Несмотря на относительно молодой возраст ВИЧ по сравнению с такими инфекциями-долгожителями, как малярия или туберкулез, этот вирус ежегодно инфицирует около 30 миллионов человек по всему миру. 2,5-3 миллиона человек в год гибнут от синдрома приобретенного иммунодефицита — примерно столько же, сколько и от малярии, и вдвое больше, чем от туберкулёза.

Изобретение и быстрое внедрение десятков высокоактивных противовирусных препаратов уже позволяет больным долгое время вести нормальный образ жизни, но сообщения о полном избавлении от ВИЧ пока больше смахивают на фантастику. Все эти препараты на той или иной стадии замедляют деление вируса, препятствуя образованию новых копий генетического материала или сборке целой вирусной частицы.

Джеймс Райли и соавторы публикации в Nature Medicine решили пойти принципиально иным путём и помочь самой иммунной системе справиться с вирусом.

Ученые «вооружили» клетки-киллеры иммунной системы новым вариантом рецептора, позволяющим распознавать и уничтожать пораженные вирусом клетки.

Безусловно, это не первая попытка заставить иммунную систему самостоятельно справиться с ВИЧ, однако высокая изменчивость вируса и эксплуатация им иммунных клеток, подрывающая их работу, сильно затрудняют разработку вакцин. Райли и коллеги решили сосредоточиться на агентах, предназначенных непосредственно для уничтожения заражённых вирусами клеток организма, — так называемых T-киллерах. Подобный подход в виде клеточной терапии, уже показал свою эффективность в лечении злокачественных опухолей.

На поверхности каждой клетки нашего организма есть так называемые молекулы комплекса гистосовместимости I типа, MHC I (от английского Major Histocompatibility Complex). Эта структура — своеобразный «дисплей», на котором отображаются процессы синтеза белков, протекающие внутри клетки. Каждый раз, когда в клетке образуется новый белок, небольшой его участок из десяти-пятнадцати аминокислот отправляется на поверхность, где и «отображается» в составе MHC I.

Т-киллеры непрерывно «сканируют» все клетки организма, и если на одной из них упомянутая аминокислотная цепочка оказывается чужеродной — той, на которую натренирован T-киллер, то тут же принимаются за уничтожение. Проблема вирусов и опухолей в том, что им удается либо «спрятать» свои собственные белки от представления в составе MHC I, либо они обладают настолько высокой изменчивостью, что иммунитет просто не успевает за непрерывно меняющимися врагами.

Вирус иммунодефицита славится своей исключительной изменчивостью, однако и у него есть белки, с которыми особо не поиграешь. Один из них называется p17.

Вирусологи выбрали в качестве мишени для опознания ВИЧ небольшой, длиной в 9 аминокислот — с 77-й по 85-ю аминокислоты — участок этого белка, получивший кодовое название SL9. В трех из четырех случаях заражения ВИЧ эта цепочка обязательно попадает на поверхность клеток.

У абсолютного большинства европеоидов есть ген, кодирующий Т-клеточный рецептор TCR 868, запускающий программу убийства заражённых клеток при связывании с SL9. Проблема в том, что даже при встрече с этой цепочкой рецептор с ней связывается далеко не всегда и очень ненадолго. Команды на размножение SL9-специфичных клеток и убийство ими клеток, заражённых ВИЧ, выдаются редко. В итоге вирус размножается быстрее, чем T-киллеры, способные его уничтожить.

Райли и коллеги выделили ДНК, кодирующую TCR 868, и сделали несколько незначительно отличающихся от неё копий. Считанные с этой матрицы белки незначительно отличались от TCR 868 и тоже связывались с SL9. Чтобы выяснить, какой лучше, учёные даже устроили этим клеткам своего рода эволюционное соревнование этих искусственно полученных белков-мутантов, заставив выживать сильнейших.

По некоторым показателям мутант-победитель превзошёл своего прародителя в 100 с лишним раз.

Например, время связывания Т-киллера, на поверхности которого находился рецептор-мутант, с пораженной ВИЧ клеткой увеличилось с 1 минуты до 2,5 часов. В условиях культуры in vitro это позволило Т-киллерам подавить размножение ВИЧ и даже выработать достаточное количество цитокинов, которые в организме должны только усиливать реакцию уничтожения.

Но, самое главное, встраивание гена мутантного рецептора в геном Т-киллера давало тот же самый эффект, даже если в качестве мишени выступали изменившиеся цепочки SL9.

К первым испытаниям новой методики лечения больных СПИДом Райли и его коллеги рассчитывают приступить уже в следующем году — если испытания на мышках, которые уже идут, окажутся успешными. Примерный план лечения будет напоминать существующие сегодня методы клеточной терапии опухолей, за тем исключением, что врачи будут не выбирать из Т-киллеров больного наиболее подходящие клетки, а будут создавать их с помощью генной терапии.

Примерная схема лечения будет выглядеть так: у больного забирают немного крови из вены, из этой крови выделяют все Т-киллеры, потом в активной форме встраивают в их ДНК ген, кодирующий «мутантный 868», после чего размножают клетки в культуре in vitro и вводят их обратно больному. В результате Т-киллеры, способные эффективно распознавать пораженные ВИЧ клетки, оказываются в организме, распределяются по кровотоку, а каждая встреча с мишенью приводит к образованию новых Т-киллеров, только усиливая реакцию уничтожения.

Насколько эффективными окажутся эти попытки, «Газета.Ru» обязательно расскажет, а сами ученые уже планируют использовать разработанный ими метод и при создании новых Т-рецепторов для борьбы с опухолями.

СПИД (AIDS) - инфекционное заболевание, которое вызывается вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ) . Диагноз ВИЧ-инфекции устанавливается при обнаружении антител к вирусу, вирусных антигенов, вирусной РНК или ДНК или при выделении культуры вируса.

Несмотря на огромные финансовые средства, потраченные в последние годы на борьбу с этим заболеванием, проводимые мероприятия пока не принесли ожидаемых результатов. Некоторый успех достигнут - в масштабе планеты эпидемическая ситуация стабилизируется, количество новых случаев ВИЧ-инфекции снизилось. Хотя эта болезнь перешла из смертельных заболеваний в разряд медленно текущих, управляемых инфекций, смертность во всем мире от СПИДа и связанных с ним болезней всё ещё остаётся высокой.

