Морфология вируса иммунодефицита человека

Обновлено: 28.03.2024

Вирион имеет сферическую форму, диаметр 100 - 120 нм.

Сложный вирус, по структуре близкий другим лентивирусам.

шипы, состоящие из гликопротеина 160 (молекулярная масса в килодальтонах), который при разрезании формирует два гликопротеина: gp120 - высокоиммуногенный белок, содержащий консервативный участок, гипервариабельный участок, область, связывающую молекулу СД4; gp41 - трансмембранный белок, являющийся аналогом F-белка парамиксовирусов, а также опосредующий проникновение ВИЧ в клетки, дефицитные по СД4-молекуле

матриксный белок (р17)

Сердцевины цилиндрической или конусовидной формы:

внутренние белки, связанные с РНК (р7 и р9)

ферменты - обратная транскриптаза (димер из р66 и р51), эндонуклеаза (р31) и протеаза (р12)

капсидные белки (р18 и р24).

Вирусы иммунодефицита человека: геном

Имеет сложное (в отличие от других ретровирусов) строение за счёт наличия системы регуляторных генов.

gag (группоспецифические антигены) - кодирует внутренние и капсидные белки.

pol (полимераза) - кодирует обратную транскриптазу (из всех ретровирусов, у ВИЧ она наиболее активна в плане сбоев генетического кода; по последовательностям РНК изоляты ВИЧ из различных пассажей одного вируса могут различаться более чем на 20%). ОТ ВИЧ выступает как полимераза, рибонуклеаза и эндонуклеаза.

env (envelope, т.е. оболочка) - кодирует гликопротеины суперкапсида.

tat (трансактиватор транскрипции) - кодирует белок (р16)-регулятор транскрипции, который увеличивает скорость транскрипции как структурных, так и регуляторных белков в десятки раз.

rev (регулятор экспрессии вирусных белков) - также кодирует белок (р19)-регулятор транскрипции, но он контролирует транскрипцию либо регуляторных, либо структурных генов. В результате такого перелючения транскрипции вместо регуляторных белков синтезируются капсидные белки, что увеличивает скорость репродукции вируса. Т.е. ген rev может обусловить переход от латентной инфекции к её активной клинической манифестации.

nef (отрицательный фактор экспрессии) - контролирует репродукцию ВИЧ и его переход в латентное состояние.

vif (фактор инфекционности вируса) - кодирует небольшой белок (р23), который активирует экспрессию вирусных генов и усиливает способность вириона отпочковываться от одной клетки и заражать другую.

vpr (вирусный белок r) - регулирует репликацию провирусной ДНК.

vpu (вирусный белок u) - регулирует тот же процесс, (его продукт - р16).

На обоих концах ДНК провируса находятся длинные концевые повторы (ДКП, LTR - long terminal repeat), состоящие из идентичных нуклеотидов. Они участвуют в регуляции экспрессии рассмотренных генов.

Вирусы иммунодефицита человека: антигены

Высокая скорость замен нуклеотидов в генах gag и env обуславливает высокий уровень антигенной изменчивости ВИЧ, что обуславливает наличие у него географических вариантов.

Кромет того, антигенный дрейф (в сотни раз превосходящий по скорости осуществления антигенный дрейф у вируса гриппа) способствует уходу ВИЧ от действия факторов иммунитета и обуславливает хронизацию инфекции.

Морфология вируса иммунодефицита человека. Антигены вируса иммунодефицита человека.

Зрелые вирионы вируса иммунодефицита человека имеют сферическую форму, их размеры не превышают 100-120 им в диаметре. Геном вируса иммунодефицита человека образуют две нити +РНК; их связывают белки рб и р7 (цифра соответствует молекулярному весу в кД).

Капсид вируса иммунодефицита человека образует белок р24. Сердцевина вириона вируса иммунодефицита человека имеет цилиндрическую или конусовидную формы; её формируют белки р18 и р24.

В сердцевине вируса иммунодефицита человека располагаются РНК, внутренние белки (р7 и р9), обратная транскриптаза (димер из белков р66 и p51) и эндонуклсаза (р31). Матричный белок р17 формирует прослойку между сердцевиной вириона и внешней оболочкой.

