ГОУ ВПО Омская государственная медицинская академия Матущенко Елена

ГОУ ВПО «Омская государственная медицинская академия» Матущенко Елена Валерьевна к. м. н. , доцент кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии ВИЧ инфекция 1

История открытия Вич l l 1983 г. практически одновременно во Франции и США от больных СПИДом был выделен вирус — возбудитель ВИЧ группой французского профессора Люка Монтанье и группой профессора Роберта Галло (США). В 1987 г. для обозначения возбудителя СПИДа Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) была принята аббревиатура HIV (Human immunodeficiency virus). 2

Теории происхождения l l ВИЧ попал в кровь человека от обезьян (доктор Бетт Корбер). Самая первая и, быть может, самая правдоподобная гипотеза о природе ВИЧ связана с обезьянами. В крови шимпанзе действительно был обнаружен редкий вирус, способный при попадании в организм человека вызвать смертельное заболевание. 3

Теории происхождения l Вирус, вызывающий СПИД, намного старше, чем считается. Вирус образца 1968 года всесторонне изучили и выяснили очень интересный факт: оказалось, что он практически не изменился и необычно похож на современные образцы ВИЧ. 4

Теории происхождения l ВИЧ появился из-за ошибки ученых. По этой теории, ВИЧ получил распространение благодаря ошибке американских и бельгийских ученых, которые в начале 50 -х годов работали над созданием вакцины от полиомиелита. 5

Теории происхождения l ВИЧ был получен в лабораториях Пентагона. ВИЧ был получен в 70 -х годах в лабораториях Пентагона в результате генно-инженерных манипуляций по скрещиванию вируса, поражающего мозг овцы, и вируса, повреждающего иммунную систему человека. 6

Теории происхождения l В начале 50 -х годов нашего столетия конструирование ВИЧ произошло при генетических рекомбинациях (видимо, случайных) вируса лейкоза человека и животных (ретровируса типа С) с вирусом опухоли молочной железы мышей (ретровирус типа В) или с вирусом обезьяньего СПИД (ретровирус типа D); 7

Основные термины ВИЧ – вирус иммунодефицита человека. l ВИЧ-инфекция – инфекция, вызванная ВИЧ. l СПИД (синдром приобретенного иммунодефицита) – терминальная стадия ВИЧ-инфекции. l 8

Основные характеристики ВИЧ-инфекция – длительно текущая инфекционная болезнь, развивающаяся в результате инфицирования вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ). При ВИЧинфекции прогрессирует поражение иммунной системы, приводящее к состоянию, известному под названием «синдром приобретенного иммунодефицита» (СПИД), при котором у больного развиваются «оппортунистические заболевания» : тяжелые формы инфекций, вызванные условно-патогенными возбудителями, и некоторые онкозаболевания. Зараженный человек остается источником инфекции пожизненно. Вич-инфекция без лечения прогрессирует в 9 течение от 3 -20 лет и заканчивается летально.

Вирус иммунодефицита человека Подсемейство – Lentivirnae Семейство – Retroviridae • • Имеет 2 формы: ВИЧ-1 и ВИЧ-2 Это РНК -вирус с диплоидным геномом (представлен двумя идентичными молекулами позитивной РНК) Особенности репродукции связаны с функциями фермента обратной транскриптазы, которая обеспечивает обратную направленность потока генетической информации. Репродуктивный цикл ретровирусов уникален, так как при его реализации образуются промежуточные продукты- интермедиаторы ДНК. 10

l l СТРОЕНИЕ ВИРУСНОЙ ЧАСТИЦЫ ВИЧ Вирион имеет сферическую форму, диаметром 100150 нм. Основные черты строения сходны с другими представителями подсемейства лентивирусов. Наружная оболочка вируса, или “конверт” состоит из бимолекулярного слоя липидов, который имеет происхождение из клеточной мембраны клетки хозяина. В эту мембрану встроены рецепторные образования, по виду напоминающие грибы. “Шляпка гриба” состоит из четырех молекул гликопротеида gp 120, который обладает сродством к молекулам CD 4. “Ножка гриба” состоит из четырех молекул гликопротеида gp 41, которые встроены в мембрану. Поэтому ВИЧ похож на противолодочную мину, на поверхности которой расположены белковые "грибы", служащие вирусу отмычкой для проникновения в клетки человека, имеющие рецептор CD 4. Так как мембрана имеет клеточное происхождение, то на ее поверхности и внутри нее сохраняется множество клеточных белков. 11