История открытия вируса и происхождение заболевания

Сидром приобретённого иммунодефицита впервые был зарегистрирован и описан в 1981 году в США. В 1984 - 1985 году была установлена этиологическая роль вируса иммунодефицита человека. Вирус был выделен двумя группами ученных независимо друг от друга: Люком Монтанье (Франция, Montagnier L. et al.) и Робертом Галло (США, Gallo R. C. et al.).

Выявлено несколько основных типов ВИЧ: ВИЧ-1 широко распространён во всём мире, ВИЧ-2 обнаруживается преимущественно в Западной Африке. Основной причиной пандемии СПИДа в мире стал ВИЧ-1; этот вирус и был впервые выделен исследовательскими группами. ВИЧ-2 - менее вирулентный вирус, и, хотя он встречается в мире повсюду, широкое распространение его отмечено только в Африке. Вирусы имеют принципиальную общность структуры вириона и генома, однако значительно (до 25% генома) различаются последовательностями РНК и белков.

Вирус ВИЧ сходен с некоторыми вирусами обезьян, поэтому многие учёные предполагают, что он возник в результате изменчивости этих вирусов и был занесён в популяцию человека извне относительно недавно. ВИЧ-2 более близок к вирусам иммунодефицита обезьян и может заражать многие виды приматов, не вызывая при этом симптомов иммунодефицита. ВИЧ-1 заражает только человека и шимпанзе.

Вопрос о том, когда и каким образом произошло попадание инфекции в популяцию человека, остается невыясненным. Вирус ВИЧ существовал в Центральной Африке (Заир) до 1960 года, что было установлено с помощью ретроспективных исследований коллекций сывороток крови. Он был занесён на Гаити до середины 70-х годов и в США до 1978 года. Иначе говоря, его истоки лежат в Африке, где в некоторых странах вирусоносители составляют до половины населения, хотя заболевание СПИД проявляется далеко не у всех. К 90-м годам XX-го века СПИД был зарегистрирован во всех странах мира.

Различные штаммы вируса ВИЧ, выделенные в разных районах Африки, Карибского бассейна и США, были секвенированы.

Пути заражения

Источником инфекции являются инфицированные люди во всех клинических стадиях, включая инкубационный период. ВИЧ содержится в большой концентрации не только в крови, но и в первую очередь в сперме, а также в менструальных выделениях и вагинальном (цервикальном) секрете. Кроме того, ВИЧ обнаруживается в грудном молоке, слюне, слезной и цереброспинальной жидкости, в биоптатах различных тканей, поте, моче, бронхиальной жидкости, кале. Наибольшую эпидемиологическую опасность представляют кровь, сперма и вагинальный секрет, грудное молокоимеющие достаточную для заражения долю инфекта.

Заражение человека ВИЧ происходит при попадании вируссодержащего материала непосредственно в кровь или на слизистые оболочки.

На данный момент выделяют следующие пути инфицирования ВИЧ:

• незащищенный половой контакт
• заражение плода и новорожденных при беременности и родах (от ВИЧ-инфицированных матерей)
• от матери ребёнку при вскармливании грудным молоком
• инъекционная наркомания
• инфицирование при медицинских манипуляциях
• при переливании крови и ее компонентов

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ)

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ; HIV) принадлежит к семейству ретровирусов - сложных РНК- геномных вирусов, образующих с помощью обратной транскриптазы ДНК-копию генома, которая, интегрируя с геномом хозяина, вызывает интегральную инфекцию.

Вирус поражает клетки иммунной системы. В результате работа иммунной системы угнетается и развивается синдром приобретённого иммунного дефицита (СПИД), организм больного теряет возможность защищаться от инфекций и опухолей.

Вирус инфицирует Т-лимфоциты класса хелперов. Вирусная частица присоединяется к Т-рецептору на наружной поверхности мембраны Т-хелпера, липидная оболочка вируса сливается с клеточной мембраной, и содержимое вирусной частицы оказывается в цитозоле. Инфицированные вирусом Т-хелперы постепенно гибнут из-за разрушения вирусом, апоптоза или уничтожения Т-киллерами.

В норме в 1 мл крови содержится около 1000 Т-лимфоцитов. У лиц, ин­фицированных ВИЧ, их содержание снижается в процессе развития инфекции. Когда количество Т-лимфоцитов уменьшается в 4-5 раз (через 7-10 лет после инфицирования), появляются явные и тяжелые симптомы недостаточности иммунной системы.

Организм уже не в состоянии противостоять возбудителям оппортунистических инфекций, которые неопасны или малоопасны для здоровых людей с нормально функционирующей иммунной системой. Главные из них - вирус­ные, грибковые и бактериальные инфекции (часто - туберкулез), а также злока­чественные опухоли (часто - саркома Капоши, форма рака кожи). В отсутствие антиретровирусной терапии смерть пациента наступает не в результате размножения вируса, а по причине развития заболеваний, вторичных по отношению к ВИЧ-инфекции.

Строение и размножение ВИЧ

ВИЧ содержит РНК, которая служит матрицей для синтеза ДНК (ретровирус); фермент, необходимый для такого синтеза - обратная транскриптаза, - также содержится в вирусной частице. Образующаяся ДНК поступает в ядро, интегрируется с ДНК лимфоцита (при участии белков вируса) и служит матрицей для транскрипции - синтезируется вирусная РНК. В результате трансляции этой РНК образуются вирусные белки - обратная транс­криптаза, белки оболочки вируса, а также регуляторные белки, стимулирующие по механизму положительной обратной связи транскрипцию и трансляцию вирусной РНК. Комплекс вирусной РНК и вирусных белков присоединяется к внутренней поверхности мембраны лимфоцита и покидает клетку вместе с частью мембраны лимфоцита, образующей липидную оболочку вируса. Размножение вируса в клетке истощает ее ресурсы, и она в конечном счете погибает.

Генетическая изменчивость ВИЧ

Ретровирусы способносы выполнять уникальную, ни у одного живого объекта более не встречающуюся реакцию - обратную транскрипцию. Обратная транскрипция, в отличие от многих других реакций матричного синтеза (например, ДНК–ДНК) - процесс, слабоподкрепленный специальными корректирующими механизмами. Репликация ВИЧ характеризуется чрезвычайно высокой частотой спонтанных мутаций.

