ВИЧ — вирус иммунодефицита человека
СОДЕРЖАНИЕ: История открытия вируса иммунодефицита человека (ВИЧ). Инкубационный период при инфицировании. Выживаемость после ВИЧ инфицирования. Генетические изменения, возникающие в процессе самовоспроизведения. Схематично структура ВИЧ и строение вириона.Министерство образования и науки Украины
Харьковский Национальный Университет
им. В.Н. Каразина.
Контрольная работа на тему:
ВИЧ — вирус иммунодефицита человека
Студентка I II курса
Биологического факультета
Заочного отделения
Минкина Ю.В.
Харьков- 2010
ВИЧ — вирус иммунодефицита человека, вызывающий вирусное заболевание — ВИЧ-инфекцию, последняя стадия которой известна как синдром приобретённого иммунодефицита (СПИД) — в отличие от врождённого иммунодефицита
Зимой 1980-81 года в госпиталь Нью-Йоркского университета поступили несколько человек с незнакомой для врачей формой саркомы Капоши - заболевания, открытого еще в 1872 году Моритцем Капоши. На коже нижних конечностей появляются узелки коричневато-красного или голубовато-красного цвета. Иногда они изъязвляются и омертвевают, но, обычно не поражают внутренние органы, и не считаются злокачественными опухолями (у большинства больных саркома Капоши длится 8-1 лет и хорошо поддается химиотерапевтическому лечению).
В США и странах Западной Европы саркома Капоши наблюдается чрезвычайно редко: 1-2 случая на 10 миллионов населения, причем, как правило, только у мужчин старше 60 лет. Мужчины же поступившие в Нью-Йоркский госпиталь были в возрасте 30 лет. Все они оказались гомосексуалистами. Саркома Капоши протекала у них злокачественно и большая часть из них погибла в течение 20 месяцев.
Весной 1981 года врачи Лос-Анджелеса обнаружили еще одну категорию больных - со злокачественной формой пневмоцистной пневмонии. Это заболевание вызывается простейшим Pneumocystis carinii и встречается крайне редко у лиц с подавленной функцией иммунной системы - например, подвергшихся интенсивной иммунодепрессивной терапии после трансплантации органов. Пневмоцистная пневмония была зарегистрирована у молодых людей, которые тоже оказались гомосексуалистами.
Летом 1981 года в США насчитывалось уже 116 подобных случаев...
Хотя клиническая картина указывала на известный уже к тому времени синдром иммунодефицита, причина и пути заболевания оставались неясными. Неожиданное появление болезни, молниеносное распространение, странная связь со злокачественными опухолями, пневмоцистной пневмонией, гемофилией, гомосексуализмом, венерическими болезнями, необычайно длительный скрытый период и отсутствие эффективных средств лечения - все это вызвало шок у врачей и ученых. Вирус, известный ныне как возбудитель СПИДа, был открыт только в 1983 году, и его называли по-разному.
Группа ученых Национального института рака в США, руководимых известным иммунологом и вирусологом Робертом Галло, открыла возбудителя Т-клеточного лейкоза, заболевания, зарегистрированного в конце 70-х годов в странах Карибского бассейна и в Южной Японии. Лейкоз протекал очень тяжело: больные погибали за 3-4 месяца.
Успеху Галло способствовало то, что в середине 70-х годов он обнаружил фактор роста Т-клеток, который сейчас называют интерлейкином-2. Это позволило культивировать Т-лимфоциты в пробирке.
Возбудителем острого Т-клеточного лейкоза у человека оказался ретровирус. Галло назвал “свой” агент вирусом Т-клеточной лейкемии человека - HTLV-1. И предположил, что он возник в Африке, где им заразились приматы Старого Света, да и человек тоже, что в Америку и страны Карибского бассейна вирус проник благодаря работорговле.
Выяснилось, что у многих видов африканских обезьян в крови содержатся антитела к HTLV-1. Некоторые разновидности вируса, особенно выделенные у зеленых мартышек и шимпанзе, имели много сходного с HTLV-1. В дальнейшем оказалось, что HTLV-1 передается при переливании крови. Выделен еще один вирус этой группы, вызывающий редкое заболевание крови, - HTLV-2.
Как раз в это время в США началась эпидемия СПИДа, одним из путей передачи которого также было переливание крови. Поэтому Галло предположил, что HTLV-1 - возбудитель СПИДа. И действительно у некоторых больных удалось выделить антитела к HTLV-1, а у части удалось выделить и сам вирус. Однако Галло ошибся.
Группа ученых Пастеровского института в Париже под руководством Люка Монтанье, оснащенная значительно хуже группы Галло, была создана с целью изучить возможную связь ретровирусов с опухолевыми заболеваниями иммунной системы, выражающимися в увеличении лимфатических узлов (лимфаденопатии). Для выявления искомых вирусов французские ученые использовали открытый группой Галло интерлейкин-2. При исследовании одного пациента, болевшего лимфаденопатией в течение нескольких лет, был выделен вирус, идентифицированный как ретровирус. По своим свойствам он был похож на HTLV-1, но имел некоторые особенности. Затем аналогичный вирус выделили от больных СПИДом.
В 1983 году журнал “Сайенс” напечатал статью французских ученых. Они сообщали о наличии у 2 из 33 больных СПИДом ретровируса, который, в отличие от HTLV-1, не обладал способностью влиять на злокачественное перерождение Т-лимфоцитов. Авторы дали ему название LAV (вирус, ассоциированный с лимфоаденопатией). Он вызывает не размножение, а, наоборот, гибель Т-лимфоцитов.
Между обеими группами ученых начался интенсивный обмен идеями, биологическими материалами. Группа Галло, пользуясь разработанными ею методами, выделила от больных СПИДом новый ретровирус, названный HTLV-3. Удалось получить особую линию Т-лимфоцитов, в которой вирус интенсивно размножался, но Т-клетки не погибали. В начале 1984 года американцы сообщили об открытом ими вирусе в печати. И тогда же установили, что HTLV-3 и LAV идентичны. Поэтому вирус стали обозначать как HTLV-3/LAV. В 1986 году Комитет по таксономии и номенклатуре вирусов предложил дать возбудителю СПИДа новое название - HIV/ВИЧ (вирус иммунодефицита человека).
Итак, возбудитель СПИДа был открыт через два года после опубликования первых статей о новом заболевании, а метод его диагностики разработан менее чем через 2.5 года после первых публикаций. Это привело к тому, что на первой Международной конференции по СПИДу, состоявшейся в апреле 1985 года в Атланте господствовала атмосфера оптимизма.
ВИЧ-инфекция была описана в своей финальной стадии, получившей позднее название «синдром приобретенного иммунного дефицита» (СПИД) — Acguired Immunodehiciencu Syndrome (AIDS), в «Еженедельном вестнике заболеваемости и смертности» от 05.06.81, издаваемом центрами по контролю за болезнями — CDC (США, Атланта). В очередном отчете ММWR, появилось сообщение, что в Лос — Анджелесе 5 молодых гомосексуалистов заболели редкой формой пневмонии и двое из них умерли. В последующие несколько недель добавились новые сведения: еще 4 случая в Лос — Анжелесе, 6 — в Сан-Франциско, 20 — в Нью-Йорке. У всех таинственным образом отказывала иммунная система. У них имелись тяжелые воспаления легких, обусловленные пневмацистами-микроорганизмами, очень часто обитающими в легких, но обычно не способными вызывать заболевания у «нормальных» людей. У части больных были выявлены диссеминированные злокачественные опухоли кожи — так называемая саркома Капоши. Кроме того в ряде случаев отмечались сочетанные формы пневмоцистоза и саркомы Капоши. Специальные исследования показали, что у больных имелось выраженное угнетение системы иммунитета, что сопровождалось развитием различных вторичных инфекций — кандидоза, цитомегаловирусной и герпетической инфекций и др. Внимание не только врачей, но и широкой общественности к этому новому заболеванию было привлечено тем обстоятельством, что все такие больные были гомосексуалистами. Так, среди больных СПИДом в Сан-Франциско вначале они составляли более 90%. Если в начале 1981 года говорили о 5 случаях, то летом их насчитывалось уже 116.
Весной 1982 года заболел первый больной гемофилией — наследственным заболеванием, несвертываемостью крови, которое поражает только мужчин. Затем количество случаев «новой болезни» при гемофилии стало возрастать, хотя в то время в США было зарегистрировано 15 больных гемофилией. Частота регистрация СПИДа среди больных гемофилией быстро нарастала и вызвало небезосновательную тревогу по поводу заражения банка донорской крови, так необходимой гемофиликам. В декабре 1982г. было опубликовано сообщение о случаях СПИДа, связанных с переливанием крови, что позволило сделать предположение о возможности «здорового» носительства (донором) инфекционного агента.
Пока шли медицинские дискуссии о причинах развития иммунодепрессивных состояний, появились все новые и новые сообщения о случаях заболевания. Среди больных оказались наркоманы обоего пола, не имеющие склонности к гомосексуализму. Некоторые пытались объяснить их иммунодепрессию действием наркотиков. Действительно, некоторые наркотики снижают иммунитет, но эта иммунодепрессия не похожа на специфическую для СПИДа.
