6.1. Етіологія
У 1981 р Центр по боротьбі з хворобами (CDC) в США повідомив про виявив-лення у молодих гомосексуалістів декількох випадків пневмоцистної пневмонії і саркоми Капоші. До кінця 1981 року було отримано інформа-ція про понад 100 випадків захворювання, яке в 1982 р отримало назву «синдром набутого імунодефіциту. У 1982 р Р.Галло (США) виска-зал припущення, що причиною ВІЛ-інфекції є вірус з підсівши-мейства лентивирусов сімейства ретровірусів. Вірус імунодефіциту людино був виділений в 1983 році групою професора Люка Монтаньє (Montaner L.) з лімфатичного вузла хворого на СНІД в Паризькому ін-ститут Пастера. У тому ж році в США група професора Роберта Галло (Gallo R.) виділила вірус з лімфоцитів периферичної крові хворих на СНІД. Обидва виділені віруси виявилися ідентичними, і ВООЗ в 1987 го-ду прийняла єдину назву - "вірус імунодефіциту людини" (ВІЛ, або в англійській абревіатурі - HIV).
Ретровіруси обумовлюють розвиток особливої групи повільних ві-РУСН інфекцій. Свою назву ретровіруси отримали по відмінної риси процесу реплікації. Якщо створення нових віріонів в звичайні-ном варіанті вірусів йде в напрямі перенесення генетичної інфор-ції ДНК - РНК - білок, то у ретровірусів вірусна РНК служить основою для формування ДНК-провируса (retro - назад) з подальшим синтезом вірусної РНК. Генетичним матеріалом ретровірусів є РНК, кото-раю вбудовується в геном інфікованої вірусом клітини за допомогою осо-бого ферменту зворотної транскриптази (ревертази), що перетворює РНК ретровірусу в ДНК.
До групи вірусів - етіологічних факторів повільних інфекцій - входять:
• вірус інфекційної анемії коней,
• вірус медівісни овець,
• вірус артриту-енцефаліту кіз, овець,
• вірус імунодефіциту великої рогатої худоби,
• вірус імунодефіциту кішок,
• вірус імунодефіциту мавп (SIV),
• вірус імунодефіциту людини (HIV, в українській транскрипції - ВІЛ).
Зрілий віріон має діаметр близько 100 нм. При середньому збільшенні в електронному мікроскопі видно ядро і оболонка вірусу. Зовнішня мембрана вірусу пронизана власними білками (оболонкові білки) gp 41 і gp120, які отримали назву від слова "glicоprotein", c молекулярною масою 41 і 120 kD. Ці білки утворюють 72 відростка на поверхні мембрани вірусу, кожен складається з 3 молекул gp120. Молекули gp120 можуть відриватися від вірусної частинки і з током крові надходити в тканини, що має істотний ное значення в патогенезі ВІЛ-інфекції.
Оболонка нуклеотиду побудована з молекул білка (р24) з молекулярну-ної масою 24 kD. Усередині нуклеотиду укладені геном вірусу (дві молекулами-ли РНК), білок з молекулярною масою 7 kD і комплекс ферментів: зворотня ная транскриптаза, РНКаза, протеаза (рис.6.1.).
Геном ВІЛ складається з 9 генів, які представлені 3 структурними (gag- group-specific antigens, pol -polymerasae, env - envelope), характерними для всіх ретровірусів і 6 регуляторними (tat - transactivator of transcription, rev - regulator of expression of virus proteins , vif - virion infectivity factor, nef - negative regulatory factor, а також vpr, vpu для ВІЛ-1, vpx для ВІЛ-2 з мало-вивченої функцією).
Ген tat - найбільш активний регулятор, що забезпечує посилення в 1000 разів реплікації вірусу. Він також регулює експресію клітинних ге-нів. Ген rev вибірково активує синтез структурних білків вірусу. На пізніх стадіях ВІЛ-інфекції ген rev уповільнює синтез регуляторних бел-ков. Ген nef при взаємодії з LTR уповільнює транскрипцію вірусних геномів, забезпечуючи рівновагу між вірусом і організмом. Синхронна функція tat і nef обумовлює виважену реплікацію вірусу, що не прива-дящую до загибелі інфікованої вірусом клітини (рис.6.2.).