Это означает, что всякая случайно возникшая в ходе обратной транскрипции мутация имеет большие шансы закрепиться в потомстве, что имеет важные последствия для жизни самих ретровирусов и их хозяев. В частности, одним из наиболее характерных свойств ВИЧ является его непревзойденная изменчивость (вариабельность).

Вскоре после первичного заражения, в организме инфицированного присутствует уже несколько различных вариантов ВИЧ. Большое количество вариантов ВИЧ составляет основу для его быстрой эволюции (например, в случае применения антиретровирусных препаратов), однако даже в отсутствие факторов эволюционного отбора вирус продолжает существовать в виде так называемого «роя» из близкородственных в генетическом отношении, но неодинаковых вирусов.

Генетическое разнообразие ВИЧ подкрепляется быстротой его репликативного цикла, в результате которого в организме зараженного человека ежедневно образуются миллиарды новых вирусных частиц.

Стадии ВИЧ-инфекции

При отсутствии антиретровирусной терапии можно выделить следующие стадии течения ВИЧ-инфекции:

Инфицирование ->2-3 недели-> острый ретровирусный синдром -> 2-3 недели->исчезновение клинических симптомов + сероконверсия ->2-4 недели->бессимптомная хроническая ВИЧ-инфекция ->в среднем 8 лет-> симптоматическая ВИЧ-инфекция/СПИД ->в среднем 1.3 года-> смерть

При проведении антиретровирусной терапии продолжительность жизни пациента может быть продлена до 70-80 лет.

Лечение ВИЧ-инфекции

При проведении антиретровирусной терапии продолжительность жизни пациента значительно увеличивается. Антиретровирусные препараты мешают ВИЧ размножаться в клетках иммунной системы человека, блокируя внедрение вирионов в клетки и нарушая на разных этапах процесс сборки новых вирионов. Своевременно начатое лечение антиретровирусными препаратами в сотни раз снижает риск развития СПИДа и последующей смерти.

Анализы на ВИЧ

В нашем центре Вы можете сдать анализ на ВИЧ-инфекцию, комплексный анализ - на сифилис, ВИЧ, гепатиты В и С, а также анализы на другие инфекции.

Далеко не каждый с ходу сможет расшифровать аббревиатуру СПИД, хотя абсолютно все знают, что эти четыре буквы означают смертельную болезнь, прозванную «чумой ХХ века», но по-прежнему продолжающую собирать страшную дань с человечества и в новом столетии. По данным программы UNAIDS, специально созданной ООН для международной координации усилий в борьбе со СПИДом, к концу прошлого года в мире жили 40 миллионов человек, зараженных этой болезнью. Каждый день к ним добавляется около 11 тысяч новых жертв.

В отличие от многочисленных инфекций, веками и тысячелетиями преследовавших человечество, СПИД дал о себе знать совсем недавно — всего 26 лет назад. Журнал Mortality and Morbidity Weekly Report (ведомственное издание американского Центра контроля заболеваемости) 5 июня 1981 года опубликовал статью о странной вспышке пневмонии в Лос-Анджелесе. В течение 7 месяцев пятеро мужчин стали жертвами микроскопического грибка Pneumocystis carinii, который часто встречается в легких человека, но обычно ведет себя смирно и может вызывать болезнь только у людей с подавленным иммунитетом. Кроме того, у всех больных был обнаружен цитомегаловирус, также обычно быстро нейтрализуемый иммунной системой.

Было очевидно, что эта пятерка с сильнейшими иммунными нарушениями не могла случайно собраться вместе. Оказалось, что все пострадавшие были членами одной гомосексуальной коммуны. Поэтому во вступительной части статьи доктор Джим Карран предположил, что угнетение иммунитета вызвано какой-то инфекцией, возможно, передаваемой половым путем. Так мир впервые узнал о СПИДе.

Впрочем, тогда его никто так не называл. В первые годы после выявления инфекции в ходу было несколько названий, самым популярным из которых было «иммунодефицит, связанный с гомосексуальностью» (GRID), так как практически все вновь выявляемые больные принадлежали именно к данной категории. Это открытие немедленно породило ряд спекуляций: предыдущее десятилетие было временем становления первых побед гей-движения, и ревнители благочестия немедленно увидели в столь избирательной болезни небесную кару для обнаглевших извращенцев. Редкие исключения лишь подтверждали правило: без гомосексуальных контактов заражались только потребители инъекционных наркотиков. Позднее оказалось, что первоначальное распространение инфекции через гомосексуалистов - не более чем случайность: ВИЧ может заражать независимо от пола, типа сексуального поведения и моральных принципов. Одновременно в самих группах риска, а также среди радикальной молодежи и населения городских трущоб, поговаривали, что это утечка биологического оружия. (До сих пор почти половина черных американцев считает, что возбудитель СПИДа создан искусственно, а 15% - что он намеренно распространяется спецслужбами с целью геноцида чернокожего населения.) Есть версия, что это вообще чисто пропагандистский проект и никакой инфекции, разрушающей иммунитет, не существует.

Индия: с позиции трех обезьянок
Мировой рекорд по абсолютному числу ВИЧ-инфицированных в одной стране - 5,7 миллиона - принадлежит Индии. Это не так уж много для миллиардной страны, но пугают темпы роста - до 15% в год.

Главная проблема в борьбе с инфекцией - неинформированность населения, особенно женщин. Почти половина индийских женщин (46%) неграмотны и примерно столько же вообще не слышали о СПИДе. Этому содействует и традиционное табу в индийском обществе на открытое обсуждение тем, связанных с сексом.

Попытки же изменить ситуацию (ввести в школах сексуальное просвещение, установить на улицах автоматы по продаже презервативов и т. д.) неизменно вызывают яростный протест традиционалистов, особенно мусульман.

Подарок от обезьян

В начале 1983 года сотрудник знаменитого Пастеровского института Люк Монтанье и американский вирусолог Роберт Галло независимо друг от друга выделили возбудителя новой болезни - вирус иммунодефицита человека (ВИЧ). Очень похожие вирусы нашлись еще у трех десятков видов обезьян, населяющих Африку. Их назвали «вирусами иммунодефицита обезьян», но на самом деле никакого иммунодефицита они у своих природных хозяев не вызывают и вообще никак не мешают им жить. Биологам давно известно, что если возбудитель той или иной болезни постоянно циркулирует в одной и той же популяции своих жертв, болезнь постепенно начинает протекать все легче. Но если этот «присмиренный Бармалей» столкнется с новым для него видом хозяина, он снова начинает убивать.

