Zakażenie HIV i AIDS - przyczyny i patogeneza

Czynnik wywołujący zakażenie wirusem HIV

Opisano dwa serotypy - HIV-1 i HIV-2, różniące się cechami strukturalnymi i antygenowymi. Na Ukrainie HIV-1 (główny czynnik wywołujący chorobę) ma znaczenie epidemiologiczne.

Taksonomia wirusa HIV

Wirus niedoboru odporności ludzkiej należy do królestwa Viridae, rodziny Retroviridae i podrodziny Lentiviridae.

Główne właściwości wirusa niedoboru odporności ludzkiej

Struktura cząsteczki wirusa HIV

Według mikroskopii elektronowej wirus ma okrągły kształt i złożoną strukturę. Średnica wirionu wynosi 100-120 nm.

Grupy białek HIV-1 i HIV-2

Grupy białek	HIV-1	HIV-2
Białka otoczki (env)	GP160, GP120, GP41	Gr140, gr105, gr36
Białka rdzeniowe (gag)	P17, str.24, str.55	P16, str.25, str.56
Enzymy wirusowe (pol)	P31, str.51, str.66	R68

Masę cząsteczkową białek mierzy się w kilodaltonach (kDa): gp - glikoproteiny; p - białka.

Centrum wirionu zawiera genom wirusa, który składa się z dwóch nici RNA, wewnętrznych białek p7 i p9 oraz enzymów - odwrotnej transkryptazy (revertase), proteazy, RNazy i integrazy (endonukleazy). Genom jest otoczony wewnętrzną błoną białkową. Wewnętrzna błona HIV-1 składa się z białek p17, p24 i p55. Białka p16, p25 i p56 tworzą wewnętrzną błonę HIV-2. Zewnętrzna błona lipidowa HIV-1 jest penetrowana przez glikoproteinę gpl60, składającą się z transbłonowego (gp41) i wysoce immunogennego (gpl20) fragmentu. Białka błonowe gp41 i gpl20 są połączone wiązaniem niekowalencyjnym i tworzą procesy na powierzchni wirionu, które zapewniają przyłączenie HIV do receptorów ludzkich komórek docelowych.

Struktura antygenowa

Genom wirusa zawiera dziewięć genów - trzy strukturalne i sześć regulacyjnych. Genom ma zmienną strukturę ze względu na dryf antygenowy. Istnieje wiele wariantów serologicznych wirusa (na przykład A, B, C, D, E, F, G, H).

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ]

Trwałość wirusa w środowisku

W warunkach naturalnych wirus HIV (w stanie wysuszonym) pozostaje aktywny przez kilka godzin; w płynach zawierających dużą liczbę cząstek wirusa, takich jak krew i ejakulat, pozostaje aktywny przez kilka dni.

W zamrożonej surowicy krwi aktywność wirusa określa się na przestrzeni kilku lat.

Podgrzanie do 56 °C przez 30 minut prowadzi do 100-krotnego zmniejszenia miana zakaźnego wirusa. W wyższej temperaturze (70-80 °C) wirus ginie po 10 minutach. Gdy wiriony są traktowane 70% roztworem alkoholu etylowego przez minutę, zostają inaktywowane. Po wystawieniu na działanie 0,5% podchlorynu sodu, 1% glutaraldehydu, 6% nadtlenku wodoru, 5% lizolu, eteru lub acetonu, odnotowuje się również śmierć cząstek wirusa.

Wirus HIV jest stosunkowo niewrażliwy na promieniowanie ultrafioletowe i promieniowanie jonizujące.

Patogeneza zakażenia wirusem HIV

Antygen różnicowania CD4+ (CD - skrót od Cell Differentiation Antigen) i niespecyficzne (niezależne od obecności CD4+) składniki są receptorami dla HIV. CD4+ jest glikoproteiną o masie cząsteczkowej 55 000 kDa. Jego struktura jest podobna do niektórych części immunoglobulin. Podobną strukturę ma białko wirusowe gpl20 - determinuje to zdolność wirionów do penetracji do komórki.

Receptor CD4+, zlokalizowany na błonie komórek immunokompetentnych, pełni funkcję rozpoznawania antygenów (wspólnie z białkami HLA - głównego układu zgodności tkankowej klasy II).

