Тем, кто свято верит в то, что никакого ВИЧ не существует, не читать
Для остальных - конспект того, что в настоящий момент известно об этом вирусе и о вызываемой им болезни. Навёл dok-zlo.
На сегодня вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) - самый изученный из всех вирусов. О ВИЧ опубликовано более 200 тыс. научных статей. За 30 лет мы узнали его строение, эпидемиологию, жизненный цикл, функции его белков и многое другое.
• ВИЧ заражает лимфоциты-хелперы, которые регулируют иммунный ответ. Смерть этих клеток ведет к дерегуляции иммунитета - его чрезмерной активации и одновременно неспособности фокусироваться на патогенных микроорганизмах.
• ВИЧ наносит удар по иммунной системе в течение первых недель инфекции, но симптомы нарушения иммунитета в среднем проявляются через 8 лет в виде синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИД). Это происходит, когда иммунная система, до этого лихорадочно восполняющая потери лимфоцитов-хелперов, истощается и проигрывает борьбу с вирусом.
• ВИЧ принадлежит к семейству ретровирусов, роду лентивирусов. Частицы ВИЧ содержат геном в виде двух копий РНК, которые вирус превращает в ДНК после проникновения в клетку. Эта ДНК встраивается вирусом в ДНК клетки хозяина и остается там до смерти клетки.
• Лентивирусы существуют миллионы лет и были найдены у кроликов, кошек, лошадей и ряда африканских обезьян. ВИЧ проник в человеческую популяцию от шимпанзе примерно 100 лет назад в западной Африке.
• ВИЧ передается через кровь, при сексе или от матери к ребенку при родах. В быту, при поцелуях, укусах и рукопожатиях ВИЧ не передается. Не передается он и комарами.
• Наиболее надежным способом предотвращения инфицирования ВИЧ при сексе является презерватив. За последние 2 года три новых способа предотвращения ВИЧ показали обнадеживающие результаты: вакцина, прием лекарств до секса и любрикационный гель с лекарствами, но эффективность всех трех пока слишком низка (30-50%), чтобы их можно было вводить в широкое употребление.
• Было разработано более 20 лекарств, останавливающих репликацию ВИЧ (это больше, чем для любого другого вируса). Лекарства снижают количество вируса в крови до ничтожного уровня и предотвращают СПИД. Также лекарства позволяют предотвратить передачу вируса от матери к ребенку при родах и при грудном вскармливании.
• Встроившись в ДНК клетки, ВИЧ иногда переходит в латентную форму, которая никак себя не проявляет, а потому ни лекарства, ни иммунная система не могут на него повлиять. В таком виде он может существовать десятки лет. Из-за латентных вирусов лекарства от ВИЧ приходится принимать всю жизнь. В организме переставшего принимать лекарства человека вирус выходит из латентной формы, и болезнь развивается снова.
• ВИЧ очень гибок генетически, что позволяет ему уходить от иммунного ответа, а также приобретать устойчивость к лекарствам. Для предотвращения устойчивости к лекарствам при лечении их применяют по три одновременно.
• В мире 33 миллиона человек живут с ВИЧ, из них больше половины - женщины. Несмотря на огромный прогресс в предотвращении ВИЧ-инфекции (во многих странах эпидемия идет на спад) и лечении СПИДа (больше 5 миллионов человек получают лекарства), каждый год 2 миллиона человек умирают от СПИДа, потому что не имеют доступа к лекарствам.
• Передача ВИЧ от человека к человеку довольно малоэффективна. При гетеросексуальном контакте вероятность заразиться - меньше одного процента и когда инфекция происходит, то обычно передается лишь одна вирусная частица. При гомосексуальном контакте вероятность заражения - пара процентов и передается обычно больше одного вируса. Передача через кровь зависит от количества крови - гемофилики, получавшие литры крови были заражены практически все с первого раза. У наркоманов наблюдается передача десятков вирусных частиц за раз. Обрезание снижает вероятность заражения для мужчины на 60%.
• Инфекция ВИЧ не предотвращает суперинфекцию, повторное заражение уже зараженного человека. Для большинства вирусов этого не происходит, потому что имунный ответ против первого вируса защищает организм от повторной инфекции.
• Годы между инфекцией и проявлением симтомов СПИДа являются годами активной вирусной репликации. В крови ВИЧ-инфицированного часто можно видеть 105-106 вирусов на мл крови. Такое количество вируса производится каждые несколько дней.
• Обратная транскрипция, копирование генома вируса из РНК в ДНК, является одним из самых сложных репликационных стратегий вирусных геномов: инициируется в разных местах для + и - цепей, требует двух прыжков с одного конца генома на другой, использует три разных ферментативных активности (выполняемых одним белком), и в результате ДНК копия оказывается длиннее РНК матрицы.