Мал. 6.1. Структура ВІЛ (RT - зворотна транскриптаза) (Hunsman G., 1986).
Мал. 6.2. Геном і продукти генів ВІЛ (Hunsman G., 1986).
Структурні гени gag, pol і env забезпечують синтез білків віріона:
1. Гени оболонки (env) - кодують трансляцію білка-попередника оболонки вірусу gp160, в подальшому розщеплюється на gp 120 і gp41.
2. группоспецифических гени (gag) - кодують трансляцію білка - попередника внутрішньої частини вірусу (нуклеотиду і матриксний) з мо-лекулярним вагою 55 кD, що розщеплюється на р24 / 25, р7 / 9, р13, р15, р17 / 18.
3. Ген pol - кодує ферментні системи вірусу, зворотний транс-кріптазу (р66 / 51), інтеграли (р31 / 33), рибонуклеазу Н (р15).
Білки віріона в організмі інфікованої людини визначають імунну відповідь з синтезом імуноглобулінів і синтезом специфічних Т-кілерів.
Крім структурних і регуляторних генів до складу віріона ВІЛ-1 входять довгі кінцеві повтори (LTR), а до складу ВІЛ-2 - додаткових-ний ген Х.
У світі циркулюють два типи вірусів: ВІЛ-1 і ВІЛ-2, яких від-розрізняють антигенна структура і епідеміологічна характеристика. На думку деяких фахівців, ВІЛ походить від SIV- інфікованої людини в 30 - 90-ті роки в Центральній Африці. ВІЛ-2 більше схожий з SIV, ніж з ВІЛ-1. ВІЛ-1 поширений у всьому світі; перша група епідеміо-мий пройшла в Африці; друга - в Америці та Західній Європі; четверта сей-годину має місце в Азії. Колосальна поширення хвороби обумовлено утворенням все нових штамів ВІЛ.
Тип ВІЛ-1 в залежності від будови фрагментів гена env має суб-типи (Клайд) А, В, С, D, Е, F, G, H, J та ін. А також О (від outlier - в стороні). Субтипу А-Н становлять групу М (major), на сьогодні домінуючу на землі, причому майже половину становить субтип С. З 1990 року йде зростання поширеності субтипу Е.
ВІЛ відрізняє виключно висока генетична мінливість. Жоден ВІЛ, що містить 104 нуклеотиду в довжину, не виробляє при репліка-ції віріон, в точності повторює батьківський. Це багато в чому пов'язано з продуктом гена env вірусу - gp120, варіабельність амінокислотної після-довательности якого становить 5-20% для ізолятів одного субтипу і 25-35% для різних субтипов. Особливо вариабелен ділянку gp120, який утворює петлеподібний домен, який отримав назву V3-петлі, що складається з 35 амінокислот, до якого виробляється 80-95% всіх нейтралізують ан-антитіл.
Виняткова генетична мінливість дозволяє вірусу вижити в інфікованому організмі, бо завжди в величезному пулі знайдеться вірус, здатний до еволюційного відбору.
Поряд з генетичними особливостями ВІЛ-1 має фенотипічні відмінності. Так, у ВІЛ-інфікованих по репликативной актив-ності ви-ділячи: а) rapid / high - високоінфекціонная, ефективно реплицирующихся ізоляти, і б) slow / low - нізкоінфекціонние, слабо реплицирующихся ізоляти. За характером цитопатичної дії ізоляти класифікують на: а) низько реплицирующихся, не здатні до утворення синцития; б) високо реплицирующихся, що не утворюють синцитій (НСО) і в) високо реплицирующихся, що утворюють синцитій (СО). За тропізму класифікують лим-фоцітотропние ізоляти (розпал хвороби) і моноцітотропние (початкові етапи хвороби).
