Болезнь СПИД
СПИД - это аббревиатура от синдрома приобретенного иммунодефицита, передающаяся болезньиммунная система, вызванная вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ). ВИЧ - это лентивирус (буквально означает «медленный вирус» член семейства ретровирусов), который медленно атакует и разрушает иммунную систему, защищает организм от инфекции, делая человека уязвимым для множества других инфекций и некоторых злокачественных новообразований, которые в конечном итоге вызывают смерть. СПИД является последней стадией ВИЧ-инфекции, во время которой часто возникают смертельные инфекции и рак.
Первоначально некоторые исследователи называли этот синдром иммунодефицитом геев (GRID), поскольку он ограничивался гомосексуалисты . В средствах массовой информации болезнь обычно упоминалась как «чума геев». Но болезнь также была обнаружена при внутривенном введении.наркоманы , которые заразились, главным образом, от использования зараженных игл для подкожных инъекций. Это также наблюдалось у женщин с мужскими половыми партнерами. В результате термин « синдром приобретенного иммунодефицита» или «СПИД» был введен для описания заболевания; CDC опубликовал свой первый отчет с использованием этого термина в 1982 году.
К 1984 году исследователи, работающие в Африке, предоставили четкие доказательства гетеросексуальной передачи возбудителя, ВИЧ. Вирус был выделен годом ранее группой французских исследователей во главе с вирусологом.Люк Монтанье . Монтанье и его коллеги определили вирус как новый тип человеческого ретровируса, и они подозревали, что это было причиной СПИДа. Но для подтверждения связи требовалась более подробная характеристика, поэтому Монтанье отправил образцы американскому вирусологу.Роберт К. Галло , который внес вклад в открытие первого известного человеческого ретровируса (человеческого Т-лимфотропного вируса) несколькими годами ранее. Галло помог установить, что ВИЧ вызвал СПИД, и он внес вклад в последующую разработку анализа крови для его выявления. Первоначально Монтанье назвал новый инфекционный агент, связанный с лимфаденопатическим вирусом (LAV), но в 1986 году Международный комитет по таксономии вирусов переименовал его в ВИЧ. Монтанье и французский вирусологФрансуаза Барре-Синусси была удостоена Нобелевской премии 2008 года по физиологии и медицине за открытие ВИЧ; несмотря на роль Галло в подтверждении ВИЧ как причины СПИДа, Монтанье и его коллеги первыми изолировали вирус.
Около двух третей всех случаев инфицирования происходит среди людей, живущих в странах к югу от Сахары. В Африке , а в некоторых странах региона распространенность ВИЧ-инфекции среди взрослого населения превышает 10 процентов. Уровень распространения инфекции ниже в других частях мира, но различные подтипы вируса распространились в Европу , Индию , Южную и Юго-Восточную Азию , Латинскую Америку и Карибский бассейн. В Соединенных Штатах и Европе уровень заражения несколько выровнялся . В Соединенных Штатах более 1,1 миллиона человек живут с ВИЧ / СПИДом, и около 44 процентов всех новых инфекций приходится на афроамериканцев. В Азии резкий рост ВИЧ-инфекции произошел в Китае и Индонезии, Доступ к антиретровирусному лечению при СПИДе остается ограниченным в некоторых регионах мира, хотя сегодня лечение получают больше людей, чем в прошлом.
Генетические исследования пандемического штамма ВИЧ, известного какГруппа М ВИЧ-1 указала, что вирус возник в период с 1884 по 1924 год в Центральной и Западной Африке . По оценкам исследователей, этот штамм вируса начал распространяться по всем этим районам в конце 1950-х годов. Позже, в середине 1960-х годов, выделенный штамм под названием В группы ВИЧ-1 подтипа В распространился из Африки в Гаити . На Гаити этот подтип приобрел уникальные характеристики, предположительно, благодаря процессу генетической рекомбинации. Где-то между 1969 и 1972 годами вирус проник из Гаити в Соединенные Штаты. Вирус распространялся в Соединенных Штатах в течение приблизительно десятилетия, прежде чем он был обнаружен в начале 1980-х годов. Распространению ВИЧ-1 в мире, вероятно, способствовали несколько факторов, в том числе рост урбанизациии дальние поездки в Африку, международные поездки, изменение сексуальных нравов и внутривенное употребление наркотиков .
В 2009 году новый штамм ВИЧ-1 был обнаружен у женщины из Камеруна . Вирус был тесно связан со штаммом SIV, обнаруженным у диких горилл. Исследователи поместили новый вирус в свою собственную группу, ВИЧ-1, группу P, потому что он был уникальным среди всех других типов ВИЧ-1. Было неясно, вызывает ли вновь выявленный вирус заболевание у людей.
