HIV-infectie en AIDS - Oorzaken en pathogenese

De veroorzaker van een HIV-infectie

Er zijn twee serotypen beschreven: hiv-1 en hiv-2, die verschillen in structurele en antigeenkenmerken. In Oekraïne is hiv-1 (de belangrijkste verwekker van de ziekte) van epidemiologisch belang.

Taxonomie van HIV

Het humaan immunodeficiëntievirus behoort tot het rijk Viridae, familie Retroviridae, onderfamilie Lentiviridae.

De belangrijkste eigenschappen van het humaan immunodeficiëntievirus

De structuur van het HIV-virusdeeltje

Volgens elektronenmicroscopie heeft het virus een ronde vorm en een complexe structuur. De diameter van het virion is 100-120 nm.

HIV-1 en HIV-2 eiwitgroepen

Eiwitgroepen	HIV-1	HIV-2
Envelop-eiwitten (env)	GP160, GP120, GP41	Gр140, gр105, gр36
Kernproteïnen (gag)	P17, p24, p55	P16, p25, p56
Virale enzymen (pol)	P31, p51, p66	R68

Het molecuulgewicht van eiwitten wordt gemeten in kilodalton (kDa): gp - glycoproteïnen; p - eiwitten.

Het centrum van het virion bevat het virale genoom, dat bestaat uit twee RNA-strengen, de interne eiwitten p7 en p9, en enzymen - reverse transcriptase (revertase), protease, RNase en integrase (endonuclease). Het genoom is omgeven door een intern eiwitmembraan. Het interne membraan van HIV-1 bestaat uit de eiwitten p17, p24 en p55. De eiwitten p16, p25 en p56 vormen het interne membraan van HIV-2. Het buitenste lipidemembraan van HIV-1 wordt gepenetreerd door het glycoproteïne gpl60, dat bestaat uit een transmembraanfragment (gp41) en een zeer immunogeen fragment (gpl20). De membraaneiwitten gp41 en gpl20 zijn verbonden door een niet-covalente binding en vormen uitlopers op het oppervlak van het virion die zorgen voor de hechting van HIV aan de receptoren van menselijke doelcellen.

Antigene structuur

Het virusgenoom bevat negen genen – drie structurele en zes regulerende. Het genoom is variabel door antigene drift. Er bestaan een aantal serologische varianten van het virus (bijvoorbeeld A, B, C, D, E, F, G, H).

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ]

Viruspersistentie in de omgeving

Onder natuurlijke omstandigheden blijft HIV (in gedroogde toestand) enkele uren actief. In vloeistoffen die een grote hoeveelheid virusdeeltjes bevatten, zoals bloed en ejaculaat, blijft het meerdere dagen actief.

In bevroren bloedserum wordt de activiteit van het virus over meerdere jaren bepaald.

Verhitting tot 56 °C gedurende 30 minuten leidt tot een 100-voudige afname van de infectieuze titer van het virus. Bij een hogere temperatuur (70-80 °C) sterft het virus na 10 minuten. Wanneer virionen een minuut lang worden behandeld met een 70% ethylalcoholoplossing, worden ze geïnactiveerd. Bij blootstelling aan 0,5% natriumhypochloriet, 1% glutaraldehyde, 6% waterstofperoxide, 5% lysol, ether of aceton, wordt ook de dood van virusdeeltjes waargenomen.

HIV is relatief ongevoelig voor ultraviolette straling en ioniserende straling.

Pathogenese van HIV-infectie

Differentiatie-antigeen CD4+ (CD - afkorting voor celdifferentiatie-antigeen) en niet-specifieke (onafhankelijk van de aanwezigheid van CD4+) componenten zijn receptoren voor hiv. CD4+ is een glycoproteïne met een molecuulgewicht van 55.000 kDa. De structuur ervan is vergelijkbaar met die van bepaalde onderdelen van immunoglobulinen. Het virale eiwit gpl20 heeft een vergelijkbare structuur; dit bepaalt het vermogen van virionen om de cel binnen te dringen.

De CD4+-receptor, gelegen op het membraan van immuuncompetente cellen, heeft de functie van het herkennen van antigenen (samen met HLA-eiwitten - major histocompatibility complex klasse II).

