5.2. Фактори імунітету.
6. Поліморфізм ВІЛ і особливості його поширення.
За останні 1-1,5 роки в вивченні проблеми СНІДу отримані принципово нові дані, які дозволили прояснити деякі суттєві моменти в розумінні процесів, поширення, еволюції та патогенезу вірусу імунодефіциту людини. У цьому повідомленні я постараюся висвітлити деякі на мій погляд найбільш важливі уявлення про ВІЛ, які сформувалися за останні час.
Стадії ВІЛ інфекції
Необхідно відзначити, що протягом усього цього періоду відбувається падіння числа T4 хелперних лімфоцитів на початку вкрай повільно, потім з усе наростаючою швидкістю. Падіння числа мішеневих клітин призводить до імунодефіцитні стани інфікованого, що виражається в активізації опортуністичних захворювань. Поява ознак СНІД -ассоціірованного комплексу вказує на перехід захворювання в наступну стадію, яка характеризується подальшим наростанням швидкості падіння CD4 клітин мішеней, збільшенням титрів вірусу (вірусний антиген може бути виявлений за допомогою методів ІФА). Розвиток цих процесів призводить до термінальної стадії захворювання, при якій спостерігається, в першу чергу, падіння активності ВІЛ специфічних CTL, зникнення антиВІЛ антитіл, різкий підйом концентрації вірусу в крові, і, як наслідок цього, падіння рахунки CD4 (+) клітин до 0. різке зниження числа мішеневих клітин призводить до подальшого падіння титрів вірусу. Цей процес у всіх випадках завершується летальним результатом для інфікованого пацієнта.
Таким чином, із запропонованої схеми більш-менш ясними є тільки два щодо коротких етапу в розвитку ВІЛ інфекції: первинна і термінальна вирусемия, коли вдається встановити прямий зв'язок між цитопатичної дії вірусу і тими змінами, які виявляються в імунній системі. Які механізми, що приводять до руйнування імунної системи протягом 10 років безсимптомного носійства вірусу і за рахунок яких особливостей вірусу вдається персистувати в організмі інфікованого при наявності високого рівня антиВІЛ антитіл та активності ВІЛ специфічних цитотоксичних клітин залишалося незрозумілим до останнього часу.
Моделі персистенції вірусу в безсимптомний період ВІЛ інфекції.
Однак, для реалізації цієї моделі вірусної персистенції необхідна наявність у вірусу або у клітин-господарів спеціальних генів, які забезпечують тривале вірогенное стан вірусу. В іншому випадку необхідно передбачити, що така персистенція можлива тільки для дефектних вірусних частинок.
На жаль, в даний час відсутні прямі докази цієї моделі. Хоча є дані про те, що певний відсоток вірусних геномів, інтегрованих в хромосоми лімфоцитів периферичної крові, є дефектними.
Ідея експериментів дуже проста. Якщо в рівноважної системі "вірус-організм" заблокувати один з компонентів (в разі ВІЛ інфекції - реплікацію вірусу), то швидкість падіння титру вірусу вкаже на ефективність, з якою він елімінується з крові, з іншого боку з умови рівноваги цей же параметр зі зворотним знаком буде дорівнює ефективності реплікації вірусу.
Як інгібітор розмноження вірусу був використаний новий антиВІЛ хімеопрепарат, що є ефективним інгібітором вирусспецифической протеази. Вивчення поведінки вірусу проводили на групі з 20 ВІЛ інфікованих пацієнтів, що мають різний рівень прогресії захворювання. Ефективність дії хімеопрепарата оцінювали, вимірюючи концентрацію вірусних геномів на мл плазми крові за допомогою кількісного методу PCR. Перед початком хіміотерапії цей показник у всіх пацієнтів був відносно стабільний і становив у різних пацієнтів 10 ^ 3 - 10 ^ 5 вірусних геномів на мл. Після початку застосування хіміопрепарата у всіх пацієнтів протягом 1-2 тижнів титр вірусу падав на 2-3 порядки, а потім повільно протягом 2-3 місяців відновлювався практично до вихідного рівня. Підрахунок часу напіввиведення вірусу склав величину 1-2 діб. яка була дуже близька для всіх вивчених пацієнтів і не залежала від вихідного титру вірусу.
На основі цих експериментів вдалося обгрунтувати положення про те, що, ВІЛ-інфекція це не повільна інфекція, а гострий продуктивний процес, що триває протягом багатьох років, результатом якого є розвиток СНІДу.
Кількісні аспекти ВІЛ інфекції.
Дані, отримані в результаті цих експериментів, не тільки свідчать на користь динамічної моделі персистенції вірусу, але і дозволяють провести деякі кількісні оцінки інфекційного процесу (рис.2).
