Ludzki wirus niedoboru odporności

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
(Przekierowano z HIV)
Skocz do: nawigacja, szukaj
Ludzki wirus niedoboru odporności,
ludzki wirus upośledzenia odporności
HIV-1 Transmission electron micrograph AIDS02bbb lores.jpg
Zdjęcie wirusów HIV-1 wykonane mikroskopem elektronowym
Systematyka
Grupa Grupa VI (ssRNA-RT)
Rodzina retrowirusy
Rodzaj lentiwirusy
Cechy wiralne
Skrót HIV
Kwas nukleinowy RNA
Liczba nici ss-RT
Nagi kwas nukleinowy niezakaźny
Wywoływane choroby AIDS

Ludzki wirus niedoboru odporności, ludzki wirus upośledzenia odporności, HIV (ang. human immunodeficiency virus) – wirus z rodzaju lentiwirusów, z rodziny retrowirusów, wywołujący AIDS.

Wirus HIV zakaża komórki posiadające receptor CD4 znajdujący się na powierzchni limfocytów pomocniczych Th, a także na powierzchni komórek dendrytycznych, makrofagów, monocytów, eozynofilów i komórkach mikrogleju. Do zakażenia dochodzi za pośrednictwem kontaktu seksualnego, okołoporodowo albo w konsekwencji ekspozycji na wydzieliny albo tkanki zawierające wirusa. Materiałem zakaźnym jest krew, nasienie, preejakulat, wydzielina pochwy, wydzielina odbytnicy, mleko i nieutrwalone tkanki.

Klasyfikacja[edytuj | edytuj kod]

Wirus HIV należy rodzaju lentowirusów będących częścią rodziny retrowirusów. Na podstawie cech genetycznych i różnic antygenowych wyróżnia się dwa typy wirusa: HIV-1 i HIV-2. Wirusy HIV-1 i HIV-2 pod względem morfologicznym są nierozróżnialne. Wirus najprawdopodobniej wyewoluował od małpiego wirusa upośledzenia odporności (simian immunodeficiency virus, SIV)[1].

Wirus HIV-1 jest dzielony na kilka typów: M, N, O i P. Typ M zróżnicował się na 9 podtypów A-D, F-H, J i K[1][2]. Podtyp C dominuje w Afryce i Indiach, podtyp B dominuje w Europie, Ameryce Północnej i Południowej oraz Australii[2]. Z kolei w przypadku wirusa HIV-2 wyróżnia się 8 typów A-H[1].

Budowa[edytuj | edytuj kod]

Schemat budowy wirusa
Kapsyd HIV jest utworzony przez p24

Wirion jest kształtu kulistego i w przybliżeniu ma średnicę 100–150 nm[3]. Wirus posiada podwójną otoczkę lipoproteinową z zakotwiczonymi w niej glikoproteinami przezbłonową gp41 i zewnątrzbłonową gp120, która jest połączona z gp41[4][5][6]. Monomery złożone z połączonych gp120 i gp41 tworzą trimery[3]. Od wewnętrznej strony otoczki lipidowej są przytwierdzone p17 (matrix protein, MA), które stabilizują wirion[4][5]. Ponadto p17 pełni rolę w kotwiczeniu białek Env (gp41 i gp120) oraz w montażu wirionu[7][8][9]. Osłonka lipidowa zawiera liczne białka błonowe pobrane z komórki gospodarza podczas procesu pączkowania, szczególnie istotne są cząstki MHC, cząsteczki adhezyjne i inhibitory dopełniacza[10][6].

Osłonka lipidowa otacza kapsyd zawierający dwie kopie dodatnio spolaryzowanego RNA[11]. Kapsyd jest stożkowatego kształtu[12], buduje go około 1300–1500 kopii p24 połączonego głównie w heksamery albo w mniejszym stopniu w pentamery położone w górnej i dolnej części kapsydu ułatwiając powstanie koniecznych krzywizn tej struktury[13][14]. Kapsyd ma za zadanie chronić genom wirusa i utrzymywać odwrotną transkryptazę w zamkniętym środowisku, co może pomagać inicjować odwrotną transkrypcję oraz podtrzymywać elongację powstałego DNA wirusowego, oraz chronić zawartość kapsydu przed czynnikami gospodarza mających za zadanie hamowanie infekcji[14].