ВИЧ-2 подразделяется на группы от А до Е, причем подтипы А и В являются наиболее значимыми для инфекции человека. ВИЧ-2, который встречается главным образом в Западной Африке, может вызывать СПИД, но это происходит медленнее, чем ВИЧ-1. Есть некоторые свидетельства того, что ВИЧ-2, возможно, возник из-за формы SIV, которая заражает африканских зеленых обезьян.
Вирус может передаваться через плаценту или через грудное молоко от матери к ребенку; Введение антиретровирусных препаратов как матери, так и младенцу во время рождения снижает вероятность заражения ребенка ВИЧ ( см. ниже « ВИЧ и беременность» ). Антиретровирусная терапия может снизить риск передачи инфекции от инфицированных лиц к их неинфицированным половым партнерам примерно на 96 процентов, если их назначить сразу после постановки диагноза . Более того, если инфицированные лица в течение длительного времени придерживаются антиретровирусной терапии, их вирусная нагрузка ВИЧ может в конечном итоге стать необнаружимой, что означает, что вирус не может передаваться половым путем; это явление называется «необнаружимым = непередаваемым» (U = U).
ВИЧ не передается при кашле, чихании или случайном контакте (например, рукопожатие). ВИЧ хрупок и не может долго выживать вне организма. Поэтому для передачи требуется прямая передача телесных жидкостей. Другие заболевания, передаваемые половым путем, такие как сифилис , генитальный герпес , гонорея и хламидиоз , повышают риск заражения ВИЧ при половом контакте, возможно, через вызываемые ими половые поражения.
ВИЧ является ретровирус, один из уникального семейства вирусов, которые состоят из генетического материала в форме РНК (вместо ДНК ), окруженной липопротеиновой оболочкой. ВИЧ не может реплицироваться сам по себе и вместо этого полагается на механизмы клетки-хозяина, чтобы произвести новые вирусные частицы. ВИЧ заражает вспомогательные Т-клетки с помощью белка, встроенного в его оболочку, называемогоgp120. Белок gp120 связывается с молекулой, называемой CD4, на поверхности Т-клетки- помощника , и это событие, которое инициирует сложный набор реакций, которые пропускают генетическую информацию ВИЧ в клетку.
Вступление ВИЧ в клетку-хозяина также требует участия ряда белков клеточной поверхности, которые обычно служат рецепторами для хемокинов (гормоноподобных медиаторов, которые привлекают клетки иммунной системы к определенным участкам тела). Те рецепторы, которые встречаются на Т-клетках, часто описываются как корецепторы, поскольку они работают в тандеме с CD4, чтобы обеспечить проникновение ВИЧ в клетки. Рецепторы хемокинов, которые, как известно, действуют как корецепторы ВИЧ, включают CCR5 (рецептор 5 хемокинов [CC motif]) и CXCR4 (рецептор 4 хемокинов [CXC motif]), оба из которых классифицируются какG белково-связанные рецепторы.
Связывание gp120 с CD4 обнажает область gp120, которая взаимодействует с рецепторами хемокинов. Это взаимодействие запускает конформационное изменение, которое обнажает область белка вирусной оболочки gp41, которая встраивается в мембрану клетки-хозяина так, что она соединяет вирусную оболочку и клеточную мембрану. Дополнительное конформационное изменение в gp41 сближает эти две мембраны, позволяя произойти слиянию. После слияния вирусная генетическая информация может попасть в клетку-хозяина. Как CCR5, так и CXCR4 вызвали значительный интерес в качестве целей для разработки лекарств; агенты, которые связывают и блокируют эти рецепторы, могут ингибировать проникновение ВИЧ в клетки.
Как только вирус заразил Т-клетку, ВИЧ копирует свою РНК в двухцепочечную копию ДНК с помощью вирусного фермента. обратная транскриптаза ; этот процесс называется обратной транскрипцией , поскольку он нарушает обычный способ транскрибирования генетической информации. Поскольку обратная транскриптаза лишена функции «корректуры», которую имеет большинство синтезирующих ДНК ферментов, многиемутации возникают по мере того, как вирус размножается, что еще больше препятствует способности иммунной системы бороться с вирусом. Эти мутации позволяют вирусу развиваться очень быстро, примерно в миллион раз быстрее, чем человеческий геном . Эта быстрая эволюция позволяет вирусу избегать противовирусных иммунных реакций и антиретровирусных препаратов. Следующим этапом жизненного цикла вируса является интеграция вирусного генома в ДНК клетки-хозяина. Интеграция происходит по существу на любом доступном сайте в геноме хозяина и приводит к постоянному приобретению вирусных генов клеткой-хозяином.
