Гены ВИЧ

(2 Голосов)
Рейтинг пользователей: / 2
ХудшийЛучший 

Прослеживается определенная географическая зависимость распространения отдельных субтипов ВИЧ.

ВИЧ отличает исключительно высокая генетическая изменчивость, она в 30-100, а по некоторым данным и в миллион раз выше, чем у вируса гриппа. Касается она не только штаммов вируса, выделенных от разных больных, но и в разное время года от одного и того же больного. Высокая генетическая изменчивость во многом связана с. продуктом гена env вируса — gp120, вариабельность аминокислотной последовательности которого составляет 5-20% для изолятов одного субтипа и 25-35% для разных субтнпов. Особенно вариабелен участок gp120, образующий петлеобразный домен, получивший название V3-петли, состоящий из 35 аминокислот и к которому вырабатывается 80-95% всех нейтрализующих антител.

Исключительная генетическая изменчивость позволяет вирусу выжить в инфицированном организме, ибо всегда в огромном пуле найдется вирус, способный к эволюционному отбору.

Наряду с генетическими особенностями ВИЧ-1 имеет фенотипические различия. Так, у ВИЧ-инфицированных по репликатнвной активности выделяют: a) rapid/high — высокоинфекционные, эффективно реплицирующие изоляты и б) slow /low — низкоинфекцнонные, слабо реплицирующие изоляты. По характеру цитопатического действия изоляты классифицируют на: а) низко реплицирующиеся, не способные к образованию синцития; б) высоко реплицирующиеся, не образующие синцитий (НСО) и в) высоко реплицирующиеся, образующие синцитий (СО). По тропизму классифицируют лимфоцитотропные изоляты (разгар болезни) и моноцитотронные (начальные этапы болезни).

Прогрессирование ВИЧ-инфекции связано с тропизмом вируса к Т-хелперам, способности индуцировать синцитий и/или с высокой репликативной активностью. Мутации в гене env определяют переход изолятов НСО в СО. Переход в СО появляется при снижении CD4+-клеток до 400-500 в 1 мкл. При появлении СО-вариантов изолятов HIV дальнейшее падение уровня CD4+-клеток идет прогрессивнее. В стадии СПИД СО-варианты изолятов выявляются не у всех больных, следовательно и НСО могут обусловить формирование терминальной стадии и смерть больного. Мутации в гене pol обеспечивают у HIV формирование резистентности к ингибиторам обратной транскриптазы. Быстрое уменьшение CD4+ лимфоцитов связано с более высоким уровнем репликативной активности HIV, как образующих, так и не образующих синцитий.

Инфекционный процесс при заражении ВИЧ носит последовательный, фазовый характер: проникновение вируса через слизистую оболочку половых путей или непосредственное поступление в кровоток, связывание вириона с поверхностью клетки, слияние мембраны клетки и вириона, обеспечивающее проникновение вируса внутрь, высвобождение нуклеотида и геномной РНК вируса, интеграция генома вируса в геном инфицированной клетки, латентная фаза, фаза активации транскрипции с ДНК провируса и последующая трансляция белков вируса, наработка всех компонентов вируса и формирование новых (дочерних) вирионов, их высвобождение из клетки, сопровождающееся цитопатическим эффектом для клетки-мишени. Весь каскад этих превращений начинается со связывания вириона с поверхностью клетки-мишени. Это обеспечивается как специфическими, т. е. через специфический для вириона рецептор (молекула CD4), так и неспецифическими, т. е. не зависящими от наличия CD4 компонентами. Высокая плотность CD4 на поверхности Т-хелперов определяет их преимущественное поражение при ВИЧ-инфекции. Плотность рецепторов — величина не постоянная, она зависит от функционального состояния клетки и при активации ее возрастает. Поэтому неактивированные CD4+ лимфоциты более устойчивы к вирусу. Иными словами, одни субпопуляции CD4+ лимфоцитов лучше обеспечивают рецепцию ВИЧ по сравнению с другими.