12

СТРОЕНИЕ ВИРУСНОЙ ЧАСТИЦЫ ВИЧ 13

l Под наружной оболочкой располагается сердцевина вируса (cor), которая имеет форму усеченного конуса и образована белком р24. Промежуток между наружной вирусной мембраной и сердцевиной вируса заполнен матриксным белком р17. Внутри сердцевины располагаются две молекулы вирусной РНК, связанные с низкомолекулярными белками (р9 и р7) основного характера. Каждая молекула РНК содержит 9 генов ВИЧ. Три из них - gag, env и pol - являются структурными. Имеются также три регуляторных гена: tat, rev и nef, и три дополнительных гена: vpu, vpr и vif. Эти гены содержат информацию, необходимую для продукции белков, которые управляют способностью вируса инфицировать клетку, реплицироваться и вызывать заболевание. 14

l Концы каждой молекулы РНК содержат дублированную последовательность РНК, так называемый длинный концевой повтор - LTR. Участки LTR действуют как переключатели для управления процессом вирусной транскрипции, взаимодействуя с белками ВИЧ или с белками клетки хозяина. Кроме РНК там же находятся вирусные ферменты: обратная транскриптаза, состоящая из двух субъединиц - р64/53, протеаза - р22, эндонуклеаза (интеграза) - р31. Обратная транскриптаза осуществляет синтез вирусной ДНК с молекулы вирусной РНК. Эндонуклеаза производит встраивание вирусной ДНК в геном клетки хозяина, в результате чего образуется провирус. Протеаза участвует в “нарезании” предшественников вирусных белков при созревании новой вирусной частицы. 15

Жизненный цикл ВИЧ. l l 1. Адсорбция и проникновение в клетку. Прикрепленный через белок gp 120 к рецептору CD 4 клеткимишени вирус белком оболочки gp 41 сливается с мембраной клетки. 2. Высвобождение вирусной РНК, синтез провирусной ДНК и ее интеграция в геном. Нуклеокапсид попадает в цитоплазму, на пути к ядру освобождается в РНК и др. компоненты сердцевины. Обратная транскриптаза синтезирует на в. РНК –цепь ДНК, РНКаза разрушает в. РНК, а в. ДНК-полимераза синтезирует на минус-цепи ДНК +ДНК цепь. Двунитевая ДНК транспортируется в ядро, приобретает кольцевую форму и под действием эндонуклеазы интегрирует в ядро клетки (ДНК-провирус). l 3. Синтез РНК вируса, трансляция и формирование вирусных белков. В результате действия кофакторов (герпес-вирусы, митогены, иммуномодуляторы, ультрафиолет) ядерным белком активируется транскрипция и интегративный процесс переходит в продуктивный с синтезом в. РНК и вирусных белков. l 4. Сборка, созревание и высвобождение образованных вирионов. 16 l

гены функции белки gag Внутренние белки вириона p 24, p 17, p 7, р6, p 2, p 1 env pol Оболочечные белки gp 41, gp 120 Протеаза (prot), Ревертаза (RT) Интеграза (int), РНКаза Н р22, p 61, p 51, p 31, р15 nef tat vpr Избирательный регулятор vpu vif rev Фактор освобождения вирусных частиц p 16 p 27/p 25 Позитивный регулятор работы генов p 14/16 Ядерная локализации вирусного комплекса p 10/15 Созревание вириона, инфекционность p 23 Транспорт РНК и ее стабильность p 19 17

