РЕТРОВИРУСЫ Лекция 29 Ретровирусы классификация Retroviridae

РЕТРОВИРУСЫ Лекция № 29

Ретровирусы: классификация Retroviridae • Alpharetrovirus • Betaretrovirus • Gammaretrovirus • Deltaretrovirus • Epsilonretrovirus • Lentivirus онкорнавирусы (в т. ч. HTLV-I и HTLV-II) – ВИЧ – вирус висна/мэди (медленная инфекция овец) • Spumavirus – пенящие вирусы человека и обезьян

Ретровирусы: характеристика семейства • наличие обратной транскриптазы • кубический тип симметрии • диплоидный геном

ВИЧ: история открытия • рубеж 70 -80 гг. ХХ в. – работы Р. Галло (Национальный институт рака, США): – получение культур клеток Т-лимфоцитов – выделение HTLV-I и HTLV-II (1982 г. ) • начало 80 -х гг. – – регистрация в США первых случаев СПИДа – предположение Гало о вирусной природе СПИДа • 1983 г. – – опубликование работы Галло о выделении HTLV-III – выделение Л. Монтанье LAV • 80 -е гг. – – установление отличия HTLV-III/LAV от HTLV-I и HTLV-II • 1986 г. – – возбудитель СПИДа официально получил название ВИЧ (HIV – Human Immunodeficiency Virus)

Схематическое изображение ВИЧ

Электронограмма ВИЧ

Электронограмма ВИЧ

ВИЧ: вирионные белки • шипы – gp 120 (скорость антигенного дрейфа в 100 раз выше, чем у вируса гриппа) – gp 41 • сердцевина – связанные с РНК – капсидные (например, р24) – вирионные ферменты • обратная транскриптаза • протеаза • интеграза (=эндонуклеаза, р31)

Схема строения ВИЧ

ВИЧ-1: геном А. Структурные гены – gag (группоспецифические антигены) белки сердцевины – pol (полимераза) вирионные ферменты – env (envelope=оболочка) gp шипов

ВИЧ-1: геном Б. Регуляторные гены – tat (трансактиватор транскрипции) активация синтеза РНК вируса на матрице ДНК-транскрипта – rev (регулятор экспрессии вирусных белков) перенос РНК-транскрипта в цитоплазму и синтез белков вируса (переход от латентной инфекции к продуктивной) – vif (фактор инфекционности вируса) отпочковывание вируса

ВИЧ-1: геном • nef (отрицательный фактор снижение экспрессии) переход к экспрессии латентной инфекции клеточных CD 4 • vpu (вирусный белок u) репликация провирусной • vpr (вирусный белок r) ДНК [у ВИЧ-2 вместо vpu – vpx, как у SIV]

ВИЧ-1: геном С. Длинные концевые повторы (ДКП, long terminal repeat – LTR) – интеграция в геном клетки – регуляция экспрессии генов провируса

Схема строения генома ВИЧ-1

Отличия генома ВИЧ-2 1. Структура гена env n gp 125 (вместо gp 120 у ВИЧ-1) n gp 36 (вместо gp 41 у ВИЧ-1) 2. Ген vpx (вместо vpu у ВИЧ-1)

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

Субтипы ВИЧ

Классификация ВИЧ-1 • группа М • группа N (большинство изолятов) – подтипы (10, заглавные латинские буквы) • группа О

Фенотипы ВИЧ Рецепторы ВИЧ для связи с gp 120: • CD 4 • дополнительные ко-факторы = рецепторы к хемокинам по тропизму к ко-факторам штаммы ВИЧ: – макрофаготропные = М-тропные (в МПК: низкий уровень репликации + не образуют синцитий = фенотип “slow/low”) – Т-лимфотропные = Т-тропные (в МПК: высокий уровень репликации + образуют синцитий = фенотип “rapid/high”) – вирусы с двойной тропностью Прогрессирование ВИЧ-инфекции = смена фенотипа от М- к Т-