Процесс инфицирования клетки вирусом осуществляется в две фазы: прикрепления и слияния. Прикрепленный через gp120 к рецептору CD4 клетки-мишени вирус белком gp41 оболочки сливается с мембраной клетки. Дальнейшее проникновение вируса в клетку осуществляется, очевидно, и путем эндоцитоза, и через плазматическую мембрану. В процессе инфицирования клетки белок ВИЧ gp41 не только обеспечивает слияние вирусной мембраны с мембраной клетки, но также определяет слияние мембран соседних инфицированных клеток с образованием одной многоядерной синцитиальной клетки (синцитий), обреченной на гибель, продолжительность жизни синцитиальных клеток не превышает 3-7 дней. Вирулентность ВИЧ коррелирует с возможностью образовывать синцитий.

В цитоплазме клетки-мишени информация с вирусной РНК переписывается на ДНК с помощью обратной транскриптазы с образованием в конечном итоге промежуточной двухнитевой линейчатой ДНК, которая транспортируется в ядро клетки, там приобретает кольцевую форму и интегрирует с ядром клетки, превращаясь в ДНК-провирус. Интеграция осуществляется под влиянием фермента интегразы, взаимодействующей с концевыми последовательностями LTR. Характерная и отличительная особенность ВИЧ от других ретровирусов — сохранение части ДНК в неинтегрированном состоянии, эта ДНК самостоятельно функционирует как репликон. Таким образом, в организме зараженного ВИЧ находится в двух вариантах. Заражение происходит зрелым вирусом, геном которого представлен РНК. В клетках инфицированного человека на геномной РНК, как на матрице, синтезируется провирус с помощью особого вирусного фермента — обратной транскриптазы. ДНК, содержащая провирус, выполняет в свою очередь функцию матрицы для синтеза информационной РНК. С последней транслируются вирусные белки и транскрибируется полноразмерная геномная РНК для новых вирионов.

Заканчивается морфогенез цитопатическим действием ВИЧ, которое может быть выражено: а) прямой деструкцией и цитолизом инфицированной клетки, б) синцитиеобразованием, т. е. слиянием мембран инфицированных и неинфицированных клеток, имеющих CD4, в силу чего клетки теряют свои физиологические функции, в) хронической инфекцией без выраженного цитолиза (дендритные лимфоциты, моноциты/ макрофаги, нейроны), г) патогенным эффектом отдельных белков ВИЧ (около половины гликопротеина gp120, синтезируемого в клетке, идет не на построение новых вири-онов, а, проникая во внеклеточную среду, связываются с CD4, преимущественно неинфицированных ВИЧ клеток, обусловливая этим инактивацию иммунокомпетентных клеток, в частности Т4 (СD4*)-лимфоцитов.

В настоящее время идет интенсивное изучение структуры ВИЧ, патогенеза и морфогенеза, терапии и разработка вакцин. Отрабатываются возможности этих исследований на экспериментальных животных.

Особенности ВИЧ-2. ВИЧ-2 был впервые выделен в 1985 г. от больных СПИДом в Гвинее-Биссау и Островах Зеленого Мыса. Исследования показали, что обусловленные ВИЧ-2 и ВИЧ-1 заболевания являются самостоятельными инфекциями, так как имеются различия в особенностях возбудителей, клинике и эпидемиологии.

ВИЧ-2 преимущественно распространен в странах Западной Африки, антитела к нему обнаружены у жителей 15 африканских стран (Ангола, Буркина-Фасо, Гана, Гамбия, Гвинея, Гвинеи-Биссау, Зимбабве, Камерун, Кот Д'Ивуар, Мали, Мозамбик, Сенегал, Сьерра-Леоне, Того и Центральиоафри-канская Республика). Инфекция за пределами Западной Африки регистрируется довольно редко.

Причем в Гвинея-Биссау ВИЧ-2 является практически единственным циркулирующим среди населения вирусом иммунодефицита, в Сенегале, Гамбии, Мали и Мозамбике среди инфицированных ВИЧ на долю ВИЧ-2 приходится от 37 до 68% и почти у половины выявляется двойная инфекция.