Наиболее похожий на ВИЧ вирус был выделен у четырех шимпанзе, живших в неволе в США . Вполне возможно, что именно обезьяний вирус и был предком человеческого. Однако найти его у вольных шимпанзе долгое время не удавалось. В этом ничего удивительного не было: за последние несколько десятилетий многие популяции обезьян под натиском человека полностью прекратили свое существование. Значит, можно предположить, что вирус был распространен только в небольшом районе, и одна из последних местных шимпанзе, подобно легендарному Альманзору, передала смертельное наказание своим погубителям. Но нельзя было исключить и более простое объяснение: американские шимпанзе заразились вирусом уже в неволе, а его истинный хозяин - какой-то другой вид. Чтобы выбрать между этими двумя гипотезами, нужно было бы провести массовое обследование диких шимпанзе, но сделать это не так-то просто: взрослый шимпанзе примерно впятеро сильнее среднего человека и совершенно не горит желанием сдать кровь на нужды науки. Отстреливать же их было к этому времени категорически запрещено. Только в прошлом году экспедиция американских вирусологов во главе с доктором Беатрис Хан, вооруженная новой методикой, позволяющей опознавать остатки вирусов в обезьяньем помете, доказала: дикие шимпанзе из бассейна реки Санага в Камеруне заражены предполагаемым предком ВИЧ, точнее, предком ВИЧ-1 - наиболее распространенного типа возбудителя СПИДа.

Надо сказать, что к этому времени ученые уже знали, что болезнь может вызывать и другой вирус. С его происхождением особой проблемы не было: он практически не отличался от вируса дымчатого мангобея - небольшой обезьяны, распространенной на западе Африки.

Местные жители охотятся на них, часто держат их в качестве домашних животных и, видимо, регулярно заражаются - через укусы или при разделке тушки. Правда, у многих из них заражение вообще не вызывает болезни (такое бывает и при заражении ВИЧ-1, но гораздо реже), а у других период между заражением и развитием СПИДа растягивается на 15-20 лет. Видимо, ВИЧ-2 уже давно начал свою эволюцию в человеческой среде.

Что же касается ВИЧ-1, то самый ранний доказанный случай его присутствия - проба крови, взятая в 1959 году у одного жителя Заира (вирус в ней нашли, естественно, много позже). По оценкам ученых, он был занесен в человеческую популяцию (вероятно, тоже через укус или контакт «кровь - кровь») где-то около 1930 года.

Возможно, такие случаи происходили и ранее, но не имели глобальных последствий: большее или меньшее число африканцев умирало от случайных инфекций (лечить или диагностировать которые было некому), и на этом все кончалось. Человечество заметило «чуму ХХ века» только после того, как она попала в развитые страны.

Южная Африка: зона катастрофы
Из каждых пяти ВИЧ-инфицированных людей на планете трое живут в странах Юга Африки. В крупнейшей и наиболее развитой стране региона - ЮАР - заражены 5 из 40 миллионов ее жителей, а в соседней Ботсване инфицировано около 40%населения.

Основной путь заражения - беспорядочные половые связи (особенно в крупных городах и рабочих поселках) при полном невежестве в вопросах профилактики. Распространению инфекции способствует и бытующее в этих странах поверье, что мужчина может вылечиться от СПИДа, совершив половой акт с девственницей. Большинство стран региона не имеют ни финансовых ресурсов, достаточных для серьезной борьбы с инфекцией, ни действенной системы здравоохранения.

Распространению простейшего средства защиты, презервативов, препятствует позиция католической церкви, влиятельной в этом регионе. По прогнозам Программы ООН по народонаселению, к 2050 году население региона сократится на четверть, несмотря на высочайшие в мире показатели рождаемости.

Охота на охотника

Если бы ВИЧ в самом деле был создан в какой-нибудь секретной лаборатории, ее сотрудников следовало бы уволить: как биологическое оружие он просто никуда не годится. Хотя бы уже потому, что от момента заражения человека этим вирусом до сколько-нибудь заметного ухудшения самочувствия проходят годы, как минимум 2-3, а в среднем - 5-6. И чтобы этот отсчет начался, вирусу нужно сначала как-то попасть в организм. С этим у ВИЧ тоже большие трудности. Все вирусы проникают в тела людей и животных через слизистые оболочки либо непосредственно через кровь. Но ВИЧ не может передаваться ни с пищей, ни воздушно-капельным путем - в окружающей среде он быстро гибнет. Другие вирусы (например, геморрагических лихорадок, чрезвычайно характерных для Африки) используют для своего распространения кровососущих насекомых, но ВИЧ способен прожить в теле переносчика всего несколько минут (до сих пор не зафиксировано ни одного случая заражения ВИЧ через укус насекомого, хотя теоретически такой путь считается возможным). «Вирус-то очень хилый, на него подуть - он и погибает», - говорит заведующая лабораторией вирусов лейкозов НИИ вирусологии РАМН Марина Бобкова, имея в виду крайнюю неустойчивость ВИЧ к любым внешним воздействиям.

По сути дела, у ВИЧ есть только один стабильный путь - из зараженного организма в здоровый через непосредственный контакт слизистых (то есть половой). Но и его эффективность не слишком высока: один случай заражения примерно на сотню половых контактов. Другой путь - прямой занос зараженной крови в здоровую - оставался сугубо эпизодическим, пока вирус не попал в общество, чьим постоянным и обыденным атрибутом является шприц.

Проникнув в организм, вирусы движутся прямо в местные органы иммунной системы - лимфоузлы. Дальнейшие события сначала развиваются по обычному сценарию иммунной реакции. Он похож на ловлю вора в старой России, где сначала злоумышленника хватали дворники, потом на их свистки прибегали городовые, а к моменту прибытия квартального надзирателя пойманный был уже связан по рукам и ногам. ВИЧ сначала удерживается специальными дендритными клетками иммунной системы. Начинаются изменения в В-лимфоцитах, которые через несколько недель приведут к появлению специфических антител. Но еще раньше в дело вступают Т-лимфоциты.