При соответствующих условиях эти гены транскрибируются в вирусныеМолекулы РНК . Некоторые молекулы вирусной РНК внедряются в новые вирусные частицы, тогда как другие используются в качестве мессенджера РНК.для производства новых вирусных белков. Вирусные белки собираются на плазматической мембране вместе с геномной вирусной РНК с образованием вирусной частицы, которая отпочковывается от поверхности инфицированной клетки, забирая с собой часть мембраны клетки-хозяина, которая служит вирусной оболочкой. В эту оболочку встроены комплексы gp120 / gp41, которые позволяют прикрепить Т-клетки-помощники в следующем раунде инфекции. Большинство зараженных клеток быстро умирают (примерно за один день). Количество хелперных Т-клеток, которые теряются в результате прямой инфекции или других механизмов, превышает количество новых клеток, продуцируемых иммунной системой, что в конечном итоге приводит к снижению числа хелперных Т-клеток. Врачи отслеживают течение болезни, определяя количество вспомогательных Т-клеток (CD4 + клеток) в крови. Это измерение называетсяПодсчет CD4, дает хорошее представление о состоянии иммунной системы. Врачи также измеряют количество вируса в кровотоке, т.е.вирусная нагрузка - которая показывает, насколько быстро вирус размножается и уничтожает вспомогательные Т-клетки.
Секвенирование показало, что вариации происходят по всему геному ВИЧ, но особенно ярко выражены в гене, кодирующем белок gp120. Постоянно изменяя структуру своего преобладающего поверхностного белка, вирус может избежать распознавания антителами, продуцируемыми иммунной системой. Секвенирование также дало полезную информацию о генетических факторах, которые влияют на вирусную активность. Знание таких факторов, как ожидается, будет способствовать разработке новых лекарств для лечения СПИДа.
Вторая фаза ВИЧ-инфекции, бессимптомный период, длится в среднем 10 лет. В течение этого периода вирус продолжает размножаться, и количество CD4 (количество вспомогательных Т-клеток) медленно снижается. Когда количество CD4 падает примерно до 200 клеток на микролитр крови (у неинфицированных взрослых это обычно около 1000 клеток на микролитр), пациенты начинают испытывать оппортунистические инфекции, то есть инфекции, которые возникают только у людей с дефектной иммунной системой. Это СПИД, последняя стадия ВИЧ-инфекции. Наиболее распространенные оппортунистические инфекции Пневмоцистная пневмония , туберкулез , Mycobacterium микоза инфекция, вирус простого герпеса инфекция, бактериальная пневмония,токсоплазмоз и цитомегаловирусная инфекция. Кроме того, у пациентов может развиться деменция и некоторые виды рака , включая саркому Капоши и лимфомы . Смерть в конечном итоге является результатом неослабевающей атаки патогенных микроорганизмов или неспособности организма бороться со злокачественными новообразованиями.
Небольшая часть людей, инфицированных ВИЧ, может прожить более 10 лет без развития СПИДа. В течение многих лет подозревалось, что такие люди вызывают более сильный иммунный ответ на вирус, но ученые не могли объяснить, почему. Затем генетические вариации, известные какоднонуклеотидные полиморфизмы , или SNP, были идентифицированы в разных HLA (человеческий лейкоцитарный антиген ) гены, которые кодируют молекулы, стимулирующие иммунный ответ. Например, изменение в гене HLA-G было выявлено в подгруппе проституток, которые оставались ВИЧ-отрицательными, несмотря на то, что имели сексуальный контакт с более чем 500 ВИЧ-положительными мужчинами. Ученые выявили дополнительные SNP, которые влияли на вирусную нагрузку и прогрессирование заболевания в генах, кодирующих HLA-B, HLA-C иHCP5 (HLA комплекс P5), неактивный ретровирус, впервые внедренный в геном человека миллионы лет назад, который имеет сходство в последовательности ДНК с ВИЧ и, как полагают, препятствует репликации вируса.
ВИЧ способен быстро мутировать, чтобы избежать распознавания некоторыми иммунными молекулами HLA, а также цитотоксическими Т-лимфоцитами, которые помогают контролировать репликацию ВИЧ. Например, две формы гена HLA-B , известные как HLA-B * 51 и HLA-B * 27 , продуцируют иммунные молекулы, которые особенно подвержены выходу ВИЧ. Мутация ВИЧ, чтобы избежать этих молекул, напрямую связана с частотой, с которой гены HLA-B * 51 и HLA-B * 27 встречаются в популяциях. Таким образом, процент ВИЧ-инфицированных людей, которые несут мутантный вирус, способный избежать иммунного обнаружения молекулами HLA-B * 51 и HLA-B * 27, имеет тенденцию быть высоким в популяциях с высокими частотами HLA-B * 51 иHLA-B * 27 генов. Напротив, в популяциях с самыми низкими частотами этих генов только небольшой процент ВИЧ-инфицированных людей инфицирован мутантным вирусом.
