Возбудитель и строение вириона
Вирус иммунодефицита человека относится к семейству ретровирусов и подсемейству лентивирусов (медленных вирусов). Наибольшее клиническое значение имеет ВИЧ-1 — виновник глобальной пандемии, произошедший от вируса шимпанзе. ВИЧ-2, имеющий обезьянье происхождение, протекает мягче и встречается преимущественно в странах Африки.
Сам вирион имеет размер около 100 нм. Снаружи он покрыт оболочкой со специфическими шипами, состоящими из гликопротеинов:
- gp120 — наружная (поверхностная) часть шипа;
- gp41 — внутренняя (трансмембранная) часть.
Под оболочкой находится матрикс и конусообразный капсид. Внутри сердцевины скрывается геном, представленный двумя нитями РНК, и ключевые ферменты для размножения: обратная транскриптаза (p66/p51), интеграза (p31–32) и протеаза (p10).
Механизм рецепции и жизненный цикл
Входными воротами инфекции чаще всего служат слизистые оболочки мочеполового или пищеварительного тракта. Первыми вирус перехватывают отростки дендритных клеток: они транспортируют его в регионарные лимфоузлы, где передают главным мишеням — CD4+ Т-лимфоцитам.
Проникновение в клетку представляет собой сложный многоступенчатый каскад:
- Связывание: вирусный белок gp120 соединяется с основным рецептором CD4 на поверхности Т-лимфоцита.
- Корецепция: после первого контакта gp120 меняет свою конфигурацию и цепляется за корецепторы (хемокиновые рецепторы CXCR4 или CCR5).
- Слияние (фузия): белок gp41 обеспечивает слияние оболочки вируса с клеточной мембраной.
- Обратная транскрипция и интеграция: внутри клетки вирусная ревертаза синтезирует ДНК на матрице РНК. Затем интеграза встраивает этот провирус в ДНК клетки-хозяина.
Ключевая особенность ВИЧ: для успешного встраивания в геном вирусу не нужно, чтобы клетка делилась. Благодаря этому формируются скрытые резервуары латентной инфекции в «дремлющих» макрофагах и Т-клетках памяти.
Иммунный ответ и механизмы ускользания
В острой фазе инфекции организм отвечает достаточно эффективно: появляются вирусспецифические CD4+ хелперы и CD8+ Т-киллеры. Цитотоксические лимфоциты активно уничтожают зараженные мишени, прерывая репликацию и снижая концентрацию вируса в крови (виремию).
Однако вирус обладает колоссальной изменчивостью и быстро обходит иммунную защиту. Ген env, кодирующий белки оболочки, мутирует с высочайшей скоростью. Особенно быстро меняется гипервариабельная петля V3 — главная мишень для нейтрализующих антител. Вирус постоянно меняет свои поверхностные антигены, избегая распознавания.
При хроническом течении наступает функциональное истощение иммунитета. CD8+ клетки теряют свою агрессивность из-за дефицита интерлейкина-2 (IL-2), вырабатываемого хелперами. Иммунный ответ патологически сдвигается от клеточного (Th1) к гуморальному (Th2), что окончательно ослабляет противовирусную защиту.
Патогенез СПИДа: как разрушается иммунитет
Главный признак прогрессирования ВИЧ в терминальную стадию — СПИД — это катастрофическое падение числа CD4+ Т-лимфоцитов. Стадия клинических проявлений регистрируется, когда их количество падает ниже 200 клеток на 1 мкл крови. При этом иммунорегуляторный индекс (соотношение CD4/CD8) снижается с нормальной единицы до 0,1–0,6.
Парадоксально, но в самом организме инфицировано не более 10–15% лимфоцитов в тканях и всего около 1% в периферической крови. Основная убыль клеток происходит по другим причинам:
- Апоптоз неинфицированных клеток. Это главная причина иммунодефицита. Свободно циркулирующие вирусные белки (например, растворимый gp120 или регуляторный белок Vpr) связываются с рецепторами здоровых Т-лимфоцитов и запускают в них программу клеточного самоубийства.
- Цитопатогенное действие. Прямое разрушение мембран инфицированных клеток при массовом отпочковывании новых вирионов.
- Образование синцития. Вирусный белок gp120 склеивает мембраны соседних Т-клеток, заставляя их сливаться в огромные нежизнеспособные многоядерные структуры.
Для запоминания структуры шипа ВИЧ: «120 снаружи, 41 внутри». Гликопротеин gp120 — это наружная шляпка, цепляющаяся за рецептор, а gp41 — трансмембранная ножка, протыкающая клетку для слияния.
Вопросы с занятий и экзамена
Требуется ли ВИЧ деление клетки для размножения?
Нет. Вирусный фермент интеграза способен встраивать провирусную ДНК в геном даже тех клеток, которые находятся в стадии покоя (например, неактивные Т-клетки памяти).
Как меняется профиль антител с течением болезни?
Антитела к белкам оболочки (gp120) сохраняются на высоком уровне всю болезнь. А вот антитела к внутреннему белку p24 (ген gag) на поздних стадиях истощаются и исчезают, уступая место повторному росту виремии.
Гибнут ли от ВИЧ только зараженные Т-лимфоциты?
Нет, основная масса погибающих клеток — это неинфицированные CD4+ лимфоциты. Вирусные белки запускают в них массовый апоптоз, что и приводит к глубокому иммунодефициту.
Что ещё разобрать по теме
- Генетическая структура вируса: роль регуляторных генов tat, rev, nef.
- Изменения в цитокиновом профиле и динамика соотношения Th1/Th2 при хронизации.
- Особенности рецепции на дендритных клетках с участием DC-SIGN.
- Влияние дефектного белка nef на появление ВИЧ-инфицированных «долгожителей».
- Спектр клеток-мишеней: от макрофагов до астроцитов и клеток микроглии.
Разберите тему целиком в курсе «Иммунология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «ВИЧ-инфекция и СПИД» и ещё 723 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 23 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Иммунитет в защите и повреждении организма. Патология иммунитета»
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.