Среди всех иммунных заболеваний ВИЧ-инфекция занимает особое место. Вирус иммунодефицита человека вызывает инфекционное заболевание, опосредованное первичным вирусным поражением иммунной системы. Это ведет к развитию ярко выраженного вторичного иммунодефицита, который и обусловливает различные инфекционные процессы, индуцированные непатогенными для здорового человека микроорганизмами, и другие патологические состояния.
Возбудителями болезни является ретровирус человека — Т-лимфотропный вирус (HTLV-III). Семейство ретровирусов состоит из двух подсемейств — онко- и ленти (медленных) вирусов. ВИЧ содержит особый фермент — обратную транскриптазу (ревертазу), обусловливающую транскрипцию генетической информации с вирусной РНК на ДНК, а далее — классическим путем через иРНК на белок. Вирус, в отличие от своих соседей по семейству, обладает высокой изменчивостью: 1000 мутаций на 1 ген, (для сравнения — у вируса гриппа, по данным разных авторов, в 30-1 млн раз меньше (!)). Геном ВИЧ включает 7 регуляторных генов, на 4 больше, чем у остальных представителей семейства ретровирусов. Сумма генов обеспечивает ВИЧ-образование вирусных-капсульных белков, ревертазы, белков,
управляющих активностью возбудителя, его инфекционностью и т.д.
Известен ВИЧ-1 с локализацией в Северной Америке,ряде стран Западной Европы, Центральной Африке и ВИЧ-2 — в Западной Африке, Португалии, Франции, Германии.
ВИЧ имеет выраженный тропизм к лимфоидной ткани, в первую очередь, к Т-клеткам, имеющим рецептор CD4. Обычно, проникнув в клетку, вирус остается в латентном состоянии, иногда годами, пока какая-нибудь вторичная инфекция не приведет к стимуляции зараженных Т-лимфоцитов. Тогда наступает активация ВИЧ с бурным синтезом вирусных частиц и гибелью Т-лимфоцитов, несущих маркер CD4. Тем не менее инфицированность типов клеток ВИЧ в организме значительно шире, как и способы проникновения вирусов в клетку. Кроме взаимодействия ВИЧ с рецептором CD4, он может: проникать через Fc γ-рецептор клеток, будучи связанным со специфическими противовирусными АТ и даже с неспецифическими ауто- и аллоантителами к тканевым Аг человека, аминокислотные последовательности которых обнаруживаются в наружном оболочечном белке ВИЧ; попадать в разные клетки-мишени в виде псевдовируса, содержащего геном ВИЧ, а оболочку какого-либо другого вируса, например, герпеса, аденовирусов, паповавирусов и т.д.; проникать в клетки, не имеющие рецептор CD4, например, В-лимфоциты, нейтрофилы (считают возможным взаимодействие пептидов гипервариабельной петли белка gp120 ВИЧ с еще не идентифицированными структурами Т-лимфоцитов и других клеток хозяина); проникать в клетку в виде комплекса ВИЧ с γ-интерфероном через интерфероновый рецептор. В последние годы установлено, что определенный вклад во взаимодействие ВИЧ с Т-лимфоцитами и моноцитами вносят молекулы адгезии, в частности, интегрин LFA-1, который может выполнять роль корецепторной молекулы в дополнение к CD4, взаимодействующей со своими лигандами ICAM-1, -2,-3. Это было подтверждено с помощью моноклональных анти-LFA-1 АТ, блокирующих инфицирование клеток ВИЧ, как и ассоциацией АТ против всех трех лигандов ICAM.
Возбудитель СПИДа обнаруживается не только в Т-лимфоцитах, но и других лимфоидных и нелимфоидных клетках (клетки Лангерганса, макрофаги/моноциты, эозинофилы, мегакариоциты, нейроны, микроглия, астроциты, эндотелиоциты, олигодендроциты, клетки кишечного эпителия и т.д.). Он обнаружен в сперме, крови, слюне, слезной жидкости, грудном молоке кормящих матерей.
