Таксономия и эпидемиология
Возбудитель относится к семейству Retroviridae и роду Lentivirus (лимфотропные вирусы). Инфекция имеет склонность к быстрому эпидемическому распространению. В настоящее время выделяют две основные разновидности вируса, которые отличаются по своим структурным и антигенным характеристикам:
- ВИЧ-1: Открыт в 1983 году французским вирусологом Люком Монтанье. Является главным возбудителем инфекции во всем мире.
- ВИЧ-2: Обнаружен в 1985 году на территории Западной Африки.
Ультраструктура вириона
ВИЧ является сложноорганизованным вирусом. Его строение удобно рассматривать по направлению от центра к внешним оболочкам:
- Нуклеокапсид (сердцевина): Имеет форму усеченного конуса и построен из примерно 2000 копий белка p24. Внутри капсида упакованы две молекулы +РНК, нуклеопротеины (белки p7, p6, p9) и важнейший ферментный комплекс, включающий обратную транскриптазу, интегразу и протеазу.
- Матриксный слой: Располагается непосредственно поверх капсида. Образован матриксным белком p17.
- Суперкапсид (внешняя оболочка): Представляет собой двухслойную липопротеиновую мембрану, которую вирус захватывает из мембраны клетки-хозяина в процессе почкования. Мембрану пронизывают ровно 72 гликопротеиновых шипа (тримера). Каждый такой шип состоит из трансмембранного гликопротеина gp41, погруженного в оболочку, и выступающего наружу поверхностного гликопротеина gp120.
Организация генома
Геном ВИЧ представлен двумя нитями РНК. Вся генетическая информация распределена между 3 структурными и 7 регуляторными генами (tat, rev, nef, vif, vpr, vpu, vpx), которые управляют процессами репродукции и патогенезом.
Ключевые структурные гены:
- gag (group antigen): кодирует синтез внутренних структур (матриксные, капсидные и нуклеокапсидные белки).
- pol: отвечает за образование ферментов репликации (обратная транскриптаза/ревертаза, интеграза, протеаза, РНКаза).
- env: кодирует белки внешней оболочки — гликопротеины gp120 и gp41.
Антигенная структура и изменчивость
В ответ на инфекцию организм человека вырабатывает антитела ко всем продуктам генов env, gag и pol. Наиболее значимый иммунный ответ вызывает группоспецифический антиген p24.
Главной антигенной детерминантой вируса служит поверхностный гликопротеин gp120, который содержит домен для связывания с рецептором CD4 и корецепторами на поверхности клеток-мишеней.
Важная особенность: Участок гена env, кодирующий gp120, является гипервариабельным. Из-за высочайшей мутабельности в каждом цикле репликации вируса формируются новые антигенные варианты gp120. Это позволяет возбудителю эффективно ускользать от работы иммунной системы.
Разновидности ВИЧ и их классификация
Основной возбудитель (ВИЧ-1) классифицируется на основе гена env. Он делится на три группы: M, N и O. Группы N и O локализованы преимущественно в Западной Африке, тогда как группа M доминирует в остальном мире и включает 10 субтипов (от A до K). В Российской Федерации превалирует субтип A.
ВИЧ-1 и ВИЧ-2 имеют ряд существенных генетических и антигенных отличий:
| Структура | ВИЧ-1 | ВИЧ-2 |
|---|---|---|
| Регуляторный ген | vpu | vpx |
| Поверхностный гликопротеин | gp120 | gp140 / gp105 |
| Трансмембранный гликопротеин | gp41 | gp36 |
| Капсидный белок | p24 | p26 |
Культивирование и устойчивость
ВИЧ не способен расти на обычных питательных средах; для его размножения требуются специальные культуры клеток.
Вирус достаточно чувствителен к факторам внешней среды. Он погибает под воздействием солнечного света, УФ-излучения, 70% спирта и любых известных дезинфектантов. Нагревание до 56 °C вызывает резкое снижение инфекционности, а температура 70 °C инактивирует вирус за 10 минут.