Жизненный цикл ВИЧ в Т 4 -лимфоцитах gp 120 + gp 41 комплекс взаимодействие с рецепторами • с CD 4 • с хемокиновым рецептором изменение конформации gp 120 открытие гидрофобной области gp 41 (фактор слияния) взаимодействие с клеточной мембраной попадание сердцевины вируса внутрь клетки

Жизненный цикл ВИЧ в Т 4 -лимфоцитах обратная транскрипция вирусной РНК ← ОТ 2 ц ДНК (ДНК-транскрипт) проникновение в ядро ← вирусная интеграза интеграция в хромосомную ДНК

Жизненный цикл ВИЧ в Т 4 -лимфоцитах репрессия провирус инициация ДКП транскрипции ← tat ← клеточная РНК-полимераза РНК-транскрипт ← rev перенос в цитоплазму

геномный фонд ВИЧ Жизненный цикл ВИЧ в Т 4 -лимфоцитах матрицы белок gag вирионные структурные белки белок pol вирионная протеаза вирионные ферменты белок env (gp 160) кл. п-за gp 120+gp 41 сборка на внутренней стороне клеточной мембраны отпочковывание множественное нарушение целостности мембраны гибель клетки

Схема проникновения ВИЧ в Th

Адсорбция ВИЧ на чувствительной клетке

Отпочковывание ВИЧ

Общая схема репликации ВИЧ

ВИЧ: чувствительность к факторам внешней среды Чувствителен Полная инактивация • повышенная температура • детергенты • дезинфектанты (20 -30 минут, лучше – микобактерицидные) • 0, 3% р-р Н 2 О 2 • 0, 5% р-р фенола • 0, 2% р-р гипохлорида натрия • этиловый спирт • моющие средства • кипячение

Пути передачи ВИЧ 1. Половой (85 -90 % всех случаев) – – 70% - гетеросексуальные контакты 5 -10% - гомосексуальные контакты 2. Парентеральный – – 3 -5% - гемотрансфузии 10% - инъекционные наркоманы 3. Вертикальный – – – ч/з плаценту в последние месяцы беременности при рождении ребёнка при грудном вскармливании

Группы повышенного риска при заражении ВИЧ • гомосексуалисты • наркоманы (применяющие шприцевые наркотики) • проститутки (обоего пола) • лица, практикующие промискуитет (частую смену половых партнёров) • больные гемофилией

Типичная модель распространения ВИЧ первоначальная концентрация в группах риска их половые партнёры распространение на основную популяцию населения

Биологические жидкости, содержащие ВИЧ • Количество вируса достаточно для заражения (предположительная инфицирующая доза – около 10 тыс. вирионов) – кровь – сперма – влагалищный секрет – цервикальный секрет – грудное молоко – ликвор • Количество вируса не достаточно для заражения – слюна – моча – слёзная жидкость

Взаимодействие ВИЧ с организмом человека вируссодержащий материал • • слизистая гениталий слизистая прямой кишки кровь ч/з плаценту инфицирование клеток-мишеней • имеющих CD 4 – Т-хелперы – моноциты/макрофаги (в т. ч. тканевые) • не имеющих CD 4 – астроциты – эндотелиальные клетки – эпителиальные клетки

Взаимодействие ВИЧ с организмом человека Т-тропные всплеск вирусной репликации (ч/з 2 -3 нед. после инфицир-я) - ЦТЛ - Ig плато в уровне репликации (к 6 -8 мес. ) М-тропные хронический резервуар вируса в Мф (без их лизиса) «бессимптомная инфекция» (у 80% = 8 -12 лет) инфицирование ЦНС

Взаимодействие ВИЧ с организмом человека нарушение равновесия прогрессирующая активация репликации вируса гибель CD 4 -лимфоцитов • ЦПД • иммуноопосредованное изменения в синтезе цитокинов снижение количества Т-хелп. дискоординация других показателей иммунного статуса

Взаимодействие ВИЧ с организмом человека дисфункция иммунной системы + СПИД-ассоциированные болезни • опухоли • инфекции гибель

