Infekcia HIV a AIDS - príčiny a patogenéza

Pôvodca infekcie HIV

Boli opísané dva sérotypy – HIV-1 a HIV-2, ktoré sa líšia štrukturálnymi a antigénnymi charakteristikami. Na Ukrajine má HIV-1 (hlavný pôvodca ochorenia) epidemiologický význam.

Taxonómia HIV

Vírus ľudskej imunodeficiencie patrí do ríše Viridae, čeľade Retroviridae, podčeľade Lentiviridae.

Hlavné vlastnosti vírusu ľudskej imunodeficiencie

Štruktúra vírusovej častice HIV

Podľa elektrónovej mikroskopie má vírus okrúhly tvar a zložitú štruktúru. Priemer viriónu je 100 – 120 nm.

Skupiny proteínov HIV-1 a HIV-2

Skupiny proteínov	HIV-1	HIV-2
Obalové proteíny (env)	GP160, GP120, GP41	Gр140, gр105, gр36
Jadrové proteíny (gag)	P17, p24, p55	P16, p25, p56
Vírusové enzýmy (pol)	P31, p51, p66	R68

Molekulová hmotnosť bielkovín sa meria v kilodaltonoch (kDa): gp - glykoproteíny; p - proteíny.

Stred viriónu obsahuje vírusový genóm, ktorý pozostáva z dvoch vlákien RNA, vnútorných proteínov p7 a p9 a enzýmov - reverznej transkriptázy (revertázy), proteázy, RNázy a integrázy (endonukleázy). Genóm je obklopený vnútornou proteínovou membránou. Vnútorná membrána HIV-1 pozostáva z proteínov p17, p24 a p55. Proteíny p16, p25 a p56 tvoria vnútornú membránu HIV-2. Vonkajšiu lipidovú membránu HIV-1 preniká glykoproteín gpl60, ktorý pozostáva z transmembránového (gp41) a vysoko imunogénneho (gpl20) fragmentu. Membránové proteíny gp41 a gpl20 sú spojené nekovalentnou väzbou a na povrchu viriónu tvoria výbežky, ktoré zabezpečujú pripojenie HIV k receptorom ľudských cieľových buniek.

Antigénna štruktúra

Genóm vírusu obsahuje deväť génov – tri štrukturálne a šesť regulačných. Genóm má variabilnú štruktúru v dôsledku antigénneho driftu. Existuje množstvo sérologických variantov vírusu (napríklad A, B, C, D, E, F, G, H).

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

Pretrvávanie vírusu v prostredí

V prirodzených podmienkach zostáva HIV (v sušenom stave) aktívny niekoľko hodín; v tekutinách obsahujúcich veľké množstvo vírusových častíc, ako je krv a ejakulát, niekoľko dní.

V zmrazenom krvnom sére sa aktivita vírusu určuje počas niekoľkých rokov.

Zahrievanie na 56 °C počas 30 minút vedie k 100-násobnému zníženiu infekčného titra vírusu. Pri vyššej teplote (70 – 80 °C) vírus umiera po 10 minútach. Keď sú virióny ošetrené 70 % roztokom etylalkoholu počas jednej minúty, sú inaktivované. Pri vystavení 0,5 % chlórnanu sodnému, 1 % glutaraldehydu, 6 % peroxidu vodíka, 5 % lyzolu, éteru alebo acetónu sa tiež zaznamená smrť vírusových častíc.

HIV je relatívne necitlivý na ultrafialové žiarenie a ionizujúce žiarenie.

Patogenéza HIV infekcie

Diferenciačný antigén CD4+ (CD - skratka pre Cell Differentiation antigen) a nešpecifické (nezávislé od prítomnosti CD4+) zložky sú receptory pre HIV. CD4+ je glykoproteín s molekulovou hmotnosťou 55 000 kDa. Jeho štruktúra je podobná niektorým častiam imunoglobulínov. Podobnú štruktúru má aj vírusový proteín gpl20 - tá určuje schopnosť viriónov preniknúť do bunky.

Receptor CD4+, ktorý sa nachádza na membráne imunokompetentných buniek, vykonáva funkciu rozpoznávania antigénov (spolu s proteínmi HLA - hlavný histokompatibilný komplex triedy II).