В январе 1983 г. было сообщено о СПИДе у 2 женщин, состоявших в половой связи с больными СПИДом, в связи с чем возникли догадки о возможной гетеросексуальной передаче болезни. Анализ случаев СПИДа у детей показал, что дети могут получать агент, вызывающий заболевание (наиболее вероятно, в перинатальном периоде), от инфицированной матери.
Ученые обратили внимание на связи в некоторых группах заболевших. Так, были описаны групповые случаи болезни в компании гомосексуалистов, состоявших между собой в половых связях. Кроме того, заболел наркоман не гомосексуалист, принимавший наркотики вместе с этими гомосексуалистами, и любовница одного из этих лиц (бисексуалиста). Возникло естественное предположение, что заболевание вызывает инфекционный агент, который передается при половых сношениях и с кровью, так как при внутривенном введении наркотиков обычно пользуются одним шприцем, который как правило, не стерилизуют, что и служит причиной заражения наркоманов.
Болезнь продолжала охватывать все более и более широкие контингенты. Количество выявленных случаев возрастало ежегодно в два раза. Важным наблюдением было обнаружение большого количества случаев болезни среди выходцев с острова Гаити, представителей африканской расы. Среди гаитян не было отмечено зависимости заболевания от склонности к гомосексуализму или внутривенному употреблению наркотиков.
Если среди больных в США преобладали мужчины в соотношении 10:1, то на Гаити число больных женщин было примерно равно числу больных мужчин. Случаи болезни стали регистрировать и в Европе, где были выявлены больные африканцы, и также не было зависимости заболевания от пола и вредных привычек.
Уже не оставалось сомнений в инфекционной природе заболевания, так как в течение 1–2 лет СПИД получил эпидемическое распространение среди различных групп населения во многих странах мира.
И в 1983 г. практически одновременно во Франции и США от больных СПИДом был выделен вирус — возбудитель. Во Франции вирус был изолирован в Парижском институте Пастера группой профессора Люка Монтанье из лимфотического узла больного СПИДом с выраженной лимфаденопатией, поэтому он получил название «вирус, ассоциированный с лимфаденопатией». В США вирус был выделен группой профессора Роберта Галло из лимфоцитов периферической крови больных СПИДом, а также лиц, обследованных на СПИД по эпидемическим показаниям.. Он был назван «Т-лимфотропным вирусом человека III-го типа». Изолированные во Франции и США штаммы вируса оказались идентичными по морфологии и своим антигенным свойствам. Для обозначения возбудителя СПИДа в 1985 г. Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) была принята аббревиатурв НТLV -III/ LAV, а с 1987г. HIV (Human immunodeficHuman immunodeficiency virus).
В последующем СПИД был обнаружен практически во всех странах мира и на всех континентах.
Выживаемость после вич инфицирования
Иммунологическими исследованиями было установлено, что у этих пациентов резко снижено содержание СД4-лимфоцитов (Е-хелперов). В последующие годы были описаны множественные оппортунистические инфекции и опухоли, которые характерны для иммуносупрессивных лиц, Ретроспективно было показано, что подобный синдром наблюдался с конца 70-х годов в некоторых городах США, Западной Европы и Африке не только в популяции гомосексуалистов, но и наркоманов, реципиентов крови и ее продуктов, по характеру передачи инфекции аналогичный гепатиту В.
Этот вирус относится к группе ретровирусов, РНК-содержащих, имеющих фермент — обратную транскриптазу, которая обеспечивает в геноме пораженных клеток появление дезоксирибонуклеиновой кислоты вируса с поражением макрофагов и Т4(СД4)- лимфоцитов с реплекацией в последних вируса.
Прогрессирующее разрушение иммунной системы приводит к развитию синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИД).
В связи с тем, что при этом заболевании присутствуют ВИЧ-антитела при различных клинических проявлениях еще задолго до развития СПИДа, заболевание получило еще и другое название — ВИЧ-инфекция.
Было установлено, что в начале болезни может развиваться гриппоподобный синдром, после чего в течение многих лет люди могут без серьезных признаков болезни оставаться «носителями» вируса, однако постепенно иммунная система разрушается вирусом, число СД4-клеток падает, заболевание прогрессирует.
Вначале появляются такие симптомы, как слабость, ночные поты, потеря веса, кожно-слизистые нарушения и персистирующая генерализованная лимфаденопатия (ПГЛ). При дальнейшем прогрессии заболевания развивается опоясывающий лишай, оральный кандидоз, волосистая лейкоплакия языка и другие. Этот синдром назвали СПИД-с вязанный комплексом — ССК (AIDS Related Complex — ARC).
Такой комплекс является, как правило, состоянием, прогрессирующим в дальнейшем к СПИДу.
В последующем оппортунистические инфекции или опухоли дают картину развернутого СПИДа. В некоторых случаях бессимптомная ВИЧ-инфекция может быстро прогрессировать вплоть до СПИДа. Однако к настоящему времени известны практически здоровые носители-долгожители, живущие с ВИЧ более 10 лет.
Зарубежными учеными вирус был выделен из многих биологических жидкостей организма человека. Большая, а потому и наиболее опасная концентрация вируса обнаружена в крови, в сперме, во влагалищном содержимом женщины и грудном молоке. Вирус обнаружен также в слюне, моче и даже в слезной жидкости, но в крайне низких концентрациях. Во всех хорошо изученных и доказанных случаях заражение происходило через контакты «кровь-кровь», «сперма-кровь». Наибольшая вероятность заражения — когда вирус попадает непосредственно в кровяное русло.
Практически сразу после первых сообщений о ВИЧ появилась информация о его чрезвычайно высокой изменчивости. Скорость генерации ошибок у ревертазы ВИЧ настолько высока, что в природе, по-видимому, нет двух абсолютно идентичных геномов ВИЧ. Более того, изменчивость в самой вариобельной части генома, кодирующей гликопротеин оболочки вирусной частицы, даже у одного больного часто составляет 15 процентов, а различия между вирусами, выделенными в разных странах, достигают подчас 40–50 процентов. Очевидно, столь высокие различия не могут сказаться на походах к стратегии разработки вакцины.
Изначально вирус появился в Африке и оттуда он попал на Гаити, где все население африканское и из-за исключительной нищеты легко становились жертвами сексуальной эксплуатации, а затем он проник в США. Исследователи едины в том, что одним из эпицентров распространения СПИДа являлся Нью-Йорк. Первыми больными в ЮАР были два белых гомосексуалиста, вернувшихся из отпуска, который они провели в Нью-Йорке. Доказано, что первые девять больных СПИДом в ФРГ заразились в США.
В 1984 году СПИД был объявлен проблемой номер один для здравоохранения США. Тогда же в Нью-Йорке был создан специальный институт для его изучения. Эпидемия этого заболевания затронула практически все стороны жизни общества, включая семью, школу, деловой мир, суд, армию и правительство. Несмотря на то, что проблема СПИД еще в 1984 году была объявлена проблемой номер один для здравоохранения США, национальная проблема и программа борьбы со СПИДом была сформулирована значительно позже. Лишь 5 февраля 1986 года президент Р. Рейган поручил Эверетту Куппу подготовить доклад. В соответствии с поручением Купп провел консультации с 26 организациями США (Советом по СПИДу, Советом по страхованию жизни и здоровья, Ассоциациям элементарных и высших школ, медицинских сестер, Красным Крестом, Федерацией учителей, Советом церквей и др.). После тщательного изучения проблемы 22 октября 1986 года был предан гласности доклад главного хирурга США в форме обращения к американскому народу. Обращение публиковалось печати, передавалось по радио и телевидению. В докладе указывалось основные пути переноса СПИДа в стране. Купп подчеркнул, что единственное оружие в борьбе со СПИДом — образование и информация, цель которых — изменить поведение людей. Он настаивал на том, что проблема СПИДа надо безотлагательно найти место на самых первоначальных этапах образования, рассматривая ее в контексте программы гигиены и здоровья. Необходимо к сексуальному воспитанию в школе (включая информацию о безопасном сексе) дополнение суммой знаний, получаемых в семье. Это обучение должно быть не менее интенсивным, чем обучение правилам уличного движения. Никогда открытие вируса (ни до, ни после обнаружения ВИЧ) не вызывало столь обширного общественного резонанса. Прямым следствием стало небывало высокое финансирование разработок, профилактики, лечения людей с ВИЧ, а также фундаментальных исследований. В середине 80-х годов в них включились и выдающиеся ученые с мировым именем, и молодые специалисты многих стран. В результате очень скоро о ВИЧ стало известно значительно больше, чем о некоторых других, давно описанных инфекциях. содержала информацию о 48703 публикациях, касающихся ВИЧ (о вирусе гриппа — в два раза меньше). Изучение ВИЧ позволило сделать множество открытий, причем не только в вирусологии, но и в смежных дисциплинах — в иммунологии, эпидемиологии, молекулярной биологии.
Тайна СПИДа
С тех пор во всем мире пытаются выяснить, откуда же он появился. Высказываются разные гипотезы, вплоть до самых фантастических: например, что ВИЧ — инопланетный вирус. Существует несколько гипотез, которые имеют под собой научное обоснование.