Способность ВИЧ мутировать и быстро развиваться, избегая обнаружения иммунитета наиболее распространенными молекулами HLA, сходна с быстрой адаптацией и мутацией других инфекционных вирусов, таких как грипп . Однако есть некоторые свидетельства того, что в пределах популяций адаптация ВИЧ к вариантам защитного HLA может снизить его репликативную способность. В Ботсване , например, где ВИЧ приспособлен для преодоления защитных эффектов HLA-B * 57вариант, серопревалентность (частота ВИЧ-инфекции) увеличивается, но способность репликации вируса уменьшается. Исследователи предполагают, что снижение способности к репликации ВИЧ и вирулентности может быть связано не только с быстрой адаптацией к защитным вариантам, но также с увеличением использования антиретровирусных препаратов.
Тесты на заболевание проверяют на наличие антител к ВИЧ, которые появляются от четырех недель до шести месяцев после заражения. Наиболее распространенным тестом на ВИЧ является иммуноферментный анализ (ИФА). Если результат положительный, тест повторяется на том же образце крови. Другой положительный результат подтверждается использованием более специфического теста, такого как вестерн-блот. Проблема с ИФА заключается в том, что он дает ложноположительные результаты у людей, которые были подвержены паразитарным заболеваниям, таким как малярия; это особенно неприятно в Африке, где свирепствует и СПИД, и малярия.
Появление СПИДа
5 июня 1981 года Центры США по контролю и профилактике заболеваний (CDC) опубликовали отчет, описывающий редкую легочную инфекцию, известную какПневмоцистная пневмония у пяти гомосексуальных мужчин в Лос-Анджелесе . Экспертный обзор этих случаев показал, что заболевание, вероятно, было приобретено в результате полового контакта и что оно, по-видимому, связано с иммунной дисфункцией, вызванной воздействием какого-либо фактора, который предрасполагал пораженных лиц к оппортунистической инфекции. В следующем месяце CDC опубликовал отчет, описывающий вспышку случаев редкого рака под названиемСаркома Капоши у гомосексуальных мужчин в Нью-Йорке и Сан-Франциско . В докладе отмечается, что во многих случаях рак сопровождается оппортунистическими инфекциями, такими как пневмония P. carinii. Впоследствии исследователи определили, что инфекции и рак были проявлениями синдрома приобретенного иммунодефицита.Первоначально некоторые исследователи называли этот синдром иммунодефицитом геев (GRID), поскольку он ограничивался гомосексуалисты . В средствах массовой информации болезнь обычно упоминалась как «чума геев». Но болезнь также была обнаружена при внутривенном введении.наркоманы , которые заразились, главным образом, от использования зараженных игл для подкожных инъекций. Это также наблюдалось у женщин с мужскими половыми партнерами. В результате термин « синдром приобретенного иммунодефицита» или «СПИД» был введен для описания заболевания; CDC опубликовал свой первый отчет с использованием этого термина в 1982 году.
К 1984 году исследователи, работающие в Африке, предоставили четкие доказательства гетеросексуальной передачи возбудителя, ВИЧ. Вирус был выделен годом ранее группой французских исследователей во главе с вирусологом.Люк Монтанье . Монтанье и его коллеги определили вирус как новый тип человеческого ретровируса, и они подозревали, что это было причиной СПИДа. Но для подтверждения связи требовалась более подробная характеристика, поэтому Монтанье отправил образцы американскому вирусологу.Роберт К. Галло , который внес вклад в открытие первого известного человеческого ретровируса (человеческого Т-лимфотропного вируса) несколькими годами ранее. Галло помог установить, что ВИЧ вызвал СПИД, и он внес вклад в последующую разработку анализа крови для его выявления. Первоначально Монтанье назвал новый инфекционный агент, связанный с лимфаденопатическим вирусом (LAV), но в 1986 году Международный комитет по таксономии вирусов переименовал его в ВИЧ. Монтанье и французский вирусологФрансуаза Барре-Синусси была удостоена Нобелевской премии 2008 года по физиологии и медицине за открытие ВИЧ; несмотря на роль Галло в подтверждении ВИЧ как причины СПИДа, Монтанье и его коллеги первыми изолировали вирус.
