ВІЛ-інфекція та СНІД - Причини та патогенез

Збудник ВІЛ-інфекції

Описано два серотипи – ВІЛ-1 та ВІЛ-2, що відрізняються структурними та антигенними характеристиками. В Україні епідеміологічне значення має ВІЛ-1 (основний збудник захворювання).

Таксономія ВІЛ

Вірус імунодефіциту людини належить до царства Viridae, родини Retroviridae, підродини Lentiviridae.

Основні властивості вірусу імунодефіциту людини

Структура вірусної частинки ВІЛ

Згідно з даними електронної мікроскопії, вірус має круглу форму та складну структуру. Діаметр віріона становить 100-120 нм.

Групи білків ВІЛ-1 та ВІЛ-2

Білкові групи	ВІЛ-1	ВІЛ-2
Білки оболонки (env)	ГП160, ГП120, ГП41	Gр140, gр105, gр36
Основні білки (gag)	P17, p24, p55	P16, p25, p56
Вірусні ферменти (pol)	P31, p51, p66	Р68

Молекулярну масу білків вимірюють у кілодальтонах (кДа): гп - глікопротеїни; р - білки.

У центрі віріона міститься вірусний геном, який складається з двох ланцюгів РНК, внутрішніх білків p7 та p9, а також ферментів – зворотної транскриптази (ревертази), протеази, РНКази та інтегрази (ендонуклеази). Геном оточений внутрішньою білковою мембраною. Внутрішня мембрана ВІЛ-1 складається з білків p17, p24 та p55. Білки p16, p25 та p56 утворюють внутрішню мембрану ВІЛ-2. Зовнішню ліпідну мембрану ВІЛ-1 пронизує глікопротеїн gpl60, що складається з трансмембранного (gp41) та високоімуногенного (gpl20) фрагмента. Мембранні білки gp41 та gpl20 з'єднані нековалентним зв'язком та утворюють на поверхні віріона відростки, що забезпечують прикріплення ВІЛ до рецепторів клітин-мішеней людини.

Антигенна структура

Геном вірусу містить дев'ять генів – три структурні та шість регуляторних. Геном має змінну структуру через антигенний дрейф. Існує ряд серологічних варіантів вірусу (наприклад, A, B, C, D, E, F, G, H).

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

Персистенція вірусу в навколишньому середовищі

У природних умовах ВІЛ (у висушеному стані) залишається активним протягом кількох годин; у рідинах, що містять велику кількість вірусних частинок, таких як кров та еякулят, – протягом кількох днів.

У замороженій сироватці крові активність вірусу визначається протягом кількох років.

Нагрівання до 56 °C протягом 30 хвилин призводить до 100-кратного зниження інфекційного титру вірусу. За вищої температури (70-80 °C) вірус гине через 10 хвилин. При обробці віріонів 70% розчином етилового спирту протягом хвилини відбувається їх інактивація. При впливі 0,5% гіпохлориту натрію, 1% глутаральдегіду, 6% перекису водню, 5% лізолу, ефіру або ацетону також відзначається загибель вірусних частинок.

ВІЛ відносно нечутливий до ультрафіолетового випромінювання та іонізуючого випромінювання.

Патогенез ВІЛ-інфекції

Антиген диференціації CD4+ (CD – скорочення від Cell Differentiation Antigen – антиген клітинної диференціації) та неспецифічні (незалежні від наявності CD4+) компоненти є рецепторами до ВІЛ. CD4+ – це глікопротеїн з молекулярною масою 55 000 кДа. Його структура подібна до певних частин імуноглобулінів. Вірусний білок gpl20 має подібну структуру – це визначає здатність віріонів проникати в клітину.

Рецептор CD4+, розташований на мембрані імунокомпетентних клітин, виконує функцію розпізнавання антигенів (разом з білками HLA – головного комплексу гістосумісності II класу).

Типи клітин, уражених вірусом імунодефіциту людини

Тип клітини	Тканини та органи
Т-лімфоцити, макрофаги	Кров
Клітини Лангерганса	Шкіра
Фолікулярні дендритні клітини	Лімфатичні вузли
Альвеолярні макрофаги	Легені
Епітеліальні клітини	Товстий кишечник, нирки
Клітини шийки матки	Шийка матки
Клітини олігодендроглії	Мозок

Оболонка ВІЛ містить білки комплексу гістосумісності людини I та II класів, тому проникнення вірусу в організм не викликає реакції відторгнення. Фіксація віріонів на поверхні клітини-мішені відбувається за участю глікопротеїну gpl20. Глікопротеїн gp41 забезпечує злиття вірусної оболонки з мембраною клітини-мішені. Дволанцюгова РНК вірусу проникає в клітину, де за допомогою зворотної транскриптази синтезується одноланцюгова провірусна ДНК. Потім утворюється дволанцюгова ДНК, яка за допомогою інтегрази інтегрується в ДНК клітини. Вірусна ДНК виступає матрицею для синтезу РНК, яка збирає нову вірусну частинку.

Генетичні помилки часто виникають під час реплікації ВІЛ, що призводить до утворення різних підтипів вірусу.

Після проникнення ВІЛ у CD4+ клітини починається його реплікація: чим активніші CD4+ клітини, тим інтенсивніше розмноження вірусу. Тому регулятори, що активують CD4+ клітини, забезпечують посилену реплікацію вірусу. До таких регуляторів належать ФНП: колонієстимулюючий фактор (колонієстимулюючий фактор) та ІЛ-6.

Інтерферон та трансформуючий фактор росту є регуляторами, що пригнічують реплікацію вірусу. Як показали дослідження, TNF-α активує транскрипцію провірусної ДНК ВІЛ-1 у хронічно інфікованих Т-клітинах та макрофагах. Моноцити, що синтезують TNF-α, не тільки індукують експресію ВІЛ-інфікованими клітинами, але й стимулюють активацію латентного провірусу. Зафіксовано одночасну активність TNF-α, IL-6 та колонієстимулюючого фактора гранулоцитів та макрофагів.

Імунопатогенетичні ознаки ВІЛ-інфекції – дефіцит Т-ланки та В-ланки імунної системи: брак компонентів комплементу та фагоцитів; зниження функцій неспецифічних факторів захисту. Поліклональна активація В-лімфоцитів призводить, з одного боку, до гіпергаммаглобулінемії, а з іншого – до ослаблення здатності клітин виробляти віруснейтралізуючі антитіла. Спостерігається збільшення кількості ЦІК та утворення антитіл до лімфоцитів; це спричиняє ще більше зменшення кількості CD4+ Т-лімфоцитів. Відзначається розвиток аутоімунних процесів. Ураження імунної системи при ВІЛ-інфекції має системний характер.

Поряд з дефіцитом CD4+ лімфоцитів, протягом захворювання наростає функціональна недостатність CD8+ лімфоцитів, NK-клітин (природних кілерів) та нейтрофілів. З погіршенням імунного статусу розвиваються різні інфекційні, алергічні, аутоімунні та лімфопроліферативні захворювання, а також синдром, характерний для імунокомплексної хвороби (ці фактори визначають клінічну картину ВІЛ-інфекції).

На початкових стадіях захворювання організм виробляє віруснейтралізуючі антитіла, які пригнічують активність вільно циркулюючих вірусів. Однак такі антитіла не діють на віруси, що знаходяться в клітинах (провіруси). З часом (зазвичай через 5-6 років) захисні можливості імунної системи виснажуються і, як наслідок, вірус накопичується в крові.