Литература - Микробиология (ВИЧ-ИНФЕКЦИЯ)


                     

    Лекция по микробиологии.
    ВИЧ-ИНФЕКЦИЯ.
    Возбудителем ВИЧ-инфекции является вирус иммунодефицита человека: ВИЧ
(1,2) - он может быть двух типов (1 и 2) (по английски HIV).
    Заболевание которое вызывает ВИЧ называется ВИЧ-инфекцией. Под термином
СПИД подразумевается конечная -- терминальная стадия ВИЧ - инфекции.
Поэтому правильно говорить ВИЧ, а не вирус СПИДа.
    Возбудитель  ВИЧ- инфекции относится к семейству Retroviridae.
Представители этого семейства поражают самых различных животных --
грызунов, птиц, млекопитающих, человека. Вирусы входящие в это семейство
являются РНК-овыми, они способны с помощью обратной транскриптазы
образовывать ДНК на матрице вирусной РНК. ДНК затем способна встраиваться в
хромосому клетки и существовать там. Этим обусловлены особенности
эпидемиологии ретровирусных инфекций -- наличие как горизонтального, так и
вертикального пути передачи. Вертикальный путь передачи это путь передачи
потомству в составе хромосомы (не в процессе родов, а по наследству во
время формирования зиготы).
    Возбудитель ВИЧ- инфекции относится к роду Lentovirus, который включает
 в себя тех представителей семейства ретровирусов, которые вызывают
медленные вирусные инфекции.
    ВИЧ-1 был открыт в 1982 году Галло и параллельно Мортанье. ВИЧ-2 был
открыт в 1985 году, впервые описан в Западной Африке. Структурно ВИЧ-1
отличается от ВИЧ-2 по строению гликопротеидов мембраны. Чаще всего
встречается ВИЧ-1. Клиника, патогенез заболеваний вызываемых вирусами
одинаковы.
    Строение вируса. В центре вирусной частицы находятся 2 зигзагообразных
молекулы РНК. Вместе с молекулами РНК находятся 2 молекулы обратной
транскриптазы (или ревертазы). Они упакованы с помощью белков: р-15, р-24.
Вирус имеющее внешнюю оболочку, представленную белком р-18 и липопротеидную
оболочку -- суперкапсид. Липопротеид имеет антигенные детерменанты --
молекулы гликопротеидов, напоминающие гриб, ножка которого погружена в
мембрану суперкапсида, а шляпка обращена наружу. Шляпка образована так
называемым гликопротеидом р-120, а ножка представлена gp-41. Весь
гликопротеидный рецептор, включающий в себя и шляпку и ножку называется gp-
160.

Вирус имеет округлую форму, средние размеры 100-140 нм, вирус  является
сложным (окружен суперкапсидом и белковыми оболочками). Геном вируса
содержит 9 генов из них 3 структурных и 6 регуляторных. Геном является
очень изменчивым: постоянно идет процесс антигенного дрейфа. Существует
несколько серологических рас вируса: 8 уже сформированных антигенных
вариантов:  A B C D E F G H. Значение варианта вируса позволяет
предположить источник заражения. Так например в Африке чаще всего
встречается антигенные варианты F G H, В чаще всего передается среди
гомосексуалистов.
    Высокая изменчивость, текучесть антигенного состава крайне затрудняет
разработку специфической профилактики -- разработку вакцины.
    Культивирование вируса: in vitro культивируется в 2 биологических
средах -- в культуре клеток, лимфоцитов хелперов с добавлением различных
стимуляторов роста -- фитогемагглютинина и других, существует эффект
цитопотического действия, который выражается в образовании симпласта, то
есть стабильной клетки из Т-лимфоцитов, межклеточные перегородки которых
сливаются образуя огромные пласты или сети, представляющие как бы одну
клетку имеющую 200-300-500 ядер. В культуре накапливаются миллионы и
миллиарды копий вируса. Подобная культура используется для накопления
вирусов с целью получения диагностических препаратов. Второй биологической
моделью для культивирования вируса являются животные -- специальные
чистолинейные кролики, шимпанзе, гиббоны. Вирус в лабораторных животных
размножается, но каждое из них является тупиком: от одного к другому
животному  и от животного к человеку этот вирус не передается, но вирус
можно накапливать, можно моделировать патогенез заболевания .