Суперкапсид вируса иммунодефицита человека образован двойным липидным слоем, который пронизывают гликопротсиновыс шипы. Каждый шип состоит из белков gp41 и gp 120. Гликопротеины gpl20 локализованы в выступающей части шипа и взаимодействуют с молекулами CD4 на мембранах клеток.

Гликопротеины gp41 (белки слияния) вируса иммунодефицита человека располагаются внутри оболочки и обеспечивают её слияние с клеточной мембраной.

Морфология вируса иммунодефицита человека. Антигены вируса иммунодефицита человека

Антигенная структура вируса иммунодефицита человека

У вируса иммунодефицита человека главными антигенами выступают группо- и видоспецифичные антигены [сердцевинные (gag-) белки p24; типоспецифичные антигены [оболочечные (env-) белки gp41 и gp120].

В соответствии с их структурой выделяют два типа и более 10 сероваров вируса иммунодефицита человека. Вирус иммунодефицита человека отличается высокой антигенной изменчивостью, и в результате сбоев обратной транскриптазы из организма больного можно выделить серологически различные вирусы.

Главные антигены вируса иммунодефицита человека — поверхностные gp41 и gpl20, a также сердцевинный (ядерный) gp24.

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

ВИЧ. Вирус иммунодефицита человека. СПИД. Эпидемиология вич-инфекции.

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) — возбудитель своеобразной инфекции, проявляющейся развитием прогрессирующих нарушений иммунного реагирования в результате длительного циркулирования вируса в лимфоцитах, макрофагах и клетках нервной ткани.

Следствие ВИЧ-инфекции — синдром приобретённого иммунодефицита (СПИД). ВИЧ входит в состав подсемейства Lentivirinae семейства Retroviridae. Характерные особенности ретровирусов — уникальное строение генома и наличие обратной транскриптазы (РНК-зависимая ДНК-полимераза). Обратная транскриптаза (или ревертаза) обеспечивает обратную направленность потока генетической информации — не от ДНК к РНК, а наоборот, от РНК к ДНК, в связи с чем семейство и получило своё название 1от англ. retro, обратно].

Геном вич образует две идентичные молекулы однонитевой несегментированной +РНК. Репродуктивный цикл вич уникален, так как при его реализации образуются промежуточные продукты-интермедиаты ДНК.

В настоящее время выделяют два типа вирусов: ВИЧ-1 (HIV-1)— основной возбудитель ВИЧ-инфекции, ВИЧ-2 (HIV-2) — менее вирулентный аналог ВИЧ-I, редко вызывающий типичные проявления СПИДа; его выделяют преимущественно в Западной Африке.

Впервые ВИЧ выделили французский вирусолог Л. Монтаньё (1983) под названием LAV [от англ. tymphoadenopathy associated virus] и американский вирусолог Р. Гэлло (1984) под названием вирус HTLV-III [Т-лимфотропный вирус человека III типа]. После установления идентичности HTLV-III и LAV во избежание путаницы вирусу было присвоено название HIV [англ. human immunedeficiency virus, вирус иммунодефицита человека], или ВИЧ.

ВИЧ. Вирус иммунодефицита человека. СПИД. Эпидемиология вич-инфекции

Эпидемиология вич-инфекции

ВИЧ-инфекция — типичный антропоноз, у животных воспроизвести заболевание не удаётся. Резервуар вируса вич-инфекции — инфицированный человек. Возбудитель передаётся трансмиссивно.

Основной фактор передачи вич-инфекции — половые контакты (вирус проникает в кровь через повреждения слизистых оболочек). Второй по значимости фактор передачи вируса вич-инфекции — использование одних и тех же игл и шприцев наркоманами.

ВИЧ чувствителен к действию высоких температур (при 56 X инактивируется за 30 мин, при 70-80 °С — через 10 мин), этанола, эфира, ацетона и многих дезинфектантов. В крови и других биологических материалах при комнатной температуре вирус сохраняет жизнеспособность в течение нескольких суток.