Среди заболевших 70-80\% составляют гомосексуалисты и бисексу-
алы, 12-18\% — наркоманы, 7\% — женщины — партнеры больных ВИЧинфекцией, 1,1\% — дети больных, 0,6\% — больные гемофилией, в 6-7\% пути передачи инфекции пока не выяснены.
Главным путем заражения ВИЧ являются половые контакты с больными, переливание инфицированной крови и ее препаратов, зараженные шприцы и иглы, передача с молоком матери, трансплантация органов и тканей. Существует профессиональное заражение стоматологов, хирургов (в 1,5-2\% случаев). Передача возбудителя через слюну и кусающими насекомыми до сих пор исключается, однако в организме постельных клопов вирус сохраняет свою жизнеспособность в течение 60 мин (!).
Инкубационный период составляет от 4-6 мес до 3-5 и более лет. Однако у некоторых больных первые признаки ВИЧ-инфекции в форме увеличения лимфатических узлов и повышения температуры развиваются через 4-6 нед. При трансплантационной передаче скрытый период составляет обычно 4-8 мес. Средний период между появлением специфических АТ в крови (наличие инфекции!) и развитием симптомов СПИД составляет 7-11 лет. У 5\% инфицированных заболевание развивается в первые 3 года. В последующие 8 лет ВИЧ-инфекция развивается со скоростью 3-7\% лиц ежегодно из числа зараженных. У 65\% инфицированных лиц клинические проявления СПИД развиваются на протяжении 16 лет (Хаитов Р.М., Игнатьева Г.А., 1992).
На основании нарушения вирусом иммунитета возникает различная патология.
Различают 3 больших и 6 малых симптомов заболевания. Большие — потеря массы на 10 и более процентов, продолжительная лихорадка и хроническая диарея более 1 мес. Малые — постоянный кашель более 1 мес, генерализованный зудящий дерматит, повторный опоясывающий лишай, генерализованная лимфоаденопатия.
В.В. Покровским и О.В. Юриным разработана следующая клиническая классификация ВИЧ-инфекции.
I. Стадия инкубации.
II. Стадия первичных проявлений а/ острая лихорадочная форма
б/ бессимптомная фаза
в/ генерализованная лимфоаденопатия.
III. Стадия вторичных заболеваний
а/ потеря массы тела менее 10\%, поверхностные грибковые, бактериальные, вирусные поражения кожи и слизистых оболочек, опоя-
сывающий лишай, повторные фарингиты, синуситы; б/ прогрессирующая потеря массы тела на 10\%, необъяснимая лихорадка или диарея более 1 мес, «волосистая» лейкопения, туберкулез легких, повторные или стойкие бактериальные, грибковые, вирусные, протозойные поражения внутренних органов (без диссеминации) или глубокие поражения кожи и слизистых оболочек, повторный или диссеминированный опоясывающий лишай, локализованная саркома Капоши;
в/ генерализованная бактериальная, вирусная, грибковая, протозойная пневмоцистная пневмония, кандидоз, атипичные микобактериозы, внелегочный туберкулез, кахексия, диссеминированная саркома Капоши, поражения ЦНС различной этиологии. IV. Терминальная стадия.
У части больных заболевание протекает с преимущественным поражением желудочно-кишечного тракта, воспалительный процесс от гиперемии до некроза распространяется на всю кишечную трубку. Выявляются упорная диарея, признаки стоматита, эзофагита, проктита. Воспаления вызывают грибки кандида, вирусы, микробактерии, криптококки.
Иногда заболевание приобретает генерализованный характер, в воспалительный процесс вовлекаются легкие, желудочно-кишечный тракт, кожа, нервная система, а возбудителями являются цитомегаловирус, паповавирус, токсоплазмы, грибки кандида, вирусы, микробактерии, криптококки.
Кроме того, заболевание может протекать с преимущественным поражением глаз в виде конъюнктивита, кератита, ретинита, ретинального перифлебита, кровоизлияний в клетчатку, появлением белого пятна со снижением зрения.
Поражение центральной нервной системы может быть самостоятельным проявлением клиники СПИДа или сочетаться с поражениями других органов и систем. Больных беспокоит головная боль, нарушение равновесия, прогрессирует деменция. Причиной неврологических нарушений может быть непосредственно действие вируса на нервную ткань, а также герпес вирусов, например, цитомегаловируса, вируса Эпстайна-Барр, вследствие сформировавшегося у больного иммунодефицита.