З огляду на, що середній час генерації вірусу становить за даними Ho 1,3 доби, за 1 рік це складе 300 генерацій, а за 10 років носійства ця величина становитиме 3000 генерацій вірусу. Ці прості підрахунки, мабуть, легко пояснюють причини такого круціальних порушень в імунній системі при досить низьких титрах вірусу. Дійсно, до тих пір поки імунна система здатна заповнити пошкодження, викликані вірусом, для пацієнта зберігається період безсимптомного носійства. Так як резерви імунної системи не нескінченні, то починаючи з моменту, коли організм стає нездатним заповнити ці втрати, починають проявлятися ознаки захворювання. В даних розрахунках не враховуються "непрямі" впливу вірусу (індукція ADCC активності, апоптозу, гіперпродукції деяких цитокінів і т.д.). які викликають істотну загибель клітин імунної системи.
Провівши порівняльну оцінку кількості віріонів в крові і кількості інфікованих клітин ми повинні зробити парадоксальне висновок про те, що кожна вірусна частка повинна інфікувати клітину-мішень з 100% вірогідністю. Це в принципі можливо, але в ідеальних умовах і при відсутності нейтралізують вірус антитіл. Однак, як відомо, в крові ВІЛ інфікованого присутні високі концентрації нейтралізують антиВІЛ антитіл. Отже, активність цих антитіл НЕ нейтралізує або мають слабку нейтралізує активністю по відношенню до вірусу, присутнього в крові.
Підсумовуючи основні результати по вивченню динамічної моделі персистенції вірусу можна зробити наступні висновки.
1. Протягом усього періоду захворювання в організмі інфікованого йде активний процес репродукції вірусу із середнім часом генерації рівним 2-3 діб.
2. Тривала персистенція ВІЛ в організмі інфікованого обумовлена уравновешиванием процесів вірусної продукції і його елімінації факторами імунної системи.
3. Вірус наявність прямої цитопатичної дії на клітини імунної системи і викликає загибель значної частини цих клітин.
4. Загибель клітин, в свою чергу, активізує компенсаторні механізми, що призводить до підвищеної репродукції клітин імунної системи і швидкого вичерпання "резервів", і обумовлює, в кінцевому рахунку, летальний результат захворювання.
Динамічна модель звичайно ж не в якій мірі не відкидає можливості інших способів персистенції ВІЛ (зокрема, існування в організмі популяцій клітин, які є резервуаром цього вірусу). Однак, безсумнівно, те, що одним з основних способів тривалої персистенції є процес активної реплікації вірусу, урівноважений його елімінацією факторами імунної системи.
Динамічна модель і процеси мікроеволюції вірусу.
б) фактори імунітету
Таким чином, основна роль нейтралізують антитіл до гіперваріабельні епітопів gp120 полягає в запобіганні появи варіантів вірусу з експонованими гіперваріабельні епітопами. Сумарний вплив цих антитіл забезпечує "контроль" за вірусом на етапах безсимптомного носійства, тим самим різко знижує швидкість еволюції гіперваріабельних областей.
З іншого боку, ділянки, які є мішенню для активності цитотоксичних лімфоцитів, еволюціонують трохи швидше, однак, швидкість накопичення мутацій за ці сайтам не можна порівняти з процесом відбору мутантів, стійких до хіміопрепарата. Мабуть, це є відображенням множинності ділянок вірусних білків, які забезпечують впізнавання CTL, що в свою чергу призводить до низької сайт специфічної селективності відбору.
Поліморфізм ВІЛ і особливості його поширення.
Таким чином на підставі вищевикладених уявлень можливі три різних шляхи поширення ВІЛ в популяціях. Відповідно до першого з них відбувається потрапляння найбільш широко поширених - "кров'яних" варіантів вірусу в популяцію гетеросексуалів. Такі замети відзначаються у нас в країні з 1986 року і до цього часу не приводили до клональной експансії вірусу, хоча можна відзначити понад 1000 випадків таких заметів. На противагу цьому, згідно з другим шляху, замети вірусу в популяції з передачею по типу "ххх - кров" призводить до швидкого поширення вірусу в цій популяції (клональной експансії), хоча його вихід в гетеросексуальні популяції йде, по-видимому, з такою ж швидкістю , як і в разі першого шляху. Однак, необхідно відзначити, що при збільшенні щільності інфікування частота трансмісій буде наростати. І як наслідок цього буде збільшуватися ймовірність відбору варіанта здатного до клональной експансії в популяціях гетеросексуалів. І третій шлях - попадання варіанту вірусу, що володіє підвищеною спорідненістю до імунних клітин слизових, в популяцію гетеросексуалів. Результатом такого заносу вірусу є клональная експансія ВІЛ в популяціях гетеросексуалів і представляється найбільш небезпечним способом поширення ВІЛ інфекції.