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Патогенез вич-инфекциипоражений обусловливает селективное поражение СD4+-клеток, так как вирус использует молекулу CD4 в качестве рецептора.

Мишени для вич-инфекции — Т-хелперы, моноциты, макрофаги и родственные клетки, экспрессирующие СD4-подобные молекулы. Заражение макрофагов также возможно при поглощении иммунных комплексов, содержащих вирус.

Особенность патогенеза ВИЧ-инфекции — способность избегать действия иммунных механизмов за счёт интеграции его генома в ДНК клеток хозяина при минимальной экспрессии вирусных генов, а также антигенной изменчивости, обусловленной рабочими ошибками обратной транскриптазы.

Механизмы, обусловливающие прогрессирующее уменьшение количества СD4+-клеток при вич-инфекции, включают апоптоз, образование синцитиев, аутоиммунные реакции, инфицирование клеток-предшественников.

Патогенез вич-инфекции. Развитие вич-инфекции

• Образование синцитиев. Экспрессия gp 120 на мембранах Т-клеток инициирует слияние мембран заражённых или незаражённых клеток, несущих молекулы CD4.
Образование синцитиев при вич-инфекции обусловливает прямую передачу вируса от клетки к клетке и вызывает гибель Т-хелперов. Образование синцитиев — показатель поздней стадии развития ВИЧ-инфекции; указывающий на быстрое развитие СПИДа (в среднем через 23 мес).

• Аутоиммунные реакции. Появление вирусных гликопротеинов на мембране заражённых Т-клеток запускает активацию ЦТЛ и реакции антителозависимой цитотоксичности, направленные против инфицированных СD4+-клеток.

• Инфицирование клеток-предшественников. ВИЧ инфицирует клетки-предшественники Т-лим-фоцитов в вилочковой железе и костном мозге, вызывая нарушения пролиферации и диффе-ренцировки пула СD4+-клеток.

Следствием уменьшения количества СD4+-клеток выступает глубокий вторичный иммунодефицит, проявляющийся резким снижением сопротивляемости организма оппортунистическим микроорганизмам и развитием опухолей (саркома Капоши, карциномы кожи или В-клеточной лимфомы).

Помимо иммунотропности, ВИЧ проявляет выраженную нейротропность. ВИЧ длительно сохраняется в макрофагах и с их помощью диссеминирует по всему организму, в том числе заносится в ЦНС.

Вирус вич-инфекции инфицирует астроциты, вызывает образование симпластов и последующую гибель клеток.

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Рецензент: профессор кафедры эпидемиологии ФГБОУ ВО УГМУ доктор медицинских наук профессор Слободенюк А.В.

Литусов Н.В. Вирус иммунодефицита человека. Иллюстрированное учебное пособие. – Екатеринбург: УГМУ, 2018. – 31 с.

Иллюстрированное учебное пособие “Вирус иммунодефицита человека” подготовлено в качестве информационного сопровождения самостоятельной работы студентов, изучающих частную вирусологию. Учебное пособие разработано в соответствии с требованиями ФГОС ВО и рабочих программ по микробиологии и вирусологии.

В иллюстрированном учебном пособии приводятся сведения о таксономическом положении, структуре, особенностях строения, репродукции вируса иммунодефицита человека, клинике, диагностике, лечении и профилактике ВИЧ-инфекции. Пособие содержит вопросы для контроля усвоения материала и тренировочные тестовые задания. Пособие снабжено иллюстрациями, помогающими усваивать изучаемый материал.

Иллюстрированное учебное пособие предназначено для работы студентов как при подготовке к практическим занятиям, так и непосредственно на практических занятиях.

© ФГБОУ ВО УГМУ, 2018

Антигенная структура ВИЧ.

Жизненный цикл ВИЧ .

Принципы лечения ВИЧ-инфекции.

Вопросы для контроля усвоения материала .

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ, HIV - Human Immunodeficiency Virus) вызывает у человека ВИЧ-инфекцию, которая заканчивается развитием синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИД, AIDS - Acquired Immunodeficiency Syndrome). ВИЧ-инфекция относится к группе антропонозных вирусных болезней.