Наряду с активацией условно-патогенной флоры у больных СПИДом клинические проявления могут быть обусловлены развитием опухолевого процесса, особенно часто в виде саркомы Капоши.
Действие ВИЧ на иммунную систему характеризуется:
— снижением общего количества Т-лимфоцитов за счет субпопуляции CD4-лимфоцитов;
— снижением функции Т-лимфоцитов за счет резкого нарушения функции CD4-лимфоцитов;
— повышением функциональной активности В-лимфоцитов, изза чего увеличивается спонтанная продукция иммунных глобулинов и рост их концентрации в сыворотке крови;
— в результате вторичных иммунных нарушений снижением способности В-клеток отвечать продукцией иммуноглобулинов на новый Аг, одновременно увеличивается количество ЦИК;
— снижением цитотоксической активности натуральных киллеров и клеточно-опосредованной цитотоксичности;
— нарушением функции клеток моноцитарного ряда (в частности, снижается хемотаксис, цитотоксичность, продукция ИЛ-1). Одновременно увеличивается содержание α-интерферона, появляются антилимфоциторные АТ, супрессорные факторы, снижается уровень тимозина в сыворотке крови и увеличивается β-2-микроглобулин и α-1-тимозин. У части больных также снижается абсолютное число и функциональная активность естественных киллеров, пролиферативный ответ на митогены и Аг, кожные реакции на туберкулин, кандидин, трихофитин, столбнячный, дифтерийный и другие Аг. Выявляется гипергаммаглобулинемия.
Специфическая диагностика включает несколько уровней.
1. Выявление антител против вируса иммунодефицита человека
Выявление АТ против ВИЧ выполняется с помощью методов иммуноферментного (ИФА), радиоиммунного, иммунометрического анализов, когда в используемых тест-системах применяют вирусные лизаты, рекомбинантные вирусные белки или синтетические пептидные вирусные Аг. Кроме них, применяют метод иммунного блотинга, или Вестерн блота, суть которого состоит в том, что после разгонки в электрофорезе белков ВИЧ их отдельные фракции переносят на нитроцеллюлозную (или иную) мембрану, вырезают соответствующую полоску, содержащую конкретный пептид ВИЧ, и инкубируют ее с материалом, заключающим в себе предполагаемые АТ к ВИЧ. Визуализируют реакцию с помощью той же ИФА.
Используют также реакцию агглютинации (латексную, желатиновую, эритроцитарную) и радиоиммунопреципитацию (метаболи-
ческ и меченный изотопами биоматериал разрушают для выделения меченых антигенов, которые затем связываются с антителами и полученные комплексы АГ-АТ выделяются и анализируются на радиоспектрометрах).
2. Обнаружение вирусных Аг
Выполняется с помощью тех же методов ИФА, РИА, радиоиммунопреципитации, в которых применяются, как правило, моноклональные стандартные АТ против Аг ВИЧ.
3. Обнаружение клеток, экспрессирующих белки ВИЧ
Для этой цели применяются методы — микроскопические или проточной лазерной цитофлуориметрии, выявляющие клетки, содержащие вирусные Аг, которые маркированы обработкой специфическими мечеными АТ (ФИТЦ, фикоэритрином, стрептавидином); иммуногистохимические методы (те же принципы, но АТ конъюгируются с ферментами, в последующем вызывающими цветную реакцию при взаимодействии с субстратами, которая выявляется микроскопически или колориметрически); методы электронной микроскопии (АТ метят флуорохромами, ферментами, коллоидным золотом); метод твердофазного ИФА, в котором применяются зараженные ВИЧ клетки, адгезированные на поверхности полистирола.