Во всем виноваты обезьяны
Самая первая и, быть может, самая правдоподобная гипотеза о природе ВИЧ связана с обезьянами; более 20 лет назад ее высказал доктор Бетт Корбер из национальной исследовательской лаборатории Лос-Аламоса (Нью-Мексико, США). Согласно этой гипотезе, предшественник ВИЧ попал в кровь человека от шимпанзе; случилось это в тридцатых годах ушедшего столетия. Произойти это могло довольно просто — от укуса или при разделывании туши убитого животного. Свое смертоносное нашествие вирус начал из Западной и Экваториальной Африки. (Кстати, как раз в тридцатые годы в Африке происходило массовое истребление шимпанзе.) Надо сказать, что гипотеза Корбера опирается на серьезные научные исследования. На основе имеющейся у ученых обширной базы данных было воспроизведено генеалогическое древо ВИЧ с точки зрения известных мутаций вируса. После этого была написана специальная программа, и суперкомпьютер «Нирвана» начал «обратный отсчет». Виртуальный родоначальник вируса иммунодефицита человека был обнаружен в 1930 году. По мнению ученных, не исключено, что именно с этой даты и берет начало эпидемия, которая на сегодняшний день поразила более 40 миллионов человек на планете. Позднее в крови шимпанзе действительно был обнаружен редкий вирус, способный при попадании в человеческий организм вызвать смертельное заболевание. Сенсационное открытие сделал доктор Хан при изучении образцов тканей самки шимпанзе по кличке Мэрилин, погибшей при неудачных родах 15 лет назад в научном центре ВВС США. Однако шимпанзе являются только носителями смертоносного вируса, который у них самих болезни не вызывает. Почему так происходит — пока загадка. Если удастся понять, каким образом обезьяны научились справляться с инфекцией, создание эффективного лекарства против чумы ХХ века станет реальностью. Откуда и когда попал ВИЧ в человеческую популяцию? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо вспомнить о других лентивирусах приматов, о ВИЧ-2 и многочисленных вирусах иммунодефицита обезьян (ВИО). Небезынтересно, что ВИО не вызывают СПИД у природных хозяев. Зеленые мартышки, например, сами не болеют, однако могут заражать обезьян других видов, в частности, при совместном содержании в зоопарках. Так, у Японских макак, никогда не сталкивавшихся с ВИО, развивается инфекция с симптомами СПИДа, заканчивающаяся летальным исходом. Оказалось, что ВИЧ-2 близок к одному из обезьяньих вирусов, который выделяется в Африке в природных популяциях дымчатых мангобеев. Описано несколько случаев заражения людей, причем у инфицированных развивались все симптомы, вызываемые ВИЧ-2. И напротив, экспериментальное заражение дымчатых мангобеев приводило к развитию хронической инфекции без каких ли симптомов СПИДа. Можно сделать такой вывод: инфекция, вызываемая ВИЧ-2, - типичный зооноз; природный резервуар вируса находится в популяции дымчатых мангобеев в Западной Африке. Более того, есть доказательства, что появление субтипов ВИЧ-2 (все его варианты тоже разделяются на субтипы — от А до Е), вероятнее всего, связано с несколькими заносами ВИО в человеческую популяцию. С ВИЧ-1 вопрос пока остается открытым, хотя по аналогии можно предположить: вирус попал к людям от каких-то обезьян; развитие симптомов СПИДа связано с тем, что человек — не его природный хозяин. Известны уже четыре случая выявление вирусов, напоминающих ВИЧ-1, у шимпанзе. Три вируса выделены в Западной Африке, а четвертый — в США, у шимпанзе, живущего в зоопарке. Анализ вирусных геномов позволил сделать предположение: природным резервуаром ВИЧ-1 может быть один из подвидов шимпанзе Pan troglodytes, обитающий на территории тех стран Западной Африки, где одновременно обнаруживаются и представители всех групп ВИЧ-1. При этом считается: вирус как минимум трижды «переступал» межвидовой барьер, давая начало группам «М», «N», «О». Интересно, что самый ранний образец крови, содержащий ВИЧ-1 (группы «М»), обнаруженный в городе Киншаса (ныне столица Демократической Республики Конго), датирован 1959 годом. В прошлом году американские специалисты, изучив генетические различия между вирусом, присутствующим в образце крови сорокалетней давности, и современными представителями группы «М», высказали такое мнение: общий предшественник всех субтипов этой группы мог попасть в человеческую популяцию от шимпанзе где-то около 1940 года. Однако многие ученые совершенно справедливо, на мой взгляд, полагают: скорость эволюции ВИЧ зависит от большого числа различных факторов, которые не были учтены. Следовательно, хотя происхождение ВИЧ-1 от обезьяньих «родственников» не вызывает сомнений, предполагаемая дата (1940 год) не окончательна и может быть отодвинуться на много лет назад. Отсутствие более старых образцов крови, инфицированных ВИЧ, легко объяснить: вирус в тот период циркулировал в африканских деревнях, отдаленных от медицинских центров. Неясно, почему до сих пор найдено всего лишь четыре инфицированных шимпанзе. Ведь по аналогии с ВИЧ-2 обнаружение вируса в природном резервуаре не должно представлять сколько — нибудь серьезной проблемы. Наконец, остается открытым вопрос, как именно вирус попал от обезьян к человеку. В случае с ВИЧ-2 все достаточно понятно: в африканских деревнях многие мангобеи — тоже, что и русские дворняжки, прирученные обезьяны постоянно общаются с людьми, играют с детьми….. Более того, в некоторых районах Западной Африки обезьян этого вида употребляют в пищу. Шимпанзе же достаточно редки, а их габариты и нрав не располагают к дружескому общению. Приходится констатировать: либо те шимпанзе — носители вируса — еще не пойманы, либо напоминающий ВИЧ-1 вирус попал к ним и человеку от каких-то других африканских обезьян (возможно, уже вымерших).
Вирус, вызывающий СПИД, намного старше, чем считалось ранее
Все началось с того, что в замороженных тканях пятнадцатилетнего чернокожего подростка из гомосексуальной среды, умершего 30 лет назад в госпитале Сент-Луиса от «неизвестной болезни» обнаружили ВИЧ. Вирус образца 1968 года всесторонне изучили и выяснили очень интересный факт: оказалось, что он практически не изменился и необычно похож на современные образцы ВИЧ. Это поставило под сомнение теорию происхождения ВИЧ от африканских обезьян. Профессор Роберт Гэрри сделал доклад, в котором заявил, что сравнительные исследования вируса 30-ней давности и нынешних видов позволяют судить о скорости мутации ВИЧ: она значительно ниже, чем предполагалось. При такой скорости вирус «африканского» типа (ВИЧ-2) не мог за время, прошедшее с его появления в Африке, превратиться в форму, выделенную в Европе и США (ВИЧ-1). По мнению ученого, вирус мутировал в организме человека задолго до вспышки заболевания в Африке — возможно, в течение веков. Другими словами, СПИДу может быть и 100, и даже 1000 лет. Об этом, в частности, свидетельствует тот факт, что саркома Капоши, которая описана в начале ХХ века венгерским врачом Капоши как редкая форма злокачественного новообразования, на самом деле уже тогда указывала на наличие у больных вируса иммунодефицита. Но пока проверить эту гипотезу не удалось, замороженных образцов ткани или крови такой давности не сохранилось.
ВИЧ существовал всегда
Многие исследователи считают родиной СПИДа Центральную Африку. Эта гипотеза разделяется в свою очередь на две версии. Первая утверждает, что вирус давно существовал и циркулировал в изолированных от внешнего мира районах, например, в племенных поселениях, затерянных в джунглях. А со временем, когда миграция населения увеличилась, вирус вырвался наружу и начал распространяться. Это усугубляется еще и тем, что африканские города сейчас — самые быстрорастущие в мире. И поскольку большинство людей там голодает, огромное число женщин вынуждено заниматься проституцией, которая, в свою очередь, является чрезвычайно «благодатной» средой для распространения СПИДа. Поскольку в глухих районах африканского континента продолжительность жизни не превышала 30 лет, аборигены, заразившиеся ВИЧ, зачастую погибали еще до того как у них могло бы развиться заболевание. В современном цивилизованном мире существенно большей продолжительностью жизни вирус заметили — невозможно не заменить болезни и гибели человека в возрасте 30–40 лет. Возможно, когда люди станут жить по 200–300 лет, откроется множество новых, еще не изученных вирусов, которые будут убивать «молодых» и «здоровых» 135-летних юношей и девушек. Просто для их развития в организме человека нужен еще больший срок. Вторая версия состоит в том, что за счет богатых залежей урана в некоторых районах Африки существует повышенный радиоактивный фон, который способствует увеличению количества мутаций и соответственно ускорению видообразования. Не исключено, что и это могло повлиять на появление новых форм вируса СПИДа, опасных для жизни человека.
ВИЧ появился из-за ошибки ученых
В позапрошлом году мир облетела сенсация: английский исследователь Эдвард Хупеор написал в своей книге «Река» о том, что ВИЧ получил распространение благодаря ошибке американских и бельгийских ученых, которые в начале 50-х годов работали над созданием вакцины от полиомиелита. Для производства вакцины использовались клетки печени шимпанзе, предположительно содержащие вирус SIV (аналог ВИЧ). Вакцину испытывали как раз в тех трех районах Африки, где сегодня самый высокий процент инфицированных вирусом иммунодефицита. И примерно в те годы, когда произошли первые заражения. Если признать эту гипотезу верной, то и сегодня существует высокая вероятность заражения детей ВИЧ при иммунизации против полиомиелита, поскольку приготовление вакцин часто связано с использованием клеток обезьян. Те же, кто привит этой вакциной, а это сотни миллионов человек, которым сейчас от одного года до 45–50 лет, — могут рассматриваться как потенциально пораженные этим вирусом.
