СПИД

СПИД

СПИД - одна из важнейших и трагических проблем, возникших перед всем человечеством в конце XX века. Синдром приобретенного иммунного дефицита (СПИД) представляет собой заболевание вирусной этиологии, протекающей с поражением иммунной и нервной систем и проявляющееся развитием тяжелых инфекционных поражений и злокачественных новообразований. СПИД - это сложная научная проблема. Борьба со СПИДом в значительной мере осложняется из-за отсутствия эффективных лечебных препаратов, а также из-за невозможности проводить вакцинацию. Именно поэтому решающее значение в борьбе с эпидемией СПИДом имеет санитарное просвещение, полная и объективная информация широких слоёв населения об актуальности проблемы СПИДа и эффективных способах предупреждения заражения. Санитарно-просветительной работе уделяет главное внимание и Всемирная организация здравоохранения.

Первые случаи инфицированности наблюдались в Африке ещё в 1959 году, в США - с 1977 года. С 1987 года процесс распространения нового инфекционного заболевания принял характер эпидемии. Болезнь сегодня зарегистрирована в 152 странах мира. В настоящее время Всемирной организацией здравоохранения зарегистрировано около 2 млн. случаев СПИДа. Данные о числе ВИЧ - инфицированных в зависимости от источника варьируют от 13 до 20 млн., но, по меньшей мере , 8 млн. из них только в Африке. Согласно авторитетным прогнозам, в 2000 году в мире будет от 40 до 110 млн. ВИЧ - инфицированных. Болезнь СПИД является трудно контролируемой, что объясняется:

1) отсутствием эффективных средств лечения;

2) отсутствием средств первичной профилактики (вакцинации);

3) трудности контактов с группами населения, наиболее поражаемыми СПИД. Эксперты считают, что для создания вакцины потребуется от 8 до 20 лет. Заболевание характеризуется высоким уровнем летальности - 40 - 90 % . За все время, прошедшее с момента описания первых случаев СПИД, не было ни одного факта излечения или выздоровления от этого заболевания. Все носители возбудителя СПИД являются потенциально больными. Вирусологические исследования, выполненные научными группами Люка Монтанье в Институте Пастера

( Франция) и Роберта Галло в Национальном институте рака (США) позволили в 1983 году обнаружить действительную причину возникновения СПИД - Т-лимфотропный ретровирус, получивший позже наименование HIV - hyman immunodeficiency virus (ВИЧ - вирус иммунодефицита человека).

У врачей уже имеется около двухсот тысяч историй болезни, поэтому клинические осбенности СПИДа к настоящему времени изучены достаточно хорошо. Труднее всего распознать болезнь в самом начале. Когда же болезненный процесс заходит далеко, у больного наблюдается три основных вида нарушений (к сожалению, они могут присутствовать одновременно в различных сочетаниях, вызывая особенно тяжёлое течение болезни). Прежде всего более чем у половины больных наблюдаются различные вторичные инфекции, обусловленные бактериями, грибами, вирусами или даже простейшими организмами. Это - кандидоз слизистых оболочек полости рта (“молочница”) или пищевода, пневмоцистная или герпетическая пневмония, криптоспоридиозное или цитомегаловирусное поражение тонкого или толстого кишечника, туберкулёз различных органов и систем. Более чем у половины больных наблюдаются также неврологические и псиxические нарушения, обусловленные поражением центральной и периферической нервной систем (причиной этиx поражений является как сам ВИЧ, так и его “ союзники “ - криптококки, токсоплазмы, вирусы простого герпеса и опоясывающего лишая и т.д.). Наконец, у каждого третьего больного СПИДом развиваются различные опухоли - саркомы, глиомы, лимфомы, меланомы и другие “ ...омы “.

С эпидемиологической точки зрения СПИД представляет собой инфекционное заболевание антропонозного характера с контактным и вертикальным механизмами передачи. Источником инфекции является инфицированный человек, находящийся на любой стадии заболевания, т. е. независимо от клинических признаков болезни. Наиболее интенсивная передача вируса происходит при половых контактах с больными и вирусоносителями. Особенно высок риск заражения при гомосексуальных контактах, что может быть объяснено тремя причинами:

1) В процессе гомосексуального контакта возбудитель с семенной жидкостью проникает непосредственно в кроваток полового партнёра через микротравмы в слизистой кишки и анального канала. С учётом обильного венозного кровоснабжения прямой кишки опасность инфицирования пассивного партнёра представляется высокой. Достаточно велик риск заражения активного партнёра через эрозии и трещины на коже полового члена .

