Постоянная изменчивость вируса из-за высокой мутабельности

Кубический тип симметрии

ВИЧ-1 – основной возбудитель СПИДа. ВИЧ-2 – Эндемичен для Западной Африки (редко встречается в других регионах)

Морфология и основные антигены Собственные оболочечные белки вируса: · трансмембранный гликопротеин gp41 (glykoprotein 41kD) · внешний белок – gp120 (glykoprotein 120 kD). Gp120 и gp 41 формируют отростки на поверхности вирионов, имеющих "шляпки" диаметром 15нм. "Шляпка" отростка состоит из трех молекул gp120. На вновь образованной вирусной частице имеется 72 отростка. От этих отростков зависит способность вируса проникать в клетки, обуславливая их гибель. Нуклеоид вируса имеет продолговатую форму, вытягиваясь вдоль всего диаметра вириона. Оболочка нуклеоида построена из молекул белка р24 (protein 24kD) и p18(protein 18kD). Между наружной оболочкой вириона и нуклеоида существует как бы каркас толщиной 5-7нм. Этот каркас состоит из р17. Внутри нуклеоида содержится три компонента. Первый – геном вируса, представляющий собой диплоидный набор одноцепочечных молекул РНК. Второй – р7, связанный с РНК. Третий – комплекс ферментов (обратная транскриптаза, протеаза, РНКаза, интеграза). ГЕНОМ ВИЧ Геном ВИЧ существует в виде геномной РНК и в виде ДНК, интегрированной в какую-либо хромосому клетки-хозяина. Такая ДНК-копия вирусного генома называется «провирус». Геномная РНК присутствует в составе зрелых вирусных частиц - вирионов ВИЧ. Кроме зрелого вириона геномная РНК ВИЧ определяется в инфицированной клетке-хозяине в ранние сроки после инфицирования, а также в терминальной стадии инфекционного процесса. Геном вируса включает 9 генов. А. Структурные гены n gag (группоспецифические антигены) Þ кодирует трансляцию белка-предшественника p55, который в ходе процессинга расщепляется на р17, р24, р 7, р8 n env (envelope=оболочка, gp шипов) Þ кодирует трансляцию белка-предшественника gp160, который в ходе процессинга расщепляется на два белка оболочки вириона – gp 120 и gp41. Его важной характеристикой является необыкновенно высокая изменчивость n pool (полимераза) кодирует белок-предшественник, в результате процессинга которого получаются четыре продукта: n 1. обратная транскриптаза (ревертаза) с молекулярной массой 66kD и 51kD; n 2. РНКаза 15kD – катализирует расщепление геномной РНК вируса n 3. Протеаза 10kD и 11kD обеспечивает процессинг белков gag и pol; n 4. Интеграза (эндонуклеаза) 31-34kD катализирует расщепление ДНК хромосомы клетки-хозяина и воссоединение с ДНК провируса. Б. Регуляторные гены n tat (трансактиватор транскрипции) Þ активация синтеза РНК вируса на матрице ДНК-транскрипта n rev (регулятор экспрессии вирусных белков) Þ перенос РНК-транскрипта в цитоплазму и синтез белков вируса (переход от латентной инфекции к продуктивной). Контроль работы генов gag, pol, env. n nef (отрицательный фактор экспрессии) Þ переход к латентной инфекции, снижение экспрессии клеточных CD4 n vpu (вирусный белок u - р16) Þ репликация провирусной ДНК Структура генома ВИЧ классическая, свойственная всем ретровирусам. Он содержит три больших гена структурных белков, обозначаемых gag, pol, env, и дополнительные малые гены, кодирующие регуляторные белки, - tat, vif, nef, rev, vpr, vpu, vpx. С диагностической точки зрения важны все структурные гены и ген nef. Что касается ВИЧ-2, то его геном несколько больше, чем у ВИЧ-1. Его антигенный состав несколько отличается от такового у ВИЧ-1. Поверхностный эпимембранный гликопротеид имеет меньшую молекулярную массу, чем gp120, и обозначается gp105. Однако, по своим свойствам и функции gp105 не отличается от gp120. Из животных к ВИЧ-1 восприимчивы шимпанзе. Штаммы ВИЧ Рецепторы для связи с gp120: n CD4 – основной рецептор. n дополнительные ко-факторы – рецепторы к хемокинам. Штаммы ВИЧ по тропизму к ко-факторам : n макрофаготропные ( М-тропные) – низкий уровень репликации, не образуют симпласты -- фенотип “slow/low” n Т-лимфотропные (Т-тропные) --высокий уровень репликации, образуют симпласты -- фенотип “rapid/high” n вирусы с двойной тропностью Прогрессирование ВИЧ-инфекции -- это смена фенотипа от М- к Т- Существует несколько путей попадания ВИЧ внутрь клеток. Их разделяют на специфические (опосредованные через специфический рецептор для ВИЧ – молекулу CD4) и неспецифические (независимые от рецептора CD4). Клетками-мишенями для ВИЧ могут являться Т4-лимфоциты (хелперы/индукторы), макрофаги, дендритные лимфоциты и их незрелые предшественники (клетки Лангерганса в коже), моноциты, эозинофилы, мегакариоциты, тимоциты, В-лимфоциты, нейроны, олигодендроциты, астроциты, эпителиальные клетки (толстый кишечник), клетки хорионтрофобласта плаценты, спермии, клетки эпителия шейки матки. Практически все они обладают рецепторами CD4. Однако, вопросы восприимчивости клетками ВИЧ до конца не понятны (связывание вируса с молекулой CD4 недостаточно для внедрения внутрь клетки; ВИЧ способен инфицировать клетки, не имеющие CD4-рецепторов) Эпидемиоло-гия, иммунитет и профи- лактика Биологические жидкости инфицированного, содержащие ВИЧ Количество вируса достаточно для заражения: n кровь, сперма, влагалищный секрет, цервикальный секрет, грудное молоко, ликвор Количество вируса не достаточно для заражения: n слюна, моча, слёзная жидкость Пути передачи вируса иммунодефицита человека: 1. При половых контактах; вероятность заражения здоровой женщины от инфицированного мужчины примерно в 2 раза выше, чем вероятность заражения мужчины от женщины: у стабильных сексуальных партнеров эта вероятность составляет для мужчин 11%, а для женщин - 20%. 2. От матери к плоду или ребенку; вероятность заражения ребенка от инфицированной матери составляет в среднем 20-40%. 3. При переливании ВИЧ-инфицированной крови и введении ее препаратов. Вероятность заражения реципиента после однократного переливания инфицированной крови составляет более 90%. 4. При трансплантации тканей или органов. 5. При совместном использовании одних и тех же шприцев и игл для внутривенных инъекций без предварительной стерилизации. Источником ВИЧ-инфекции является только человек - больной или вирусоноситель. Случаи заражения вирусом через пищевые продукты, напитки и через укусы насекомых неизвестны. Биологические свойства ВИЧ · Восприимчивость к ВИЧ-инфекции очень высокая (до 100%). · Инфицирующая доза - 1 вирусная частица, попавшая в кровь · Оптимальной для вируса является рН 7,0-8,0; · Вирус устойчив к действию УФИ и гамма-излучения в дозах, обычно используемых для стерилизации · В нативном состоянии, на предметах окружающей среды он сохраняет инфекционность до 14 дней · ВИЧ высоко чувствителен к нагреванию. · При +56 0С в течение 10 минут инфекционность ВИЧ снижается, · а в течение 30 минут достигается его полная инактивация. · При температуре 100 0С вирус погибает в течение 1 минуты. · Хлорсодержащие дезинфектанты (1-3% раствор хлорамина, 3% раствор хлорной извести) инактивируют вирус в течение 10-20 минут. · Ацетон, эфир, этиловый спирт также быстро обезвреживают вирус. · Активность ВИЧ снижается при снижении или повышении рН Создана вакцина на основе методов генной инженерии - рекомбинантный вирус осповакцины, несущий гены ВИЧ, ответственные за синтез обладающих высокой иммуногенностью антигенов. Решение вопроса об эффективности этих вакцин требует значительного времени из-за большой продолжительности инкубационного периода и высокой изменчивости возбудителя. Получение эффективных вакцин значительно ограничено высокой изменчивостью вируса и, в частности, изменчивостью антигена gp 120. Клиника и иммунитет ВИЧ-инфекция характеризуется : n медленным течением n поражением иммунной и нервной систем, n развитием на этом фоне