Литература - Микробиология (ВИЧ-ИНФЕКЦИЯ)

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.