Soorten cellen die worden aangetast door het humaan immunodeficiëntievirus

Celtype	Weefsels en organen
T-lymfocyten, macrofagen	Bloed
Langerhans-cellen	Leer
Folliculaire dendritische cellen	Lymfeklieren
Alveolaire macrofagen	Longen
Epitheelcellen	Dikke darm, nieren
Cervicale cellen	Baarmoederhals
Oligodendrogliacellen	Brein

De hiv-envelop bevat eiwitten van het humane histocompatibiliteitscomplex van klasse I en II, waardoor de penetratie van het virus in het lichaam geen afstotingsreactie veroorzaakt. De fixatie van virionen op het oppervlak van de doelcel vindt plaats met medewerking van het glycoproteïne gpl20. Het glycoproteïne gp41 zorgt voor de fusie van de virale envelop met het membraan van de doelcel. Dubbelstrengs RNA van het virus dringt de cel binnen, waar met behulp van reverse transcriptase enkelstrengs proviraal DNA wordt gesynthetiseerd. Vervolgens wordt dubbelstrengs DNA gevormd, dat met behulp van integrase in het cel-DNA wordt geïntegreerd. Viraal DNA fungeert als matrix voor de synthese van RNA, dat een nieuw viraal deeltje vormt.

Tijdens de replicatie van HIV ontstaan vaak genetische fouten, waardoor verschillende subtypes van het virus ontstaan.

Nadat hiv CD4+-cellen is binnengedrongen, begint de replicatie: hoe actiever de CD4+-cellen, hoe intensiever de virusreplicatie. Regulatoren die CD4+-cellen activeren, zorgen daarom voor een verhoogde replicatie van het virus. Zulke regulatoren zijn onder andere TNF (koloniestimulerende factor) en IL-6.

Interferon en transformerende groeifactor zijn regulatoren die virale replicatie remmen. Studies hebben aangetoond dat TNF-a de transcriptie van HIV-1 proviraal DNA activeert in chronisch geïnfecteerde T-cellen en macrofagen. Monocyten die TNF-a synthetiseren, induceren niet alleen de expressie van HIV-geïnfecteerde cellen, maar stimuleren ook de activering van het latente provirus. Gelijktijdige activiteit van TNF-a, IL-6 en koloniestimulerende factor van granulocyten en macrofagen wordt waargenomen.

Immunopathogenetische tekenen van een hiv-infectie - deficiëntie van de T-link en B-link van het immuunsysteem: gebrek aan complementcomponenten en fagocyten; verminderde functies van niet-specifieke afweerfactoren. Polyklonale activering van B-lymfocyten leidt enerzijds tot hypergammaglobulinemie en anderzijds tot een verzwakking van het vermogen van cellen om virusneutraliserende antilichamen te produceren. Er is een toename van het aantal CIC's en de vorming van antilichamen tegen lymfocyten; dit veroorzaakt een nog grotere afname van het aantal CD4+ T-lymfocyten. Er wordt de ontwikkeling van auto-immuunprocessen opgemerkt. De onderdrukking van het immuunsysteem bij een hiv-infectie is systemisch.

Naast het tekort aan CD4+-lymfocyten neemt de functionele insufficiëntie van CD8+-lymfocyten, NK-cellen (natural killers) en neutrofielen toe tijdens het ziekteverloop. Naarmate de immuunstatus verslechtert, ontwikkelen zich diverse infectieuze, allergische, auto-immuun- en lymfoproliferatieve aandoeningen, evenals een syndroom dat kenmerkend is voor immuuncomplexziekte (deze factoren bepalen het klinische beeld van een hiv-infectie).

In de beginfase van de ziekte produceert het lichaam virusneutraliserende antilichamen die de activiteit van vrij circulerende virussen onderdrukken. Deze antilichamen werken echter niet op virussen die zich in cellen bevinden (provirussen). Na verloop van tijd (meestal na 5-6 jaar) raakt het beschermende vermogen van het immuunsysteem uitgeput en hoopt het virus zich op in het bloed.