18

l l l Генетическая изменчивость реализуется в вариабельности антигенных и биологических свойств ВИЧ. Вариабельность характерна для белка gp 120, к V 3 домену которого образуется вируснейтрализующие антитела. Указанным объясняется иммунологический парадокс отсутствия протективного иммунитета при ВИЧинфекции. Аг свойствами обладают все структурные компоненты, прежде всего вирусные белки. В одном цикле репликации ревертаза делает от 1 до 10 “ошибок”, а ежедневно в одном зараженном организме образуется до 109 новых вирусов (квазивидов). 19

l l Мишень для ВИЧ 1 и ВИЧ 2 - клетки, содержащие CD 4 -рецептор. Основные корецепторы для ВИЧ CCR 5 и СXCR 4. В нормальных клетках они служат рецепторами для специфических клеточных белков-регуляторов – хемокинов. При взаимодействии клеток с ВИЧ они играют всего лишь роль помощников для основного рецептора CD 4. Однако без этих белковкорецепторов, также как без CD 4 рецептора, вирус проникнуть в клетку не может. 20

ВИЧ поражает не только Тлимфоциты-хелперы. l CD 4 -рецепторы существуют и на поверхности макрофагов, эозинофилов, тимоцитов, мегакариоцитов, альвеолярных макрофагов легких, клетках Лангерганса, фолликулярных дендритных клетках лимфатических узлов, клетках олигодендроглии и астроцитов мозга, эпителиальныых клетках кишечника, эпителиальных клетках шейки матки. l 21

Патогенез ВИЧ l l ВИЧ циркулирует во внутренних жидкостях организма инфицированного человека в виде вирусной частицы – вириона, содержащего РНК вируса. После присоединения вириона ВИЧ к рецепторам «СD 4» , находящимся на клетках иммунной системы человека, РНК ВИЧ проникает в клетку, где под действием фермента «обратной транскриптазы» вируса происходит образование ДНК ВИЧ с последующим внедрением ее в геном клетки, в результате чего клетка начинает продуцировать новые вирусные частицы, содержащие РНК ВИЧ. Образовавшиеся вирусные частицы атакуют новые клетки, вызывая их гибель и нарушая их взаимодействие с другими клетками, что ведет к прогрессирующим нарушениям иммунитета. На основании четкой связи прогрессирования заболевания со снижением у больного количества СD 4 – клеток считается, что уменьшение количества этих клеток является главной особенностью патогенеза заболевания. Нарушается также и функция лимфоцитов хелперов-индукторов, приводящая к спонтанной активации В-клеток и развитию поликлональной гипергаммаглобулинемии за счет продукции неспецифичных иммуноглобулинов; как следствие повышается концентрация циркулирующих иммунных комплексов. В результате сдвигов 22 иммунитета снижается сопротивляемость к вторичным инфекциям.

23

l Сегодня на нашей планете ежедневно вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ) заражаются около 15000 -17000 человек, т. е. 1 человек каждые 6 -7 секунд. По оценкам ВОЗ, в 2010 г. число ВИЧ-инфицированных на земле может достичь 80 млн. человек. 24

Стадии инфекционного процесса Ø Ø Ø Инкубационный период (период сероконверсии - до появления детектируемых антител к ВИЧ) – от 3 -х недель до 1, 5 месяце Продромальный период – стадия первичного инфицирования – до 1 месяца. Клинические проявления: субфебрильная температура, воспаление лимфатических узлов — они становятся увеличенными, мягкими и болезненными(проходит под маской инфекционного мононуклеоза). Максимальная концентрация вируса, антител появляется только в самом конце продромального периода. Латентный период. Единственное проявление — стойкое увеличение лимфатических узлов(плотные, безболезненные) — лимфоаденопатия. Пре. СПИД — продолжительность 1 -2 года — начало угнетения клеточного иммунитета. Часто рецидивирующий герпес — долго не заживающие изъязвления слизистой рта, половых органов. Лейкоплакия языка (разрастание сосочкового слоя- «волокнистый язык» ). Кандидоз — слизистой рта, половых органов. Терминальная стадия - СПИД – 1 -2 года. 25