Для смотрящего в микроскоп все лимфоциты выглядят одинаково - для тех, кто не видит знаков различия и родов войск, так же одинаково выглядят военные. Но даже среди лимфоцитов Т-клеток, созревающих в тимусе, есть множество разных «видов», отличающихся своими умениями и полномочиями. Например, так называемые «Т-хелперы» - «помощники». Их задача - опознать «инородное тело» и дать сигнал другим клеткам, что это такое и как его лучше обезвредить (связать антителами, фагоцитировать и т. д.). Опознание проводится при помощи сидящих на внешней мембране клетки особых белков-рецепторов, получивших название CD4.

И вот тут происходит нечто совершенно неожиданное: один из вирусных белков вступает в контакт с рецептором CD4, прикрепляясь таким образом к мембране лимфоцита. Срабатывает довольно хитрый молекулярный механизм (о котором мы еще скажем ниже), и в результате наружная оболочка вируса сливается с мембраной, впрыскивая под нее внутреннюю капсулу - гены и специфические белки вируса. Клетка, призванная распознать инфекцию, сама оказывается инфицированной.

Дальше все происходит по обычной схеме заражения клетки ретровирусом: с нитей РНК (генов вируса) вирусный же фермент обратная транскриптаза снимает ДНК-копии, которые затем попадают в ядро клетки и встраиваются в ее геном. Мощные вирусные промоторы (участки ДНК, регулирующие считывание информации с прилегающих к ним генов) заставляют клетку непрерывно штамповать вирусные гены и белки. В конце концов, клетка гибнет, а расплодившиеся в ней вирусы выходят на поиски новых жертв - клеток, имеющих рецепторы CD4 (кроме Т-хелперов они есть еще у некоторых типов иммунных клеток).

Тем временем иммунной системе все-таки удается организовать отпор коварному врагу: производимые В-лимфоцитами антитела связывают вирусы, Т-лимфоциты другого типа («Т-киллеры» или CD8-клетки) убивают зараженные клетки-хелперы, а кроветворная ткань выпускает на смену им новых. Поэтому после первой острой реакции (через 2-4 недели после заражения ВИЧ большинство зараженных испытывает легкое недомогание, а число Т-хелперов в их крови снижается на 20-40%) все физиологические показатели на несколько лет возвращаются к норме.

Но какое-то количество вирусов остается в клетках и продолжает потихоньку размножаться и распространяться. Их число растет по экспоненте, которая, как известно, долго остается почти горизонтальной, а потом круто взмывает вверх. В какой-то момент созревание новых Т-хелперов уже не покрывает гибель зараженных клеток, и содержание их в крови начинает уменьшаться. Когда их остается меньше 200 на кубический миллиметр крови (у здорового человека этот показатель составляет 800- 1 200), вся система иммунного ответа разваливается. Человек оказывается беззащитным перед любой подвернувшейся инфекцией. Активизируется и процесс образования злокачественных опухолей - разрушенная иммунная система уже не может опознавать и уничтожать переродившиеся или подозрительные клетки. Вот это состояние и называется «синдром приобретенного иммунодефицита» - СПИД.

Китай : издержки бизнеса на крови
За один только 2006 год число ВИЧ-инфицированных в Китае увеличилось на 30% - с 650 до 840 тысяч человек. Впрочем, этот прирост касается только официально зарегистрированных и, возможно, отражает лишь улучшение учета. Сами специалисты китайского Минздрава признают, что реальный счет инфицированных давно идет на миллионы.

Основные пути заражения - наркомания и беспорядочные половые связи (неизбежные в стране, где около 120 миллионов рабочих живут в общежитиях и лишены возможности завести семью), а также передвижные пункты коммерческой заготовки донорской крови.

В 1990-х - начале 2000-х такие «кровяные автолавки» действовали по всей стране, и большинство из них не соответствовало никаким санитарным требованиям. По оценке китайских специалистов, почти четверть инфицированных в стране заразились в таких пунктах. Они сыграли решающую роль в проникновении ВИЧ-инфекции в китайскую глубинку, где она особенно плохо поддается контролю и профилактике.

Разочарования и надежды

С тех пор как СПИД начал распространяться, не проходит и нескольких месяцев, чтобы средства массовой информации не сообщили о том, что в таком-то научном центре разрабатывается или даже уже создана вакцина против ВИЧ. Однако проходят годы, а спасительные вакцины так и не выходят за пределы лабораторий.

«Дело в том, что тут не работают пастеровские методы, - говорит заведующий отделом СПИДа Института иммунологии Игорь Сидорович. - В случае ВИЧ-инфекции вакцины дают иммунный ответ, а не иммунную защиту. Это - фундаментальная проблема, а не прикладная».

Как мы помним, со вторгшимся в организм инородным телом взаимодействуют как плавающие в крови белки-антитела, так и непосредственно клетки - хелперы и киллеры. (Специалисты называют первый механизм гуморальным иммунитетом, а второй - клеточным.) Вакцинация позволяет иммунной системе начинать атаку с момента появления врага, не тратя времени на выработку антител - они уже есть. Но дальше к облепленному антителами вирусу все равно подойдет Т-хелпер и - будет заражен. Создать же такую концентрацию антител, чтобы они заблокировали все белковые молекулы внешней оболочки вируса, не оставив ему ни одного свободного «разъема», не представляется возможным. Так что, несмотря на многочисленные сенсационные сообщения и некоторые действительно интересные открытия, путь создания вакцины на сегодня выглядит тупиковым.

Есть, правда, прямо противоположный подход: не стимулировать, а блокировать иммунную реакцию на вирус, научить лимфоциты не обращать на него внимания. Если Т-хелперы не будут его хватать, он не сможет ни размножаться, ни вредить здоровью. Это - одно из направлений работ в последние годы.

Другая идея основана на существовании людей, генетически невосприимчивых к ВИЧ. Оказывается, помимо контакта с рецепторами CD4 вирусу для проникновения в лимфоцит нужно связаться еще и с рецептором другого типа - CCR5. Клетку, у которой эти рецепторы дефектные или отсутствуют, ВИЧ заразить не может. При этом если без рецепторов CD4 Т-хелпер не выполняет своих функций, то без CCR5 он вполне обходится. Правда, для предотвращения заражения нужно, чтобы мутантные версии соответствующего гена достались человеку от обоих родителей, если на клетке есть и нормальные, и мутантные рецепторы, вирусу хватит первых. Поэтому такая врожденная невосприимчивость встречается нечасто: в европейской популяции примерно у 1% людей, в российской чуть больше - около 3%.