ВИЧ был получен в лабораториях Пентагона
Согласно одной из версий, которая не доказана, но и не опровергнута. ВИЧ был получен в 70-х годах в лабораториях Пентагона в результате генно-инженерных манипуляций по скрещиванию вируса, поражающего мозг овцы, и вируса, повреждающего иммунную систему человека. Впервые об этом говорили в период «перестройки» в некоторых СМИ, но на эти публикации не обратили внимания либо посчитали очередной «уткой». Однако некоторые из сообщений опирались на серьезные научные исследования, которые однозначно или с высокой степенью достоверности указывали на то, что вирус СПИДа был создан искусственным путем. В 1987 году швейцарская газета «Вокен цайтунг», ссылаясь на анализ ряда американских документов, опубликовала материал с характерным названием «Следы ведут в генную лабораторию». Документы свидетельствуют, что еще в 1969 году один из сотрудников Министерства обороны США заявил в бюджетной комиссии Конгресса, что его ведомство наметило разработку нового боевого биологического вещества, способного подавить иммунную систему человека. В сенсационном заявлении были названы и конкретные сроки выполнения работ — от 5 до 10 лет.
Биология вич
Попадая в организм человека, ВИЧ заражает CD4+ лимфоциты, макрофаги и некоторые другие типы клеток. Проникнув же в указанные типы клеток, вирус начинает активно в них размножаться. Это в конечном счёте приводит к разрушению и гибели зараженных клеток. Присутствие ВИЧ со временем вызывает нарушение иммунной системы из-за избирательного уничтожения им иммунокомпетентных клеток и подавления их субпопуляции. Вышедшие из клетки вирусы внедряются в новые, и цикл повторяется. Постепенно число CD4+ лимфоцитов снижается настолько, что организм уже не может противостоять возбудителям оппортунистических инфекций, которые не опасны или мало опасны для здоровых людей с нормальной иммунной системой. ВИЧ относится к семейству ретровирусов, роду лентивирусов. Проникая в организм человека, ВИЧ заражает CD4+ лимфоциты, макрофаги и некоторые другие типы клеток. Присутствие ВИЧ со временем вызывает нарушение иммунной системы из-за избирательного уничтожения им иммунокомпетентных клеток CD4+ лимфоцитов и подавления их субпопуляции. Проникая в CD4+ лимфоциты, вирус начинает активно в них размножаться. Размножение вируса внутри клетки в конечном счёте приводит к её разрушению и гибели. Вышедшие из клетки вирусы внедряются в новые, и цикл повторяется. Постепенно число CD4+ лимфоцитов снижается настолько, что организм уже не может противостоять возбудителям оппортунистических инфекций, которые не опасны или мало опасны для здоровых людей с нормальной иммунной системой.
Структура и геном
ВИЧ имеет сферическую форму, а его капсид — коническую. Диаметр вируса составляет ок. 100 нанометров (приблизительно в 60 раз меньше, чем диаметр эритроцита). Внутри капсида ВИЧ находится белковонуклеиновый комплекс: две нити вирусной РНК, вирусные ферменты (обратная транскриптаза, протеаза, интеграза) и белки (p7, Nef, Vif, Vpr). Сам капсид образован ~2,000 копий вирусного белка p24. Кроме того, с капсидом ВИЧ-1 (но не ВИЧ-2) связываются ~200 копий клеточного циклофилина А, который вирус заимствует у зараженной клетки. Капсид ВИЧ окружен матричной оболочкой, образованной ~2,000 копий матричного белка p17. Матричная оболочка в свою очередь окружена двухслойной липидной мембранной, являющейся наружной оболочкой вируса. Она образована молекулами, захваченными вирусом во время его отпочковывания из клетки, в которой он сформировался. В липидную мембрану встроены 72 гликопротеинных комплекса, каждый из которых образован тремя молекулами трансмембранного гликопротеина (gp41 или TM), служащими «якорем» комплекса, и тремя молекулами поверхностного гликопротеина (gp120 или SU). С помощью gp120 вирус присоединяется к антиген-CD4 рецептору и Co-рецептору, находящихся на поверхности мембране клеток. gp41 и в особенности gp120 интенсивно изучаются как цели для разработки лекарств и вакцины против ВИЧ. В липидной мембране вируса также находятся мембранные белки клеток, в том числе человеческие лейкоцитарные антигены (HLA) классов I, II и молекулы адгезии. Генетический материал ВИЧ представлен двумя не связанными нитями положительной РНК. Геном ВИЧ содержит 9,000 пар нуклеотидов. Концы генома представлены длинными концевыми повторами (LTR), которые управляют продукцией новых вирусов и могут активироваться и белками вируса, и белками инфицированной клетки. 9 генов ВИЧ кодируют, по крайней мере, 15 белков. Гены gag, pol, и env несут информацию о структурных белках вируса.
pol — кодирует ферменты: обратную транскриптазу, интегразу и протеазу.
gag — кодирует полипротеин, расщепляемый протеазой до p6, p7, p17, p24.
Env — кодирует белок gp160, расщепляемый протеазой на gp41 и gp120.
Еще со школы всем нам хорошо известно такое понятие, как круговорот веществ в природе. Так вот у ВИЧ тоже есть свой круговорот, а точнее, его жизненный цикл, который связан только с человеком, с определенными его клетками. В окружающей среде без человека вирус совершенно беспомощен и быстро погибает. Если случилось бы такое, что все человечество исчезло с планеты Земля, то тут же исчез бы и ВИЧ. На сегодняшний день это единственно возможный, хотя, понятно, совершенно нереальный, чисто фантастический способ освобождения нашей планеты от ВИЧ. ВИЧ подобен огню, существующему только, если есть горючий материал, сжигающему этот материал дотла и вместе с ним погибающему. Сейчас уже хорошо известно, как вирус проникает в клетки и как его генетическая программа реализуется в пораженном им организме. Как же ведет себя ВИЧ в своем единственно возможном месте обитания — в человеке? Общая схема поведения вируса в клетках изображена на рисунке. В целом эта схема сходна у всех ретровирусов, отличия здесь только в деталях, но именно эти детали и делают ВИЧ тем, что он есть — смертельно опасным. Все вирусы для того, чтобы поразить организм, в первую очередь прикрепляются к клеткам хозяина, связываясь со специфическими белками, которые называются рецепторами. Однако рецепторы для разных типов вирусов совершенно различны. Этим и предопределяется, какие клетки могут быть заражены (инфицированы) данным вирусом, а какие нет. Так, рецептор для вируса полиомиелита имеется только на нейронах; они-то и инфицируются в первую очередь при попадании вируса в организм. А вот риновирус «любит» соединяться с белком по имени IСАМ-1, который присутствует на мембранах многих типов клеток, в результате все они могут быть заражены этим вирусом. На сегодняшний день далеко не для всех вирусов обнаружены рецепторы, но это не означает, что их нет, И поиск их продолжается. Какова же ситуация в случае ВИЧ? Попав на слизистую оболочку или прямо в кровяное русло человека и циркулируя там, вирус занят только одним: он ищет то место, куда он мог бы проникнуть и где мог бы нормально существовать, чтобы в дальнейшем размножиться. Иначе ВИЧ погибнет. ВИЧ способен проникать далеко не во все виды клеток крови, а только в те, которые несут на своей поверхности специальный белок-рецептор — СD4, к которому вирус легко и охотно присоединяется. Белок вируса под названием gр120 (см. рис. 2), расположенный на его поверхности, как радар, находит белок-рецептор СD4 на поверхности клетки и плотно связывается с ним по принципу «ключ-замок». Этому взаимодействию способствуют и некоторые дополнительные белки, которые поэтому называют корецепторами.