Прогресування ВІЛ-інфекції пов'язано з тропизмом вірусу до Т-хелперів, зі здатністю індукувати синцитій і / або з високою Реплі-катівні активністю. Мутації в гені env визначають перехід ізолятів НСО в СО. Перехід в СО з'являється при зниженні CD4 + клітин до 400-500 в 1 мкл. При появі СО-варіантів ізолятів HIV подальше падіння рівня CD4 + клітин йде прогресивніше. Мутації в гені pol забезпечують у HIV формування резистентності до інгібіторів зворотної транскриптази. Швидке зменшення CD4 + лімфоцитів пов'язане з більш високим рівнем реплікативної активності HIV, як утворюють, так і не утворюють син-цітій.
Інфекційний процес при зараженні ВІЛ носить послідовний, фазовий характер: проникнення вірусу через слизову оболонку статевих шляхів або безпосереднє надходження в кровотік, зв'язування віріона з поверхнею клітини, злиття мембрани клітини і віріона,
Рис.6.3. Реплікаційний цикл ВІЛ (De Clercq E., 1986). 1 - адсорбція; 2 пенетрация; 3 роздягання; 4 - РНК; 5 - зворотна транс-кріптаза; 6 - РНК-ДНК; 7 - кільцева двунітевая ДНК; 8 - інтеграція; 9 - транскрипція; 10 - мРНК; 11 - транс-активація; 12 - збірка; 13 - почковому-ня.
що забезпечує проникнення вірусу всередину клітини (рис.6.3.). Потім з по-міццю зворотної транскриптази синтезується ДНК-копія РНК-геному ві-руса. Далі наступають фаза активації транскрипції з ДНК провируса і по-наступна трансляція білків вірусу, напрацювання всіх компонентів вірусу і формування нових (дочірніх) віріонів, їх вивільнення з клітки, з-супроводжуючих цитопатическим ефектом для клітини-мішені. Весь каскад цих перетворень починається зі зв'язування віріона з поверхнею кліть-ки-мішені. Це забезпечується як специфічними, тобто через специфічні-ний для віріона рецептор (молекула СD4), так і неспецифічними, що не залежать від наявності СD4 компонентами. Висока щільність CD4 на по-поверхні Т-хелперів визначає їх переважне ураження при ВІЛ-інфекції. Щільність рецепторів - величина не постійна, вона зави-сит від функціонального стану клітини і при активації її зростає, по-цьому активований CD4 + лімфоцити стійкіші до вірусу. Іни-ми словами, одні субпопуляції CD4 + лімфоцитів краще забезпечують ре-концепцій ВІЛ в порівнянні з іншими.
Закінчується морфогенез цитопатичної дії ВІЛ, яке може бути виражено: а) прямий деструкцією і цитолизом інфікованої клітини; б) сінцітіеобразованіем, тобто злиттям мембран інфікованих і неінфікованих клітин, що мають СD4, в силу чого клітини втрачають свої фізіологічні функції; в) хронічною інфекцією без вираженого ци-толіза (дендритні лімфоцити, моноцити / макрофаги, нейрони); г) патоген-ними ефектами окремих білків ВІЛ (близько половини глікопротеїну gp120, синтезованого в клітці, йде не на побудову нових віріонів, а проникаючи в позаклітинне середовище, зв'язуються з СD4, переважно НЕ-інфікованих ВІЛ клітин, обумовлюючи цим інактивацію іммуноком-петентних клітин , зокрема, Т4 (СD4 +) - лімфоцитів).
D.Ho (1996) наводить таку динаміку життєвого циклу ВІЛ (табл.1).