В принципе можно, взяв лимфоцит человека с обычными генами, заменить в нем нормальную версию на мутантную и вернуть обратно в кровоток. Конечно, это невозможно проделать со всеми Т-хелперами (тем более, что в организме постоянно созревают новые). Но если в крови будет существовать недоступная для вируса популяция клеток, это могло бы поддержать иммунитет. Правда, не все так просто: даже на последних стадиях СПИДа заражено не более 1% Т-хелперов, а гибнет 90% и более, то есть гибель этих клеток не вызвана напрямую их заражением. Кроме того, если вирусы все время будут присутствовать в теле, они могут, в конце концов, научиться заражать клетки без CCR5 (у генетически невосприимчивого человека вирусов в организме нет, он сталкивается с ними только в момент заражения). Тем не менее такие работы тоже ведутся.

Индивидуальные возможности иммунной системы порой просто поражают. В 2002 году молодому лондонцу Эндрю Стимпсону сообщили, что он инфицирован ВИЧ. Стимпсон впал в депрессию, хотел покончить жизнь самоубийством и даже не пытался лечиться. 14 месяцев спустя он явился на повторный анализ, который не обнаружил в его крови никаких следов вируса. Стимпсон потребовал компенсации морального ущерба, но тщательное разбирательство показало: и первоначальный, и окончательный анализы были правильными. Вирус был в теле Эндрю, а затем полностью исчез.

Сообщения о самопроизвольном излечении от ВИЧ ранее неоднократно поступали из Африки, но списывались на низкое качество местной диагностики. В данном же случае ошибка исключена: описание «случая Стимпсона» обнародовано только после ряда дополнительных проверок. Это рождает надежду, что радикальное средство против ВИЧ когда-нибудь будет найдено.

Впрочем, и те средства лечения, которые есть сегодня, при правильном применении могут дать неплохие результаты.

Таиланд : сувенир от благодарных клиентов
В 60-миллионном Таиланде насчитывается более миллиона ВИЧ-инфицированных. Это стало результатом превращения страны в мирового лидера секс-туризма: смертельный вирус завезли любители «клубнички» из Европы - зачастую знавшие о своей зараженности и не решавшиеся прибегать к услугам проституток на родине, где за это предусмотрена уголовная ответственность.

В Таиланде действует комплексная программа профилактики и лечения СПИДа, аналогичная бразильской. Государство не только обеспечивает АРВ-терапией своих граждан, но и помогает соседним странам - Вьетнаму, Лаосу и Камбодже.

Это приносит плоды: новых случаев заражения в Таиланде сейчас регистрируется вдесятеро меньше, чем в начале 90-х, а в последние годы началось снижение смертности от СПИДа.

Век живи - век лечись

В 1980-е годы диагноз «СПИД» означал скорую и неизбежную смерть - не от одной инфекции, так от другой. Однако с тех пор медицине удалось создать некоторый арсенал средств лечения «чумы ХХ века». Как уже говорилось, ВИЧ в качестве носителя генетической информации использует РНК, и, чтобы встроиться в геном клетки, ему нужно переписать ее на ДНК. Это делает специальный фермент - обратная транскриптаза, которую вирусу приходится приносить с собой. В клетках животных такого фермента нет, им никогда не нужно переписывать информацию с РНК на ДНК. Другой «фирменный» вирусный фермент - специфическая протеаза. Дело в том, что вирусные белки синтезируются в виде заготовки, которую надо еще разрезать в определенном месте (что и делает вирусная протеаза) и соединить получившиеся части по-другому. Препараты, избирательно блокирующие именно эти ферменты, могут подавить размножение вируса, остановив развитие болезни.

Сегодня в штатной медицинской практике используется более полутора десятков препаратов антиретровирусной терапии (АРВТ) и еще несколько находятся на разных стадиях испытания. Ни один из них не может полностью подавить размножение ВИЧ: вирусы постоянно мутируют, и при длительном применении того или иного препарата среди них появляются формы, нечувствительные к нему. Причем это качество остается и у их потомков: устойчивые вирусы были найдены у некоторых инфицированных еще до того, как те начали получать АРВТ.

Но чтобы приспособиться к сочетанию нескольких (обычно трех) препаратов с разным механизмом действия, вирусам нужно несколько лет. Конечно, какое-то количество их все равно выживает, но концентрация вирусов в крови остается на несколько порядков ниже, чем без лечения. Этого оказывается достаточно, чтобы кроветворная система восполняла потери Т-хелперов, поддерживая приемлемый уровень иммунитета. При этом во время лечения у больного постоянно контролируют уровень ВИЧ, и когда он начинает расти, ему прописывают другую комбинацию препаратов. Применяя такую тактику, полностью излечить ВИЧ-инфекцию нельзя, но можно с ней жить: в странах Западной Европы и Северной Америки, где массово применяется АРВТ, средняя продолжительность жизни после постановки диагноза выросла в разы и измеряется сегодня десятилетиями. В США применение этой терапии снизило смертность от СПИДа на 70%.

Однако применить этот опыт ко всему миру пока не удается по финансовым соображениям. Чтобы блокировать конкретный белок, нужны продукты тонких технологий, которые принципиально не могут быть дешевыми. По мере усовершенствования производства препараты АРВТ значительно подешевели, но и сегодня стоимость эффективной терапии измеряется тысячами долларов в год. Для подавляющего большинства жителей стран, которым сильнее всего угрожает пандемия СПИДа, эта сумма фантастически велика.

Россия : вирус соскакивает с иглы
Несколько десятилетий назад многие специалисты предполагали, что основным путем заражения ВИЧ в СССР станут медицинские процедуры (прививки, анализы крови и т. д.) с использованием нестерильного оборудования. Однако сегодня вклад «медицинского» пути в распространение ВИЧ-инфекции практически равен нулю.

Примерно до 2000 года почти единственным путем (до 96% случаев) оставалось заражение при потреблении инъекционных наркотиков. Но в новом веке инфекция вырвалась за пределы наркоманской субкультуры: сегодня более четверти новых заражений приходится на иные пути (в основном на половой, причем через гетеросексуальные контакты), и эта доля продолжает расти.