Имена основных корецепторов для ВИЧ — ССR5 и СХСR-4. В нормальных клетках они служат полноценными рецепторами для специфических клеточных белков-регуляторов — хемокинов. А для взаимодействия клеток с ВИЧ они играют всего лишь роль помощников для основного рецептора СD4. Однако без этих белков-корецепторов, так же как без С04-рецептора, вирус проникнуть в клетку не может. Рецепторы и корецепторы для ВИЧ имеются на поверхности нескольких типов клеток иммунной системы. Наличие СD4-рецептора позволяет называть все эти клетки СD4-лимфоцитами. В частности, на мембране уже упоминавшихся Т-лимфоцитов-хелперов имеется СD4-рецептор и СХСR4-корецептор. СD4-рецептор содержится также на поверхности макрофагов и дендритных клеток, которые также одновременно несут и корецептор ССR5 (рис. 3). На ранней стадии ВИЧ-инфекции вирусы обычно имеют большее сродство с макрофагами, поэтому их называют М-троп-ными. Белок оболочки этих вирусов gр120 способен связываться одновременно с СD4-рецептором и ССR5-корецептором. На более поздних стадиях ВИЧ приобретает сродство с Т-клетками, поскольку белок gр120 видоизменяется и становится способным связываться с клетками, содержащими как СD4-рецептор, так и СХСR4-корецептор. По этой причине такие вирусы называют Т-тропными. Понятно, что ключевой для взаимодействия ВИЧ и клетки СD4-белок-рецептор когда-то возник и существует сейчас в некоторых типах клеток совсем не для того, чтобы вирусу было удобно в них проникать. Это очень важный клеточный белок, который обычно участвует на самых первых этапах сложного процесса передачи сигналов при активации Т-клеток. А ВИЧ просто сумел подобрать «ключ» именно к этому «замку». В результате в организме человека атака вируса идет главным образом именно на СD4-содержащие клетки. Основным способом попадания ВИЧ внутрь таких клеток человека является его физическое связывание как с белком-рецептором, так и белком-корецептором, расположенными на клеточной оболочке (рис. 3). Вирус иногда сравнивают с гаечным ключом фиксированного размера: за гайки меньшего размера он не сможет зацепиться, а гайки большего размера вообще не войдут в его паз. Как уже говорилось, взаимодействие вируса и рецептора на поверхности клеток можно также сравнить с ключом и замком. Когда ключ входит в замок — стыковка вируса и клетки произошла, после чего дверь открывается. Происходящее за этим слияние внешней оболочки вируса с мембраной клетки-мишени обеспечивает легкое проникновение (перетекание) вируса внутрь клетки. При этом ВИЧ «раздевается» там: освобождается от своей оболочки. Затем вирусу, чтобы жить и развиваться, необходимо перевести свою генетическую информацию на понятный клетке-хозяину язык, т. е. информацию, записанную в форме полимерной молекулы РНК, превратить в ДНКовую форму. Для этого клетка синтезирует белок-фермент, закодированный в вирусном геноме, под названием «обратная транскриптаза». Этот фермент и осуществляет образование на РНК однонитевой ДНК-копии. Затем с помощью того же фермента достраивается вторая нить ДНК. И, наконец, новоиспеченная двунитевая ДНК-копия вируса с помощью специального вирусного фермента интегразы встраивается внутрь ДНК клетки-хозяина. Такое состояние вируса получило название провируса. ДНК провируса имеет размер около 10 тыс. пар нуклеотидов (п.н.) и окружена с обеих сторон одинаковыми последовательностями нуклеотидов, называемыми длинными концевыми повторами (LTR — сокращенно от англ. Long terminal repeats), размером по 600—700 п.н. каждый. В этих длинных концевых повторах содержатся все необходимые для регуляции работы генов элементы, которые и управляют работой вирусных генов в новом для них месте.Места встраивания вируса в геном человека хотя в целом и случайные, но тем не менее есть определенное предпочтение к тем участкам, которые не «молчат» в клетках, а активно работают. После внедрения в ДНК клетки-хозяина провирус становится для клетки «родным», как и собственные гены, ДНК-провирус, по сути дела, представляет собой небольшой новый текст (программу) в огромном «старом» клеточном ДНКовом тексте. Так вирусная лжепрограмма проникает в главный информационный центр — аппарат клетки. Хотя в человеческой клетке в 100 тыс. раз больше генетической информации, чем в геноме провируса, который влезает в человеческий геном, маленький, но хитрый и проворный ВИЧ в конечном итоге одерживает победу над человеком. Считалось, что вирус, превратившись в провирус, успокаивается; эту форму иногда называют «покоящимся вирусом». Но в действительности в большинстве случаев дело обстоит скорее всего не совсем так. Что же происходит после образования провируса? Завладев «штаб-квартирой» клетки-хозяина, ВИЧ (теперь уже в форме провируса) вскоре начинает отдавать приказы, которым клетка вынуждена подчиняться. Этот момент называют активацией провируса. Насколько неизбежно он наступает? Провирус, имеющий и «рожки» и «ножки», без долгих сомнений и размышлений вступает на тропу войны и «бодается» и «пляшет». Не осознавая еще опасности, клетка сама предоставляет вирусу все необходимы химические компоненты, все свои внутренние резервы для его развития и размножения. Сначала происходит транскрипция провируса, в результате которой образуются новые вирусные РНК, т. е. новые геномы. Подчиняясь генетической программе ВИЧ, которая теперь стала для клетки ее собственной, клетка начинает синтезировать на вирусной РНК вирусные белки. Поскольку первоначально синтезируются большие молекулы-предшественники, другой вирусный белок — протеаза — разрезает их на строго определенные блоки. Так клетка активно производит различные компоненты вируса, истощая этим себя. Затем на поверхности клеточной мембраны из этих компонентов происходит предварительная грубая «сборка» новых вирусных частиц из синтезированных клеткой блоков. Новые вирусы готовы! Они «отпочковываются» от клетки, после чего вирусы становятся «зрелыми», способными инфицировать новые клетки, т. е. готовыми к штурму новых линий обороны. Таков жизненный цикл вируса, который неизбежно заканчивается гибелью инфицированного Т-хелпера. По времени этот цикл (от связывания вируса с клеткой и до выхода первых вирусных частиц из инфицированной клетки) составляет менее суток (обычно от 15 до 20 часов). Скорость размножения ВИЧ очень высока — в организме инфицированного человека образуется порой до 10 млрд новых вирионов в день. Хотя некоторые из них погибают под действием иммунной системы, остающиеся инфицируют новые лимфоциты, и цикл репликации вируса повторяется. Общее число инфицированных лимфоцитов в организме ВИЧ-позитивных пациентов составляет обычно величину от 107до 109 клеток.
Классификация ВИЧ
В I стадии (инкубация) диагноз может носить только предположительный характер, так как основывается исключительно на эпидемиологических данных: половой контакт с инфицированным ВИЧ партнером, переливание крови серопозитивного к ВИЧ донора, использование нестерильных шприцев при групповом введении наркотиков и т.п.
Инкубационный период при инфицировании ВИЧ продолжается от 2-3 недель до нескольких месяцев или даже лет. Клинических проявлений болезни нет, сохраняется нормальная активность, антитела к ВИЧ не определяются. Но уже в этот период возможно выявление вируса методом полимеразной цепной реакции.
Клиническая классификация ВИЧ-инфекции
I. Стадия инкубации.
II. Стадия первичных проявлений:
А - острая лихорадочная фаза
Б - бессимптомная фаза
В - персистирующая генерализованная лимфаденопатия
III. Стадия вторичных заболеваний:
А - потеря массы тела менее 10%, поверхностные грибковые, бактериальные, вирусные поражения кожи и слизистых оболочек, опоясывающий герпес, повторные фарингиты, синуситы;
Б - прогрессирующая потеря массы тела более 10%, необъяснимая диарея или лихорадка более 1 мес., повторные или стойкие бактериальные, грибковые, протозойные поражения внутренних органов (без диссеминации) или глубокие поражения кожи и слизистых оболочек, повторный или диссеминированный опоясывающий лишай, локализованная саркома Капоши;
В - генерализованные бактериальные, грибковые, вирусные, протозойные, паразитарные заболевания, пневмоцистная пневмония, кандидоз пищевода, атипичный микобактериоз, внелегочный туберкулез, кахексия, диссеминированная саркома Капоши, поражения центральной нервной системы различной этиологии.
IV. Терминальная стадия
II стадия (первичных проявлений): IIA стадия - острая лихорадочная. Она же начальная (острая) ВИЧ-инфекция. У части зараженных спустя 2-5 мес. после проникновения вируса в организм может развиться острое заболевание, протекащее нередко с повышением температуры тела, выраженной интоксикации, тонзиллитом и мононуклеозоподобным синдромом. Помимо лихорадки в этой фазе болезни часто встречаются кореподобная или краснухоподобная сыпь на коже, миалгия, артралгия, язвы в горле, реже в ротовой полости. Иногда заболевание протекает по типу острой респираторной инфекции, в этих случаях больных беспокоит кашель. У части больных развивается полиаденопатия с увеличением 2-3 групп лимфатических узлов. Увеличение поверхностных лимфатических узлов чаще начинается с затылочных и заднешейных, затем уже увеличиваются подчелюстные, подмышечные и паховые. При пальпации лимфатические узлы эластичные, безболезненные, подвижные, не спаяны между собой и окружающей тканью, размерами от 1 до 5 см, чаще 2-3 см в диаметре. Иногда этим явлениям сопутствуют немотивированные утомляемость, слабость. Кроме того, регистрируются переходящие нарушения деятельности ЦНС - от головных болей до энцефалита.
В крови больных в этот период выявляется лимфопения, но количество CD4+ лимфоцитов более 500 в 1 мкл. К исходу второй недели в сыворотке крови могут быть обнаружены специфические антитела к антигенам ВИЧ. Продолжительность этого лихорадочного состояния - от нескольких дней до 1-2 мес., после чего лимфаденопатия может исчезнуть и болезнь переходит в бессимптомную фазу (IIБ).
Длительность IIБ фазы от 1-2 мес. до нескольких лет, но в среднем около 6 мес. Никаких клинических проявлений заболевания не отмечается, хотя вирус остается в организме и размножается. Иммунный статус при этом сохраняется в пределах нормы, количество лимфоцитов, в том числе CD4+, нормальное. Результаты исследований в ИФА и иммуноблоттинге положительны.