Тем не менее, в биологических жидкостях вирус может сохраняться долго:
- В замороженном состоянии (в сперме или сыворотке) — живет несколько лет.
- В высушенной плазме при комнатной температуре (23–27 °C) — сохраняет инфекционную активность до 7 дней.
Коротко: ответы на вопросы по теме
Какие стадии и клинические проявления характерны для ВИЧ-инфекции при переходе в СПИД?
ВИЧ-инфекция проходит несколько стадий:
- Стадия 1 (инкубация) — от 3 недель до 3 месяцев, активное размножение ВИЧ без клинических проявлений и антител.
- Стадия 2 (первичные проявления) — острая ВИЧ-инфекция с лихорадкой, кожными высыпаниями, увеличением лимфатических узлов, фарингитом, диареей; возможен мононуклеозо- или краснухоподобный синдром.
- Стадия 3 (ранняя симптоматическая) — может продолжаться 3–5 лет; характерны лихорадка, ночная потливость, слабость, хроническая диарея, генерализованная лимфаденопатия, кандидоз рта, лейкоплакия и инфекции дыхательных путей.
- Стадия 4 (поздняя симптоматическая, преСПИД) — прогрессирующее снижение CD4+-лимфоцитов, умеренный иммунодефицит и повышение риска оппортунистических инфекций.
При подавленном иммунитете развиваются оппортунистические инфекции, включая пневмоцистную пневмонию, токсоплазмоз, криптоспоридиоз, кандидоз и гистоплазмоз. Финальной стадией ВИЧ-инфекции является СПИД — синдром приобретенного иммунодефицита, характеризующийся тяжелым поражением иммунной системы.
Какие рецепторы и корецепторы на поверхности клеток-мишеней использует ВИЧ для проникновения?
ВИЧ использует для проникновения в клетку рецептор CD4 и хемокиновые корецепторы CCR5 и CXCR4. Механизм проникновения включает несколько этапов: сначала вирусный гликопротеин gp120 связывается с CD4-рецептором на поверхности клетки-мишени (первичное связывание), затем происходит взаимодействие с хемокиновыми корецепторами CCR5 и/или CXCR4, что необходимо для слияния мембран. После этого вирусный белок gp41 претерпевает конформационные изменения, обеспечивая слияние вирусной и клеточной мембран. Клетки-мишени включают Т-хелперы, макрофаги, фолликулярные дендритные клетки, клетки островков Лангерганса и микроглии мозга.
Для быстрого запоминания трех главных структурных генов используйте фразу GPE (например, «Go Play Everywhere»): Gag — упаковка (внутренние белки), Pol — полимераза/ферменты (инструменты для сборки), Env — конверт (внешняя оболочка, envelope).
Вопросы с занятий и экзамена
Почему иммунной системе сложно справиться с ВИЧ?
Это связано с гипервариабельностью участка гена env. В каждом новом цикле репродукции вируса образуются измененные варианты поверхностного белка gp120, к которым выработанные ранее антитела уже не подходят.
Какой фермент ВИЧ отличает его от многих других РНК-вирусов?
Обратная транскриптаза (ревертаза), продукт гена pol. Этот фермент позволяет синтезировать ДНК на матрице вирусной РНК, что является отличительной чертой семейства ретровирусов.
Какой белок отвечает за слияние ВИЧ с мембраной клетки человека?
За процесс слияния вирусной оболочки с мембраной клетки-мишени отвечает трансмембранный гликопротеин gp41.
Что ещё разобрать по теме
- Механизмы проникновения ВИЧ в клетку-мишень и роль рецепторов CD4.
- Жизненный цикл ретровирусов: от обратной транскрипции до почкования.
- Функции регуляторных генов (tat, rev, nef, vif) в патогенезе ВИЧ-инфекции.
- Лабораторная диагностика ВИЧ-инфекции: выявление антител и антигена p24.
- Особенности патогенеза синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИД).
Разберите тему целиком в курсе «Микробиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Вирус иммунодефицита человека» и ещё 4 383 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 141 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Ретровирусы (ВИЧ)»
Бесплатные видеоуроки: микробиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.