Життєвий цикл інфікованої клітини
22 дня
Повна ВІЛ-1 продукція
10,3 х 10 вібріонів в день
Мінімальна тривалість життєвого циклу
ВІЛ-1 in vitro
1,2 дня
Тривалість життя вірусу в плазмі
0,3 дня
внутрішньоклітинна фаза
0,9 дня
Середній час, необхідне ВІЛ-1 для продукції нової генерації
2,6 дня
В даний час йде інтенсивне вивчення структури ВІЛ, патогенезу і морфогенезу, терапії і розробки вакцин. Відпрацьовуються можливості цих досліджень на експериментальних тварин.
Питання про походження ВІЛ 1-го та 2-го типів є одним з ключових в сучасному розумінні проблеми ВІЛ-інфекції, оскільки його рішення значною мірою визначає напрями діагностики, ле-чення і профілактики даної патології.
З приводу походження вірусів імунодефіциту людини в літі-ратури представлено багато даних, часом суперечливих і не завжди пів-них. У міру накопичення матеріалу виникли гіпотези походження ВІЛ, основні з яких будуть приведені нижче.
1. Вірус створений штучно в кінці 70-х років поточного сторіччя за допомогою методів генної інженерії на основі нових знань про вплив різного роду випромінювань, імунодепресантів і мононуклеарних анти-тел на різні ланки імунної системи.
2. У природних умовах вірус імунодефіциту людини може мати антропогенне походження, а саме:
• ВІЛ - типовий екзогенний ретровірус, що існував у людей з давніх часів і еволюціонував разом з людиною при його рас-селищі на Землі;
• в глухих куточках Центральної Африки ВІЛ циркулював і викликав ен-деміческой захворювання СНІД тривалий час, потім з о. Гаїті потрапив в США і в подальшому досить швидко поширився на всі кон-континентів;
• ВІЛ - НЕ африканського походження, а виник і до нинішньої панді-ми Академії, існував в країнах помірного клімату (Північна Америка, Єв-ропа), через слабку патогенність викликаючи окремі захворювання, прак-тично НЕ діагностуються як СНІД.
3. зоонозних походження вірусу імунодефіциту людини, що могло бути реалізовано наступними шляхами:
• на початку 50-х років ХХ століття конструювання ВІЛ відбулося при гені-тичних рекомбінаціях (мабуть, випадкових) вірусу лейкозу людини і тварин (ретровірусу типу С) з вірусом пухлини молочної залози мишей (ретровірус типу В) або з вірусом мавпячого СНІД (ретрові -рус типу D);
• в стародавні часи мутанти вірусу імунодефіциту зеленої мавпи трансформувалися і знайшли нового господаря - людини;
• за структурою геному та біологічними властивостями ВІЛ близький до лентіві-русу вісна і вірусу інфекційної анемії коней; відзначається Вира-женная спільність їх внутрішніх (серцевинних) білків.
Ряд авторів стверджують, що пробіл в структурі і властивостях між вірусами імунодефіциту мавп і людини вже частково заповнений сход-ними вірусами HTLV-4, ВІЛ-2, а також недавно відкритим шведським вчених-ним вірусом SBL, і процес цей буде тривати.
Однак проблема СНІДу сьогодні представляється настільки нетріві-альної і багатопланової, що традиційний епідеміологічний підхід до вказаного захворювання як до звичайної інфекції навряд чи може бути ис-вичерпується в трактуванні генезу ВІЛ.
Очевидно, що багато хто з наявних відомостей і гіпотез про природу віз-будителя синдрому набутого імунодефіциту людини вимагають уточнення, додаткових досліджень і всебічного аналізу.
За труднощів створення вакцини проти ВІЛ, якщо оцінити характер інфекції, ступінь антигенної варіабельності, наявності природного їм-мунітета, наявності моделі на тварин, можливості культивування ві-руса в балах від 1 до 5, то за складністю вакцина найбільш трудомістка з усіх відомих, і оцінюється в 14 балів. Наприклад, вакцина до герпесу оціни-ється в 10 балів, вже створені вакцини проти кору - в 6 і проти по-лиомиелита - в 7 балів (Козлов А.П., 1998).
попередній розділ | зміст | наступного розділ