Распространенность и распространение ВИЧ / СПИДа
Согласно данным, опубликованным Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), около 36,7 миллиона человек жили с ВИЧ, примерно 1,8 миллиона человек были вновь инфицированы ВИЧ, и около 1 миллиона человек умерли от причин, связанных с ВИЧ, в 2016 году. С 1981 года около 35 миллион человек умерли от ВИЧ-инфекции. Однако в начале 21-го века ежегодное число новых инфекций стало уменьшаться, и примерно с 2005 года ежегодное число смертей от СПИДа во всем мире также уменьшилось. Последняя тенденция во многом объясняется улучшением доступа к лечению для больных. Таким образом, увеличилось общее число людей, живущих со СПИДом. Тем не менее, Организация Объединенных Наций 2016 годаОтчет по СПИДу предположил , что снижение ежегодных новых заражений стабилизировалось, и различий в ВИЧ заболеваемости , смертности от СПИДа, а также доступ к лечению были очевидны в странах и между регионами, разных возрастных групп, а также мужчин и женщин.Около двух третей всех случаев инфицирования происходит среди людей, живущих в странах к югу от Сахары. В Африке , а в некоторых странах региона распространенность ВИЧ-инфекции среди взрослого населения превышает 10 процентов. Уровень распространения инфекции ниже в других частях мира, но различные подтипы вируса распространились в Европу , Индию , Южную и Юго-Восточную Азию , Латинскую Америку и Карибский бассейн. В Соединенных Штатах и Европе уровень заражения несколько выровнялся . В Соединенных Штатах более 1,1 миллиона человек живут с ВИЧ / СПИДом, и около 44 процентов всех новых инфекций приходится на афроамериканцев. В Азии резкий рост ВИЧ-инфекции произошел в Китае и Индонезии, Доступ к антиретровирусному лечению при СПИДе остается ограниченным в некоторых регионах мира, хотя сегодня лечение получают больше людей, чем в прошлом.
Происхождение ВИЧ
Детали происхождения ВИЧ остаются неясными. Тем не менее, лентивирус, который генетически похож на ВИЧ, был обнаружен вшимпанзе и гориллы в западной экваториальной Африке. Этот вирус известен каквирус обезьяньего иммунодефицита ( SIV ), и раньше считалось, что он безопасен для шимпанзе. Однако в 2009 году группа исследователей, исследующих популяции шимпанзе в Африке, обнаружила, что SIV фактически вызывает у животных заболевание, подобное СПИДу. У зараженных SIV шимпанзе уровень смертности в 10-16 раз выше, чем у их незараженных собратьев. Практика охоты, разделки мяса и поедания мяса шимпанзе, возможно, позволила передать вирус человеку, вероятно, в конце 19-го или начале 20-го века. Штамм SIV, обнаруженный у горилл, известен как SIVgor, и он отличается от штамма, обнаруженного у шимпанзе. Поскольку приматов подозревают в том, что они являются источником ВИЧ, СПИД считаетсязооноз , инфекция, которая распространена среди людей и других позвоночных животных.Генетические исследования пандемического штамма ВИЧ, известного какГруппа М ВИЧ-1 указала, что вирус возник в период с 1884 по 1924 год в Центральной и Западной Африке . По оценкам исследователей, этот штамм вируса начал распространяться по всем этим районам в конце 1950-х годов. Позже, в середине 1960-х годов, выделенный штамм под названием В группы ВИЧ-1 подтипа В распространился из Африки в Гаити . На Гаити этот подтип приобрел уникальные характеристики, предположительно, благодаря процессу генетической рекомбинации. Где-то между 1969 и 1972 годами вирус проник из Гаити в Соединенные Штаты. Вирус распространялся в Соединенных Штатах в течение приблизительно десятилетия, прежде чем он был обнаружен в начале 1980-х годов. Распространению ВИЧ-1 в мире, вероятно, способствовали несколько факторов, в том числе рост урбанизациии дальние поездки в Африку, международные поездки, изменение сексуальных нравов и внутривенное употребление наркотиков .
Группы и подтипы ВИЧ
Генетические исследования привели к общей системе классификации для ВИЧ, которая в первую очередь основана на степени сходства в последовательности вирусных генов. Два основных класса ВИЧ - это ВИЧ-1 и ВИЧ-2. ВИЧ-1 подразделяется на три группы, известные как группа М (основная группа), группа О (выделяющаяся группа) и группа N (новая группа). Во всем мире группа М ВИЧ-1 вызывает большинство случаев ВИЧ-инфекции и дополнительно подразделяется на подтипы А-К, которые отличаются по экспрессии вирусных генов, вирулентности и механизмов передачи. Кроме того, некоторые подтипы объединяются друг с другом, создавая рекомбинантные подтипы. Подтип B группы М ВИЧ-1 - это вирус, который распространился из Африки в Гаити и в конечном итоге в Соединенные Штаты. Пандемические формы подтипа B обнаружены в Северной и Южной Америке., Европа, Япония и Австралия. Подтипы A, C и D встречаются в странах Африки к югу от Сахары, хотя подтипы A и C встречаются также в Азии и некоторых других частях мира. Большинство других подтипов группы М обычно расположены в определенных регионах Африки, Южной Америки или Центральной Америки .В 2009 году новый штамм ВИЧ-1 был обнаружен у женщины из Камеруна . Вирус был тесно связан со штаммом SIV, обнаруженным у диких горилл. Исследователи поместили новый вирус в свою собственную группу, ВИЧ-1, группу P, потому что он был уникальным среди всех других типов ВИЧ-1. Было неясно, вызывает ли вновь выявленный вирус заболевание у людей.
