацетон и др.) и прямое УФ-облучение быстро уничтожают культуры вируса. Наилучшие результаты при обработке биологических материалов, содержащих вирус, дает кипячение в течение 1 ч с добавлением щелочных моющих средств. Противовирусным эффектом обладают ингибиторы обратной транскриптазы (сурамин, фосфоноформат, виразол) и ингибиторы синтеза вирусных белков (азидотимидин и др.). ВИЧ устойчив к действию ионизирующей радиации и высушиванию.
Эпидемиология, патогенез, клинические проявления, иммунитет
Источником инфекции являются больные люди и вирусоносители, из организма которых вирус может выделяться с кровью, спермой, слюной, вагинальным и цервикальным секретами, молоком кормящей матери. В организм здорового человека вирус проникает половым путем, при переливании крови и ее препаратов, трансплацентарно от матери к ребенку, при использовании инфицированных медицинских инструментов.
Группами риска являются наркоманы, использующие внутривенное введение препаратов, больные гемофилией и другие реципиенты крови и органных трансплантатов, лица, ведущие беспорядочную сексуальную жизнь (гетеро- и гомосексуальные контакты) или работающие в сфере сексуальных услуг, дети при грудном вскармливании и др.
Восприимчивость к ВИЧ высокая. По данным ВОЗ, в мире зарегистрировано более 41 млн инфицированных ВИЧ.
При ВИЧ-инфекции отмечается развитие иммунологических нарушений в связи с вовлечением в инфекционный процесс различных звеньев клеточного и гуморального иммунитета. ВИЧ поражает клетки, несущие рецептор СД4 – Т-
164
хелперы, дендритные клетки, моноциты/макрофаги, эозинофилы, В-лимфоциты, клетки ЦНС. Основным механизмом в патогенезе инфекции является разрушение вирусом Т- хелперов. Без этих важнейших регуляторных клеток невозможно включение иммунных реакций. Образующиеся вируснейтрализующие антитела не способны остановить прогрессию инфекционного процесса. Антитела работают как фактор отбора, позволяющий выжить наиболее вирулентным клонам ВИЧ.
У инфицированных лиц рано развивается тотальный иммунодефицит, резко угнетается иммунологическая реактивность по отношению к разнообразным патогенным факторам, снижается контроль образования атипичных клеток. Иммунная система перестает различать «свое» и «чужое». Это приводит к развитию оппортунистических инфекций и опухолей. Проникновение в ЦНС и повреждение клеток коры головного мозга сопровождается развитием слабоумия у 50% инфицированных.
Инкубационный период составляет от 1–3 нед. до
3 мес. Растворимые антигены ВИЧ обнаруживаются в крови через 2 нед., а антитела – позже 8-й недели от момента инфицирования. Далее развивается продрома, характеризующаяся как болезнь сероконверсии, так как в этот период в крови появляются анти-ВИЧ антитела. Это сопровождается развитием гриппомононуклеозоподобного синдрома: повышается температура, развивается фарингит, недомогание, увеличиваются лимфатические узлы. Этот период продолжается 3–10 дней, после чего наступает длительный латентный период. Для него характерны потеря массы тела, ночные поты, периодически возникающая лихорадка, быстрая утомляемость, диарея, прогрессирующая генерализованная лимфоаденопатия, умеренный иммунодефицит. Далее развивается СПИД с явлениями тяжело протекающего инфекционного или опухолевого процесса, который сопровождается разви-
165