Ludzki wirus niedoboru odporności, ludzki wirus upośledzenia odporności, HIV (z ang. human immunodeficiency virus) – wirus z rodzaju lentiwirusów, z rodziny retrowirusów, wywołujący AIDS[1].
 Zdjęcie wirusów HIV-1 (wykonane mikroskopem elektronowym) | |
| Systematyka | |
| Grupa |
Grupa VI (ssRNA-RT) |
|---|---|
| Rodzina | |
| Rodzaj | |
| Cechy wiralne | |
| Skrót |
HIV |
| Kwas nukleinowy | |
| Liczba nici |
dwie identyczne nici ssRNA |
| Polaryzacja kwasu nukleinowego |
dodatnia |
| Nagi kwas nukleinowy |
niezakaźny |
| Wywoływane choroby | |
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 z pochwy, wydzielina z odbytu, mleko ludzkie i nieutrwalone tkanki.
Klasyfikacja
Wirus HIV należy do rodzaju lentiwirusów, 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 niedoboru odporności (simian immunodeficiency virus, SIV)[2].
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[2][3]. Podtyp C dominuje w Afryce i Indiach, podtyp B dominuje w Europie, Ameryce Północnej i Południowej oraz Australii[3]. Z kolei w przypadku wirusa HIV-2 wyróżnia się 8 typów A-H[2].
Budowa
Wirion jest kształtu kulistego i w przybliżeniu ma średnicę 100–150 nm[4]. Wirus posiada podwójną (czyli dwuwarstwową) otoczkę lipidową z zakotwiczonymi w niej glikoproteinami przezbłonowymi (gp41) i połączonymi z nimi glikoproteinami powierzchniowymi (gp120)[5][6][7]. Monomery złożone z połączonych gp120 i gp41 tworzą trimery[4]. Od wewnętrznej strony otoczki lipidowej są przytwierdzone p17 (matrix protein, MA), które stabilizują wirion[5][6]. Ponadto p17 pełni rolę w kotwiczeniu białek otoczkowych (gp41 i gp120) oraz w montażu wirionu[8][9][10]. Osłonka lipidowa zawiera liczne białka błonowe pobrane z komórki gospodarzowej podczas procesu pączkowania, szczególnie istotne są cząstki MHC, cząsteczki adhezyjne i inhibitory dopełniacza[11][7].
Osłonka lipidowa otacza kapsyd zawierający dwie kopie dodatnio spolaryzowanego RNA[12]. Kapsyd jest stożkowatego kształtu[13], 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[14][15]. 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[15].
Wewnątrz kapsydu poza materiałem genetycznym znajdują się odwrotna transkryptaza (RT), integraza (IN), proteaza HIV, białka nukleokapsydu i wirusowe białka regulacyjne[15]. RNA wirusa ma 9,7 tysięcy par nukleotydów (kb)[16][17]. Na końcu 5' RNA posiada czapeczkę, z kolei na końcu 3' kilka otwartych ramek odczytu[18][19][20]. W skład genomu HIV wchodzą następujące geny: gag, pol, env, tat, rev, nef, vif, vpu, tev, które kodują łącznie 19 białek[18].
NC (nucleocapsid protein, p7) jest chaperonem wiążącym się z materiałem genetycznym wirusa, pełni rolę w odwrotnej transkrypcji oraz integracji, ponadto ułatwia formowanie wironów[21]. Nukleoproteina występuje w trzech odmiennych formach NCp15 (p9+p6), NCp9 (p7+SP2) i NCp7[21].
Geny wirusowe
- 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 gospodarzowego jądra komórkowego. p7 wiąże się z materiałem genetycznym wirusa umożliwiając jego upakowanie, ułatwia przeprowadzenie odwrotnej transkrypcji oraz pełni rolę w integracji wirusowego materiału genetycznego[22].
- 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[22].