Typy buniek postihnutých vírusom ľudskej imunodeficiencie

Typ bunky	Tkanivá a orgány
T-lymfocyty, makrofágy	Krv
Langerhansove bunky	Koža
Folikulárne dendritické bunky	Lymfatické uzliny
Alveolárne makrofágy	Pľúca
Epitelové bunky	Hrubé črevo, obličky
Cervikálne bunky	Krčka maternice
Oligodendrogliové bunky	Mozog

Obal HIV obsahuje proteíny ľudského histokompatibilného komplexu triedy I a II, takže preniknutie vírusu do tela nespôsobuje odmietnutie. Fixácia viriónov na povrchu cieľovej bunky prebieha za účasti glykoproteínu gpl20. Glykoproteín gp41 zabezpečuje fúziu vírusového obalu s membránou cieľovej bunky. Dvojvláknová RNA vírusu preniká do bunky, kde sa pomocou reverznej transkriptázy syntetizuje jednovláknová provírusová DNA. Následne sa vytvorí dvojvláknová DNA, ktorá sa pomocou integrázy integruje do bunkovej DNA. Vírusová DNA slúži ako matrica pre syntézu RNA, ktorá zostavuje novú vírusovú časticu.

Počas replikácie HIV sa často vyskytujú genetické chyby, čo vedie k tvorbe rôznych podtypov vírusu.

Po preniknutí HIV do CD4+ buniek sa začína jeho replikácia: čím sú CD4+ bunky aktívne, tým intenzívnejšia je reprodukcia vírusu. Preto regulátory, ktoré aktivujú CD4+ bunky, zabezpečujú zvýšenú replikáciu vírusu. Medzi takéto regulátory patrí TNF: faktor stimulujúci kolónie (colony stimulating factor) a IL-6.

Interferón a transformujúci rastový faktor sú regulátory, ktoré inhibujú replikáciu vírusu. Ako ukázali štúdie, TNF-a aktivuje transkripciu provírusovej DNA HIV-1 v chronicky infikovaných T bunkách a makrofágoch. Monocyty syntetizujúce TNF-a nielen indukujú expresiu HIV-infikovanými bunkami, ale stimulujú aj aktiváciu latentného provírusu. Zaznamenáva sa súčasná aktivita TNF-a, IL-6 a faktora stimulujúceho kolónie granulocytov a makrofágov.

Imunopatogenetické príznaky HIV infekcie - deficit T-linku a B-linku imunitného systému: nedostatok zložiek komplementu a fagocytov; znížené funkcie nešpecifických obranných faktorov. Polyklonálna aktivácia B-lymfocytov vedie na jednej strane k hypergamaglobulinémii a na druhej strane k oslabeniu schopnosti buniek produkovať protilátky neutralizujúce vírus. Dochádza k zvýšeniu počtu CIC a tvorbe protilátok proti lymfocytom; to spôsobuje ešte väčší pokles počtu CD4+ T-lymfocytov. Zaznamenáva sa rozvoj autoimunitných procesov. Porážka imunitného systému pri HIV infekcii je systémová.

Spolu s deficitom CD4+ lymfocytov sa v priebehu ochorenia zvyšuje funkčná nedostatočnosť CD8+ lymfocytov, NK buniek (prirodzených zabíjačov) a neutrofilov. So zhoršením imunitného stavu sa vyvíjajú rôzne infekčné, alergické, autoimunitné a lymfoproliferatívne ochorenia, ako aj syndróm charakteristický pre imunokomplexové ochorenie (tieto faktory určujú klinický obraz HIV infekcie).

V počiatočných štádiách ochorenia telo produkuje protilátky neutralizujúce vírus, ktoré potláčajú aktivitu voľne cirkulujúcich vírusov. Takéto protilátky však nepôsobia na vírusy, ktoré sa nachádzajú v bunkách (provírusy). Postupom času (zvyčajne po 5-6 rokoch) sa ochranné schopnosti imunitného systému vyčerpajú a v dôsledku toho sa vírus hromadí v krvi.