4. Обнаружение в клетках человека провирусной ДНК или РНК ВИЧ Анализирует клетки периферической крови и клетки, полученные
при биопсии лимфоузлов, миндалин и аденоидов (они содержат ВИЧ в 10-15 раз больше, чем клетки крови!). Выполняется методами гибридизации нуклеиновых кислот и полимеразной цепной реакции (ПЦР). Высокая целесообразность этих методов обусловливается тем, что определение специфических анти-ВИЧ АТ «пропускает» каждого десятого инфицированного. Это вызывает заражение ВИЧ реципиентов при трансфузии им проверенной крови инфицированных лиц. По этой причине в настоящее время любая донорская кровь, даже тестированная на АТ и Аг ВИЧ, считается источником инфекции ВИЧ и может быть применена лишь по жизненным показаниям. Дополнительной гарантией точной ВИЧ-диагностики больного, выявляющей инфицированность вирусом до того, как образуются специфические АТ или клетки, являются поименные методы. Они позволяют обнаружить в инфицированных клетках интегрированную в их геном противовирусную ДНК и саму вирусную РНК.
В первом методе в реакционную среду, содержащую клетки периферической крови (или из других источников) инфицированного
ВИЧ больного, вносят специфические нуклеотидные зонды из генома ВИЧ, которые создают специфический гибрид с ДНК провируса и геномной и информационной РНК ВИЧ, содержащихся в зараженных клетках. Зонд метится либо сульфоновыми группами, которые выявляют ИФА в клетках моноклональными АТ, либо флуорохромами, радиоизотопами (выявляют радиоавтографией, флуориметрией и проч.). Метод высокочувствителен, реагирует при бессимптомной и серонегативной инфекции геном ВИЧ в каждой из десяти мононуклеарных клеток.
При использовании метода ПЦР, в котором применяют специфические олигонуклеотидные «затравки», позволяющие вызвать умножение искомого гена ВИЧ и накопление его в количестве, достаточном для выявления этим методом, удается определить даже один вирусный геном в геноме одной зараженной клетки, находящейся среди миллиона незараженных клеток или клеток, инфицированных какими-либо другими (не ВИЧ) вирусами. Добавляемая нуклеотидная затравка («праймер») соответствует консервативным и уникальным отрезкам генома ВИЧ, которых нет в ДНК клеток хозяина, она многократно копируется с помощью ДНК-полимеразы, накапливаясь в достаточных для анализа количествах. Далее специальными методами она «спаривается» (образует гибридные молекулы) с искомым геном ВИЧ в клетках, если, конечно, клетки им поражены, и вирусный ген выявляется во взятом от больного материале. Обнаружения одной вирусной РНК бывает недостаточно, т.к. позволяет установить лишь 65\% носителей провирусной ДНК.
5. Обнаружение зрелых вирионов
Выполняется различными способами. Прежде всего заражением культур клеток in vitro, в которых «размножившиеся» ВИЧ обнаруживаются с помощью АТ, анализа нуклеиновых кислот и обратной транскриптазы. Данный фермент не специфичен для ВИЧ, но обнаружен только в ретровирусах, что позволяет выполнить ориентировочный анализ при подозрении на ВИЧ-инфекцию. В клеточный супернатант, содержащий предполагаемый ВИЧ, добавляют специфическую затравку ДНК (и 3Н-тимидин трифосфат) и обратную транскриптазу, которая синтезирует с нее ДНК на матрице вирусной РНК. Активность фермента определяют по суммарной радиоактивности препарата.
Осуществляется также заражение лабораторных животных (кроликов, мышей линии SCID-hu, обезьян) инфицированным материалом, а далее инфекция выявляется клинически и лабораторно
опи санными методами. Наконец, вирионы исследуются электронномикроскопически, методами гистохимии, флуоресценции, а также по способности индуцировать образование синцития в чувствительных клеточных культурах MOLT-4, CEM-SS, VB, C8166 и др.
В нашей стране достаточно широко используется определение анти-ВИЧ АТ. Отмечают, что если ИФА оказывается дважды положительным, сыворотки далее проверяют в иммуноблотинге (Вестерн блот). Если не обнаруживается АТ к гликопротеидам gp41, 120, 160, а они направлены против других Аг, реакция считается сомнительной и через 3,6,12 мес повторяется. При положительной реакции с Аг р24 (24 кД) сыворотка исследуется на наличие Аг ВИЧ-2. Если и через год реакция с gp120, 41, 160 отрицательна, пациент снимается с учета, но пожизненно освобождается от донорства.