2) Эпителий прямой кишки вследствие наличия на поверхности его клеток рецепторного белка CD 4, с которым непосредственно взаимодействует gр 120 вируса, способен служить резервуаром вируса СПИД и тем самым обеспечивать гематогенную диссеминацию возбудителя в организме пассивного партнёра даже при отсутствии микротравм ректальной слизистой, а также инфицирование активного партнёра по механизму, указанному выше .

3)Клетки Лангергаса - макрофаги слизистой оболочки прямой кишки, несущие на поверхности белок - рецептор CD 4 и вследствие этого обладающие способностью взаимодействовать с ВИЧ, после инфицирования и миграции из регтальной слизистой заселяют строму лимфатических узлов различной локализации, превращаясь в другие клеточные элементы микрофагального ряда. Контактируя с Т4-лимфоцитами в лимфоузлах, трансформированные микрофаги инфицируют их и способствуют диссеминированию возбудителя СПИД в организме (рис . 1).

Другой принципиальный фактор передачи ВИЧ - инфицированная кровь и её компоненты. Заражение происходит при переливаниях крови, плазмы, препаратов VIII или IX факторов свёртывающейся системы. ВИЧ может быть передан с инфицированными инъекционными иглами, шприцами и другим инструментарием.

Вертикальный механизм передачи возбудителя (от матери - плоду) осуществляется трансплацетарно или в процессе родов.

В соответствии с описанными путями и факторами передачи возбудителя эпидемиологический анализ позволяет выявить несколько групп повышенного риска заболевания СПИД:

1. Гомосексуалисты и бисексуалы. В США, где количество больных СПИД сегодня наибольшее по сравнению с другими странами мира , 73,6 % больных приходится на долю данной группы .

2. Наркоманы, использующие внутривенное введение наркотиков. Среди больных СПИД зарегистрированных в США, удельный вес данной категории пациентов составляет 17 % .

3.Проститутки. Инфицированность в данной группе достигает 40%, а в странах Африки - до 90 % .

4.Больные гемофелией и лица, эпизодически подвергающиеся переливаниям крови или её компонентов. Исследования французских специалистов (Sultan Y., 1987) показывают, что инфицированность ВИЧ у больных гемофилией во Франции достигает 48 % , тогда как в США вирусом СПИД инфицированно более 2/3 пациентов (Levine P. H. ,1987) .

5.Больные сифилисом и вирусным гепатитом В при затяжном и хроническом течении. Эпидемиологическая и отчасти патогенетическая связь между сифилисом и СПИД настолько существенна, что ряд исследователей даже рассматривают СПИД как оппортунистическую инфекцию у больных сифилисом.

В отношении эпидемиологической взаимосвязи вирусного гепатита и СПИД установлено следующее:

а) около 90 % больных вирусным гепатитом В, зарегистрированных Центром по борьбе с заболеваниями (США), относятся к вышеперечисленным группам риска заболевания СПИД;

б) экспоненциальный характер распростространения при вирусном гепатите В и СПИД весьма схожи;

в) около 80 % больных СПИД имеют серологические маркеры инфекции вирусом гепатита В.

В последнии годы установленно, что между вирусным гепатитом В и СПИД существует связь, обусловленная не только общими путями и факторами передачи возбудителя, но и гораздо более фундаментальными механизмами. Выяснено( Noonan C., 1985; Jerom B., 1986),что в геноме обоих возбудителей существуют области, характеризующиеся значительным сходством нуклеотидного состава .

6. Дети матерей, инфицированных ВИЧ. Дети серопозитивных матерей заражаются трансплацентарно или в процессе родов в 75 - 90 % случаев.