• При копировании генома обратная транскриптаза очень часто, около десяти раз, перепрыгивает с одной РНК на другую, что ведет к эффективной рекомбинации вирусных геномов, случайно попавших в одну клетку.
• ВИЧ мутирует не чаще многих других вирусов. Но он так устроен, что гораздо большая часть этих мутаций не вредит ему. Именно это свойство, а также упомянутая выше рекомбинация, позволяют ВИЧ так быстро эволюционировать.
• Существует ряд антивирусных белков, которые имеются в каждой клетке и действуют против ВИЧ. Одни мутируют вирусную РНК, выводя ее из строя. Другие связываются со входящим в клетку капсидом и разрушают его. Третьи не позволяют вновь образовавшемуся вирусу покинуть клетку-хозяин. Вирус имеет специальные белки, нейтрализующие эти дополнительные уровни защиты или мутирует так, чтобы избегать их.
• Наружная часть белка оболочки ВИЧ может почти неограниченно меняться, внутренняя же часть, спрятанная от иммунной системы, выполняет функцию слияния с клеткой. Белок использует двух-ступенчатое распознование клетки-мишени - сначала распознается рецептор, это дает сигнал белку «открыться» и позволяет внутренней части белка оболочки связаться с корецептором, с помощью которого вирус и проникнает внутрь клетки. Мало-меняющаяся часть белка, против которой иммунная система могла бы действовать, обнажается лишь на секунды.
• Лимфоциты часто контактируют друг с другом и ВИЧ концентрирует сборку вирусных частиц в местах этих контактов, что позволяет ему напрямую переходить от одной клетки к другой. Механизм распространения, при котором вирус отделяется от одной клетки и плавает в крови в поисках другой, куда менее эффективен. Дендритные клетки, чьей ролью является сбор патогенов и их презентация иммунной системе, подбирают свободноплавающий вирус и доставляют его к лимфоцитам, тем самым существенно увеличивая инфекционность свободных вирусных частиц.
• В обезьянах, являющихся естественными носителями ВИО (вируса иммунодефицита обезьян), инфекция протекает без симптомов и не ведет к СПИДу, хотя вирус активно в них реплицируется. В обезьянах, не имеющих в природе ВИО, инфекция ВИО быстро ведет к СПИДу.
На сегодня вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) - самый изученный из всех вирусов. О ВИЧ опубликовано более 200 тыс. научных статей. За 30 лет мы узнали его строение, эпидемиологию, жизненный цикл, функции его белков и многое другое.
• ВИЧ заражает лимфоциты-хелперы, которые регулируют иммунный ответ. Смерть этих клеток ведет к дерегуляции иммунитета - его чрезмерной активации и одновременно неспособности фокусироваться на патогенных микроорганизмах.
• ВИЧ наносит удар по иммунной системе в течение первых недель инфекции, но симптомы нарушения иммунитета в среднем проявляются через 8 лет в виде синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИД). Это происходит, когда иммунная система, до этого лихорадочно восполняющая потери лимфоцитов-хелперов, истощается и проигрывает борьбу с вирусом.
• ВИЧ принадлежит к семейству ретровирусов, роду лентивирусов. Частицы ВИЧ содержат геном в виде двух копий РНК, которые вирус превращает в ДНК после проникновения в клетку. Эта ДНК встраивается вирусом в ДНК клетки хозяина и остается там до смерти клетки.
• Лентивирусы существуют миллионы лет и были найдены у кроликов, кошек, лошадей и ряда африканских обезьян. ВИЧ проник в человеческую популяцию от шимпанзе примерно 100 лет назад в западной Африке.
• ВИЧ передается через кровь, при сексе или от матери к ребенку при родах. В быту, при поцелуях, укусах и рукопожатиях ВИЧ не передается. Не передается он и комарами.
• Наиболее надежным способом предотвращения инфицирования ВИЧ при сексе является презерватив. За последние 2 года три новых способа предотвращения ВИЧ показали обнадеживающие результаты: вакцина, прием лекарств до секса и любрикационный гель с лекарствами, но эффективность всех трех пока слишком низка (30-50%), чтобы их можно было вводить в широкое употребление.
• Было разработано более 20 лекарств, останавливающих репликацию ВИЧ (это больше, чем для любого другого вируса). Лекарства снижают количество вируса в крови до ничтожного уровня и предотвращают СПИД. Также лекарства позволяют предотвратить передачу вируса от матери к ребенку при родах и при грудном вскармливании.