Изучение структуры ВИЧ-2 показало, что при определенном сходстве с ВИЧ-1 он отличается от последнего по антигенной структуре и по последовательности оснований в нуклеиновых кислотах. Белок ВИЧ-2 более близок по своим свойствам, антигенной структуре и составу генетического материала к вирусу иммунодефицита обезьян, чем к ВИЧ-1. Наиболее существенным различием между вирусами является наличие у ВИЧ-1 гена vpu, не обнаруживаемого у ВИЧ-2, зато ВИЧ-2 содержит ген vpx, которого нет у ВИЧ-1. Имеются различия в молекулярной массе белков ВИЧ-1 и ВИЧ-2. В частности, наружный оболочечный гликопротеии имеет молекулярную массу 120 кД, у ВИЧ-2 этот белок имеет молекулярную массу 140 кД. Трансмембранный белок у ВИЧ-2 — 36 кД, а у ВИЧ-1 — 41кД. Белки, кодируемые геном gag, у ВИЧ-1 имеют молекулярную массу 24 и 17 кД, а у ВИЧ-2 — 26 и 15 кД. Сыворотки крови большинства людей, инфицированных ВИЧ-2, не реагируют с оболочечными антигенами ВИЧ-1, но дают перекрестные реакции с антигенами, кодируемыми геном gag. Оба вируса инфицируют те же популяции клеток, связываются с теми же CD4-рецепторами.

Большинство эпидемиологов предполагает, что распространение ВИЧ-2 еще только начинается. ВИЧ-2 передается теми же путями, что и ВИЧ-1. Вирус выделен как от лиц с клинически выраженным СПИДом, так и от бессимптомных носи гелей. Считается, что ВИЧ-2 передается преимущественно путем гетеросексуальных половых связей. При обследовании различных групп населения было выявлено, что число сероположительных результатов к ВИЧ-2 было в 10-15 раз больше среди проституток, чем среди других групп населения. В странах Западной Африки число сероположительных с антигенами ВИЧ-1 лиц было значительно ниже, чем с таковыми ВИЧ-2. В то же время ВИЧ-2 почти отсутствует в центральноафриканских странах.

Как показало наблюдение за проститутками в течение трех лет, ВИЧ-2-инфекция развивается значительно медленнее, чем при инфицировании ВИЧ-1 — через 3 года после выявления серопозитивности к ВИЧ-2 не было выраженных лимфаденопатией или СПИДа, что, очевидно, связано с меньшей вирулентностью ВИЧ-2.

Наблюдения показали, что ВИЧ-2 не передается столь легко, как ВИЧ-1. Но так как основным путем передачи является гетеросексуальный, в 40% семей были сероположн-тельны оба супруга. В то же время нет данных за вертикальную передачу ВИЧ-2, не наблюдалась также передача инфекции вследствие кормления грудью. Большинство серопозитивных детей инфицировано при переливании крови.

Изучение клинической картины показало, что ВИЧ-2-инфекция развивается медленнее, чем ВИЧ-1, хотя симптоматика СПИД, вызванного ВИЧ-2, в целом не отличается от симптоматики СПИДа, вызванного ВИЧ-1. У больных наблюдается резкое снижение количества циркулирующих С04-лимфоцитов. Но течение болезни более благоприятное, у инфицированных ВИЧ-2 даже через 3 года не было выраженных лимфаденопатией или СПИДа.

Существующие лизатные диагностические системы ИФА, предназначенные для диагностики ВИЧ-1, позволяют также распознать инфекцию ВИЧ-2 в 82-84% случаев, поскольку антигены, кодируемые генами gag и pol, обнаруживают значительную гомологию. Перекрестные реакции могут наблюдаться не только в ИФА, но и в иммуноблоте. Реже перекрестные реакции имеют место при использовании конкурентного ИФА.