HIV infekcija un AIDS - cēloņi un patoģenēze

HIV infekcijas izraisītājs

Ir aprakstīti divi serotipi - HIV-1 un HIV-2, kas atšķiras pēc strukturālām un antigēnu īpašībām. Ukrainā HIV-1 (galvenais slimības izraisītājs) ir epidemioloģiski nozīmīgs.

HIV taksonomija

Cilvēka imūndeficīta vīruss pieder pie Viridae valsts, Retroviridae dzimtas, Lentiviridae apakšdzimtas.

Cilvēka imūndeficīta vīrusa galvenās īpašības

HIV vīrusa daļiņas struktūra

Saskaņā ar elektronmikroskopijas datiem, vīrusam ir apaļa forma un sarežģīta struktūra. Viriona diametrs ir 100–120 nm.

HIV-1 un HIV-2 proteīnu grupas

Olbaltumvielu grupas	HIV-1	HIV-2
Apvalka olbaltumvielas (env)	GP160, GP120, GP41	140., 105., 36. gr.
Galvenie proteīni (gag)	17., 24., 55. lpp.	16., 25., 56. lpp.
Vīrusu enzīmi (pol)	31., 51., 66. lpp.	R68

Olbaltumvielu molekulmasu mēra kilodaltonos (kDa): gp — glikoproteīni; p — olbaltumvielas.

Viriona centrā atrodas vīrusa genoms, kas sastāv no divām RNS virknēm, iekšējiem proteīniem p7 un p9, un enzīmiem - reversās transkriptāzes (revertāzes), proteāzes, RNāzes un integrāzes (endonukleāzes). Genomu ieskauj iekšējā proteīnu membrāna. HIV-1 iekšējā membrāna sastāv no proteīniem p17, p24 un p55. Proteīni p16, p25 un p56 veido HIV-2 iekšējo membrānu. HIV-1 ārējo lipīdu membrānu caururbj glikoproteīns gpl60, kas sastāv no transmembrānas (gp41) un ļoti imunogēna (gpl20) fragmenta. Membrānas proteīni gp41 un gpl20 ir savienoti ar nekovalentu saiti un veido procesus uz viriona virsmas, kas nodrošina HIV piesaisti cilvēka mērķa šūnu receptoriem.

Antigēna struktūra

Vīrusa genomā ir deviņi gēni — trīs strukturāli un seši regulējoši. Genoma struktūra ir mainīga antigēnu novirzes dēļ. Pastāv vairāki vīrusa seroloģiskie varianti (piemēram, A, B, C, D, E, F, G, H).

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

Vīrusu noturība vidē

Dabiskos apstākļos HIV (žāvētā stāvoklī) saglabājas aktīvs vairākas stundas; šķidrumos, kas satur lielu skaitu vīrusu daļiņu, piemēram, asinīs un ejakulātā, vairākas dienas.

Saldētā asins serumā vīrusa aktivitāte tiek noteikta vairāku gadu laikā.

Karsēšana līdz 56 °C 30 minūtes noved pie vīrusa infekciozā titra samazināšanās 100 reizes. Augstākā temperatūrā (70–80 °C) vīruss iet bojā pēc 10 minūtēm. Apstrādājot virionus ar 70% etilspirta šķīdumu vienu minūti, tie tiek inaktivēti. Saskaroties ar 0,5% nātrija hipohlorītu, 1% glutaraldehīdu, 6% ūdeņraža peroksīdu, 5% lizolu, ēteri vai acetonu, tiek atzīmēta arī vīrusu daļiņu nāve.

HIV ir relatīvi nejutīgs pret ultravioleto starojumu un jonizējošo starojumu.

HIV infekcijas patogeneze

Diferenciācijas antigēns CD4+ (CD — saīsinājums no Cell Differentiation antigen) un nespecifiskie (neatkarīgi no CD4+ klātbūtnes) komponenti ir HIV receptori. CD4+ ir glikoproteīns ar molekulmasu 55 000 kDa. Tā struktūra ir līdzīga noteiktām imūnglobulīnu daļām. Vīrusu proteīnam gpl20 ir līdzīga struktūra — tas nosaka virionu spēju iekļūt šūnā.

CD4+ receptors, kas atrodas uz imūnkompetentu šūnu membrānas, veic antigēnu atpazīšanas funkciju (kopā ar HLA proteīniem - II klases galveno histokompatibilitātes kompleksu).