Рассматривая пути и факторы передачи вируса СПИД, необходимо подчеркнуть, что передача ВИЧ контактно - бытовым путём: через рукопожатия, объятия, поцелуи, посредством предметов обихода, посуды и т.п. - является невозможной. Нет никаких достоверных данных о передаче ВИЧ трансмиссивным путём - через кровососущих членистоногих (комаров, москитов, клещей и пр.).

ВИЧ относится к семейству ретровирусов, т. е. вирусам, геном (ВИЧ с РНК) которых может встраиваться генам человека, например в геном клеток крови - лимфоцитов - или клеток мозга .

Cвоим названием ретровирус обязаны необычному ферменту - обратной транскриптазе, которая закодирована в их геноме и позволяет синтезировать ДНК на РНК матрице. Таким образом, ВИЧ способен продуцировать в клетках - хозяевах, таких как “ хелперные “ Т4 - лимфоциты человека, ДНК - копии своего генома. Вирусная ДНК включается в геном лимфоцитов, где её экспрессия создаёт условия для развития хронической инфекции. ДНК встраивается в генетический аппарат клетки и изменяет её жизнедеятельность, в результате чего в этой клетке начинает образовываться вирусные белки. Эти “ кирпичики “ затем складываются в цельные вирусные частицы, которые выходят наружу и проникают в другие, ещё не зарожённые клетки. Родительская клетка вскоре погибает. Факт интеграции ВИЧ в геном клетки - хозяина, окажется очень трудно преодолимым препятствием для разработки таких антивирусных агентов, которые не только подавляли бы инфекцию, но и уничтожали её.

Вирусы иммунодефицита очень маленькие - на линии длинной 1 см может поместиться от 70 до 100 тысяч вирусных частиц. ВИЧ обладает типичной для всех ретровирусов поверхностной мембраной и содержит характерный нуклеоид ( сердцевинную часть ) палочковидной или конической формы ( рис . 2 ) . В сердцевине вириона идентифицированы три вида белков : р 24 , р 18 и р 15 с молекулярной массой 24, 18 и 15 килодальтон, обладающие выраженными антигенными свойствами. Методами имунноэлектронной микроскопии установлено, что белок р 18 прилежит с внутренней стороны к оболочке вируса , р 24 образует слой, непосредственно покрывающий сердцевинные структуры, а р 15 связывается с молекулами РНК . Сердцевина вириона содержит две молекулы РНК и обратную транскриптизу (рис . 3) . Оболочка вируса заключает в себе гликопротеид gp 160 , состоящий из эпимембранной части обозначаемой gp 120 и трансмембранной части gp 41. Аминокислотный состав gp 120 достаточно изменчив. Это объясняет тот факт, что за последние годы антигенные свойства ВИЧ изменились на 30% (рис .4).

Геном вируса СПИД содержит около 9200 нуклеотидов формирующих 9 генов, которые с обеих сторон полунуклеотидной цепи ограниченны длинными кольцевыми повторами. Генетическая структура ВИЧ характеризуется наличием трех структурных генов и шести регуляторных генов. Проникнув в организм человека в момент заражения, этот вирус в начале никак себя не проявляет, но только “ приспосабливается “ и распространяется по различным органам и тканям. В течение нескольких недель продолжается так называемый инкубационный (скрытый) период ВИЧ - инфекции. В это время человек уже зражён, но выявить инфекцию практически ещё не возможно. Затем у инфицированного человека не редко ( но не всегда ) развивается острая стадия ВИЧ -инфекции , которая протекает как “ грипоподобное заболевание “ .

Жизненный цикл ВИЧ включает ряд последовательных стадий (рис.5) . На первом этапе происходит специфическое взаимодействие оболочечьных белков вируса gр 120 с рецепторными белками клетки - мишени. Затем вирусные частицы захватываются клеткой путем эндоцитоза и в цитоплазме освобождаются от оболочки (стадия “ раздевания“). Вероятно, принципиальную роль в проникновении вируса в клетку играет активация белков ВИЧ протеинкиназами клетки. После этого этапа с помощью обратной транскриптизы осуществляется синтез ДНК на матрице вирусной РНК. Молекулы новообразованной вирусспецефической ДНК принимают кольцевидную форму (циркуляризация) и мигрируют из цитоплазмы в ядро, где встраиваются (интеграция) в геном поражённой клетки. Часть вирусоспецефической ДНК при этом в течение длительного времени остаётся в цитоплазме, не будучи интегрированной с ДНК клетки-хозяина. Экспрессия вирусных генов приводит в конечном счёте к продукции вирусспецефических РНК и белков, что определяет последующую сборку новых вирионов, “ отпочковывающихся “ от поверхности инфицированной клетки.