IIВ фаза - персистирующая генерализованная лимфаденопатия. Единственным клиническим проявлением болезни в этой стадии может быть только увеличение лимфатических узлов, сохраняющееся месяцы и даже годы. Увеличиваются почти все периферические лимфатические узлы, но наиболее характерно увеличение заднешейных, надключичных, подмышечных и локтевых лимфатических узлов. Особенно характерным и настораживающим врача следует считать увеличение подчелюстных лимфатических узлов при отсутствии патологии полости рта. Нередко увеличиваются мезентериальные лимфатические узлы, которые при пальпации болезненны, иногда симулируя картину “острого” живота. Но лимфатические узлы, увеличенные размером до 5 см в диаметре, могут оставаться безболезненными, с тенденцией к слиянию. В 20% у больных выявляются увеличенными печень и селезенка.
В этой фазе болезнь необходимо дифференцировать с острым токсоплазмозом, инфекционным мононуклеозом, сифилисом, ревматоидным артритом, системной красной волчанкой, лимфогранулематозом, саркоидозом.
При иммунологическом обследовании в этой стадии болезни общее количество лимфоцитов выше 50% региональной и возрастной нормы, количество CD4+ лимфоцитов более 500 в 1 мкл. Трудовая и половая активность больных сохранена.
III стадия (вторичных заболеваний) характеризуется развитием бактериальных, вирусных и протозойных заболеваний и/или опухолевого процесса, чаще лимфомы или саркомы Капоши. IIIA фаза является переходной от персистирующей генерализованной лимфаденопатии к СПИД-ассоциированному комплексу. В этот период иммуносупрессия выражена стойкой и глубоко: в сыворотке крови нарастает содержание гаммаглобулинов (до 20-27%), растет уровень иммуноглобулинов, преимущественно за счет класса IgG, снижена фагоцитарная активность лейкоцитов, снижается РБТЛ на митогены. Количество CD4+ лимфоцитов падает ниже 500 и на протяжении этой и следующей фаз до 200 клеток в 1 мкл. Клинически выявляются признаки вирусной интоксикации, лихорадка с повышением температуры тела до 38о С носит постоянный или перемежающий характер, сопровождается ночными потами, слабостью и быстрой утомляемостью, диареей. Потеря массы тела до 10%. В этой фазе еще нет присоединения выраженной оппортунистической инфекции или инвазии, не развиваются еще и саркома Капоши или друге злокачественные опухоли. Но тем не менее СПИД-маркерные инфекции уже налицо в виде инфекции, вызванной вирусом простого герпеса, токсоплазмоза, кандидозного эзофагита. На коже процесс в виде кандидоза, лейкоплакии, кондилом. Так как фаза IIIA по сути неосложненная генерализованной инфекцией или злокачественным опухолевым процессом форма, некоторые клиницисты полагают, что она может под влиянием адекватной терапии завершиться выздоровлением и считают целесообразным выделение ее в самостоятельную форму. Некоторые клиницисты обозначают эту фазу как продромальный период СПИД.
IIIБ фаза по клиническим проявлениям близка к понятию СПИД-ассоциированный комплекс. Именно в этой фазе появляются симптомы выраженного нарушения клеточного иммунитета: отсутствие реакции ГЗТ на три из четырех кожных проб (внутрикожное введение туберкулина, кандидина, трихофитина и др.). Клиника характеризуется лихорадкой длительностью более 1 мес., упорной необъяснимой диареей, ночными потами, сопровождается интоксикацией, снижением массы тела свыше 10%. Персистирующая лимфаденопатия приобретает генерализованный характер. Лабораторно выявляется снижение коэффициента CD4/CD8, нарастает лейкопения, тромбоцитопения, анемия, в крови растут циркулирующие иммунные комплексы, идет дальнейшее снижение показателей РБТЛ, угнетение ГЗТ. В этой фазе наличие двух из характерных клинических проявлений и двух лабораторных показателей, особенно с учетом эпидемиологии позволяет с высокой степенью достоверности диагностировать ВИЧ-инфекцию.
IIIВ фаза клинически представляет развернутую картину СПИДа. За счет глубокого поражения иммунной системы (количество СД4+ лимфоцитов менее 200 в 1 мм ) оппортунистическая инфекция приобретает генерализованный характер, развиваются или наслаиваются на инфекционный процесс новообразования в виде диссеминированной саркомы и злокачественной лимфомы. Из инфекционных возбудителей чаще всего встречаются пневмоцисты, кандида, вирусы герпетической группы (вирус простого герпеса, герпес зостер, цитомегаловирус, вирус Эпштейна-Барр). Инфекционный процесс также вызывают микобактерии, легионеллы, кандида, сальмонеллы, микоплазмы, а также в южном регионе токсоплазмы, криптоспоридии, стронгилоидии, гистоплазмы, криптококки и ряд других возбудителей. В зависимости от преимущественной локализации очага выделяют ряд клинических форм: а) с преимущественным поражением легких (до 60% случаев), б) с поражением желудочно-кишечного тракта, в) с церебральными поражениями и/или психоневрологическими проявлениями, г) с поражением кожи и слизистых оболочек, д) генерализованные и/или септические формы, е) недифференцированные формы, в основном с астеновегетативным синдромом, длительной лихорадкой и потерей массы тела. В целом заболевание характеризуется развитием гнойных осложнений, астенией, больной более половины времени вынужден находиться в постели. В процессе болезни этиологические факторы могут меняться.
IV (терминальная) стадия протекает с максимальным развертыванием клиники, развивается кахексия, держится лихорадка, выражена интоксикация, больной все время проводит в кровати. Развивается деменция. Нарастает вирусемия, содержание лимфоцитов достигает критических величин. Болезнь прогрессирует и больной погибает.
Последняя классификация вобрала все лучшее, что было накоплено клинической мыслью за десятилетие работы с больными и наиболее адекватно отражает связь патогенеза болезни с клиникой.
В категорию А входят бессимптомная ВИЧ-инфекция, острая ВИЧ-инфекция и персистирующая генерализованная лимфаденопатия (ГЛАП) в случаях подтвержденного диагноза лабораторно. Категория В включает все те клинические варианты ВИЧ-инфекции, которые нельзя включить в категории А и С, в классификации В.И.Покровского она соответствует IIIA - стадии болезни, т.е. переходной от ГЛАП к СПИД-ассоциируемому комплексу, не отяжеленному генерализованной инфекцией или опухолевым процессом. Сюда относятся ротоглоточный кандидоз, бациллярный ангиоматоз, диарея или лихорадка длительностью свыше месяца, волосатая лейкоплакия языка, опоясывающий или простой герпес. К категории С подпадают все те случаи, когда хотя бы однократно выявлялось одно из 12 СПИД-индикаторных заболеваний, включенных в официальный перечень.
Из существующих классификаций нетрудно убедиться, что ВИЧ-инфекция не имеет своего собственного, клинически очерченного статуса, ее клиника в развернутой фазе болезни - это клиника тех, преимущественно оппортунистических инфекций или опухолей, которые наслаиваются на иммунологически дефицитный организм. Поэтому сформировалось понятие “СПИД-ассоциируемые заболевания”, куда входят те наиболее часто развивающиеся инфекционные, паразитарные, грибковые или неопластические процессы, которые чаще всего являются клиническим проявлением ВИЧ индуцированного вторичного иммунодефицита.
Разработка клинической классификации позволила с одной стороны унифицировать подходы к клинической оценке болезни, она же определила тот спектр болезней, которые наиболее часто и наиболее характерно отражают манифестную форму ВИЧ-инфекции, представить в едином целом схему фаз течения болезни, классифицировать состояния, наблюдаемые наиболее закономерно
Разновидности ВИЧ
Для вируса иммунодефицита человека характерна высокая частота генетических изменений, возникающих в процессе самовоспроизведения. Частота возникновения ошибок у ВИЧ составляет 10-3 — 10-4 ошибок / (геном * цикл репликации), что на несколько порядков больше аналогичной величины у эукариот. Длина генома ВИЧ составляет примерно 104 нуклеотидов. Из этого следует, что практически каждый вирус хотя бы на один нуклеотид отличается от своего предшественника. В природе ВИЧ существует в виде множества квази-видов, являясь при этом одной таксономической единицей. В процессе исследования ВИЧ все-таки были обнаружены разновидности, которые значительно отличались друг от друга по нескольким признакам, в частности различной структурой генома. Разновидности ВИЧ обозначаются арабскими цифрами. На сегоднешний день известы ВИЧ-1, ВИЧ-2, ВИЧ-3, ВИЧ-4.
ВИЧ-1 — первый представитель группы, открытый в 1983 году. Является наиболее распространенной формой.
ВИЧ-2 — вид вируса иммунодефицита человека, идентифицированный в 1986 году [30]. По сравнению с ВИЧ-1, ВИЧ-2 изучен в значительно меньшей степени. ВИЧ-2 отличается от ВИЧ-1 в структуре генома. Известно, что ВИЧ-2 менее патогенен и передается с меньшей вероятностью, чем ВИЧ-1. Отмечено, что люди, инфицированные ВИЧ-2, обладают слабым иммунитетом к ВИЧ-1.
ВИЧ-3 — редкая разновидность, об открытии которой было сообщено в 1988[31]. Обнаруженный вирус не реагировал с антителами других известных групп, а также обладал значительными отличиями в структуре генома.
ВИЧ-4 — редкая разновидность вируса, обнаруженная в 1986 году[32].
Глобальная эпидемия ВИЧ-инфекции главным образом обусловлена распространением ВИЧ-1. ВИЧ-2 распространен преимущественно в Западной Африке. ВИЧ-3 и ВИЧ-4 не играют заметной роли в распространении эпидемии.
