Чего вы не знаете о ВИЧ: откуда он появился и как от него защититься?
Что такое ВИЧ?
Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) — представитель семейства ретровирусов, подсемейства лентивирусов. Заболевание, развивающееся в результате заражения ВИЧ-инфекцией на терминальной стадии — синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД). Число инфицированных этим вирусом (иначе говоря ВИЧ-положительных) в мире более 36 миллионов человек, из них 2 миллиона — дети. Ежегодно количество заразившихся увеличивается в среднем на 2 миллиона.
Как только вирус попадает на слизистую оболочку или же сразу в кровь, происходит заражение. Очень популярный путь инфицирования — половой. В сперме и шейке матки содержания вируса высоко, как в крови. Использование барьерной контрацепции при каждом половом акте — основной путь профилактики инфекции, однако даже презерватив не способен защитить на 100%. Также ВИЧ можно «подхватить» при использовании нестерильных инструментов, например, в больнице, салоне красоты и тату. С процветанием наркомании заражение происходит также из-за использования нестерильных шприцев.
Еще один путь передачи — вертикальный, то есть от матери к ребенку во время беременности, родов и через грудное молоко, в котором содержание вируса высоко.
В слюне, слезе, моче и потовых железах вирус также есть, но в ничтожно малой концентрации, поэтому бытовыми контактами заражение невозможно.
Предполагается, что вирус впервые попал в организм человека в 1920-х годах в Центральной Африке, а именно в городе Киншаса, столице Демократической республики Конго. Люди поедали мясо шимпанзе и других человекоподобных обезьян и таким образом инфицировались ВИЧ-1 группы М.
Как классифицируются группы ВИЧ?
Группа М (от лат. major — большой) подразделяется на несколько подтипов и является основной и самой многочисленной группой по числу заражений (около 90%), поражает человеческий организм.
Группа О стала причиной заражения в Камеруне (Центральная Африка).
Группа N — редкая, даже уникальная группа, вирус данного типа обнаружен только в Центральной Африке.
Группа P — вирусы, сходные по строению с ВИЧ горилл, но отличные от вируса шимпанзе.
Заражения в Африке не стали широко известны, потому что средняя продолжительность жизни среди различных народов континента составляла около 30 лет. Распространение заболевания за пределы государства и континента обусловлено, во-первых, активностью секс-индустрии, во-вторых, тесной связью Африканских городов с Киншаса, в-третьих, тем, что Конго стало основным местом заработка для гаитян после получения независимости от Бельгии, вследствие чего произошёл «привоз» ВИЧ-1 М в Гаити и прилегающие государства.
До 2016 года считалось, что нулевым пациентом в США был Дюга Гаэтан из Северной Америки, по профессии бортпроводник, имевший нетрадиционную ориентацию, и что именно он привез инфекцию в штаты в 1981 году. В 1987 году им была написана книга под названием «И оркестр продолжал играть». Дюга писал, что работал бортпроводником на международных рейсах и являлся гомосексуалистом. После выхода книги он стал считаться нулевым пациентом и распространителем ВИЧ на территории США, так как имел более 200 партнеров. Однако в 2016 году ученые из университета штата Аризона выяснили, что уже в 70-х годах из Карибского региона ВИЧ распространился по Европе одновременно с популяризацией однополых отношений среди мужчин. В 1983 году вирус иммунодефицита человека был открыт в двух независимых лабораториях практически одновременно: Люком Монтанье во Франции и Робертом Гало в США.
В 80-х годах в СССР «секса не было» и СПИД считался позорным заболеванием наркоманов, проституток и гомосексуалистов. Первый скрининг в Советском Союзе был проведен в 1987 году и было обнаружено около 30 ВИЧ-положительных граждан. В основном это были люди, выезжавшие за границу, в т. ч. в Африку. Затем последовала вспышка в городе Элиста, где из-за халатности медицинского персонала были заражены 4 женщины и 75 детей. С течением времени цифры неуклонно росли и ВИЧ поражал все большее количество людей.
Как ВИЧ приводит к СПИД?
При попадании в кровь чужеродные агенты, или антигены, связываются с комплексом гистосовместимости на поверхности антигенпрезентирующих клеток (В-лифмоцитов, дентритных клеток, макрофагов), экспонирующих на своей поверхности этот комплекс вместе с антигеном. В орагнизме, не зараженном ВИЧ-инфекцией, иммунные клетки — Т-лимфоциты, — готовы к работе: Т-киллеры, Т-хелперы и Т-супрессоры; нас интересуют только первые два типа. Они выделяют особые вещества, называемые цитокинами и интерлейкинами, чем способствуют уничтожению чужеродного агента (направляя работу иммунной системы). В процессе дифференцировки эти клетки приобретают Т-клеточные рецепторы (ТКР), способные к распознаванию комплекса на поверхности антигенпрезентирующих клеток, например, В-лимфоцитов.
В чем же принципиальная разница Т-хелперов и Т-киллеров? Каждый антиген связывается с комплексом гистосовместимости 1 типа или 2 типа в зависимости от строения этого самого антигена. Цель Т-киллеров — комплекс 1 типа, Т-хелперов — 2 типа. А также все лейкоциты «помечены» специальным белком, обозначаемым буквами CD (cluster of differentiation) и числом. Т-хелперы промаркированы как CD4.
Проще говоря, в норме попадающий в организм вирус будет «в разобранном виде» представлен на поверхности одних клеток, а другие клетки будут распознавать вирус на поверхности этих клеток и формировать соответствующий иммунный ответ.
Что из себя представляет ВИЧ и что в нем особенного? Ведь не секрет, что без терапии человек скончается в течение 10–11 лет.
