Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 8
1.1. Общие сведения о ВИЧ-инфекции 8
1.2. Классификация ВИЧ 8
1.3. История открытия ВИЧ 9
1.4. Структура вириона ВИЧ 10
1.5. Цикл репликации ВИЧ 11
1.6. Структура генома ВИЧ . 17
1.7. Современная филогенетическая классификация ВИЧ 22
1.8. Циркулирующая рекомбинантная форма 02 AG ВИЧ-1 27
1.9. Антиретровирусная терапия . 28
1.10. Развитие устойчивости ВИЧ к антиретровирусным препаратам . 35
1.11. Эпидемиология ВИЧ 37
1.12. Стадии эпидемии ВИЧ-инфекции 39
1.13. Географическая распространенность ВИЧ 40
1.14. Пути передачи ВИЧ . 41
1.15. Факторы риска 42
1.16. Развитие эпидемии ВИЧ-инфекции в РФ 46
Заключение по обзору литературы 49
2. Материалы и методы. 50
3. Результаты и их обсуждение 55
Заключение 96
Выводы.. 102
Список сокращений и обозначений.. 104
Список использованной литературы 106
- Классификация ВИЧ
- Цикл репликации ВИЧ
- Циркулирующая рекомбинантная форма 02 AG ВИЧ-1
- Развитие устойчивости ВИЧ к антиретровирусным препаратам
Введение к работе
Актуальность исследования
ВИЧ-инфекция – это хроническая и неизлечимая болезнь, этиологическим агентом которой является вирус иммунодефицита человека. На сегодняшний день вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) представляет серьезную проблему для многих стран мира, в том числе и для Российской Федерации. По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) в мире насчитывается порядка 35 млн ВИЧ-инфицированных лиц (WHO, 2013). В РФ, согласно данным официальной статистики, их число приближается к 0,8 млн. и ежегодно увеличивается примерно на 70 тысяч.
Эпидемия ВИЧ-инфекции на большей части территорий России, прежде всего, связана с циркуляцией вируса в среде потребителей инъекционных наркотиков. Однако в связи с тем что практика немедицинского введения наркотических препаратов распространена преимущественно среди молодого, сексуально активного населения, ВИЧ постепенно начал проникать и в другие слои общества; с 2008 г. в РФ все больше случаев заражения ВИЧ-инфекцией связано с незащищенными половыми контактами.
Уникальная степень генетической изменчивости ВИЧ способствует постоянному усложнению вирусной популяции, разнообразие которой в значительной степени варьируется в зависимости от географического положения территорий. Для большей части России и стран бывшего СССР лидирующее положение по распространенности занимает субтип А ВИЧ-1 (Thomson et al., 2009). В разных регионах РФ обнаруживаются и иные генетические варианты ВИЧ-1, в основном это варианты субтипа В – они выявляются повсеместно (4–8 %); CRF03_AB – в европейской части России (Thomson et al., 2009; Liitsola et al., 1998); F1 – в Санкт-Петербурге (Thomson et al,, 2009); G – в Южном федеральном округе (Bobkov et al, 1994); CRF02_AG – в Сибирском и Дальневосточном федеральном округе (Ко-ломеец и др., 2011 ; Bobkova, 2013); с низкой частотой на отдельных территориях регистрируются субтип C и CRF01_AE (Bobkova, 2013). Подобное генетическое разнообразие в пределах одной страны характерно для данного вируса.
Изучение специфики распространения и представленности ВИЧ в пределах конкретных территорий необходимо для принятия адекватных мер по диагностированию, терапии и противодействию дальнейшему увеличению числа ВИЧ-инфицированных лиц. На сегодняшний день в России таких исследований проводится недостаточно. Мониторинг молекулярно-эпидемиологической ситуации по ВИЧ-инфекции проводится лишь в некоторых субъектах федерации.
Цели и задачи исследования
Целью данной работы является исследование молекулярно-
эпидемиологических особенностей распространения ВИЧ-инфекции в Новосибирской области в 2008–2012 гг. и анализ циркулирующих генетических вариантов вируса на территориях Кемеровской области и Забайкальского края.