В настоящее время известно три возбудителя СПИДа: ВИЧ--1 , ВИЧ-2 , ВИЧ-3 . ВИЧ -1 (о нём рассказано выше) вызывает заболевание преимущественно в странах Северной Африки и Европы. В 1986 году сотрудники Института Пастера выделили у больных на территории Западной Африки другой вариант возбудителя СПИД - ВИЧ 2 . Он в значительно большей степени похож на вирус иммунодефицита обезьян. Сегодня частота распространения ВИЧ 2 среди больных СПИД и вирусоносителей составляет 0,2%. В 1988 году выявлен ВИЧ -3 от больных СПИДом, проживающих в Южной Африки.

Антигенный состав ВИЧ 2 отличается от такового ВИЧ 1. Поверхностный эпимемдранный гликопротеид имеет несколько меньшую молекулярную массу, чем gр 120 , и обозначается gр 105 . Тем не менее gр 105 проявляет такое же выраженное сродство крецепторным белкам клетки - мишени. Среди сердцевинных белков ВИЧ 2 идентифицированы обладающие антигенными свойствами протеины р 26 и р 16 .

Геном ВИЧ 2 несколько больше, чем ВИЧ 1 , и насчитывает 9671 нуклеотид. Структура генома 2-х оказанных возбудителей СПИД построена по общему принципу, за исключением того, что регуляторный ген vpx ВИЧ 2 по своим характеристикам отличается от гена vif , находящегося в почти аналогичномрегионе РНК ВИЧ 1. Считается, что ВИЧ 2 характеризуется менее выраженным инфекционным свойством, а процесс, вызванный данным вирусом, - большей длительностью бессиптомного носительства, чем инфекция ВИЧ 1 . Как ВИЧ 2,так и ВИЧ 1 отличаются относительно невысокой устойчивостью к физическим факторам среды и действию наиболее распространённых дезинфицирующих средств. Под влиянием 0,5 % раствора гипохлорита кальция , 50 - 70 % раствора этилового спирта вирус инактевируется в течение нескольких секунд. Однако к действию ультрафиолетового и рентгеновского излучения ВИЧ проявляет относительно резистентность.

Совершенно однозначным представляется факт теснейшей связи патогенного действия ВИЧ с высоким сродством оболочечных структур вируса к компонентам рецепторного аппарата иммунокомпетентных клеток. Именно сродство вирусного мембранного гликопротеида gp120 (gp105- в случае ВИЧ-2) к клеточному рецептору, обозначаемому CD4, обусловливает возможность ин7фицирования ВИЧ клеток-мишеней. С учётом того, какие именно типы клеток несут на цитоплазматической мембране CD4-рецептор, становятся очевидным, что клетками-мишенями для возбудителя СПИД являются: Т-лимфоциты-хелперы, макрофаги и моноциты. Из неиммунокомпетентных клеточных элементов носителями CD4 и, следовательно, резервуарами ВИЧ можно считать астроциты-глиальные клетки ЦНС, эпителиальные клетки слизистой оболочки прямой кишки и сосудистый эндотелий (Ward J. M. et al.,1987). При этом наиболее ранним этапом развития ВИЧ-инфекции является поражение именно Т-лимфоцитов-хелперов/индукторов (CD4+ - лимфоциты). Казавшееся до настоящего времени однозначным мнение о том, что после прикрепления (адгезии) оболочечного белка gp120 к CD4 на мембране Т-хелпера/индуктора происходит пассивный эндоцитоз вирусной частицы, сегодня может быть дополнена и корригировано. Показано (Weber J. N., Weiss R. A.,1988), что чрезвычайно существенная роль в проникновении ВИЧ в клетку-мишень принадлежит описанному ранее гликопротеиды gp41. Исследователи полагают, что после адгезий вируса образующийся надмолекулярный комплекс (gp120 (gp105)-CD4) смещается, освобождая на мембране Т-хелпера/индуктора зону для контакта с gp41. Последний, “ввинчиваясь” в плазматическую мембрану поражённой клетки, модифицирует её свойства таким образом, что последующее проникновение вириона в клетку значительно облегчается. Подтверждением сказанного являются результаты исследований влияния моноклональных антител к gp41 на процессы взаимодействия ВИЧ с клетками-мишенями in vitro, согласно которым названные антитела почти полностью предотвращали слияние вируса с клеткой. Полученные данные, вероятно, будут использованы при создании вакцины против вируса СПИД.

