Infekce HIV a AIDS - příčiny a patogeneze

Původce HIV infekce

Byly popsány dva sérotypy – HIV-1 a HIV-2, které se liší strukturálními a antigenními vlastnostmi. Na Ukrajině má HIV-1 (hlavní původce onemocnění) epidemiologický význam.

Taxonomie HIV

Virus lidské imunodeficience patří do říše Viridae, čeledi Retroviridae, podčeledi Lentiviridae.

Hlavní vlastnosti viru lidské imunodeficience

Struktura virové částice HIV

Podle elektronové mikroskopie má virus kulatý tvar a složitou strukturu. Průměr virionu je 100-120 nm.

Skupiny proteinů HIV-1 a HIV-2

Skupiny proteinů	HIV-1	HIV-2
Obalové proteiny (env)	GP160, GP120, GP41	Gр140, gр105, gр36
Jádrové proteiny (gag)	P17, p24, p55	P16, p25, p56
Virové enzymy (pol)	P31, p51, p66	R68

Molekulová hmotnost proteinů se měří v kilodaltonech (kDa): gp - glykoproteiny; p - proteiny.

Střed virionu obsahuje virový genom, který se skládá ze dvou řetězců RNA, vnitřních proteinů p7 a p9 a enzymů - reverzní transkriptázy (revertázy), proteázy, RNázy a integrázy (endonukleázy). Genom je obklopen vnitřní proteinovou membránou. Vnitřní membrána HIV-1 se skládá z proteinů p17, p24 a p55. Proteiny p16, p25 a p56 tvoří vnitřní membránu HIV-2. Vnější lipidovou membránou HIV-1 proniká glykoprotein gpl60, který se skládá z transmembránového (gp41) a vysoce imunogenního (gpl20) fragmentu. Membránové proteiny gp41 a gpl20 jsou spojeny nekovalentní vazbou a na povrchu virionu tvoří výběžky, které zajišťují připojení HIV k receptorům lidských cílových buněk.

Antigenní struktura

Virový genom obsahuje devět genů – tři strukturální a šest regulačních. Genom má variabilní strukturu v důsledku antigenního driftu. Existuje řada sérologických variant viru (například A, B, C, D, E, F, G, H).

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

Perzistence viru v prostředí

V přirozených podmínkách zůstává HIV (v sušeném stavu) aktivní několik hodin; v tekutinách obsahujících velké množství virových částic, jako je krev a ejakulát, několik dní.

V zmrazeném krevním séru se aktivita viru stanovuje po dobu několika let.

Zahřátí na 56 °C po dobu 30 minut vede ke 100násobnému snížení infekčního titru viru. Při vyšší teplotě (70–80 °C) virus umírá po 10 minutách. Pokud jsou viriony ošetřeny 70% roztokem ethylalkoholu po dobu jedné minuty, jsou inaktivovány. Při vystavení 0,5% chlornanu sodnému, 1% glutaraldehydu, 6% peroxidu vodíku, 5% lysolu, etheru nebo acetonu je také zaznamenána smrt virových částic.

HIV je relativně necitlivý na ultrafialové záření a ionizující záření.

Patogeneze HIV infekce

Diferenciační antigen CD4+ (CD - zkratka pro Cell Differentiation Antigen) a nespecifické (nezávislé na přítomnosti CD4+) složky jsou receptory pro HIV. CD4+ je glykoprotein s molekulovou hmotností 55 000 kDa. Jeho struktura je podobná určitým částem imunoglobulinů. Virový protein gpl20 má podobnou strukturu - ta určuje schopnost virionů proniknout do buňky.

Receptor CD4+, umístěný na membráně imunokompetentních buněk, plní funkci rozpoznávání antigenů (spolu s proteiny HLA - hlavní histokompatibilní komplex třídy II).

Typy buněk postižených virem lidské imunodeficience

Typ buňky	Tkáně a orgány
T-lymfocyty, makrofágy	Krev
Langerhansovy buňky	Kůže
Folikulární dendritické buňky	Lymfatické uzliny
Alveolární makrofágy	Plíce
Epitelové buňky	Tlusté střevo, ledviny
Cervikální buňky	Čípek
Oligodendrogliové buňky	Mozek

Obal HIV obsahuje proteiny lidského histokompatibilního komplexu tříd I a II, takže průnik viru do těla nezpůsobuje odmítací reakci. Fixace virionů na povrchu cílové buňky probíhá za účasti glykoproteinu gpl20. Glykoprotein gp41 zajišťuje fúzi virového obalu s membránou cílové buňky. Dvouvláknová RNA viru proniká do buňky, kde se pomocí reverzní transkriptázy syntetizuje jednovláknová provirová DNA. Poté se vytvoří dvouvláknová DNA, která se pomocí integrázy integruje do buněčné DNA. Virová DNA funguje jako matrice pro syntézu RNA, která sestavuje novou virovou částici.

Během replikace HIV se často vyskytují genetické chyby, které vedou ke vzniku různých podtypů viru.

Poté, co HIV pronikne do CD4+ buněk, začíná jeho replikace: čím aktivnější jsou CD4+ buňky, tím intenzivnější je reprodukce viru. Regulátory, které aktivují CD4+ buňky, proto zajišťují zvýšenou replikaci viru. Mezi takové regulátory patří TNF: faktor stimulující kolonie (colony stimulating factor) a IL-6.

Interferon a transformující růstový faktor jsou regulátory, které inhibují replikaci viru. Studie ukázaly, že TNF-a aktivuje transkripci provirové DNA HIV-1 v chronicky infikovaných T buňkách a makrofágech. Monocyty syntetizující TNF-a nejen indukují expresi HIV-infikovanými buňkami, ale také stimulují aktivaci latentního proviru. Je zaznamenána současná aktivita TNF-a, IL-6 a faktoru stimulujícího kolonie granulocytů a makrofágů.

Imunopatogenetické příznaky HIV infekce - deficit T-linku a B-linku imunitního systému: nedostatek složek komplementu a fagocytů; snížené funkce nespecifických obranných faktorů. Polyklonální aktivace B-lymfocytů vede na jedné straně k hypergamaglobulinémii a na druhé straně k oslabení schopnosti buněk produkovat protilátky neutralizující virus. Dochází ke zvýšení počtu CIC a tvorbě protilátek proti lymfocytům; to způsobuje ještě větší pokles počtu CD4+ T-lymfocytů. Je zaznamenán rozvoj autoimunitních procesů. Porážka imunitního systému při HIV infekci je systémová.

Spolu s deficitem CD4+ lymfocytů se v průběhu onemocnění zvyšuje funkční insuficience CD8+ lymfocytů, NK buněk (přirozených zabíječů) a neutrofilů. Se zhoršením imunitního stavu se rozvíjejí různá infekční, alergická, autoimunitní a lymfoproliferativní onemocnění a také syndrom charakteristický pro imunokomplexní onemocnění (tyto faktory určují klinický obraz HIV infekce).

V počátečních stádiích onemocnění tělo produkuje protilátky neutralizující virus, které potlačují aktivitu volně cirkulujících virů. Tyto protilátky však nepůsobí na viry, které se nacházejí v buňkách (proviry). Postupem času (obvykle po 5-6 letech) se ochranné schopnosti imunitního systému vyčerpávají a v důsledku toho se virus hromadí v krvi.