Для достижения указанных целей были поставлены следующие задачи:
-
Создать банк образцов плазмы крови, полученной от инфицированных ВИЧ-1 пациентов.
-
Осуществить анализ эпидемиологических данных для собранных клинических образцов.
-
Исследовать генетическое разнообразие вариантов ВИЧ, выделенных из клинических образцов крови.
-
Оценить распространенность отдельных генетических вариантов ВИЧ-1 на территориях СФО (Новосибирской и Кемеровской областях, Забайкальском крае).
-
Изучить филогенетические взаимосвязи современных генетических вариантов ВИЧ-1, распространяющихся на территориях СФО.
6. Выявить мутации, характерные для отдельных генетических вариантов
ВИЧ-1.
7. Провести комплексный анализ территориальных особенностей развития
эпидемии и генетических характеристик распространяющихся в СФО вариантов
ВИЧ.
Научная новизна работы
-
Впервые в России выявлено распространение новой рекомбинантной формы CRF63_02A1 ВИЧ-1.
-
Охарактеризована территориальная специфика распространения генетических вариантов ВИЧ на территориях СФО.
-
Впервые описан спектр и распространенность мутаций, связанных с развитием устойчивости ВИЧ к антиретровирусным препаратам, среди вариантов вируса, циркулирующих на территории СФО.
-
Исследован паттерн мутаций, свойственный области гена pol эпидемиологически значимых для СФО вариантов ВИЧ-1, впервые выявлены мутации вируса, обладающие субтипической и территориальной спецификой.
Практическая значимость работы
В работе расшифровано и депонировано в международной базе данных 337 фрагментов области гена pol ВИЧ-1, в том числе 139 нуклеотидных последовательностей, впервые выявленных ВИЧ-1 нового рекомбинантного варианта CRF63_02A1.
Расшифрованные нуклеотидные последовательности фрагментов генома вирусов, изученные в работе, вносят существенное дополнение в сумму знаний о генетических особенностях современных российских вирусов иммунодефицита человека. Полученные сведения необходимы для разработки актуализированных тест-систем и лекарственных средств, эффективных в отношении распространяющихся в нашей стране ВИЧ-1.
Выявленные мутации устойчивости ВИЧ к лекарственным препаратам и их распространенность являются основополагающими данными, учитывающимися в клинической практике при выборе наиболее эффективных схем антиретровирус-ной терапии.
Проведенный анализ генетического разнообразия области pol ВИЧ-1 является базовой информацией, необходимой не только для проведения эпидемических расследований, но и для разработки новых средств терапии ВИЧ-инфекции.
Положения, выносимые на защиту
-
Генетические варианты CRF02_AG, циркулирующие на территории СФО, гетерогенны и имеют разную степень распространенности.
-
С 2008 г. в Новосибирской области наблюдается смена доминирующего генетического варианта ВИЧ-1 с субтипа А на CRF63_02A1 .
-
Генетические варианты субтипа А, циркулирующие в СФО, образуют однородную монофилетическую группу.
-
Генетические варианты субтипа В ВИЧ-1, циркулирующие в СФО, включают гетерогенную группу вирусов.
-
В популяции ВИЧ, циркулирующих в СФО, существуют мутации, специфичные для отдельно взятых генетических вариантов вируса и/или территорий.
Апробация работы и публикации
По результатам работы с 2008 по 2014 гг. опубликовано 19 статей, из них 8 в журналах из списка научных журналов рекомендуемых ВАК Минобрнауки России, также материалы работы были представлены на всероссийских и международных конференциях, по итогам которых опубликовано 27 тезисов.
Вклад автора
Основные результаты представленные в диссертационной работе получены лично автором.