Убедительно показано (Кульберг А. Я., 1988), что в структуре молекулы gp120 имеются участки, весьма сходные по составу и, следовательно, антигенным свойством с определёнными зонами внеклеточных частей рецепторов к белковым и полипептидным гормонам. Степень гомологии аминокислотного состава gp120 и названных рецепторных белков достигает 40-45%. При анализе аминокислотных последовательностей в консервативных зонах антигенов HLA (лейкоцитарные антигены гистосовместимости) класса II и оболочечных белках 13 изолятов ВИЧ выявлена гомология N-терминального домена антигенов HLA-DR и HLA-DQ (аминокислоты 19-25) и С - концевого домена белка gp41 (аминокислоты 838-844) (Golding H. et al.,1988). Таким образом, индукторами аутоиммунных реакций у больных СПИД являются оба поверхностных гликопротеида ВИЧ- gp120 и gp41.

Существенным дополнением к характеристике механизмов аутоиммунных процессов на фоне ВИЧ-инфекции служат результаты исследований Stricker R. B. et al.(1987), согласно которым извращённая продукция антител в этих условиях направлена также против полиморфных антигенов HLA-DR, обнаруженных на поверхности клеток Лангерганса слизистых оболочек.

Подводя итоги анализа роли аутоагрессивных механизмов в формировании иммунодефицита у больных ВИЧ-инфекцией, уместно привести вывод профессора Люка Монтанье - одного из первооткрывателей вируса СПИД: в основе СПИД скорее лежит аутоиммуный процес с направленностью эффектов на Т-лимфоциты-хелперы, чем прямой цитопатический эффект ВИЧ (Montagnier L.,1987).

Тем не менее, прямое цитопатическое действие вируса становится всё более значимым по мере прогрессирующего истощения CD4+ - клеточной субпопуляции, которое в течение длительного времени остаётся феноменом аутоиммуного происхождения.

Помимо ускорения гибели CD4+ - лимфоцитов ВИЧ нарушает процесс распознавания инфицированных Т- хелперов/индукторов клетками, осуществляющими контроль за численностью клеточной популяции, заражённой любыми вирусами. Речь идёт о фракции Т-супрессоров/цитотоксических лимфоцитов, несущих на своей плазматической мембране рецептор CD8. Эти CD8+ - лимфоциты распознают клетки, инфицированные вирусами, “узнавая” вирусиндуцированные антигены на их поверхности. Однако непременным условием такого распознавания должно быть наличие на поверхности заражённой клетки, наряду с вирусиндуцированными антигенами, так называемых белков главного комплекса гистосовместимости класса I (ГКГ I). Эти белки имеются на цитоплазматической мембране всех клеток, обладающих ядром. Идентифицировав названные мембранные антигены, CD8+ - лимфоциты разрушают клетки, поражённые вирусом (рис. 7).

В отличие от возбудителей других вирусных инфекций, ВИЧ, по-видимому, кодирует синтез белков ГКГ I с изменённой структурой, которую CD8+ - лимфоциты не способны распозновать. В результате лизис Т-цитотоксическими лимфоцитами инфицированных CD4+ - клеток не наступает, несмотря на присутствие вирусиндуцированных антигенов на их плазматической мембране.