• Наиболее характерными симптомами нового заболевания были и остается редкая и нетипичная форма пневмонии. Примерно у 10% больных возникает рак, причем преимущественно две его формы: рак лимфоидной системы - лимфома и обезображивающая форма рака, известная как саркома Капоши 26

СТАДИИ ВИЧ-ИНФЕКЦИИ • Инкубационный период (2 -4 недели) • Стадия первичных проявлений (годы) • Стадия вторичных заболеваний • Терминальная стадия (СПИД) Средняя продолжительность жизни 12 лет 27

• симптом Проявление % Лихорадка Сыпь 80 51 Язвы рта Боль в суставах 37 54 Фарингит Потеря аппетита 44 54 Потеря веса (>2, 5 кг) 32 68 Недомогание Боль в мышцах 49 28

Пути передачи вируса l Половой: Ø Не защищенные половые контакты; Ø Множества половых контактов. 29

Пути передачи вируса l Парентеральный: Ø Ø Ø Переливание инфицированной крови, Зараженный иглы и шприцы (наркоманы), Другие инструменты (стоматология, маникюрные салоны) 30

Пути передачи вируса l Перинатальный: Ø Во время беременности – через плаценту; Ø Во время родов – через контакт с кровью матери; Ø Во время грудного вскармливания – через материнское молоко. 31

Более 80% ВИЧ-положительных составляют люди, употребляющие наркотики. l По некоторым оценкам, только в РФ число потребителей инъекционных наркотиков 3 млн. Большая часть из них неизбежно будет инфицирована ВИЧ в ближайшем будущем. l 32

Причины быстрого распространения ВИЧ l l l Высокая восприимчивость. Многообразие естественных путей передачи. Высокая инфекционность вируса. Длительный период заразности инфицированных. Отсутствие эффективных средств лечения и специфической профилактики. 33

ДИАГНОСТИКА ВИЧ- ИНФЕКЦИИ l Диагностика ВИЧ-инфекции включает в себя два этапа: установление диагноза собственно ВИЧ-инфекции, то есть определение состояния инфицирования ВИЧ, и установление развернутого клинического диагноза ВИЧ, то есть определение стадии, характера течения ВИЧинфекции и прогноза заболевания. 34

Методы лабораторной диагностики, используемые сегодня: v ИФА v Иммунный блоттинг v ПЦР v Экспресс-тесты 35

Лабораторные исследования Ø Ø Ø Скрининговые (ИФА) Диагностические (ИБ) Прогностические (ПЦР) Данные исследования проводятся в лабораториях: • Скрининговые • Референтные • Экспертные 36

Метод иммуноферментного анализа (ИФА) • • • Основной метод выявления антител в ВИЧ По изменению окраски комплекса фермент-субстрат обнаруживается присутствие исследуемого антигена (или антитела), реагирующего с входящими в состав тест-системы, соответственно, специфическим антителом или антигеном. Возможны ложноположительные результаты в 0, 02 - 0, 5% случаев Возможно ложноотрицательные результаты в 3 -5% случаев Число ошибочных результатов можно снизить при использовании в качестве антигена рекомбинантных белков ВИЧ 37

38

Точность метода ИФА • • Точность диагностики ВИЧ методом ИФА зависит от периода развития заболевания Антитела к ВИЧ обнаруживаются в крови в достаточном для определении количестве только на 3 -ий месяц после заражения Период, когда вирус в организме уже есть, но антитела еще не обнаружены, называется периодом развития антител, периодом сероконверсии или периодом «серонегативного окна» . В период «окна» тест на ВИЧ будет отрицательным, т. е. по результатам ИФА он будет здоров 39

Иммунный блоттинг (Western-blot) • • • Основан на взаимодействии специфических антител с электрофоретически раздёлёнными фракциями антигенов. Обычно используется для подтверждения результатов ИФА. Включает в себя стадии: Подготовка стрипа Ø Исследование пробы Ø Трактовка результата Ø 40