Wewnątrz kapsydu poza materiałem genetycznym znajdują się odwrotna transkryptaza (RT), integraza (IN), proteaza HIV, białka nukleokapsydu i wirusowe białka regulacyjne[14]. RNA wirusa ma 9,7 tysięcy par nukleotydów (kb)[15][16]. Na końcu 5' RNA posiada czapeczkę, z kolei na końcu 3' kilka otwartych ramek odczytu[17][18][19]. W skład genomu HIV wchodzą następujące geny: gag, pol, env, tat, rev, nef, vif, vpu, tev, które kodują łącznie 19 białek[17].

NC (nucleocapsid protein, p7) jest chaperonem wiążącym się z materiałem genetycznym wirusa, pełni rolę w odwrotnej transkrypcji oraz integracji, ponadto ułatwia formowanie wironów[20]. Nukleoproteina występuje w trzech odmiennych formach NCp15 (p9+p6), NCp9 (p7+SP2) i NCp7[20].

Geny wirusowe[edytuj | edytuj kod]

Schemat przedstawiający strukturę genomu HIV-1
gag

Gen gag (group-specific antigen) koduje prekursorowy glikopeptyp (p55), który ulega enzymatycznemu pocięciu przez proteazę wirusową. W wyniku działania proteazy wirusowej powstają p24 (CA), p17 (MA), p7 (NC) oraz p6. p24 buduje kapsyd wirusa. p17 (MA) jest przymocowany do wewnętrznej strony podwójnej otoczki lipidowej i bierze udział w stabilizacji struktury wirionu. Część p17 znajduje się w głębszych częściach wirionu i odpowiada za transport wirusowego DNA do jądra komórkowego gospodarza. p7 wiąże się z materiałem genetycznym wirusa umożliwiając jego upakowanie, ułatwia przeprowadzenie odwrotnej transkrypcji oraz pełni rolę w integracji wirusowego materiału genetycznego[21].

env

Gen env koduje prekursorową glikoproteinę gp160, która w aparacie Golgiego pod wpływem proteaz jest przekształcana w gp120 i gp41. Obie glikoproteiny są połączone niekowalencyjne i biorą udział w zakażaniu komórek posiadających receptor CD4[21].

pol

Gen pol koduje prekursor enzymów wirusowych: odwrotnej transkryptazy (RT), integrazy (IN) i HIV proteazy (PR). Proteaza HIV (PR) ma za zadanie pocięcie białek prekursorowych gag i pol na docelowe funkcjonalne białka[22]. Odwrotna transkryptaza (RT) na podstawie nici wirusowego RNA tworzy komplementarną nić DNA, a następnie drugą nić i ostatecznie dając dwuniciowy DNA[10]. Integraza (IN) rozpoznaje odpowiednie sekwencje nukleotydowe zlokalizowane na końcach regionów LTR U3 oraz U5 w wirusowym DNA i katalizuje włączenie go do chromosomu gospodarza[23].

tat

Gen tat koduje czynnik transkrypcyjny o nazwie tat, który zwiększa wydajność transkrypcji materiału genetycznego wirusa[23][22].

rev

Gen rev koduje czynnik transkrypcyjny o nazwie rev regulujący powstawanie białek strukturalnych i enzymatycznych[23][22].

nef

Białko nef kodowane przez gen o tej samej nazwie hamuje ekspresję cząstek MHC klasy I oraz II przez komórki prezentujące antygen i komórki docelowe, a także hamuje ekspresję CD4 oraz CD28 w limfocytarnych pomocniczych. Białko stymuluje stałą aktywację immunologiczną i stan zapalny, a także promuje przetrwanie zakażonych komórek[24].

vif

Białko vif hamuje aktywność APOBEC3G posiadającej zdolność do dezaminacji deoksycytydyny do deoksyurydyny w ujemnej nici prowirusowego DNA i przerwania cyklu życiowego wirusa. Białko vif wiąże APOBEC3G i sprzyja jego ubikwitynacji, a następnie degradacji[25].

vpu

Białko vpu wpływa na degradację w retikulum endoplazmatycznym receptora CD4 oraz promuje uwalnianie wirionów HIV z zakażonej komórki[9][26][27].

tev

Gen tev składa się z części genów tat, env i rev, kodowane białko posiada wiele właściwości białka tat, ale niewiele lub brak aktywności rev[21].