ВИЧ-2 подразделяется на группы от А до Е, причем подтипы А и В являются наиболее значимыми для инфекции человека. ВИЧ-2, который встречается главным образом в Западной Африке, может вызывать СПИД, но это происходит медленнее, чем ВИЧ-1. Есть некоторые свидетельства того, что ВИЧ-2, возможно, возник из-за формы SIV, которая заражает африканских зеленых обезьян.
Как передается болезнь?
ВИЧ передается при прямой передаче телесных жидкостей, таких как кровь и продукты крови, сперма и другие генитальные выделения или грудное молоко, от зараженного человека к незараженному человеку. Основным средством передачи во всем мире является половой контакт с инфицированным человеком. ВИЧ часто распространяется среди потребителей инъекционных наркотиков, у которых есть общие иглы или шприцы. До разработки процедур скрининга и методов термообработки, которые уничтожают ВИЧ в продуктах крови, передача также происходила через загрязненные продукты крови; многие люди с гемофилией заразились таким образом. Сегодня риск заражения ВИЧ от переливания кровиочень маленький. В редких случаях передача медицинским работникам может происходить в результате случайного укола иглой, которая использовалась для получения крови от зараженного человека.Вирус может передаваться через плаценту или через грудное молоко от матери к ребенку; Введение антиретровирусных препаратов как матери, так и младенцу во время рождения снижает вероятность заражения ребенка ВИЧ ( см. ниже « ВИЧ и беременность» ). Антиретровирусная терапия может снизить риск передачи инфекции от инфицированных лиц к их неинфицированным половым партнерам примерно на 96 процентов, если их назначить сразу после постановки диагноза . Более того, если инфицированные лица в течение длительного времени придерживаются антиретровирусной терапии, их вирусная нагрузка ВИЧ может в конечном итоге стать необнаружимой, что означает, что вирус не может передаваться половым путем; это явление называется «необнаружимым = непередаваемым» (U = U).
ВИЧ не передается при кашле, чихании или случайном контакте (например, рукопожатие). ВИЧ хрупок и не может долго выживать вне организма. Поэтому для передачи требуется прямая передача телесных жидкостей. Другие заболевания, передаваемые половым путем, такие как сифилис , генитальный герпес , гонорея и хламидиоз , повышают риск заражения ВИЧ при половом контакте, возможно, через вызываемые ими половые поражения.
Жизненный Цикл ВИЧ
Основной клеточной мишенью ВИЧ является особый класс лейкоцитов, критически важных для иммунной системы, известный как хелперные Т- лимфоциты , иливспомогательные Т-клетки . Хелперные Т-клетки также называют CD4 + Т-клетками, потому что на их поверхности находится белок, называемыйCD4 . Хелперные Т-клетки играют центральную роль в нормальных иммунных реакциях, продуцируя факторы, которые активируют практически все другие клетки иммунной системы. К ним относятся В-лимфоциты, которые продуцируют антитела, необходимые для борьбы с инфекцией; цитотоксические Т-лимфоциты, которые убивают клетки, инфицированные вирусом; и макрофаги и другие эффекторные клетки, которые атакуют патогены вторжения. СПИД является результатом потери большинства вспомогательных Т-клеток в организме.ВИЧ является ретровирус, один из уникального семейства вирусов, которые состоят из генетического материала в форме РНК (вместо ДНК ), окруженной липопротеиновой оболочкой. ВИЧ не может реплицироваться сам по себе и вместо этого полагается на механизмы клетки-хозяина, чтобы произвести новые вирусные частицы. ВИЧ заражает вспомогательные Т-клетки с помощью белка, встроенного в его оболочку, называемогоgp120. Белок gp120 связывается с молекулой, называемой CD4, на поверхности Т-клетки- помощника , и это событие, которое инициирует сложный набор реакций, которые пропускают генетическую информацию ВИЧ в клетку.
Вступление ВИЧ в клетку-хозяина также требует участия ряда белков клеточной поверхности, которые обычно служат рецепторами для хемокинов (гормоноподобных медиаторов, которые привлекают клетки иммунной системы к определенным участкам тела). Те рецепторы, которые встречаются на Т-клетках, часто описываются как корецепторы, поскольку они работают в тандеме с CD4, чтобы обеспечить проникновение ВИЧ в клетки. Рецепторы хемокинов, которые, как известно, действуют как корецепторы ВИЧ, включают CCR5 (рецептор 5 хемокинов [CC motif]) и CXCR4 (рецептор 4 хемокинов [CXC motif]), оба из которых классифицируются какG белково-связанные рецепторы.