    Устойчивость вируса. Вирус обладает средней для сложных вирусов
устойчивостью. Он мгновенно погибает при кипячении, но для того чтобы
гарантировать что вирус погиб нужно кипятить 20-30 мин, очень быстро
погибает под действием различных дезинфектантов -- перекись водорода,
глутаральдегид, хлор- , фенол-содержащих препаратов. Для обработки рук и
антисептических процедур рекомендуют применять хлоргексидин, спирт не очень
быстро убивает вирус (70% за 10 мин). При нагревании до 180 вирус в течении
часа погибает на 100%, при автоклавировании на 100%. В настоящее время
методы которые реально могут гарантировать нам уничтожение ВИЧ это
автоклавирование и воздушная стерилизация. Все остальные методы являются
методами интенсивной дезинфекции, но не стерилизации, поскольку никто не
знает чем покрыты вирионы в том материале который обрабатывается. Вирионы
могут находится внутри комка биологической жидкости и переживать обработку
дезинфектантами.
    Взаимодействие вируса с клетками организма.
    В организме вирусы взаимодействуют с СД-4 рецепторами которые
располагаются на поверхности иммунокомпетентных клеток -- лимфоцитов,
макрофагов, а также все клетки имеющие отношение к макрофагальной системе.
Взаимодействия  вируса с клеткой  мишенью включает 6 стадий: адсорбция к СД-
4 рецепторам, прокол клетки, затем эндоцитоз, депротеинизация с участием
протеинкиназ клетки хозяина, синтез ДНК на матрице (--) РНК с участием
обратной транскриптазы, на матрице ДНК затем может происходить синтез
вирусной РНК. ДНК вируса включается в геном клетки, затем происходит синтез
вирусных компонентов -- белков, затем происходит самосборка вириона и его
отпочкование, в ходе которого вирус приобретает суперкапсид. Процесс
взаимодействия вируса с чувствительной клеткой происходит с различной
скоростью: вирус может персистировать в клетке ничем себя не проявляя, у
него может отсутствовать синтез нуклеиновых кислот и белков, второй тип
взаимодействия соответствует медленному размножению и отпочкованию вируса и
инфецированию новых клеток. Третий вариант -- быстрое размножение вируса в
клетке, гибель ее и выход вируса. Обычно в одной клетке образуется 10000
новых вирусов.
    На использовании этих этапов взаимодействия вирусов и клеток основаны
методы лечения и профилактики.
    Эпидемиология ВИЧ- инфекции.
    Предполагают что вирус существовал в человеческой популяции до того как
началась пандемия. Уже после открытия вируса было установлено по
сохранившимся сывороткам что вирус был в 1976 году в Англии, в 1966 году в
Африке, в 1952 - в Африке. Однако групповых вспышек не было
зарегистрировано.
    ВИЧ присутствует у больного человека во всех клетках где есть СД-4
рецепторы -- это Т-хелперы, тканевые макрофаги, в клетках кишечника,
слизистых и т д. У инфецированного человека вирус выделяется со всеми
биологическими жидкостями: максимальное количество его находится в крови в
семенной жидкости. Среднее количество вируса - в лимфе, ликворе,
влагалищном отделяемом (100-1000 вирионов на 1 мл). Еще меньше вируса в
молоке кормящей матери, в слюне, слезах, поте. Содержание вируса в них
таково что этого недостаточно чтобы вызвать инфекцию.
    Механизм , пути передачи вируса. Из горизонтальных путей передачи
аэрозольный, фекально-оральный пути отсутствуют, трансмиссивный путь не был
установлен, хотя было зарегистрировано присутствие вируса в клопах.
Контактно-бытовым путем вирус также не передается. Таким образом, вирус
передается половым путем -- гомо- и гетеросексуальным способом.
    Описан артифициальный механизм передачи ВИЧ -- это искусственный путь
передачи через хирургическое или искусственное воздействие, с повреждением
кожных покровов или слизистых. В медицине -- это хирургические
вмешательства, уколы и т д. Кроме того артифициальный путь возможен в
парикмахерских а также при пользовании зубными щетками при нанесении
татуировок.
    Во всем мире зарегистрировано 19,5 млн ВИЧ- инфецированных (на самом
деле их приблизительно в 5 раз больше), из них 18 млн взрослых и 1,5 млн
детей, 6 млн больных СПИДом. В России -- около 1000 ВИЧ- инфецированных, из
них около 100 в Петербурге и области. Пандемия развивается не так
интенсивно как предполагали. На 1995 год прогнозировали 500 млн ВИЧ-
инфецированных. В Америке основным путем распространения (70%) является
гомосексуальный, 20% больных наркоманы. В Японии, Китае основной путь
заражения через переливание крови, в России 30% больных составляют
гомосексуалисты, в 30% заражение произошло гетеросексуальным путем, 10%
через переливание крови, остальное через общий шприц и другими путями.
    Существуют профессиональные заражения среди медицинских работников.