Нередко клиницисты ставят предположительный диагноз СПИДа без лабораторного подтверждения — при кандидозах пищевода, трахеи, бронхов или легких; внелегочном криптоспоридиозе; цитомегаловирусном поражении других органов (кроме печени) длительностью более 1 мес; саркоме Капоши у лиц моложе 60 лет; первичной лимфоме мозга; пневмоцистной пневмонии; прогрессивной многоочаговой лейкоэнцефалопатии; токсоплазмозе мозга у пациентов старше 1 мес; при наличии двух больших и одного малого симптома.
Для лечения ВИЧ-инфекции применяют препараты, препятствующие адсорбции вируса на клетках-мишенях: гепарин, декстрансульфат, троловол, анти-CD4 АТ.
Используют средства, препятствующие размножению ВИЧ в клетках: азидотимидин (зидовудин, ретровир), 2’3′-дидезоксиинозин (видекс) и 2’3′-дидезоксицитидин (диданозин) и их комбинации с азидотимидином, сурамин, влияющий на ревертазу, антисмысловые олигонуклеотиды, ингибиторы вирусных протеаз ( препарат U-75875) и гликозилирования (N-бутил-дезоксиноиримицин, растительный алкалоид — кастаноспермин), производное диазепина — TIBO (R82150, R82913), мурамилдипептид, рибавирин, папаверин, антибиотики фторхинолоны (офлоксацин, ципрофлоксацин, норфлоксацин, эноксацин), препарат из корня солодки — ниглизин, пептид трихосантин из корней китайского огурца, препараты РС6 и РС7, выделенные из шишек белой японской сосны, и др.
Перспективно применение АТ против вирусных белков. Используют гемо-сорбцию, иммуносупрессоры, интерферон, ИЛ и препараты тимуса (хотя о последних мнение не однозначно и ряд исследователей не реко-
мендует их применять), иммунозаместительную терапию, реализуют введение зрелых донорских лимфоидных клеток, имутиола и амплигена, проводят нагревание тела до 420С, используют препараты из поджелудочных желез убойного скота, подавляющие репродукцию вируса; аверол, выделенный из морских губок, желчные кислоты, мембранотропные липиды (12-метокси-ди-деканоат, амфотерицин В), антиоксиданты (дитиокарб, бутилированный гидрокси-анизол), зверобой и т.д.
Однако эффективность описанных методов лечения инфекции невелика, речь может идти только о ремиссии заболевания. Они позволяют продлить жизнь при клинически выраженном СПИДе до 2 лет (без лечения — 6 мес).
Истекшие годы исследований показали, что приготовленные традиционными способами ВИЧ-вакцины не приемлемы. Определенные надежды возлагаются на рекомбинантные препараты генно-инженерной технологии: коревую вакцину с генами ВИЧ, контролирующими образование иммуногенных гликопротеидов, оспенную вакцину, в которую вводят гены, ответственные за синтез gp32, gp120, gp160, и т.д. Разрабатывается идея создания пептидных вакцин, состоящих из синтетических пептидов, аналогичных антигенным эпитопам ВИЧ. Такой подход может привести к синтезу только протективных АТ, исключая усиливающие АТ и аутоантитела. Применение отдельных пептидов позволяет получить АТ к ним, тогда как они не образуются на эти же последовательности, входящие в состав большой естественной пептидной молекулы вируса. Наконец, пептидные вакцины позволят создать полипептидные препараты, состоящие из набора разных вариантов пептидов, соответствующих пептидам циркулирующих в настоящее время ВИЧ и даже тем их вариантам, которые могут появиться в будущем. В Институте иммунологии удалось создать конъюгаты пептида из gp41 с синтетическими иммуноадъювантами (сополимер N-винилпирролидона с N-винил-1,2,4-триазолом), с синтетическими микросферами из N-винилпирролидона, ассоциированного с малеиновым ангидридом, и комплексом пальмитиновой кислоты и хемоаттрактантом. Все они индуцировали синтез специфических АТ, подавляющих образование синцития и некроз в ВИЧинфицированных клетках.