Связывание gp120 с CD4 обнажает область gp120, которая взаимодействует с рецепторами хемокинов. Это взаимодействие запускает конформационное изменение, которое обнажает область белка вирусной оболочки gp41, которая встраивается в мембрану клетки-хозяина так, что она соединяет вирусную оболочку и клеточную мембрану. Дополнительное конформационное изменение в gp41 сближает эти две мембраны, позволяя произойти слиянию. После слияния вирусная генетическая информация может попасть в клетку-хозяина. Как CCR5, так и CXCR4 вызвали значительный интерес в качестве целей для разработки лекарств; агенты, которые связывают и блокируют эти рецепторы, могут ингибировать проникновение ВИЧ в клетки.
Как только вирус заразил Т-клетку, ВИЧ копирует свою РНК в двухцепочечную копию ДНК с помощью вирусного фермента. обратная транскриптаза ; этот процесс называется обратной транскрипцией , поскольку он нарушает обычный способ транскрибирования генетической информации. Поскольку обратная транскриптаза лишена функции «корректуры», которую имеет большинство синтезирующих ДНК ферментов, многиемутации возникают по мере того, как вирус размножается, что еще больше препятствует способности иммунной системы бороться с вирусом. Эти мутации позволяют вирусу развиваться очень быстро, примерно в миллион раз быстрее, чем человеческий геном . Эта быстрая эволюция позволяет вирусу избегать противовирусных иммунных реакций и антиретровирусных препаратов. Следующим этапом жизненного цикла вируса является интеграция вирусного генома в ДНК клетки-хозяина. Интеграция происходит по существу на любом доступном сайте в геноме хозяина и приводит к постоянному приобретению вирусных генов клеткой-хозяином.
При соответствующих условиях эти гены транскрибируются в вирусныеМолекулы РНК . Некоторые молекулы вирусной РНК внедряются в новые вирусные частицы, тогда как другие используются в качестве мессенджера РНК.для производства новых вирусных белков. Вирусные белки собираются на плазматической мембране вместе с геномной вирусной РНК с образованием вирусной частицы, которая отпочковывается от поверхности инфицированной клетки, забирая с собой часть мембраны клетки-хозяина, которая служит вирусной оболочкой. В эту оболочку встроены комплексы gp120 / gp41, которые позволяют прикрепить Т-клетки-помощники в следующем раунде инфекции. Большинство зараженных клеток быстро умирают (примерно за один день). Количество хелперных Т-клеток, которые теряются в результате прямой инфекции или других механизмов, превышает количество новых клеток, продуцируемых иммунной системой, что в конечном итоге приводит к снижению числа хелперных Т-клеток. Врачи отслеживают течение болезни, определяя количество вспомогательных Т-клеток (CD4 + клеток) в крови. Это измерение называетсяПодсчет CD4, дает хорошее представление о состоянии иммунной системы. Врачи также измеряют количество вируса в кровотоке, т.е.вирусная нагрузка - которая показывает, насколько быстро вирус размножается и уничтожает вспомогательные Т-клетки.
Геном ВИЧ
Геном ВИЧ мутирует с очень высокой скоростью, и вирус у каждого инфицированного индивидуума, таким образом, немного отличается. Генетические механизмы, лежащие в основе индивидуальных вариаций, были исследованы с помощью подходов, основанных на секвенировании генома. Геном ВИЧ-1 в 2009 году был первым геномом ВИЧ, который был полностью секвенирован. До этого достижения способность РНК ВИЧ складываться в очень сложные структуры имела сложные попытки выяснить геномную последовательность, и ученые могли секвенировать только небольшие сегменты генома. Геном ВИЧ-1 состоит из 9 173 нуклеотидов РНК (нуклеотиды являются строительными блоками нуклеиновых кислот).Секвенирование показало, что вариации происходят по всему геному ВИЧ, но особенно ярко выражены в гене, кодирующем белок gp120. Постоянно изменяя структуру своего преобладающего поверхностного белка, вирус может избежать распознавания антителами, продуцируемыми иммунной системой. Секвенирование также дало полезную информацию о генетических факторах, которые влияют на вирусную активность. Знание таких факторов, как ожидается, будет способствовать разработке новых лекарств для лечения СПИДа.