оппортунистических инфекций, n развитием новообразований, n летальным исходом в 100 % случаев. В патогенезе ВИЧ-инфекции выделяют 6 стадий: n - "нулевая" – инкубационный период или первичная латентная – серонегативная, продолжительностью до 3-х месяцев и больше. n - 1 стадия – выраженной вирусной репродукции и первичного иммунного ответа – серопозитивная, продолжительностью до 6-12 месяцев. n - 2 стадия – гиперреактивности гуморального иммунитета, продолжительностью до 3-5 лет. n - 3 стадия – компенсированного иммунодефицита (число Т-лимфоцитов не менее 400 в 1 мкл., Т4/Т8 не менее 0,6). n - 4 стадия – выраженного угнетения клеточного иммунитета и начала декомпенсации гуморального иммунитета с угасанием 3 из 4 кожно-аллергических реакций. n - 5 стадия – полного отсутствия реакций гиперчувствительности замедленного типа и развитием локальных оппортунистических инфекций. n - 6 стадия – терминальная - с глубокими нарушениями клеточного и гуморального иммунитета и генерализованными оппортунистическими инфекциями. Одной из основных причин иммунодефицита при ВИЧ-инфекции является массовая гибель Т-хелперов. Она наступает вследствие следующих событий: 1. разрушение мембран и гибель Т-хелперов при выходе большого количества вновь синтезированных вирионов, 2. разрушение Т-хелперов, инфицированных вирусом или несущих на себе молекулы gpl20, Т-киллерами 3. вирусинфицированные и не зараженные вирусом Т-хелперы, образуют симпласты, состоящие из нескольких десятков клеток , которые погибают, 4. нарушается синтез различных интерлейкинов (факторов роста и дифференцировки В-лимфоцитов - IL-4, IL-5, IL-6 и др.), в результате чего нарушается функция системы Т-киллеров, 5. происходит подавление активности систем комплемента и макрофагов. Инфицированные вирусом макрофаги и моноциты долго не гибнут, но они не способны удалять вирус из организма. 6. из-за структурного и антигенного сходства gpl20 с рецепторами некоторых эпителиальных клеток организма происходит синтез антирецепторных антител с широким спектром действия. Такие антитела осложняют течение болезни аутоиммунными расстройствами, 7. ВИЧ-индуцированный апоптоз Т-лимфоцитов. Полагают, что таким способом могут погибать незараженные CD4 клетки, попадающие в сферу влияния ВИЧ-продуктов и ВИЧ-индуцированных перекосов в системе цитокинов. Следствием ВИЧ-инфекции является поражение всех основных звеньев системы иммунитета. Группы заболеваний у ВИЧ-инфицированных Для людей, пораженных ВИЧ-инфекцией, характерны 3 группы заболеваний : 1.Бактериальные, вирусные, грибковые и протозойные инфекции и инвазии. 2. Рак по меньшей мере трех типов: n саркома Капоши; n карциномы (включая рак кожи); n В-клеточная лимфома, возникающая из-за злокачественного перерождения В-лимфоцитов. 3. 10% больных дают первичные клинические синдромы, связанные с поражением ЦНС и проявляющиеся в виде деменции (слабоумия). Кроме того, инфекции ЦНС с проявлениями - энцефалит, менингит, миелит, менингоэнцефалит. Клинические критерии ВИЧ-инфекции. ВИЧ-инфекцию устанавливают при наличии по меньшей мере двух серьезных симптомов в сочетании хотя бы с одним незначительным симптомом К серьезным симптомам относят: а) похудение на 10% и более; б) длительное лихорадочное состояние, перемежающееся или постоянное; в) хроническая диарея. Незначительные симптомы: · упорный кашель, генерализованный дерматит, рецидивирующий опоясывающий герпес, кандидоз ротовой полости и глотки, хронический простой герпес, генерализованная лимфоаденопатия. Диагноз СПИДа ставят при наличии одной лишь саркомы Капоши, криптококкового менингита, пневмоцистной пневмонии. На клиническую картину болезни оказывает влияние присоединившаяся оппортунистическая инфекция. По Н.Р. Иванову и Д.И. Дранкину у больных СПИДом имеются следующие оппортунистические состояния: Злокачественные новообразования.