Rodzaje komórek dotkniętych wirusem niedoboru odporności ludzkiej

Typ komórki	Tkanki i organy
Limfocyty T. Makrofagi	Krew
Komórki Langerhansa	Skóra
Komórki dendrytyczne pęcherzykowe	Węzły chłonne
Makrofagi pęcherzykowe	Płuca
Komórki nabłonkowe	Jelito grube, nerki
Komórki szyjki macicy	Szyjka macicy
Komórki oligodendrogleju	Mózg

Otoczka wirusa HIV zawiera białka ludzkiego układu zgodności tkankowej klasy I i II, dzięki czemu wniknięcie wirusa do organizmu nie powoduje reakcji odrzucenia. Utrwalanie wirionów na powierzchni komórki docelowej odbywa się przy udziale glikoproteiny gpl20. Glikoproteina gp41 zapewnia fuzję otoczki wirusa z błoną komórki docelowej. Dwuniciowy RNA wirusa wnika do komórki, gdzie za pomocą odwrotnej transkryptazy syntetyzowane jest jednoniciowe prowirusowe DNA. Następnie powstaje dwuniciowy DNA, który jest integrowany z DNA komórki za pomocą integrazy. DNA wirusowe działa jak matryca do syntezy RNA, która składa nową cząsteczkę wirusa.

W procesie replikacji wirusa HIV często występują błędy genetyczne, które powodują powstawanie różnych podtypów wirusa.

Po wniknięciu wirusa HIV do komórek CD4+ rozpoczyna się jego replikacja: im bardziej aktywne są komórki CD4+, tym intensywniejsza jest reprodukcja wirusa. Dlatego regulatory, które aktywują komórki CD4+, zapewniają zwiększoną replikację wirusa. Do takich regulatorów należą TNF: colony-stimulating factor (czynnik stymulujący kolonie) i IL-6.

Interferon i transformujący czynnik wzrostu to regulatory, które hamują replikację wirusa. Jak wykazały badania, TNF-a aktywuje transkrypcję prowirusowego DNA HIV-1 w przewlekle zakażonych komórkach T i makrofagach. Monocyty syntetyzujące TNF-a nie tylko indukują ekspresję przez komórki zakażone HIV, ale także stymulują aktywację utajonego prowirusa. Rejestrowana jest jednoczesna aktywność TNF-a, IL-6 i czynnika stymulującego kolonie granulocytów i makrofagów.

Immunopatogenetyczne objawy zakażenia HIV - niedobór łącznika T i łącznika B układu odpornościowego: brak składników dopełniacza i fagocytów; obniżone funkcje niespecyficznych czynników obronnych. Poliklonalna aktywacja limfocytów B prowadzi z jednej strony do hipergammaglobulinemii, a z drugiej - do osłabienia zdolności komórek do wytwarzania przeciwciał neutralizujących wirusy. Dochodzi do wzrostu liczby CIC i powstawania przeciwciał przeciwko limfocytom; powoduje to jeszcze większy spadek liczby limfocytów T CD4+. Obserwuje się rozwój procesów autoimmunologicznych. Porażka układu odpornościowego w zakażeniu HIV ma charakter ogólnoustrojowy.

Wraz z niedoborem limfocytów CD4+, w trakcie trwania choroby wzrasta funkcjonalna niewydolność limfocytów CD8+, komórek NK (natural killers) i neutrofili. Wraz z pogorszeniem stanu odporności rozwijają się różne choroby zakaźne, alergiczne, autoimmunologiczne i limfoproliferacyjne, a także zespół charakterystyczny dla choroby kompleksów immunologicznych (czynniki te determinują obraz kliniczny zakażenia HIV).

Na początkowym etapie choroby organizm wytwarza przeciwciała neutralizujące wirusy, które hamują aktywność swobodnie krążących wirusów. Jednak takie przeciwciała nie działają na wirusy znajdujące się w komórkach (prowirusy). Z czasem (zwykle po 5-6 latach) zdolności ochronne układu odpornościowego ulegają wyczerpaniu, a w konsekwencji wirus gromadzi się we krwi.