Строение вириона
Вирус, как и иммунные клетки, имеет на своей поверхности рецепторы в виде гликопротеинов: gp 120 или gp 105 (ВИЧ-1 и ВИЧ-2 соответственно), определяющие тропность вируса, т. е. те клетки и организмы, которые он может заразить.
Инфицирование происходит при попадании вируса на слизистые оболочки или непосредственно в кровь. ВИЧ поражает именно те клетки, на которых есть рецептор CD4, а именно Т-хелперы, макрофаги, моноциты, дендритные клетки, клетки микроглии. Происходит взаимодействие гликопротеинов на поверхности ВИЧ и рецепторов на поверхности клетки, проникновение внутрь путем слияния в месте расположения рецепторов или через мембрану путем эндоцитоза, т. е. клетка будто проглатывает вирус. У ВИЧ есть свой генетический материал в форме двух цепочек РНК (у клеток человека — в форме двухцепочечной ДНК). Внутри клетки РНК вируса высвобождается из своей белковой оболочки — вирусного капсида. Эта РНК не способна к взаимодействию с рисобами клетки хозяина, и ей необходимо встроиться в геном клетки для репликации (размножения вируса).
С помощью фермента обратной транскриптазы происходит переписывание информации с РНК вируса на ДНК зараженной клетки. Промежуточная ДНК попадает в ядро клетки-хозяина и приобретает форму кольца, встраивается в хромосому с помощью фермента интегразы, становясь провирусом. Затем происходит синтез белков и образование новых вирионов, их отшнуровывание с использованием части клеточной мембраны (для маскировки вирусных частиц от взора иммунной системы), что приводит к гибели клетки-хозяина. Также ВИЧ-инфицированные макрофаги вырабатывают цитокины, которые запускают клеточный апоптоз. Таким образом вирус распространяется по организму, снижается активность и количество иммунокомпетентных клеток, а циркулирующие иммунные комплексы из ВИЧ-антигенов и антител вызывают еще большее распространение инфекции за счёт активации Т-хелперов.
Болезнь пока неизлечима, но все ли так плохо? Были единичные данные о том, что удалось элиминировать вирус при помощи технологии CRISPR, однако это только пробные шаги. Современная антиретровирусная терапия (АРТ) помогает продлить жизнь зараженным людям на многие десятки лет. АРТ назначается во всех случаях выявления ВИЧ-положительного статуса, но чем меньше количество CD4 лимфоцитов в крови, тем больше показаний к безотлагательному началу лечения.
Есть ли какие-то дополнительные способы защиты от ВИЧ именно для женщин?
В апреле 2018 года канадские ученые объявили о создании вагинального имплантата для профилактики ВИЧ-инфекции.
Вагинальный имплантат
Открытие произошло не на пустом месте, а имеет под собой базу исследований, проведенных в Кении в 90-х годах. Ученые заметили, что некоторые работницы секс-индустрии были устойчивы к заражению ВИЧ-инфекции, и после контакта без барьерной контрацепции с ВИЧ-положительными мужчинами они оставались здоровыми.
Причина такого феномена крылась в Т-лимфоцитах. Т-хелперы, о которых мы говорили ранее, являются носителями CD4 и являются первой мишенью для вируса. Можно сказать, что CD4 — это ворота в клетку для вируса. В норме Т-хелперы? несущие на поверхности CD4 молекулу и уже заражённые ВИЧ, взаимодействуют с комплексом гистосовместимости класса 2, связанным с ВИЧ на поверхности антигенперезнтирующей клетки, и активируются, что приводит к активной наработке вирусных частиц в пораженном лимфоците — это происходит при участии провоспалительных цитокинов, таких как ИЛ-1, ИЛ-6 и ФНО?. Затем пораженные вирусом клетки погибают. Однако у вышеупомянутых женщин из Кении Т-хелперы оставались в неактивном состоянии, был снижен уровень транскрипции вирусного генома или снижено количество выделяемых цитокинов, участвующих в стимуляции распространения в ВИЧ-инфекции, поэтому иммунный ответ у этих женщин был не характерным для ВИЧ-инфекции.
Ученые смоделировали подобную ситуацию на кроликах с помощью гидроксихлорохина — противомалярийного препарата с умеренной иммуносупрессивной активностью, препятствующего репликации ДНК и синтезу РНК, ослабляющего активность лейкоцитов. Максимальная концентрация вещества в крови достигается через 2 часа. Оральные формы препарата быстро метаболизируются в печени и попросту не доходят до слизистой оболочки влагалища. Влагалищный имплант изготовлен из полиуретана и полностью совместим с организмом женщины, возможна контролируемая доставка препарата выше терапевтической концентрации, чтобы оказать более выраженное иммуносупрессивное действие. Таким образом происходит искусственное подавление активации Т-лимфоцитов во влагалище и, как следствие, уменьшается продукция провоспалительных веществ. Стандартная антиретровирусная терапия включает в себя комплекс из трех препаратов, направленных на три различные формы ВИЧ, которые он может принимать в организме в ходе заражения. Помимо побочных эффектов, такая терапия является очень дорогой, поэтому поиск дополнительных мер профилактики особенно важен.
Предполагается, что данное изобретение позволит снизить число заразившихся людей. Мы же думаем, что данная методика является перспективной, но только лишь как вспомогательное средство барьерной контрацепции!
Источники:
Chen Y. et al. Implant delivering hydroxychloroquine attenuates vaginal T lymphocyte activation and inflammation //Journal of Controlled Release. – 2018. – Т. 277. – С. 102-113.