Оценка результатов исследований методом ИБ • Положительный результат — обнаружение в сыворотке антител к двум вирусным белкам из группы env с наличием или отсутствием белков — продуктов других структурных генов (gag, pol). • Отрицательный результат — отсутствие антител к вирусспецифическим белкам. • Неопределенный результат — обнаружение в сыворотке антител к белкам из групп gag, pol. 41

ВИЧ Western Blot – тест-система фирмы Organon Teknika для опрделения антител к ВИЧ в сыворотке и плазме крови Полоски-стрипы из блота. Чтение результатов. Полоска А - Положительный контроль Полоска В - Слабоположительный контроль Полоска С - Отрицательный контроль Полоска D - Положительный образец (обнаружено присутствие антител к ВИЧ-1) В положительном контроле и исследуемом образце присутствуют пол gag p 17, p 24, p 55 (оболочка) pol p 31 (эндонуклеаза), p 51, p 65 (обратная транскриптаза) env gp 41 (трансмембранный белок) gp 120, gp 160 (поверхностные структуры) 42

Обнаружение ДНК вируса ПЦР – полимеразная цепная реакция • • Обладает высокой чувствительностью ПЦР – это обнаружение не антител к ВИЧ, а самого вируса в организме Позволяет обнаружить геном ВИЧ, встроенный в геном пораженных лимфоцитов Позволяет определить наличие или отсутствие ВИЧ в период «окна» при неясном результате ИБ Используется для назначения лечения АРВТ и контроля лечения Для определения ВИЧ-статуса новорожденных, родившихся от ВИЧ-инфицированных матерей Возможна дифференциальная диагностика между ВИЧ-1 и ВИЧ-2 43

Проведение ПЦР-анализа: Ø подготовка клинической пробы к проведению ПЦР, представляющей выделение суммарной ДНК и очистку ее от ингибиторов ДНК-полимеразы; Ø проведение ПЦР в автоматическом амплификаторе; Ø детектирование ампликонов методом электрофореза или ДНК-гибридизации. 44

45

Эпидемическая ситуация по ВИЧ-инфекции в Омской области на 01. 12. 2008 г: v В Омской области на 01. 11. 2008 года зарегистрировано 1383 (! ) случая ВИЧинфекции 46

ЛЕЧЕНИЕ И ПРОФИЛАКТИКА l l l Антивирусная терапия разрабатывается. Наиболее обосновано применение препаратов, тормозящих обратную транскрипцию – зидовудин, азидотимидин, диданозин, ставудин и др. Второе направление – иммуностимулирующие препараты оправданы с точки зрения патогенеза – поддержать иммунный статус для предотвращения перехода в терминальную стадию – все более эффективные препараты, заметный прогресс. Создание профилактических и терапевтических вакцин – прогноз пессимистический – связано с чрезвычайно высокой изменчивостью ВИЧ. Методы неспецифической профилактики (защищенный секс, сексуальное воспитание). Эффективность систем выявления (мониторинга, лабораторной диагностики) и эпидемиологического 47 надзора.

ЛЕЧЕНИЕ l l Пять миллионов долларов, выделяется в России ежегодно на борьбу со СПИДом. В США на подобные цели ежегодно выделяется 5 миллиардов долларов. В Бразилии — стране, которая сопоставима по размерам и по уровню жизни с Россией, государство тратит на борьбу со СПИДом 1 млрд. 780 млн. долларов в год. Эта цифра составляет две трети всего бюджета здравоохранения России. 48

Юридические последствия заражения человека ВИЧинфекцией: v За заражение другого человека ВИЧинфекцией или поставление его в опасность заражения ВИЧ-инфекцией в значительном числе государств предусматривается уголовная ответственность v В России соответствующие меры наказания предусматриваются статьей 122 УК РФ 49

Спасибо за внимание! 50