Течение инфекции
Течение ВИЧ-инфекции включает три стадии: первичная ВИЧ-инфекция, бессимптомная фаза и СПИД. На первом этапе передаваемый ВИЧ быстро размножается, и у некоторых людей может возникнуть острое гриппозное заболевание, которое обычно продолжается в течение одной-двух недель. В течение этого времени могут возникать различные симптомы, такие как лихорадка, увеличение лимфатических узлов, боль в горле, боль в мышцах и суставах, сыпь и недомогание . Стандартные тесты на ВИЧ, которые измеряют антитела к вирусу, изначально отрицательны, потому что антитела к ВИЧ обычно не достигают определяемых уровней в крови в течение нескольких недель после начала острого заболевания. По мере развития иммунного ответа на вирус уровень ВИЧ в крови снижается.Вторая фаза ВИЧ-инфекции, бессимптомный период, длится в среднем 10 лет. В течение этого периода вирус продолжает размножаться, и количество CD4 (количество вспомогательных Т-клеток) медленно снижается. Когда количество CD4 падает примерно до 200 клеток на микролитр крови (у неинфицированных взрослых это обычно около 1000 клеток на микролитр), пациенты начинают испытывать оппортунистические инфекции, то есть инфекции, которые возникают только у людей с дефектной иммунной системой. Это СПИД, последняя стадия ВИЧ-инфекции. Наиболее распространенные оппортунистические инфекции Пневмоцистная пневмония , туберкулез , Mycobacterium микоза инфекция, вирус простого герпеса инфекция, бактериальная пневмония,токсоплазмоз и цитомегаловирусная инфекция. Кроме того, у пациентов может развиться деменция и некоторые виды рака , включая саркому Капоши и лимфомы . Смерть в конечном итоге является результатом неослабевающей атаки патогенных микроорганизмов или неспособности организма бороться со злокачественными новообразованиями.
Небольшая часть людей, инфицированных ВИЧ, может прожить более 10 лет без развития СПИДа. В течение многих лет подозревалось, что такие люди вызывают более сильный иммунный ответ на вирус, но ученые не могли объяснить, почему. Затем генетические вариации, известные какоднонуклеотидные полиморфизмы , или SNP, были идентифицированы в разных HLA (человеческий лейкоцитарный антиген ) гены, которые кодируют молекулы, стимулирующие иммунный ответ. Например, изменение в гене HLA-G было выявлено в подгруппе проституток, которые оставались ВИЧ-отрицательными, несмотря на то, что имели сексуальный контакт с более чем 500 ВИЧ-положительными мужчинами. Ученые выявили дополнительные SNP, которые влияли на вирусную нагрузку и прогрессирование заболевания в генах, кодирующих HLA-B, HLA-C иHCP5 (HLA комплекс P5), неактивный ретровирус, впервые внедренный в геном человека миллионы лет назад, который имеет сходство в последовательности ДНК с ВИЧ и, как полагают, препятствует репликации вируса.
ВИЧ способен быстро мутировать, чтобы избежать распознавания некоторыми иммунными молекулами HLA, а также цитотоксическими Т-лимфоцитами, которые помогают контролировать репликацию ВИЧ. Например, две формы гена HLA-B , известные как HLA-B * 51 и HLA-B * 27 , продуцируют иммунные молекулы, которые особенно подвержены выходу ВИЧ. Мутация ВИЧ, чтобы избежать этих молекул, напрямую связана с частотой, с которой гены HLA-B * 51 и HLA-B * 27 встречаются в популяциях. Таким образом, процент ВИЧ-инфицированных людей, которые несут мутантный вирус, способный избежать иммунного обнаружения молекулами HLA-B * 51 и HLA-B * 27, имеет тенденцию быть высоким в популяциях с высокими частотами HLA-B * 51 иHLA-B * 27 генов. Напротив, в популяциях с самыми низкими частотами этих генов только небольшой процент ВИЧ-инфицированных людей инфицирован мутантным вирусом.
Способность ВИЧ мутировать и быстро развиваться, избегая обнаружения иммунитета наиболее распространенными молекулами HLA, сходна с быстрой адаптацией и мутацией других инфекционных вирусов, таких как грипп . Однако есть некоторые свидетельства того, что в пределах популяций адаптация ВИЧ к вариантам защитного HLA может снизить его репликативную способность. В Ботсване , например, где ВИЧ приспособлен для преодоления защитных эффектов HLA-B * 57вариант, серопревалентность (частота ВИЧ-инфекции) увеличивается, но способность репликации вируса уменьшается. Исследователи предполагают, что снижение способности к репликации ВИЧ и вирулентности может быть связано не только с быстрой адаптацией к защитным вариантам, но также с увеличением использования антиретровирусных препаратов.
Тесты на заболевание проверяют на наличие антител к ВИЧ, которые появляются от четырех недель до шести месяцев после заражения. Наиболее распространенным тестом на ВИЧ является иммуноферментный анализ (ИФА). Если результат положительный, тест повторяется на том же образце крови. Другой положительный результат подтверждается использованием более специфического теста, такого как вестерн-блот. Проблема с ИФА заключается в том, что он дает ложноположительные результаты у людей, которые были подвержены паразитарным заболеваниям, таким как малярия; это особенно неприятно в Африке, где свирепствует и СПИД, и малярия.