Cykl replikacyjny[edytuj | edytuj kod]

 Zobacz więcej w artykule Zespół nabytego niedoboru odporności, w sekcji Patogeneza.

Wirus HIV zakaża komórki posiadające receptor CD4, który występuje na powierzchni limfocytów pomocniczych Th, ale również innych komórek takich jak komórki prekursorowe limfocytów T w szpiku i grasicy, komórki dendrytyczne, makrofagi, monocyty, eozynofile i mikroglej[4]. Cykl replikacyjny rozpoczyna przyłączenie wirusowej glikoproteiny gp120 ze swoim receptorem komórkowym CD4+ przy udziale koreceptorów[28][23]. Połączenie gp120 z CD4 wywołuje kaskadę zmian komformacyjnych gp120 i odsłonięcie miejsca wiązania gp120 z koreceptorami, których rolę pełnią CCR5 (receptor β-chemokin) oraz CXCR4 (receptor α-chemokin)[29]. Dalsze zmiany konformacyjne gp120 po związaniu z koreceptorami powoduje odsłonięcie hydrofobowej domeny gp41[29]. Dochodzi do fuzji osłonki wirusowej z błoną komórkową i przemieszczenia otoczonego przez kapsyd RNA wirusa do cytoplazmy komórki gospodarza[23]. RNA wirusa ulega odwrotnej transkrypcji przy udziale wirusowego enzymu odwrotnej transkryptazy[10]. Następnie DNA wirusowy związany z różnymi białkami jest transportowany do jądra komórkowego i integraza katalizuje włączenie go do chromosomu gospodarza[23]. Dochodzi do translacji materiału genetycznego wirusa, a ostatecznie do powstania białek wirusowych i powstania zakaźnego wirionu, który w wyniku pączkowania opuszcza komórkę gospodarza prowadząc do jej zniszczenia (lizy)[10].

Transmisja wirusa[edytuj | edytuj kod]

 Zobacz więcej w artykule Zespół nabytego niedoboru odporności, w sekcji Transmisja wirusa.

Zakażenie wirusem HIV następuje za pośrednictwem kontaktu seksualnego, poprzez skażony sprzęt do wstrzykiwań, okołoporodowo oraz w konsekwencji ekspozycji na wydzieliny albo tkanki zawierające wirusa[30]. Materiał zakaźny zawierający wirusa musi kontaktować się z nieuszkodzoną lub uszkodzoną błoną śluzową pochwy, odbytnicy, penisa czy jamy ustnej albo z uszkodzoną skórą lub zostać przeniesiony bezpośrednio do krwiobiegu[31].

Materiałem zakaźnym jest krew, nasienie, preejakulat, wydzielina pochwy, wydzielina odbytnicy, mleko i tkanki nieutrwalone formaliną[32]. Potencjalnym źródłem wirusa może być również płyn mózgowo-rdzeniowy, płyn stawowy, płyn opłucnowy, płyn otrzewnowy i płyn osierdziowy, choć zakażenie za ich pośrednictwem jest bardzo mało prawdopodobne[33]. Niezanieczyszczone krwią ślina, plwocina, pot, łzy, mocz, kał i wymioty nie są uważane za materiał zakaźny[30].

Zakażenie wirusem HIV i zespół nabytego niedoboru odporności[edytuj | edytuj kod]

U części chorych w ostrej fazie zakażenia obserwuje się chorobę o niecharakterystycznym przebiegu nazywaną ostrą chorobą retrowirusową, która może przybierać przebieg bezobjawowy lub objawowy podobny do mononukleozy zakaźnej, grypy albo przeziębienia[34].