- 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[23]. Odwrotna transkryptaza (RT) na podstawie nici wirusowego RNA tworzy komplementarną nić DNA, a następnie drugą nić i ostatecznie dając dwuniciowy DNA[11]. Integraza (IN) rozpoznaje odpowiednie sekwencje nukleotydowe zlokalizowane na końcach regionów LTR U3 oraz U5 w wirusowym DNA i katalizuje włączenie go do chromosomu gospodarzowego[24].
- tat
Gen tat koduje czynnik transkrypcyjny o nazwie tat, który zwiększa wydajność transkrypcji materiału genetycznego wirusa[24][23].
- rev
Gen rev koduje czynnik transkrypcyjny o nazwie rev regulujący powstawanie białek strukturalnych i enzymatycznych[24][23].
- 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[25].
- 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[26].
- vpu
Białko vpu wpływa na degradację w retikulum endoplazmatycznym receptora CD4 oraz promuje uwalnianie wirionów HIV z zakażonej komórki[10][27][28].
- 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[22].
Cykl replikacyjny
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[5]. Cykl replikacyjny rozpoczyna przyłączenie wirusowej glikoproteiny gp120 ze swoim receptorem komórkowym CD4+ przy udziale koreceptorów[29][24]. 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)[30]. Dalsze zmiany konformacyjne gp120 po związaniu z koreceptorami powoduje odsłonięcie hydrofobowej domeny gp41[30]. Dochodzi do fuzji osłonki wirusowej z błoną komórkową i przemieszczenia otoczonego przez kapsyd RNA wirusa do cytoplazmy komórki gospodarzowej[24]. RNA wirusa ulega odwrotnej transkrypcji przy udziale wirusowego enzymu odwrotnej transkryptazy[11]. Następnie DNA wirusowy związany z różnymi białkami jest transportowany do jądra komórkowego i integraza katalizuje włączenie go do chromosomu gospodarzowego[24]. Dochodzi do translacji materiału genetycznego wirusa, a ostatecznie do powstania białek wirusowych i powstania zakaźnego wirionu, który w wyniku pączkowania opuszcza komórkę gospodarzową, powodując jej zniszczenie (lizę)[11].
Transmisja wirusa
Zakażenie wirusem HIV może nastąpić za pośrednictwem kontaktu seksualnego, poprzez skażony sprzęt do wstrzykiwań, okołoporodowo oraz w konsekwencji ekspozycji na wydzieliny albo tkanki zawierające wirusa[31]. Materiał zakaźny zawierający wirusa musi kontaktować się z nieuszkodzoną lub uszkodzoną błoną śluzową pochwy, odbytnicy, prącia lub jamy ustnej albo z uszkodzoną skórą, albo zostać przeniesiony bezpośrednio do krwiobiegu[32].
Materiałem zakaźnym jest krew, sperma, preejakulat, wydzielina pochwy, wydzielina odbytnicy, mleko i tkanki nieutrwalone formaliną[33]. Potencjalnym źródłem wirusa może być również płyn mózgowo-rdzeniowy, maź stawowa, płyn opłucnowy, płyn otrzewnowy i płyn osierdziowy, choć zakażenie za ich pośrednictwem jest bardzo mało prawdopodobne[34]. Niezanieczyszczone krwią ślina, plwocina, pot, łzy, mocz, kał i wymioty nie są uważane za materiał zakaźny[31].
Zakażenie wirusem HIV i zespół nabytego niedoboru odporności
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[35].
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[35]. U niektórych chorych pod koniec okresu bezobjawowego może pojawić się powiększenie różnych grup węzłów chłonnych nazywane przewlekłą limfadenopatią uogólnioną[35].
Po okresie bezobjawowym początkowo pojawiają się zakażenia głównie o charakterze oportunistycznym o jeszcze stosunkowo łagodnym przebiegu, które nie spełniają definicji zespołu nabytego niedoboru odporności[35]. 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[36].
Zobacz też
Przypisy
Bibliografia
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