Лимфома головного мозга.
Саркома Капоши.

Инвазии:.

Токсоплазмоз (с поражением дыхательной и центральной нервной системы).
Криптоспоридиоз (кишечная форма с длительной диареей).
Стронгилоидоз (пневмонии, поражения ЦНС, диссеминированные процессы).

Микозы:

Пневмоцистная пневмония
Кандидоз (чаще пищевода и полости рта).
Криптококкоз (поражение легких, ЦНС, диссеминированный процесс).

n Бактериальные инфекции:

Легионеллезная пневмония.
Атипичный микобактериоз (диссеминирование инфекции).
Сальмонеллез (энтерит, сепсис).

Вирусные инфекции:

Цитомегаловирусная инфекция (поражение легких, ЖКТ и ЦНС).
Другие герпетические инфекции
Прогрессирующая лейкоэнцефалопатия.

Лабораторная диагностика Диагноз ВИЧ-инфекции, а также ее терминальной стадии может быть поставлен исключительно с помощью специфической лабораторной диагностики.

Выявление анти-ВИЧ-антител

n ИФА – определение суммарных специфических Ig n иммуноблотинг – Ig к отдельным белкам ВИЧ

Выявление вирусного антигена р 24

n ИФА

Детекция вирусного геномного материала

n ПЦР – ДНК в клетках крови n обратная ПЦР – РНК в крови n уровень «вирусной нагрузки» - до 20-50 копий/мл) n контроль за эффективностью терапии

Выделение вируса (культивирование вируса)

ДИНАМИКА АНТИГЕНЕМИИ И АНТИТЕЛОГЕНЕЗА ПРИ ВИЧ- ИНФЕКЦИИ Антигены ВИЧ, в частности р24, могут быть обнаружены с помощью ИФА уже через две недели после заражения и сохраняются в последующем на протяжении 8 недель. Антитела появляются только через 6-8 недель после инфицирования и достигают пика еще спустя 2-4 недели. Иногда (примерно в 0,4% случаев) встречается так называемая «обратная сероконверсия», когда выявляемые в начале антитела надолго исчезают из крови пациентов. При этом вирус в организме сохраняется, о чем свидетельствует положительная ПЦР и реакция диссоциации иммунных комплексов. В крови ВИЧ-инфицированных обнаруживаются антитела практически ко всем структурным белкам ВИЧ (р15, р17, р24. р31, р41, р51, р55, р66, gp120, gp160). У пациентов в терминальном периоде заболевания концентрация антител к ВИЧ может значительно снижаться, что приводит к ложноотрицательным результатам ИФА и ИБ. В настоящее время одним из наиболее эффективных методов прямого выявления ВИЧ считают ПЦР. Необходимо помнить о том, что существует возможность появления ложноположительных результатов ИФА- анализа. Во-первых, их могут обусловить антитела, родственные антителам против gpl20, «случайные» антитела, перекрестно реагирующие с ВИЧ-антигенами. Во-вторых, вероятность ложноположительного результата зависит от качества тест-систем и в среднем составляет около 0,4%. Подтверждающим или снимающим положительный результат ИФА является иммуноблотинг. Вирусологический метод мало применяется из-за сложности культивирования вируса Методы культивирования. ВИЧ-1 и ВИЧ-2 удается культивировать в клетках только одного клона Т-СD4-лимфоцитов - Н9, полученного из лейкозных Т-СD4-лимфоцитов. Культура ВИЧ-1 (культура мононуклеарных клеток) применяется для выявления инфекции у новорожденных от инфицированных ВИЧ-1 матерей. Этот тест может также играть роль при окончательном диагнозе у лиц с повторно неопределенным ИММУНОблоттингом. Проблема специфической профилактики заключается в получении высокоэффективной вакцины. Такая вакцина должна отвечать по крайней мере трем следующим условиям: а) быть абсолютно безопасной; б) стимулировать накопление В-лимфоцитов, способных синтезировать вируснейтрализующие антитела; в) стимулировать активность Т-цитотоксических лимфоцитов.

Отличительные признаки медленных инфекций

1. Необычно продолжительный (месяцы и годы) инкубационный период

2. Медленно прогрессирующий характер течения

3. Необычность поражения органов и тканей

4. Необратимые поражения ЦНС

5. Неизбежность смертельного исхода

Вирусы, вызывающие медленные инфекции человека

n вирус кори (подострый склерозирующий коревой панэнцефалит – ПСКП)

n вирус краснухи( прогрессирующая врожденная краснуха – ПВК, прогрессирующий краснушный панэнцефалит – ПКП)

n вирус герпеса ( подострый герпетический энцефалит – ПГЭ, хронический инфекционный мононуклеоз – ХИМ)

n вирус клещевого энцефалита

n вирус бешенства ( хроническая рабичекая инфекция )

n паповавирусы (JC – прогрессирующая многочаговая лейкоэнцефалопатия - ПМЛ)

n ВИЧ

Прионовые болезни.

Этиологическим фактором выступает безнуклеиновый низкомолекулярный белок, названный Прузинером прионовым белком или прионом. Патогенез поражений, обусловлен способностью прионового белка вызывать мутацию гена, кодирующего синтез нормального нейронального прионового белка клетки, в результате чего начинается синтез белка скрейпи, таким образом, мутировавший ген становится источником наработки приона скрейпи.

Отличия PrSc от PrPC

n инфекционность

n уникальные физико-химические свойства:

резистентность к кипячению
резистентность к действию паров 70% этанола и формальдегида
сохранение в тканях, фиксированных 10% р-ром формальдегида

инертность к действию реагентов, разрушающих нуклеиновые кислоты
нечувствительность к действию веществ, разрушающих, денатурирующих и модифицирующих белки

Особенности патогенеза прионовых инфекций

n PrPSc локализуется внутриклеточно, полимеризуясь в палочковидные структуры

n внутриклеточная локализация и резистентность к действию протеаз обуславливает отсутствие у прионов иммуногенных свойств

n проникновение в нейрон приона Þ изменение кода структуры PrPC Þ накопление PrPSc Þ дегенеративный процесс