Po ostrej fazie zakażenia niezależnie od wystąpienia ostrej choroby retrowirusowej następuje okres bezobjawowy zakażenia HIV trwający przeciętnie 8–10 lat. W tym czasie dochodzi do replikacji wirusa i powolnego, postępującego spadku liczby limfocytów CD4+ i pogorszenia funkcji układu odpornościowego[34]. U niektórych chorych pod koniec okresu bezobjawowego może pojawić się powiększenie różnych grup węzłów chłonnych nazywane przetrwałą uogólnioną limfadenopatią[34].

Po okresie bezobjawowym początkowo pojawiają się zakażenia głównie o charakterze oportunistycznym o jeszcze stosunkowo łagodnym przebiegu, które nie spełniają definicji zespołu nabytego niedoboru odporności[34]. Dalsze pogarszanie się funkcji układu immunologicznego skutkuje pojawieniem się zakażeń oportunistycznych, nowotworów złośliwych oraz zespołów chorobowych bardzo rzadko występujących u osób z prawidłową funkcją układu immunologicznego, dowodzących głębokiego deficytu odporności i pozwalających rozpoznać AIDS[35].

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. a b c Human Immunodeficiency Virus (HIV). „Transfus Med Hemother”. 43 (3), s. 203-22, May 2016. DOI: 10.1159/000445852. PMID: 27403093. 
  2. a b G. Maartens, C. Celum, SR. Lewin. HIV infection: epidemiology, pathogenesis, treatment, and prevention. „Lancet”. 384 (9939), s. 258-271, 2014. DOI: 10.1016/S0140-6736(14)60164-1. PMID: 24907868. 
  3. a b Collier, Oxford i Kellam 2016 ↓, s. 275.
  4. a b c Cianciara i Juszczyk 2007 ↓, s. 387.
  5. a b Hongjun Li: Radiology of HIV/AIDS: A Practical Approach. Springer Science & Business Media, 2014, s. 25-26. ISBN 978-94-007-7823-8.
  6. a b Kyuhei Tomonari: Kyuhei Tomonari. CRC Press, 1997, s. 174-177. ISBN 978-0-8493-7688-7.
  7. S. Fiorentini, E. Marini, S. Caracciolo, A. Caruso. Functions of the HIV-1 matrix protein p17. „New Microbiol”. 29 (1), s. 1-10, 2006. PMID: 16608119. 
  8. G. K. Vorkunova, S. I. Lupandin, A. G. Bukrinskaia. HIV-1 assembly is initiated by p17 matrix protein. „Mol Biol (Mosk)”. 45 (5). s. 879-883. PMID: 22393785. 
  9. a b Carla Kuiken i inni, HIV Sequence Compendium 2008.
  10. a b c d Cianciara i Juszczyk 2007 ↓, s. 388.
  11. Murray, Rosenthal i Pfaller 2011 ↓, s. 604.
  12. Moselio Schaechter: Encyclopedia of Microbiology. Academic Press, 2009, s. 394. ISBN 978-0-12-373944-5.
  13. J. R. Perilla, K. Schulten. Physical properties of the HIV-1 capsid from all-atom molecular dynamics simulations. „Nat Commun”. 8, 2017. DOI: 10.1038/ncomms15959. PMID: 28722007. 
  14. a b c E. M. Campbell, T. J. Hope. HIV-1 capsid: the multifaceted key player in HIV-1 infection. „Nat Rev Microbiol”. 13 (8), s. 471-483, 2015. DOI: 10.1038/nrmicro3503. PMID: 26179359. 
  15. Daniele Dionisio: Textbook-Atlas of Intestinal Infections in AIDS. Springer Science & Business Media, 2012, s. 35-36. ISBN 978-88-470-2091-7.
  16. L. Ratner, W. Haseltine, R. Patarca, K. J. Livak i inni. Complete nucleotide sequence of the AIDS virus, HTLV-III. „Nature”. 313 (6000). s. 277-284. PMID: 2578615. 
  17. a b D. K. Maheshwari: A Textbook of Microbiology. S. Chand Publishing, 1999, s. 478-480.