Cilvēka imūndeficīta vīrusa skarto šūnu veidi

Šūnas tips	Audi un orgāni
T-limfocīti. makrofāgi	Asinis
Langerhansa šūnas	Āda
Folikulārās dendritiskās šūnas	Limfmezgli
Alveolārie makrofāgi	Plaušas
Epitēlija šūnas	Resnā zarna, nieres
Dzemdes kakla šūnas	Dzemdes kakls
Oligodendroglijas šūnas	Smadzenes

HIV apvalks satur I un II klases cilvēka histosaderības kompleksa olbaltumvielas, tāpēc vīrusa iekļūšana organismā neizraisa atgrūšanas reakciju. Virionu fiksācija uz mērķa šūnas virsmas notiek, piedaloties glikoproteīnam gpl20. Glikoproteīns gp41 nodrošina vīrusa apvalka saplūšanu ar mērķa šūnas membrānu. Vīrusa divpavedienu RNS iekļūst šūnā, kur ar reversās transkriptāzes palīdzību tiek sintezēta vienpavedienu provīrusu DNS. Pēc tam veidojas divpavedienu DNS, kas ar integrāzes palīdzību tiek integrēta šūnas DNS. Vīrusu DNS darbojas kā matrica RNS sintēzei, kas veido jaunu vīrusa daļiņu.

HIV replikācijas laikā bieži rodas ģenētiskas kļūdas, kā rezultātā veidojas dažādi vīrusa apakštipi.

Pēc tam, kad HIV iekļūst CD4+ šūnās, sākas tā replikācija: jo aktīvākas ir CD4+ šūnas, jo intensīvāka ir vīrusa reprodukcija. Tādēļ regulatori, kas aktivizē CD4+ šūnas, nodrošina palielinātu vīrusa replikāciju. Šādi regulatori ir TNF: koloniju stimulējošais faktors (koloniju stimulējošais faktors) un IL-6.

Interferons un transformējošais augšanas faktors ir regulatori, kas kavē vīrusu replikāciju. Kā liecina pētījumi, TNF-α aktivizē HIV-1 provīrusu DNS transkripciju hroniski inficētās T šūnās un makrofāgos. Monocīti, kas sintezē TNF-α, ne tikai inducē ekspresiju HIV inficētās šūnās, bet arī stimulē latentā provīrusa aktivāciju. Tiek reģistrēta vienlaicīga TNF-α, IL-6 un granulocītu un makrofāgu koloniju stimulējošā faktora aktivitāte.

HIV infekcijas imunopatogēnās pazīmes - imūnsistēmas T-saites un B-saites deficīts: komplementa komponentu un fagocītu trūkums; nespecifisko aizsardzības faktoru funkciju samazināšanās. B-limfocītu poliklonālā aktivācija, no vienas puses, noved pie hipergammaglobulinēmijas, no otras puses - pie šūnu spējas vājināšanās ražot vīrusus neitralizējošas antivielas. Palielinās CIC skaits un veidojas antivielas pret limfocītiem; tas izraisa vēl lielāku CD4+ T-limfocītu skaita samazināšanos. Tiek atzīmēta autoimūnu procesu attīstība. Imūnsistēmas sakāve HIV infekcijas gadījumā ir sistēmiska.

Līdz ar CD4+ limfocītu deficītu slimības gaitā palielinās CD8+ limfocītu, NK šūnu (dabisko killeršūnu) un neitrofilu funkcionālā nepietiekamība. Pasliktinoties imūnsistēmas stāvoklim, attīstās dažādas infekcijas, alerģiskas, autoimūnas un limfoproliferatīvas slimības, kā arī imūnkompleksu slimībai raksturīgs sindroms (šie faktori nosaka HIV infekcijas klīnisko ainu).

Slimības sākumposmā organisms ražo vīrusu neitralizējošas antivielas, kas nomāc brīvi cirkulējošo vīrusu aktivitāti. Tomēr šādas antivielas neiedarbojas uz vīrusiem, kas atrodas šūnās (provīrusi). Laika gaitā (parasti pēc 5-6 gadiem) imūnsistēmas aizsargspējas ir izsmeltas, un līdz ar to vīruss uzkrājas asinīs.