Инфицирование ВИЧ CD 4 -клеток

Схема проникновения ВИЧ через слизистую оболочку

Стадии развития ВИЧ-инфекции 1. Асимптомная стадия (ВИЧ-инфекция) – острая инфекция • • • – – 2. лихорадка интоксикация увеличение лимфатических узлов и др. бессимптомная инфекция (сероконверсия, может длиться годами) персистирующая генерализованная лимфоаденопатия (ПГЛ) СПИД-ассоциированные комплекс (пред. СПИД) – – 3. поражение ЦНС (абсцессы, менингиты, энцефалиты и др. ) поражения лёгких (пневмонии) поражения ЖКТ (диарея, похудание и др. ) возникновение опухолей (саркома Капоши, первичная лимфома мозга и др. ) СПИД (терминальная стадия - фатальное снижение всех иммунологических показателей) – – – кахексия адинамия деменция и др.

Основные СПИДассоциированные инфекции 1. Пневмоцистная пневмония 2. МАК-инфекция 3. Цитомегаловирусная и др. герпетическая инфекция 4. Кандидоз (особенно – поражение ротовой полости)

Этиотропная терапия ВИЧ-инфекции 1. Ингибиторы обратной транскриптазы – нуклеозидные (производные нуклеозидов встраивание в ДНК-транскрипт блокада его дальнейшего синтеза) • • тимидиновые аналоги нетимидиновые аналоги – ненуклеозидной природы (прямое ингибирование ОТ) 2. Ингибиторы вирусной протеазы

Схема действия анти-ВИЧ препаратов

Основной принцип комплексной терапии ВИЧ-инфекции ингибитор протеазы + + тимидиновый профилактика аналог ОТ + + нетимидинолечение вый аналог ОТ оппортунистических инфекций

Методы лабораторной диагностики ВИЧ-инфекции 1. Выявление анти-ВИЧ-антител – ИФА – суммарное количество специфических Ig • • – 2. классические (планшетные) тесты быстрые тесты (ч/з 10 -15 мин. ) иммуноблотинг – Ig к отдельным белкам ВИЧ Выявление вирусного антигена – – 3. ИФА иммуноблотинг Детекция вирусного геномного материала – – ПЦР – ДНК в МПК обратная ПЦР – РНК в крови • • 4. уровень вирусной репликации ( «вирусная нагрузка» - до 20 -50 копий/мл) контроль за эффективностью терапии Выделение вируса – культивирование вируса

Косвенные показатели ВИЧ-инфекции 1. Количество CD 4 -лимфоцитов 2. Соотношение CD 4/CD 8

Серологическая диагностика ВИЧ -инфекции 1. ИФА – Ig – Ag (p 24) в serum, обработанной кислотой (для разрушения ИК) 2. Иммуноблотинг (подтверждающий тест) – Ig (к р24, к р31 + к gp 41 или к gp 120)

Визуальный учёт ИФА

Выделение (культивирование) ВИЧ периферическая кровь инфицированного пациента фракция мононуклеарных клеток (МПК) в градиенте фикола сокультивирование с обработанным ФГА МПК доноров (370 С, атмосфера СО 2, до 28 дней)

Выделение (культивирование) ВИЧ • • определение маркеров репликации вируса активность ОТ р24 РНК ВИЧ ЦПД (дегенерация, гибель, синцитий и др. )

Выделение (культивирование) ВИЧ вируссодержащий супернатант (первичная культура вируса) заражение перевиваемых Т-лимфобластоидных линий, экспрессирующих CD 4 изучение фенотипа выделенного ВИЧ

Освидетельствование групп риска на ВИЧ-инфицированность ИФА отриц. положит. повтор ИФА ч/з 6 недель (лучше – ч/з 8 мес. ) иммуноблотинг • DS «сероконверсия» • диспансерный учёт детекция Ag вируса или выделение вируса • DS «ВИЧ-инфекция»

Спасибо за внимание