В 1981 г. впервые было описано прогрессирующее поражение иммунной системы на фоне саркомы Капоши или пневмоцистной пневмонии у мужчингомосексуалистов. Со временем было отмечено широкое распространение этого заболевания. В 1982 году оно получило название Acguired Immunodeficiency Syndrome (AIDS) - синдромом приобретенного иммунодефицита (СПИД).

В 1983 г. из организма больных людей был выделен ранее неизвестный вирус. Возбудитель был выделен одновременно французским вирусологом Л. Монтанье из Института Пастера в Париже и американским ученым Р. Галло из Национального Института рака в США (рисунок 1).

Рисунок 1 – А – Люк Антуан Монтанье (Luc Antoine Montagnier, род. в 1932 г.); Б – Роберт Чарльз Галло (Robert Charles Gallo, род. в 1937 г.). Заимствовано из Интернет-ресурсов.

Первоначально выделенный вирус назвали лимфотропным вирусом или вирусом, ассоциированным с лимфоаденопатией. В 1986 году решением Международного Комитета экспертов по таксономии вирусов этот агент получил название Human Immunodeficiency Virus ( HIV ) – вирус иммунодефицита человека

В 2008 г. Л. Монтанье и его коллега вирусолог Ф. Барре-Синусси (рисунок 2) за открытие вируса иммунодефицита человека были удостоены Нобелевской премии в области медицины и физиологии.

Рисунок 2 – Л. Монтанье и Франсуаза Барре-Синусси (Françoise Barre-Sinoussi, род.

в 1947 г.). Заимствовано из Интернет-ресурсов.

В последующие годы это заболевание охватило все страны практически на всех континентах. Причинами быстрого и широкого распространения ВИЧинфекции являются высокая восприимчивость людей к вирусу иммунодефицита, разнообразие путей передачи инфекции, отсутствие эффективных средств специфической профилактики и лечения заболевания.

В 1988 г. ООН объявила 1 декабря Всемирным днем борьбы со СПИДом.

Вирус иммунодефицита человека относится к порядку Ortervirales семейству

Retroviridae подсемейству Orthoretrovirinae роду Lentivirus . Название Retroviridae

связано с наличием в структуре вириона фермента обратной транскриптазы (англ. retro - обратно), которая обеспечивает образование двуцепочечной ДНК на основе информации, закодированной в одноцепочечной РНК. Название же рода Lentivirus (лат. lente – медленный) обусловлено длительным инкубационным периодом и медленным развитием инфекционного процесса.

Род Lentivirus объединяет 10 видов, в том числе вирусы иммунодефицита человека 1 и 2 ( Human immunodeficiency virus 1, HIV-1 и Human immunodeficiency virus 2, HIV-2). К роду Lentivirus относятся также возбудители вирусных заболеваний животных: Bovine immunodeficiency virus (вирус иммунодефицита крупного рогатого скота), Caprine arthritis encephalitis virus (вирус артритаэнцефалита коз и овец), Equine infectious anemia virus (вирус инфекционной анемии лошадей), Feline immunodeficiency virus (вирус иммунодефицита кошек), Jembrana disease virus (вирус болезни Джембрана крупного рогатого скота), Puma lentivirus (лентивирус пум), Simian immunodeficiency virus (вирус иммунодефицита обезьян), Visna-maedi virus (вирус болезни Висна-меди овец).

ВИЧ-1 подразделяются на несколько групп: М, N, O и Р. Причиной более 90% случаев заболевания у человека являются представители группы М. Внутри группы М (англ. main – основная) выделяют 11 подтипов (A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K). Вирус подтипа А, например, широко распространен в России и Западной Африке.