Серьезная борьба с ВИЧ-инфекцией началась в России с огромным опозданием: до последнего времени бюджетные расходы на эти цели внутри страны были меньше ее взноса в бюджет UNAIDS. Только в прошлом году средства на борьбу со СПИДом были увеличены сразу в 20 раз, превысив 3 миллиарда рублей. Но и этого может оказаться недостаточно: новая программа предусматривает АРВ-терапию для 15 тысяч больных, в то время как, по оценкам, в ней нуждаются около 40 тысяч. Всего же в России зарегистрировано около 370 тысяч ВИЧ-инфицированных.

Но, как говорится, кто хочет сделать дело, находит средства. В 1996 году парламент не самой богатой страны мира Бразилии принял закон, согласно которому любой ВИЧ-инфицированный бразилец имеет право бесплатно получить современное и качественное лечение, чего бы это ни стоило государству. (К этому времени Министерство здравоохранения страны уже пять лет бесплатно раздавало первенца антиретровирусной терапии - препарат AZT.) Для этого надо только «присоединиться к программе» - зарегистрироваться в ближайшем амбулаторном пункте, регулярно принимать препараты и проходить проверку на уровень ВИЧ. Со временем программа бесплатного лечения разрослась в стройную систему борьбы со СПИДом, в котором огромную роль играет профилактика. В просветительских клипах бесплатно снимаются самые популярные актеры страны, бразильским подросткам в школах объясняют, как пользоваться презервативами, - и никто не кричит об «обучении блуду». Наоборот, бразильская церковь сама внесла немалый вклад в просвещение паствы, вплоть до раздачи тех же презервативов. (Это, конечно, противоречит официальной позиции Ватикана, но бразильские падре считают своим долгом спасать не только души, но и тела прихожан.) Любой проект любой группы, если независимые эксперты признают, что он будет полезен в борьбе со СПИДом, может рассчитывать на государственную поддержку. При этом выбор, лечиться или нет, остается добровольным, а обследования на ВИЧ - и вовсе анонимными.

В результате число новых заражений год от года снижается, и уже к 2000 году в Бразилии жило вдвое меньше ВИЧ-инфицированных, чем должно было быть по прогнозу Всемирного банка, несмотря на то что зараженные люди живут теперь гораздо дольше (смертность от СПИДа в Бразилии сократилась тоже вдвое). Конечно, столь масштабная программа стоит немалых денег (ее годовой бюджет составляет более полумиллиарда долларов). Но бразильцы считают, что она себя окупает даже чисто экономически за счет уменьшения числа преждевременных нетрудоспособностей и смертей. Не говоря уж о таких нематериальных выгодах, как прогресс всей системы общественного здравоохранения, изменение отношения среднего бразильца к своему здоровью и рост доверия между государством и обществом. «Это не чудо, а результат твердого политического решения. И я счастлив, что мы это сделали», - говорит бывший директор бразильской национальной программы борьбы со СПИДом Педро Чекер.

Может быть, опыт Бразилии переймут и другие страны мира?

Новые знания, полученные в ходе работы группы ученых из Института Рагона (США), могут послужить основой для создания эффективной вакцины против СПИДа. Специалисты вычислили ген, ответственный за формирование в организме иммунных Т-клеток, которые "распознают" большее число фрагментов белка ВИЧ. Это позволяет уничтожать вирус гораздо эффективнее.

Для человека, зараженного ВИЧ, при отсутствии медикаментозного лечения развитие СПИДа, как правило, — лишь вопрос времени. Тем не менее, у небольшого числа людей, подвергшихся воздействию вируса иммунодефицита, СПИД развивается очень медленно или не развивается вообще. Почему?

Еще в конце 1990-х годов исследования показали, что очень высокий процент людей, имеющих естественный иммунитет против ВИЧ (а их число составляет примерно 1 на 200 зараженных), является носителями гена HLA B57.

В настоящее время группа ученых из Института Рагона в Чарльстоне (США) продолжила исследования в этом направлении. В результате былавыявлена способность данного гена активизировать защитные силы организма и противостоять ВИЧ-инфекции.

Тем временем исследовательская группа под руководством профессора Массачусетского технологического института (MIT) Арупа Чакраборти и профессора Гарвардского университета Брюса Уолкера продвинулась в своей работе еще дальше. Внимание ученых было сосредоточено на одном из видов иммунных клеток, а именно — Т-киллерах, отвечающих за уничтожение клеток организма, пораженных заболеванием.

Т-киллеры распознают фрагменты чужеродных белков, расположенные на поверхности клетки, и в случае, если этот фрагмент определен как "вражеский", уничтожают клетку и продуцируют гамма-интерферон, который ограничивает проникновение вируса в соседние клетки. Каждая Т-клетка "настроена" только на один специфический антиген и убивает только клетки с этим антигеном.

Однако новое исследование показало, что организм носителей гена HLA B57 вырабатывает большее число Т-киллеров, которые к тому же являются кросс-реактивными, то есть могут распознавать более чем один "вражеский" белок и благодаря этому уничтожать и мутировавшие вирусы иммунодефицита.

Профессор Чакраборти пояснил: "У людей, лишенных гена HLA B57, кросс-реактивные Т-киллеры также присутствуют, но в гораздо меньших количествах. Результаты исследования позволяют надеяться на создание вакцины, способной увеличить их число".

Чакраборти и его коллеги ранее разработали расчетную модель развития Т-киллеров в вилочковой железе (тимусе), где они проходят отбор, направленный на отсеивание как слишком "слабых" клеток, плохо распознающих угрозу, так и слишком "агрессивных", набрасывающихся на здоровые клетки организма.

Этот эффект позволяет контролировать ВИЧ-инфекцию (а также любой другой активно развивающийся вирус), но, с другой стороны, делает носителей гена более восприимчивыми к аутоиммунным заболеваниям (ревматизм, системная красная волчанка, подагра).

Борьба с вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ) не прекращается, и пока он остается нерешенной проблемой человечества. Современные методы лечения продлевают жизнь инфицированных людей практически до продолжительности жизни здоровых, но при этом они лишь подавляют репликацию вируса, не позволяя добиться полного излечения. Некоторая доля зараженных ВИЧ клеток не погибает и становится латентным (скрытым) резервуаром вируса. Ученые из США разработали специальные антитела, направляющие цитотоксичные Т-клетки на атаку латентных ВИЧ-клеток. Перспективы прямого применения этого подхода не очевидны, но полученные результаты могут оказаться важным шагом на пути разработки средств и методов полного излечения от СПИДа.