Секвенирование и очистка продуктов секвенирования проводилась лично автором и совместно с сотрудниками отдела ретровирусов П.Б. Барышевым, Е.А. Чубаревой, А.Г. Казачинской. Депонирование нуклеотидных последовательностей и построение филогенетических деревьев проводились лично автором и совместно сотрудниками отдела ретровирусов А.В. Тотмениным и П.Б. Барышевым Поиск и анализ мутаций, содержащихся во фрагментах гена pol, проводились лично автором.
Общее руководство работой осуществлялось Н.М. Гашниковой Работа выполнена в 2008–2012 гг.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов и их обсуждения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 129 страницах текста, содержит 15 рисунков и 14 таблиц. Список литературы содержит 225 ссылки на зарубежные и отечественные работы.
Классификация ВИЧ
Научная классификация вирусов иммунодефицита человека, разработанная международным комитетом по таксономии вирусов (ICTV): Домен: Вирусы Семейство: Retroviridae Род: Lentivirus Вид: Human immunodeficiency virus 1 Вид: Human immunodeficiency virus 2. Лентивирусы обладают некоторыми морфологическими и биологическими особенностями. Вирусы данного рода способны инфицировать многие биологические виды и вызывают хроническое заболевание с продолжительным инкубационным периодом [8]. Инфекционно активные лентивирусы существуют как оболочечные вирусы, геном которых представлен двумя одноцепочечными РНК положительной направленности. После проникновения в клетку-мишень вирусная РНК необходима лишь для реакции обратной транскрипции (ОТ), осуществляемой с помощью вирусного фермента, в результате которой образуется двуцепочечная ДНК. Полученная вирусная ДНК транспортируется в клеточное ядро и интегрируется в клеточную ДНК с помощью вирусной интегразы и ряда кофакторов [9]. После встраивания есть два возможных варианта поведения вирусной ДНК: она либо находится в латентном состоянии, что позволяет ей и несущим ее клеткам избежать обнаружения иммунной системой, либо с ДНК осуществляется транскрипция РНК, которая в последующем служит матрицей для синтеза вирусных белков, или в качестве геномной РНК включается в состав новых вирусных частиц с последующим их выходом из клетки [9].
ВИЧ-1 более вирулентен и более инфекционен, чем ВИЧ-2, и обусловливает пандемию ВИЧ-инфекции [10]. ВИЧ-2 циркулирует преимущественно на территории Западной Африки [11]. ВИЧ передаются посредством сексуальных контактов, через кровь и от матери к ребенку и вызывают клинически неотличимый СПИД. Однако ВИЧ-2 характеризуется более длинным латентным периодом [12]. Вирусы иммунодефицита человека предположительно возникли в Западной и Центральной Африке и попали в человеческую популяцию от обезьян. ВИЧ-2 более близок к вирусу иммунодефицита обезьян (ВИО) и может заражать многие виды приматов, не вызывая при этом симптомов иммунодефицита [13]; ВИЧ-1 заражает только человека и шимпанзе [14, 15]. Первый документально подтвержденный случай ВИЧ-инфекции в организме человека относится к 1959 г. [16]. Вирус, возможно, присутствовал в Соединенных Штатах Америки уже в 1966 г. [17]. Большинство случаев инфицирования ВИЧ, зарегистрированных за пределами Африки, эпидемиологически связаны с одним человеком; личность его не установлена, но известно, что он заразился на Гаити, а затем перенес инфекцию в США около 1969 г. [18]. Первыми официальными научно подтвержденными сообщениями о СПИД стали две статьи о необычных случаях развития пневмоцистной пневмонии и саркомы Капоши у мужчин, имеющих секс с мужчинами (МСМ), опубликованные в 1981 г. [19, 20]. В июле 1982 г. впервые для обозначения новой болезни был предложен термин СПИД (AIDS). В дальнейшем велись работы над гипотезой о возможной инфекционной природе СПИД, что и было подтверждено в 1983 г. независимо в двух лабораториях (Институте Пастера во Франции под руководством Л. Монтанье и