• Встроившись в ДНК клетки, ВИЧ иногда переходит в латентную форму, которая никак себя не проявляет, а потому ни лекарства, ни иммунная система не могут на него повлиять. В таком виде он может существовать десятки лет. Из-за латентных вирусов лекарства от ВИЧ приходится принимать всю жизнь. В организме переставшего принимать лекарства человека вирус выходит из латентной формы, и болезнь развивается снова.
• ВИЧ очень гибок генетически, что позволяет ему уходить от иммунного ответа, а также приобретать устойчивость к лекарствам. Для предотвращения устойчивости к лекарствам при лечении их применяют по три одновременно.
• В мире 33 миллиона человек живут с ВИЧ, из них больше половины - женщины. Несмотря на огромный прогресс в предотвращении ВИЧ-инфекции (во многих странах эпидемия идет на спад) и лечении СПИДа (больше 5 миллионов человек получают лекарства), каждый год 2 миллиона человек умирают от СПИДа, потому что не имеют доступа к лекарствам.
• Передача ВИЧ от человека к человеку довольно малоэффективна. При гетеросексуальном контакте вероятность заразиться - меньше одного процента и когда инфекция происходит, то обычно передается лишь одна вирусная частица. При гомосексуальном контакте вероятность заражения - пара процентов и передается обычно больше одного вируса. Передача через кровь зависит от количества крови - гемофилики, получавшие литры крови были заражены практически все с первого раза. У наркоманов наблюдается передача десятков вирусных частиц за раз. Обрезание снижает вероятность заражения для мужчины на 60%.
• Инфекция ВИЧ не предотвращает суперинфекцию, повторное заражение уже зараженного человека. Для большинства вирусов этого не происходит, потому что имунный ответ против первого вируса защищает организм от повторной инфекции.
• Годы между инфекцией и проявлением симтомов СПИДа являются годами активной вирусной репликации. В крови ВИЧ-инфицированного часто можно видеть 105-106 вирусов на мл крови. Такое количество вируса производится каждые несколько дней.
• Обратная транскрипция, копирование генома вируса из РНК в ДНК, является одним из самых сложных репликационных стратегий вирусных геномов: инициируется в разных местах для + и - цепей, требует двух прыжков с одного конца генома на другой, использует три разных ферментативных активности (выполняемых одним белком), и в результате ДНК копия оказывается длиннее РНК матрицы.
• При копировании генома обратная транскриптаза очень часто, около десяти раз, перепрыгивает с одной РНК на другую, что ведет к эффективной рекомбинации вирусных геномов, случайно попавших в одну клетку.
• ВИЧ мутирует не чаще многих других вирусов. Но он так устроен, что гораздо большая часть этих мутаций не вредит ему. Именно это свойство, а также упомянутая выше рекомбинация, позволяют ВИЧ так быстро эволюционировать.
• Существует ряд антивирусных белков, которые имеются в каждой клетке и действуют против ВИЧ. Одни мутируют вирусную РНК, выводя ее из строя. Другие связываются со входящим в клетку капсидом и разрушают его. Третьи не позволяют вновь образовавшемуся вирусу покинуть клетку-хозяин. Вирус имеет специальные белки, нейтрализующие эти дополнительные уровни защиты или мутирует так, чтобы избегать их.
• Наружная часть белка оболочки ВИЧ может почти неограниченно меняться, внутренняя же часть, спрятанная от иммунной системы, выполняет функцию слияния с клеткой. Белок использует двух-ступенчатое распознование клетки-мишени - сначала распознается рецептор, это дает сигнал белку «открыться» и позволяет внутренней части белка оболочки связаться с корецептором, с помощью которого вирус и проникнает внутрь клетки. Мало-меняющаяся часть белка, против которой иммунная система могла бы действовать, обнажается лишь на секунды.
• Лимфоциты часто контактируют друг с другом и ВИЧ концентрирует сборку вирусных частиц в местах этих контактов, что позволяет ему напрямую переходить от одной клетки к другой. Механизм распространения, при котором вирус отделяется от одной клетки и плавает в крови в поисках другой, куда менее эффективен. Дендритные клетки, чьей ролью является сбор патогенов и их презентация иммунной системе, подбирают свободноплавающий вирус и доставляют его к лимфоцитам, тем самым существенно увеличивая инфекционность свободных вирусных частиц.
• В обезьянах, являющихся естественными носителями ВИО (вируса иммунодефицита обезьян), инфекция протекает без симптомов и не ведет к СПИДу, хотя вирус активно в них реплицируется. В обезьянах, не имеющих в природе ВИО, инфекция ВИО быстро ведет к СПИДу.