В подавляющем большинстве случаев, если не оговорено иначе, под ВИЧ подразумевается ВИЧ-1.
Строение вириона
В настоящее время известны 7 видов лентивирусов, из которых 6 являются патогенными для животных и лишь один (ВИЧ) вызывает заболевание человека. Вирус иммунодефицита человека (Human immunodeficiency virus - HIV) был выделен в 1983 г группой профессора Люка Монтанье (Montagnier L.) из лимфатического узла больного СПИДом в Парижском институте Пастера. В том же году в США группа профессора Роберта Галло (R. Gallo) выделила вирус из лимфоцитов периферической крови больных СПИДом. Оба вируса оказались идентичными и ВОЗ в 1987 г приняла единое название - вирус иммунодефицита человека (ВИЧ, английская аббревиатура - HIV).
Вирусная частица представляет собой ядро (cor), окруженное оболочкой. Ядро содержит двойную вирусную РНК, обратную транскриптазу (ревертазу), интегразу, протеазу. Различают два основных белка оболочки - трансмембранный гликопротеин с молекулярной массой 41кд (gр41) и внешний гликопротеин - 120кд (gр120) (табл. 1).
Таблица 1. Группы белков ВИЧ-1 и ВИЧ-2
Группа белков ВИЧ -1 ВИЧ -2
Белки оболочки вируса gр160 кд, 120кд, 41кд gp140 кд, 105кд, 36кд
Белки сердцевины p55 кд, 24кд, 17кд p56 кд, 26кд, 18кд
Ферменты вируса p66 кд, 51кд, 31 кд p68 кд
Примечание. Молекулярная масса белков выражена в килодальтонах- кд; gp- гликопротеины; р- протеины.
Нуклеоид вируса имеет округлую форму, но принимает продолговатую после отпочковывания вирусной частицы от клетки. Оболочка нуклеотида содержит протеин с молекулярной массой 24кд (р24). Между наружной оболочкой вириона и нуклеоидом существует каркас, состоящий из матриксного белка 17кд (р17).
В геноме ВИЧ выделены гены: env, pol, gag, отвечающие соответственно за продукцию белков оболочки, ферментов, ядерных структур и некоторые другие гены: tat, rev, vif, vpr, vpu, nef. В зависимости от строения отдельного фрагмента гена env в последнее время стали выделять субтипы, обозначаемые заглавными буквами латинского алфавита А-Н, О и т.д.
Схематично структура ВИЧ представлена на рисунке 1, а гены, белки и их функции приведены в таблице 2.
Строение ВИЧ (схема)
1 - мембрана вируса - это мембрана клетки человека;
2 - оболочечный белок gp120;
3 - трансмембранный компонент оболочечного белка gp41;
4 - матриксный белок (р17);
5 - оболочка нуклеоида (р24);
6 - геном ВИЧ - две молекулы одноцепочечной РНК
Ферменты ВИЧ:
7 - обратная транскриптаза (RT);
8 - интеграза и РНКаза Н;
9 - протеаза
В естественных условиях ВИЧ может сохраняться в высушенном биосубстрате в течение нескольких часов в жидкостях, содержащих большое количество вирусных частиц, таких как кровь и эякулят - в течение нескольких дней, а в замороженной сыворотке крови активность вируса сохраняется до нескольких лет.
Нагревание до температуры 56°С в течение 30 мин приводит к снижению инфекционного титра вируса в 100 раз, при 70°- 80°С вирус гибнет через 10 мин; через 1 мин инактивируется 70% этиловым спиртом, 0,5% раствором гипохлорита натрия, 1% глутаральдегидом, 6% перекисью водорода. ВИЧ относительно мало чувствителен к УФ-облучению, ионизирующей радиации.
Гены и белки ВИЧ-1 env gp120 Самый наружный белок обеспечивает связывание с клетками-мишенями. Лиганды - молекула CD4; галактозилцерамиды; рецепторы для цитокинов
gp41 Обеспечивает интернализацию вириона в клетку
gag р24 Составляет оболочку ядра вируса (нуклеокапсида)
р17 Составляет матриксное вещество вируса
р9 Связан с геномной РНК
р7 То же
pol р66 Обратная транскриптаза (синтез ДНК на матрице РНК)
р31 Интеграза (встраивает ДНК вируса в клеточный геном)
р10 Протеаза (расщепляет большие белковые трансляты на дифинитивные белки вируса)
tat p14 Активирует транскрипцию с вирусных генов, стабилизирует вирусную мРНК, усиливает трансляцию с вирусной мРНК)
rev p19 Существенен для экспрессии белков оболочки (Env)
nef p27 (?) Может усиливать и ингибировать репликацию ВИЧ
vif p23 Необходим для выхода новорожденных вирусов из клетки-мишени (вероятно, участвует в фолдинге белков Env)
vpu p16 Необязателен для жизненного цикла вируса; усиливает отпочковывание вируса из клетки-мишени
vpr p15 ?
vpx p16 ?
Гликопротеин gр120 обусловливает присоединение ВИЧ к рецепторам СD4 клеток человека. При попадании ВИЧ в клетку под действием обратной транскриптазы синтезируется ДНК ВИЧ, встраиваемая в ДНК клетки-хозяина, которая в дальнейшем начинает продуцировать вирусные частицы. Основа естественного иммунитета - это действие неспецифических механизмов, в большинстве своем реагирующих на повреждение тканей воспалительными реакциями. Некоторые клетки (макрофаги - МФ) и гуморальные факторы (комплемент, лизоцим) направлены на уничтожение бактерий. Другие клетки могут секретировать интерферон, действие которого в основном направлено против вирусов.
Адаптивный иммунитет основан на свойствах Т- и В-лимфоцитов избирательно отвечать на чужеродные вещества (антигены) с образованием специфической памяти и продукцией антител. Попадая в организм человека, ВИЧ поражает различные органы и ткани, но, в первую очередь, клетки, несущие маркер СD4+ . В таблице 3 приведены основные типы клеток, поражаемых ВИЧ. В цитоплазме пораженных клеток освобождается вирусная РНК, и с помощью фермента обратной транскриптазы на основе вирусной РНК синтезируется ДНК - копия, которая встраивается в ДНК клетки хозяина (провирус). При каждом новом делении клетки все ее потомство содержит ретровирусную ДНК. В пораженной клетке начинают создаваться структурные элементы ВИЧ, из которых при помощи другого фермента - протеазы, собираются новые полноценные вирусы, в свою очередь поражающие новые клетки-мишени. С течением времени большинство зараженных клеток погибает.
Уменьшение клеток, несущих рецептор СD4+, приводит к ослаблению цитотоксической активности CD8+ Т-лимфоцитов, уничтожающих инфицированные вирусом клетки. В результате теряется контроль за проникающими в организм возбудителями бактериальных, вирусных, грибковых, протозойных и других инфекций (оппортунистических), а также за клетками злокачественных опухолей. Одновременно происходит нарушение функции В-лимфоцитов, поликлональная активация которых приводит, с одной стороны, к гипергаммаглобулинемии, а с другой - к ослаблению их способности продуцировать вируснейтрализующие антитела. Повышается количество циркулирующих иммунных комплексов, появляются антитела к лимфоцитам, что еще больше снижает число CD4+ Т-лимфоцитов. Возникают аутоиммунные процессы.
В начальных стадиях болезни в организме вырабатываются вируснейтрализующие антитела, которые подавляют свободно циркулирующие вирусы, но не действуют на вирусы, находящиеся в клетках (провирусы). С течением времени (обычно после 5-6 лет) защитные возможности иммунной системы истощаются, происходит накопление свободных вирусов в крови (возрастает т.н. вирусная нагрузка).
Оппортунистические инфекции, как правило, имеют эндогенное происхождение и возникают за счет активации собственной микрофлоры человека вследствие снижения напряженности иммунитета (например, эндогенная активация микобактерий туберкулеза из очагов Гона). Цитопатическое действие ВИЧ приводит к поражению клеток крови, нервной, сердечно-сосудистой, костно-мышечной, эндокринной и других систем, что определяет развитие полиорганной недостаточности, характеризующейся разнообразием клинических проявлений и неуклонным прогрессированием ВИЧ-инфекции.
Источник инфекции - зараженный ВИЧ человек, находящийся в любой из стадий болезни.
Основной механизм передачи инфекции - гемоперкутанный (кровоконтактный). Пути передачи могут быть естественными, благодаря которым ВИЧ сохраняется в природе, и искусственными. К естественным путям передачи относятся:
1) половой - при половых контактах, особенно гомосексуальных;
2) вертикальный - от матери к плоду (ребенку), реализуемый как трансплацентарно, так и интранатально и постнатально (в процессе грудного вскармливания); с другой стороны существует и угроза инфицирования здоровой матери при грудном вскармливании от зараженного в лечебном учреждении ВИЧ-инфекцией ребенка;
3) не исключается (но значительно менее вероятно, чем при вирусном гепатите В) бытовое парентеральное инфицирование через бритвенные приборы и другие колюще-режущие предметы, зубные щетки и т. п.