В определённой мере уничтожение заражённых CD4+ - лимфоцитов всё же имеет место, но реализуется оно, вероятно, иным путём. При наличии на поверхности CD4+ - клеток адгезированных вирионов и при условии присутствия в кровотоке антител к ВИЧ такие клетки уничтожаются лимфоцитами - эффекторами антителозависимой клеточной цитотоксичности. Данная гипотеза получила своё подтверждение в клинических наблюдениях за больными гемофилией - носителями ВИЧ (Ekert H., 1987).

Тем не менее, подобный механизм элиминации заражённых клеток, несмотря на компенсаторный характер и саногенную направленность, вносит свой негативный вклад в развитие истощения субпопуляции CD4+ - лимфоцитов, которой принадлежит центральная роль в обеспечении функций клеточного иммунитета. Действительно, CD4+ - лимфоциты, с одной стороны, распознают антигены на поверхности антигенпрезентирующих клеток; с другой стороны, путём непосредственных межклеточных контактов и посредством секреции лимфокинов (интерлейкин-2, гамма-интерферон) они обеспечивают кооперацию иммунокомпетентных клеток в динамике иммунной реакции. С учётом сказанного становиться понятно, почему истощение количества CD4+ - клеток и формирование их функциональной неполноценности приводит к такому многостороннему дисбалансу и в конечном счёте к дефициту иммунного ответа.

Необходимо подчеркнуть, что на ранних этапах течения ВИЧ-инфекции, когда ещё не происходит выраженного снижения количества CD4+ - клеток, особое значение в развитии дисбаланса иммунной системы принадлежит нарушениям регуляторных функций Т-хелперов/индукторов. Сказанное подтверждают результаты исследований Harper М. Е. (1986), согласно которым доля инфицированных CD4+ - лимфоцитов не превышает 0,01% их числа. Другим объяснением такого кажущегося противоречия между крайне малым количеством заражённых лимфоцитов и выраженной картиной иммунодефицита могут служить данные о секреции инфицированными клетками “растворимого фактора супрессии” белковой природы, возможно являющегося компонентов оболочки ВИЧ. Растворимый фактор супрессии в значительной мере нарушает координационные взаимодействия CD4+ - клеток с другими лимфоцитарными субпопуляциями.

Самого пристального внимания заслуживают результаты работы Cheynier R. et al. (1988), в соответствии с которыми ВИЧ-1 способен активно реплицироваться также в CD8+ - лимфоцитах (Т-супрессоры/цитотоксические клетки) in vitro. Если репликация ВИЧ в CD8+ - клетках имеет место in vivo, то можно было бы полагать, что последующая инактивация вирусом Т-супрессорной субпопуляции является существенным дополнительным фактором, способствующим развитию аутоиммунной реакции у инфицированных ВИЧ. С другой стороны, данный феномен мог бы объяснить тот кажущийся удивительным факт, что у части больных СПИД наблюдается истощение периферического пула как Т-хелперов, так и Т-супрессоров.

Другой важный механизм нарушения функциональных контактов между CD4+ - клетками и лимфоцитами иных подклассов заключается в несостоятельности распознования СD4+ - лимфоцитами антигенов ВИЧ, предоставляемых специализированными клетками. Необходимо напомнить, что процесс идентификации СD4+ - лимфоцитами любых антигенов, появляющихся на поверхности антигенпрезентирующих клеток (например, макрофагов), возможен лишь при наличии на плазматической мембране последних ещё одного типа антигенов-белков главного комплекса гистосовместимости класса II (ГКГ II). Обладая рецепторами для белков ГКГ II, антигенраспозноющие CD4+ - лимфоциты идентифицируют одновременно и чужеродный антиген, и белки ГКГ II, и только в этом случае наступает их реактивная пролиферация и формируется иммунный ответ (рис.8).

Инфицирование макрофагов вирусом СПИД сопровождается нарушением CD4+ - зависимого распознавания антигенов ВИЧ: с одной стороны, макрофаг перестаёт экспрессировать на своей поверхности белки ГКГ II, с другой - рецептор CD4+ - лимфоцита, инфицированного ВИЧ, модифицируется так, что даже появляющиеся на плазматической мембране макрофага белки ГКГ II не распознаются. В обоих случаях CD4+ - лимфоциты не воспринимают информацию антигенпрезентирующих макрофагов.

Страницы: 1, 2