Разработку биспецифических антител можно считать одним из наиболее важных достижений последнего времени в иммунологии и медицине, особенно в лечении онкологических заболеваний. Такой подход к лечению стали изучать в середине 80-х годов ХХ века, и довольно быстро исследования in vitro показали, что у него большой потенциал. В отличие от обычных природных антител (рис. 3), биспецифические антитела представляют собой искусственные белковые конструкции состоящие из фрагментов двух различных антител (рис. 4) и поэтому связывающиеся с двумя различными антигенами. Наиболее часто и успешно они используются для лечения рака. В этих случаях они чаще всего устроены так, что связывают цитотоксические Т-клетки (T-киллеры) иммунной системы (по их поверхностному антигену CD3) с раковыми клетками-мишенями, подлежащими уничтожению (по их поверхностному антигену).

Первые биспецифические антитела представляли собой фактически трифункциональные антитела (см. Trifunctional antibody), созданные для поражения раковых клеток. Они состояли из двух легких и двух тяжелых белковых цепей (рис. 4). Каждая пара из них происходила из двух различных антител. Два участка связывания антигена (Fab , fragment antigen-binding) распознавали два различных антигена. Константная область (кристаллизующийся фрагмент иммуноглобулина , fragment crystallizable region) образовывала третий участок связывания с антигеном, откуда и произошло название «трифункциональные антитела».

Но на пути ученых возникали трудности: биспецифические антитела непросто производить в больших количествах, а всевозможные испытания заняли много времени. К тому же применение таких антител оказалось сопряжено с рядом побочных эффектов, таких как иммуногенность (способность вызывать иммунный ответ), выделение токсичных веществ, а также короткое время существования в организме.

Чтобы решить эти проблемы позже были разработаны другие типы биспецифических антител, составленные из фрагментов антител - из химически связанных Fab, из укороченных доменов, распознающих антигены, из гибридных белков, представляющих собой соединенные между собой распознающие домены различных антител (рис. 4). Сейчас в клиническую практику введены уже несколько противораковых лекарств на основе биспецифических антител, например катумаксомаб (Catumaxomab) и блинатумомаб (Blinatumomab), разработанный на основе биспецифического «мобилизатора Т-клеток» BiTE и применяющийся против острой лимфобластной лейкемии.

Следует отметить, что впервые биспецифические антитела против клеток, продуцирующих ВИЧ, были разработаны еще 25 лет назад, но они были несовершенны, и как средство для лечения не применялись (см. J. Berg et al., 1991. Bispecific antibodies that mediate killing of cells infected with human immunodeficiency virus of any strain и А. Traunecker et al., 1991. Bispecific single chain molecules (Janusins) target cytotoxic lymphocytes on HIV infected cells). Это было в период, когда еще не были созданы эффективные противовирусные лекарства и исследователи испытывали разные пути борьбы c ВИЧ. Авторы обсуждаемых статей пошли дальше: конструкции биспецифических антител стали более совершенны, а главное, они были направлены против латентных ВИЧ-резервуаров.

Оба коллектива описывают разработку и исследование свойств биспецифических антител, в которых фрагменты антитела к поверхностному антигену ВИЧ gp120 соединены с фрагментами антитела к поверхностному антигену CD3 Т-киллеров - важнейшему компоненту клеточного иммунитета. Расчет, как в случаях противораковых антител, делается на то, что такая конструкция «подтянет» к клеткам, зараженным ВИЧ, Т-киллеры, которые будут их уничтожать (рис. 5 и рис. 6).

Хотя философия обоих исследований одинакова, конструкции антител в них немного отличаются (у группы A. Pegu et al. она представляется более совершенной). Дело в том, что для того, чтобы комплекс «Т-клетка + антитело» мог распознать латентные ВИЧ-резервуары, требуется спровоцировать их на продукцию поверхностных белков вируса. В работе группы J. Sung et al. это достигалось путем обработки клеток in vitro фитогемагглютинином - белком растительного происхождения, ингибитором фермента деацетилазы гистонов . В работе группы A. Pegu et al. такая «провокация» не была обязательна: их биспецифические антитела могли сами индуцировать в латентных ВИЧ-клетках продукцию поверхностных белков вируса. Было показано, что разработанные системы эффективно убивали in vitro как культивируемые латентные ВИЧ-клетки, так и зараженные клетки, полученные от больных.

Авторы обеих работ полагают, что созданные ими биспецифические антитела потенциально могут стать эффективным иммунотерапевтическим средством для истребления латентных резервуаров ВИЧ. И научное сообщество, и общество в целом должны приветствовать и поддерживать исследования, направленные на полное излечение от ВИЧ. Но в данном случае перспективы клинического применения описанного подхода пока не вполне очевидны, необходимы дополнительные детальные исследования. Описанные исследования проводились in vitro , и неизвестно, в какой мере достигнутые эффекты будут иметь место в организме. Известно, что иммунотерапия с помощью чужеродных антител вызывает в организме иммунный ответ, направленный против этих антител. И такой побочный эффект действительно наблюдался группой A. Pegu et al. в опытах на обезьянах.

Агент, который бы индуцировал продукцию антигенов ВИЧ в латентно зараженных клетках, не повреждая при этом здоровые клетки, пока неизвестен. Более того, латентные резервуары ВИЧ могут находиться, например, в центральной нервной системе, куда проникновение белковых молекул затруднено из-за наличия гематоэнцефалического барьера . В общем, до применения полученных результатов пока очень далеко, и необходимо провести еще много исследований. Тем не менее, обсуждаемые работы представляются важным шагом на пути разработки средств и методов полного избавления от ВИЧ.

Источники:
1) Julia A. M. Sung et al. Dual-Affinity Re-Targeting proteins direct T cell-mediated cytolysis of latently HIV-infected cells // The Journal of Clinical Investigations. 2015. V. 125. P. 4077–4090.
2) Amarendra Pegu et al. Activation and lysis of human CD4 cells latently infected with HIV-1 // Nature Communications . 2015. V. 6. Article number: 8447.
3) Douglas D. Richman. HIV: Cure by killing // Nature . 2015. V. 528. P. 198–199. (Популярный синопсис к обсуждаемым статьям.)

Вячеслав Калинин

Похожие статьи