  18. S. Guerrero, J. Batisse, C. Libre, S. Bernacchi i inni. HIV-1 replication and the cellular eukaryotic translation apparatus. „Viruses”. 7 (1), s. 199-218, Jan 2015. DOI: 10.3390/v7010199. PMID: 25606970. 
  19. Collier, Oxford i Kellam 2016 ↓, s. 276.
  20. a b W. Wang, N. Naiyer, M. Mitra, J. Li i inni. Distinct nucleic acid interaction properties of HIV-1 nucleocapsid protein precursor NCp15 explain reduced viral infectivity. „Nucleic Acids Res”. 42 (11), s. 7145-7159, 2014. DOI: 10.1093/nar/gku335. PMID: 24813443. 
  21. a b c Vassil St. Georgiev: National Institute of Allergy and Infectious Diseases, NIH. Springer Science & Business Media, 2009, s. 338-340. ISBN 978-1-60327-297-1.
  22. a b c Kyuhei Tomonari: Viral Superantigens. CRC Press, 1997, s. 175-176. ISBN 978-0-8493-7688-7.
  23. a b c d e f V. A. Chereshnev, G. Bocharov, S. Bazhan, B. Bachmetyev i inni. Pathogenesis and treatment of HIV infection: the cellular, the immune system and the neuroendocrine systems perspective. „Int Rev Immunol”. 32 (3), s. 282-306, 2013. DOI: 10.3109/08830185.2013.779375. PMID: 23617796. 
  24. S. R. Das, S. Jameel. Biology of the HIV Nef protein. „Indian J Med Res”. 121 (4), s. 315-332, 2005. PMID: 15817946. 
  25. K. M. Rose, M. Marin, S. L. Kozak, D. Kabat. The viral infectivity factor (Vif) of HIV-1 unveiled. „Trends Mol Med”. 10 (6), s. 291-297, 2004. DOI: 10.1016/j.molmed.2004.04.008. PMID: 15177194. 
  26. M. Dubé, M. G. Bego, C. Paquay, É. A. Cohen. Modulation of HIV-1-host interaction: role of the Vpu accessory protein. „Retrovirology”. 7, s. 114, 2010. DOI: 10.1186/1742-4690-7-114. PMID: 21176220. 
  27. S. Bour, K. Strebel. The HIV-1 Vpu protein: a multifunctional enhancer of viral particle release. „Microbes Infect”. 5 (11), s. 1029-1039, 2003. PMID: 12941395. 
  28. A. L. de Goede, A. G. Vulto, A. D. Osterhaus, R. A. Gruters. Understanding HIV infection for the design of a therapeutic vaccine. Part I: Epidemiology and pathogenesis of HIV infection. „Ann Pharm Fr”. 73 (2), s. 87-99, 2015. DOI: 10.1016/j.pharma.2014.11.002. PMID: 25496723. 
  29. a b Y. Mao, L. Wang, C. Gu, A. Herschhorn i inni. Subunit organization of the membrane-bound HIV-1 envelope glycoprotein trimer. „Nat Struct Mol Biol”. 19 (9), s. 893-899, 2012. DOI: 10.1038/nsmb.2351. PMID: 22864288. 
  30. a b S. Chawla, S. S. Sahoo, R. Jain, P. Khanna i inni. HIV: is a vaccine the answer?. „Hum Vaccin Immunother”. 10 (1), s. 238-240, 2014. DOI: 10.4161/hv.26243. PMID: 24056755. 
  31. CDC: HIV Transmission. [dostęp 2016-12-29]. [zarchiwizowane z tego adresu].
  32. Steven L. Zeichner, Jennifer S. Read: Handbook of Pediatric HIV Care. Cambridge University Press, 2006, s. 450-452. ISBN 978-1-139-45304-2.
  33. P. Wyżgowski, A. Rosiek, T. Grzela, K. Leksowski. Occupational HIV risk for health care workers: risk factor and the risk of infection in the course of professional activities. „Ther Clin Risk Manag”. 12, s. 989-994, 2016. DOI: 10.2147/TCRM.S104942. PMID: 27366077. 
  34. a b c d Cianciara i Juszczyk 2007 ↓, s. 391.
  35. Cianciara i Juszczyk 2007 ↓, s. 392.

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]

Star of life.svg Zapoznaj się z zastrzeżeniami dotyczącymi pojęć medycznych i pokrewnych w Wikipedii.