Предполагают, что ВИЧ-1 возник в результате передачи человеку вируса иммунодефицита шимпанзе, а ВИЧ-2 – вируса красноголовых мангобеев (рисунок

А Б Рисунок 3 – А – шимпанзе; Б – красноголовый мангобей. Заимствовано из Интернет-

Вирус иммунодефицита человека является РНК-содержащим вирусом. Характерной особенностью ВИЧ является наличие фермента обратной транскриптазы или ревертазы (РНК-зависимой ДНК-полимеразы), обеспечивающей синтез двуцепочечной ДНК на матрице одноцепочечной РНК с последующей интеграцией ДНК в геном хозяйской клетки. Вирусная частица имеет сферическую форму диаметром 100-120 нм (рисунок 4).

Рисунок 4 – Изображение ВИЧ, полученное с помощью трансмиссионного электронного микроскопа. Заимствовано из Интернет-ресурсов.

Снаружи ВИЧ имеет суперкапсидную двухслойную липидную оболочку , пронизанную гликопротеиновыми комплексами (шипами). Всего в суперкапсиде

вириона 72 шипа, напоминающих по форме гриб. Каждый грибоподобный гликопротеиновый комплекс состоит из трех молекул гликопротеина gр 120 (молекулярная масса 120 кДа) и трех молекул трансмембранного гликопротеина gр 41 (молекулярная масса 41 кДа). Гликопротеин gр 120 (белок “шляпки”) расположен на поверхности вириона и связан с гликопротеином gр 41 (белком “ножки”), который пронизывает липидную оболочку. Гликопротеин gр 120 служит для прикрепления вириона к рецептору CD4 и корецепторам или помощникам на поверхности инфицируемой клетки (например, CCR5 и CXCR-4). Вирусы, имеющие сродство к рецепторам макрофагов, называются М-тропными. Вирусы, имеющие сродство к рецепторам Т-клеток, называются Т-тропными. Гликопротеин gр 41 способствует слиянию суперкапсида с клеточной мембраной. В липидной мембране ВИЧ также находятся мембранные белки клеток-хозяев (в частности, ICAM-1, HLADR1, CD55 и др.), захваченные при формировании суперкапсидной оболочки вируса при выходе вирионов из инфицированной клетки.

Под суперкапсидной оболочкой располагается слой матриксного белка р17 толщиной 5-7 нм. Матриксный белок окружает нуклеокапсид.

Капсид имеет форму усеченного конуса и состоит из белка р24 молекулярной массы 24 кДа. Внутри капсида находится белково-нуклеиновый комплекс , состоящий из вирусного генома, ферментов (обратной транскриптазы, протеазы и интегразы) и белка р7. Геном ВИЧ представлен двумя молекулами однонитевой плюс-РНК. Ферменты участвуют в процессах репродукции ВИЧ внутри инфицированной клетки. В частности, обратная транскриптаза (РНКзависимая ДНК-полимераза) участвует в синтезе ДНК на матрице РНК; интеграза катализирует встраивание образованной вирусной ДНК в хромосому клеткихозяина; протеаза расщепляет синтезируемые полипротеины на структурные белки. Справа и слева РНК-геном имеет длинные концевые повторы (LTR - long terminal repeat), которые управляют продукцией дочерних вирионов и активируются как белками вируса, так и белками инфицированной клетки. Нуклеокапсидный белок р7 служит для связи капсида с геномом. В капсиде находится также молекула затравочной РНК (тРНК lys).

Матриксный белок р17 окружает внутреннюю структуру вириона – нуклеокапсид или сердцевину (англ. – core), которая объединяет капсидный белок р24, две молекулы геномной РНК и ферменты (обратная транскриптаза, интеграза и протеаза). Внутри нуклеокапсида находится геном вируса в виде двух цепочек РНК, связанных белками р7 и р9 , а также ферменты и затравочная тРНК.

С капсидом ВИЧ-1 (белком р24) связано 200 копий циклофилина А (CypA), заимствованного вирусом у зараженной клетки. Циклофилин А является белком (пептидолпролилизомеразой), участвующим в прикреплении белка р17 и проведении сигналов в Т-лимфоцитах.

Внутри капсида вириона находится также белок Vhr , участвующий в процессах размножения и сборки вирионов и препятствующий действию противовирусных систем.

Читайте также: