Таксономия и общая характеристика
Вирус иммунодефицита человека относится к семейству Retroviridae, роду Lentivirus. Выделяют два типа — ВИЧ-1 и ВИЧ-2. ВИЧ-1 распространён повсеместно и является основным возбудителем ВИЧ-инфекции, тогда как ВИЧ-2 встречается преимущественно в странах Западной Африки. Геном представлен РНК, что характерно для всех ретровирусов.
ВИЧ — сложный вирус: помимо нуклеокапсида, он имеет наружную липопротеиновую (суперкапсидную) оболочку, в которую встроены 72 гликопротеиновых шипа. Каждый шип состоит из трансмембранного белка gp41 и поверхностного белка gp120. Капсид имеет форму усечённого конуса.
Структура вириона
Внутри капсида находятся:
- две идентичные молекулы плюс-РНК (с такой РНК сразу возможна трансляция);
- ферменты — обратная транскриптаза, интеграза, протеаза;
- нуклеопротеины, ассоциированные с РНК.
Снаружи капсид окружён матриксным слоем и липидной оболочкой с гликопротеиновыми шипами.
Геном: структурные и функциональные гены
К структурным генам относятся:
- gag — кодирует матриксные, капсидные и нуклеокапсидные белки;
- env — кодирует поверхностный gp120 и трансмембранный gp41;
- pol — кодирует обратную транскриптазу, интегразу и протеазу.
Среди функциональных (регуляторных) генов ключевыми являются:
- tat — усиливает транскрипцию вирусных генов;
- nef — совместно с tat снижает экспрессию MHC I класса, защищая инфицированную клетку от цитотоксических Т-лимфоцитов;
- rev — контролирует транспорт вирусной мРНК из ядра в цитоплазму;
- vif — ингибирует клеточный фермент APOBEC3G, вызывающий гипермутации в ретровирусной ДНК.
Антигенная структура и ферменты
Ключевые антигены ВИЧ:
- gp41 — обеспечивает слияние вирусной оболочки с мембраной клетки-хозяина;
- gp120 — связывается с рецептором CD4 и корецептором; несёт главную антигенную детерминанту, на которую вырабатываются нейтрализующие антитела;
- p24 — капсидный группоспецифический антиген, важный серологический маркер инфекции (защитной функции антитела к нему не выполняют).
Функции ферментов: обратная транскриптаза синтезирует ДНК на матрице вирусной РНК; интеграза встраивает провирусную ДНК в геном клетки-хозяина; протеаза расщепляет полипептид-предшественник на функциональные вирусные белки.
Жизненный цикл и клетки-мишени
- Адсорбция: gp120 связывается с CD4-рецептором и хемокиновым корецептором CCR5 или CXCR4.
- Слияние оболочки с мембраной клетки за счёт gp41.
- Проникновение капсида в цитоплазму, высвобождение РНК.
- Обратная транскрипция: синтез вирусной ДНК.
- Транспорт ДНК в ядро и интеграция в геном хозяина.
- Транскрипция вирусной РНК, трансляция полипротеина, его нарезание протеазой.
- Сборка вирионов и почкование.
Поражаются клетки, несущие CD4 и хемокиновые рецепторы: Т-хелперы, макрофаги, фолликулярные дендритные клетки, клетки Лангерганса, микроглия. Также поражаются CD4-негативные клетки — астроциты, эпителий шейки матки и кишечника, эндотелий капилляров мозга, роговица.
Эпидемиология и клиника
ВИЧ-инфекция — типичный антропоноз. Пути передачи: половой (гетеро- и гомосексуальный без барьерной защиты), парентеральный (переливание крови, инъекционная наркомания, пересадка органов, профессиональные травмы), вертикальный (трансплацентарно, в родах, при грудном вскармливании).
Инкубационный период — от 3 недель до 3 месяцев. Выделяют стадии:
- Ранняя острая — высокая виремия, мононуклеозоподобный синдром, разрешается с подъёмом числа CD8+ Т-цитотоксических клеток.
- Латентная — длится годами, симптоматика отсутствует.
- Поздняя (СПИД) — снижение CD4+ клеток ниже 400/мкл, развитие оппортунистических инфекций и опухолей.
Механизмы уклонения и диагностика
ВИЧ уклоняется от иммунного ответа за счёт: интеграции провирусной ДНК в геном; высокой частоты мутаций гена env (изменчивость gp120/gp41); подавления экспрессии MHC I белками tat и nef.
Лабораторная диагностика:
- ИФА с подтверждением методом иммуноблоттинга — выявление антител к антигенам gag и pol;
- определение антигена p24;
- иммунологические методы — подсчёт CD4+ и CD8+ лимфоцитов;
- ПЦР — оценка вирусной нагрузки и контроль терапии.
В первые недели — период серонегативного окна. Через 1–2 недели определяется p24, затем наступает сероконверсия с появлением антител к gp120 и gp41. Падение антител к p24 — признак перехода в стадию СПИДа. Защитный иммунитет не формируется.
Лечение и профилактика
Применяется антиретровирусная терапия (АРВТ), включающая нуклеозидные и ненуклеозидные ингибиторы обратной транскриптазы, ингибиторы протеазы, интегразы и слияния. Параллельно проводится профилактика и лечение оппортунистических инфекций. Беременным назначают комбинацию двух нуклеозидных ингибиторов и ингибитора протеазы; новорождённому — зидовудин, что значительно снижает риск вертикальной передачи.
Профилактика — социальная и противоэпидемическая: использование презервативов, безопасное обращение с иглами, скрининг донорской крови, индивидуальные предметы гигиены. Специфическая вакцинопрофилактика на сегодня не разработана.
Ключевые моменты
- ВИЧ — сложный РНК-содержащий ретровирус рода Lentivirus, имеет gp120 и gp41 в составе шипов.
- Структурные гены: gag, env, pol; регуляторные — tat, rev, nef, vif.
- Ферменты вируса: обратная транскриптаза, интеграза, протеаза — основные мишени АРВТ.
- Адсорбция требует CD4-рецептора и корецепторов CCR5 или CXCR4.
- Поражаются Т-хелперы, макрофаги, дендритные клетки, микроглия и ряд CD4-негативных клеток.
- Стадия СПИДа диагностируется при падении CD4+ ниже 400/мкл и развитии оппортунистических инфекций.
- Диагностика основана на ИФА, иммуноблоттинге, определении p24 и ПЦР.
- Защитный иммунитет не формируется; вакцина не разработана, основа профилактики — барьерные и противоэпидемические меры.