Риск заражения у мед работников, имеющих дело со специальными
манипуляциями, связанными с повреждением пациента составляют 0,5-1%. В
основном это врачи хирурги, акушеры, стоматологи. При переливании крови
инфецированного ВИЧ риск заболеть составляет почти 100%. Если человек
пользуется общим шприцем с больным ВИЧ- инфекцией риск составляет 10%.
Гетеросексуальные контакты с точки зрения эпидемиологии более безопасны:
при единственном контакте с инфецированным ВИЧ риск заболевания составляет
0,1%. При гомосексуальном контакте риск составляет от 10 - 50% при
единственном контакте.
    Патогенез. Инфекция начинается с внедрения вируса в организм человека.
Патогенез ВИЧ- инфекции включает в себя 5 основных периодов. Инкубационный
период продолжается от инфецирования до появления антител и составляет от 7
до 90 дней. Вирус размножается экспотенциально. Никаких симптомов не
наблюдается. Человек становится заразным через неделю. Стадия первичных
проявлений характеризуется взрывообразным размножением вируса в различных
клетках, содержащих СД-4 рецептор. В этот период начинается сероконверсия.
Клинически эта стадия напоминает любую острую инфекцию: наблюдается
головная боль, лихорадка, утомляемость, может быть диарея, единственным
настораживающим симптомом является увеличение шейных и подмышечных
лимфоузлов. Эта стадия продолжается 2-4 недели, затем начинается латентный
период. В этот период вирус замедляет свою репликацию и переходит в
состояние персистенции. Латентный период длится достаточно долго - 5-10
лет, у женщин до 10 лет, у мужчин в среднем 5 лет. В этот период
единственным клиническим симптомом является лимфаденопатия -- длительная,
генерализованная и необратимая (то есть увеличение практически всех
лимфоузлов). Уменьшается количество Т-хелперов по отношению к Т-
супрессорам, исчезают реакции гиперчувствительности замедленного типа
(например, реакция Манту). Четвертый период включает в себя СПИД-
ассоциированный комплекс (или пре-СПИД). Вирус начинает интенсивно
размножаться во всех тканях и органах, взрывообразно реплицироваться с
повреждением клеток. Наиболее сильно повреждаются Т-хелперы, происходит и
полная деструкция, что приводит к дерегуляции всей иммунной системы, резко
снижается иммунитет как гуморальный так и клеточный. На этот фоне
развиваются инфекционные и неинфекционные проявления: саркома Капоши -- это
злокачественная опухоль нижних конечностей, которая встречается крайне
редко, а у больных ВИЧ- инфекцией она поражает 80% больных, лимфома,
инфекции и инвазии крайне разнообразны и представляют непосредственную
угрозу жизни больного: вирусные инфекции -- вирус герпеса, из бактерий
активизируются микобактерии туберкулеза, стафилококки, стрептококки,
легионеллы. Грибковые инфекции: кандидоз, из заболеваний , вызванных
простейшими -- пневмокониоз, криптоспоридиоз, и один гельминтоз --
стронгилоидоз.
    На пятом этапе -- собственно СПИД -- наблюдается полное отсутствие
иммунного ответа. Длительность примерно 1-2 года, непосредственной причиной
смерти являются вторичные инфекции.
    Лабораторная диагностика: 1. Скрининг антител против ВИЧ с помощью
иммуноферментного анализа (от начала второго периода и до смерти
инфецированного). Если реакция положительна, ставится повторная с другой
сывороткой и на более совершенной системе (разрешающая способность около
85%). Затем проводится иммуноблодинг, который совмещает разрешающую
способность электрофореза и иммуноферментного анализа. Мы получаем разгонку
антигенов вируса на геле или бумаге при помощи электрофореза, затем
обрабатываем сывороткой больного и меченой ферментом сывороткой против
сыворотки человека. При подозрении на ВИЧ- инфекцию и при отрицательных
реакциях на ВИЧ- 1 используется диагностикум ВИЧ-2. За рубежом также
применяется лабораторная диагностика на нахождение вирусного генома в
полимеразной цепной реакции.
    Лечение и профилактика. Разработано 3 направления в лечении:
 этиотропная терапия. Используют следующие препараты: 1. Азидотимизин
(АЗТ), инактивирующий обратную транскриптазу вируса. Этот препарат
токсичный и дорогой, но он продлевает жизнь больному. 2. Альфа - интерферон
вместе с АЗТ удлиняет латентный период, подавляя репликацию.
 Иммуностимуляция. Вводят интерлейкин -2, интерфероны и иммуноглобулины.
 Лечение опухолей, вторичных инфекций и инвазий (применяют ацикловир и др).
     Профилактика.  Только неспецифическая. Кровь для переливания должна
обязательно тестироваться на содержание ВИЧ. Попытки создать вакцины, в том
числе генноинженерия, производящиеся во всем мире пока успеха не имеют.