Искусственный путь передачи - парентеральный - реализуется при проникновении вируса через поврежденную кожу, слизистые оболочки при лечебно-диагностических манипуляциях (трансфузии крови и ее препаратов, трансплантации органов и тканей, инъекции, операции, эндоскопические процедуры и т. п.), искусственном оплодотворении, при внутривенном введении наркотических веществ, выполнении различного рода татуировок и обрядовых манипуляциях.
Восприимчивость к ВИЧ всеобщая. В настоящее время особенно велик риск инфицирования у наркоманов, повторно использующих для парентерального введения наркотиков необеззараженные иглы и шприцы. Контингентами высокого риска заражения ВИЧ являются также лица, склонные к гомосексуализм у, промискуитету; дети, рожденные от ВИЧ-инфицированных матерей; реципиенты донорской крови, тканей и органов, особенно больные гемофилией; медицинский персонал, имеющий профессиональный контакт с кровью и другими биологическими жидкостями ВИЧ-инфицированных пациентов.
В организме человека есть четыре жидкости, через которые передается ВИЧ: кровь, сперма, вагинальные выделения, грудное молоко. Вирус передается, только если определенное количество жидкости со значительной концентрацией вируса попадает в организм и существует возможность попадания вируса непосредственно в кровь.
Незащищенный секс.
ВИЧ при сексе передается из-за контакта содержащих вирус жидкостей - крови, спермы или вагинальных выделений - со слизистыми оболочками (полового члена, прямой кишки, влагалища и, в меньшей степени, рта) или из-за их непосредственного попадания в кровоток (при наличии повреждений). Предотвратить передачу вируса можно, исключив контакт с перечисленными жидкостями. Наиболее распространенным способом этого добиться является использование презерватива.
Чаще всего передача ВИЧ во время близости происходит при попадании содержащих вирус вагинальных выделений или спермы в рот, во влагалище, прямую кишку или на половой член. В этой ситуации содержащая вирус жидкость контактирует со слизистой оболочкой. Там вирусы подвергаются атаке иммунной системы и транспортируются в близлежащие лимфатические узлы, где попадающие на слизистую микробы обычно уничтожаются. Однако особенность ВИЧ заключается в том, что он поражает именно иммунную систему, к которой относятся и лимфоузлы. Поэтому защита не срабатывает и развивается ВИЧ-инфекция.
При интенсивном сексе слизистая оболочка и тонкая кожа половых органов нередко травмируется. Через ссадины и трещинки открывается путь для непосредственного контакта с кровью. Это увеличивает риск передачи вируса. Язвочки, прыщики на слизистых оболочках (возникшие в результате различных венерических заболеваний, особенно гонореи и т.п.) могут сыграть аналогичную роль, способствуя входу или выходу ВИЧ-инфицированной крови через эти ворота при сексуальном контакте. С практической точки зрения это означает, что передаче вируса способствуют: сопутствующие заболевания половой сферы, высокоинтенсивный секс без достаточной подготовки, эякуляция непосредственно в партнера. Уменьшить риск передачи вируса можно, избегая травматизации при сексе (используя лубриканты), отказавшись от эякуляции в партнера. Так как содержание вируса в слюне незначительно, его передача при оральном сексе возможна только в одну сторону, со спермой, при эякуляции в рот.
Имеющиеся в продаже растворы и мази для местной дезинфекции после сексуального контакта убивают ВИЧ только в лабораторных опытах. Достоверных данных, что они уничтожают вирус в естественных условиях, нет. Многие подобные растворы, особенно содержащие соединения хлора, вызывают на половых органах раздражение и язвы, которые, наоборот, могут стать открытыми воротами для вируса. С другой стороны, эти средства эффективны против венерических болезней, так что их использование можно расценивать как работу на снижение риска передачи ВИЧ в дальнейшем.
Поскольку в слюне ВИЧ слишком мало, вирус не передается через поцелуй. За всю многолетнюю историю медицинских наблюдений ни одного факта передачи ВИЧ при поцелуе не зарегистрировано. Иногда говорят, что риск представляет наличие ранок и язвочек во рту и на губах, но в таком случае для передачи вируса необходимо наличие у каждого из партнеров открытой кровоточащей раны в ротовой полости. Неповреждённая кожа является непреодолимым барьером для вируса. Поэтому ВИЧ не передается через объятия. ВИЧ может жить вне организма всего несколько минут, так что капли и следы физиологических жидкостей, к примеру на постельном белье, не представляют опасности.
Отметим, что риск передачи вируса зависит исключительно от обстоятельств конкретного сексуального контакта. Случайная ли это связь или любовь, не имеет никакого значения. При многократных контактах вероятность передачи вируса пропорционально увеличивается.
Употребление инъекционных наркотиков
При уколах наркотиков или, иначе говоря, инъекционном использовании психоактивных веществ в организм может попасть определенное количество крови, содержащей ВИЧ. В использованном шприце или игле всегда остается кровь, в которой вирус может жить в течение нескольких суток. Даже следов крови может быть достаточно для передачи инфекции.
Поэтому наиболее эффективный способ предотвращения передачи вируса этим путём - использование только стерильного индивидуального одноразового инъекционного инструментария. Важно понимать, что речь идёт не только о шприце с иглой, а обо всех предметах, соприкасающихся с психоактивным веществом после кипячения раствора.
Риск передачи вируса возникает при использовании одолженных и ранее употребленных игл и шприцев. Опасными являются покупка препаратов в уже заполненном шприце и распределение вещества методом заправки (когда раствор вводится из одного шприца в другой через отверстие от снятой иглы или от вытащенного поршня).
Вероятность передачи вируса при совместной инъекции в значительной степени зависит от степени очистки шприца после первого использования и количества вируса в остающейся в шприце крови. Существуют достоверные данные о том, что троекратное промывание шприца чистой водой очищает его в достаточной степени, чтобы считать статистически маловероятным - если не невозможным - содержание в нем ВИЧ.
Помимо собственно шприца, передачу ВИЧ могут обеспечить общие ложки, ватные фильтры и вода, используемые для растворения психоактивного вещества или промывки инъекционного инструментария. Применение отдельного ватного фильтра и неиспользованной воды позволяют исключить передачу вируса на этом этапе. Ложки можно стерилизовать прокаливанием на открытом огне.
Важно помнить, что передача ВИЧ с помощью инъекционного инструментария может происходить не только в ходе совместного употребления психоактивных веществ, но и в процессе деления на дозы психоактивных веществ на различных этапах их распространения.
Существует мнение, что ВИЧ может проникать в психотропное средство в процессе его производства через контейнеры и различные приспособления для переливания, фильтрации и смешивания ингредиентов, а также через инъекционный инструментарий, которым продукт выбирают из контейнера для пробы. Однако факты, в том числе результаты лабораторных исследований, говорят о том, что даже при попадании в психоактивное вещество крови, содержащей вирус, ВИЧ теряет активность от нагревания и кипячения раствора в процессе приготовления препарата.
Статистика доказывает, что проведение программ по обмену шприцев снижает вероятность распространения вируса иммунодефицита. У нас в стране, где эти программы не распространены, шприцы тем не менее всегда можно купить в любой аптеке, в том числе круглосуточной. Они недороги (значительно дешевле дозы любого психоактивного вещества) и гарантированно безопасны.
От матери к ребенку
ВИЧ может передаваться ребенку от матери во время беременности, родов и кормления грудью. На каждом из перечисленных этапов эту вероятность можно значительно снизить. При беременности риск передачи вируса можно уменьшить, если мать будет принимать специальные лекарства. Передачи вируса во время родов можно избежать, используя специальные методы родовспоможения. Грудное вскармливание нужно заменить искусственным.
Эти действия могут уменьшить риск передачи вируса от матери ребёнку до 3-8 процентов. Поэтому беременным женщинам и женщинам, планирующим завести ребёнка, важно знать свой ВИЧ-статус.
Во время беременности кровь ребёнка и матери не смешивается, но между организмами родителя и плода, в плаценте, происходит постоянный обмен различными веществами. Этим путём вирус может попасть к ребёнку. Современные способы лечения ВИЧ-инфекции позволяют добиться уменьшения количества вируса в организме матери почти до нуля. Поэтому при правильно подобранных лекарствах риск передачи ВИЧ ребёнку, находящемуся в утробе, значительно снижается. Международно признанная краткосрочная лекарственная схема, позволяющая контролировать вирус, назначается начиная с 36 недели беременности и до момента родов.
При родах ребёнок проходит через половые пути матери, контактируя со слизистыми оболочками. Вирус, который содержится в вагинальном секрете, может попасть в организм новорожденного. Также нередки разрывы родовых путей, микротравмы, трещины. Это может стать причиной соприкосновения с ребёнком крови матери, содержащей вирус. Поэтому во время родов особенно важно присутствие врача, специализирующегося на ВИЧ-инфекции (в некоторых городах имеются специальные роддома для ВИЧ-инфицированных матерей). Определенные методы родовспоможения позволяют снизить вероятность передачи вируса в родах. В частности, специалист должен провести безопасные естественные роды или предложить кесарево сечение, назначить специальные противовирусные средства матери непосредственно во время родов и ребёнку в течение 72-х часов после рождения.
В грудном молоке содержится ВИЧ, который попадет в организм новорожденного, если мать не откажется от грудного вскармливания. Поэтому для того, чтобы избежать передачи вируса младенцу, необходимо перейти на полное искусственное вскармливание, то есть кормить ребёнка только заменителями грудного молока.