в Национальном институте рака в США под руководством Р. Галло). В ходе этих исследований был выделен новый ретровирус, который отнесли к группе HTLV вирусов, также было выдвинуто предположение о роли выделенного вируса в этиологии СПИДа человека [21, 22]. Вирионы ВИЧ представляют собой сферические частицы диаметром около 100–120 нм. Зрелые вирионы состоят из белковых молекул различных типов (рис. 1). Белки ВИЧ подразделяются на структурные – Gag, Pol и Env, регуляторные – Tat, Rev,Vpu (Vpx), Vpr, Vif и Nef. В состав вириона входят оболочка (капсид) и сердцевина (нуклеоид). Капсид зрелого вириона имеет форму усеченного конуса и образован примерно 2,000 копий вирусного белка p24. Стехиометрическое соотношение p24:gp120 в вирионе составляет 60-100:1, а p24:Pol примерно 10-20:1 [24]. Кроме того, с капсидом ВИЧ-1 связываются приблизительно 200 копий клеточного циклофилина А, который вирус заимствует у зараженной клетки [25]. С капсидом также ассоциированы белки Nef и Vif (7-20 молекул Vif на вирион). Внутри вириона и, вероятнее всего, за пределами капсида обнаружен белок Vpr [24]. Внутри капсида вируса находится нуклеоид, который состоит из двух молекул вирусных (+)РНК и ферментов (обратная транскриптаза, протеаза, интеграза), окруженных белками р7 и р9. Иногда встречаются «многоядерные» вирионы, содержащие два или более нуклеоида [24]. Капсид ВИЧ окружен матриксной оболочкой, образованной -2,000 копями матриксного белка р17. Матриксная оболочка в свою очередь окружена двухслойной липидной мембраной, являющейся наружной оболочкой вируса. Она образована молекулами, захваченными вирусом во время его отпочковывания из клетки, в которой он сформировался. В липидную мембрану встроены 72 гликопротеиновых комплекса, каждый из которых образован тремя молекулами трансмембранного гликопротеина (gp41 или ТМ), служащими «якорем» комплекса, и тремя молекулами поверхностного гликопротеина (gpl20 или SU) [24]. С помощью gpl20 вирус присоединяется к CD4-рецептору и корецептору, находящимся на поверхности мембраны клеток. В липидной мембране вируса также находятся мембранные белки клеток, в том числе человеческие лейкоцитарные антигены (HLA) I, II классов и молекулы адгезии [26].
Цикл репликации ВИЧ
Первичный контакт вируса с клеткой-мишенью происходит на клеточной мембране. Для инфицирования вирусом иммунодефицита человека необходимо внедрить внутрь клетки вирусный геном. Мембрана клетки - не просто механическая преграда на пути вирусной РНК, функции ее выходят далеко за рамки ограничения и придания форм клетки, поддержания ее архитектуры и обмена веществ. Фосфолипидный бислой мембраны пронизан белками, большинство из которых являются рецепторами. Способность вирусов инфицировать строго определенный тип клеток определяется их сродством к рецепторам, или тропизмом [27]. Основным условием проникновения ВИЧ в клетки является наличие на поверхности мембраны рецепторов двух типов, которые должны быть расположены близко друг к другу: это CD4 и корецептор CCR5 или его аналог CXCR4 [27]. Рецептор CD4 представляет собой мономерный гликопротеин массой 58 кДа, который обнаруживается на поверхности примерно 60 % T-лимфоцитов, клеток-предшественников T-лимфоцитов, находящихся в костном мозге и тимусе, а также на поверхности моноцитов, макрофагов, эозинофилов, дендритных клеток и клеток микроглии ЦНС [28]. Идентификация участка связывания gp120 на рецепторе CD4 подтолкнула к попыткам использования свободных молекул CD4 (sCD4) для нейтрализации циркулирующего вируса и предотвращения заражения новых клеток. Дальнейшие исследования показали несостоятельность этого пути решения проблемы.
Связывание gp120 с CD4 не только служит ключевым моментом в проникновении вируса в клетку, но также нарушает внутриклеточную передачу сигнала и стимулирует апоптоз лимфоцитов CD4 [29]. Существуют так называемые CD4-независимые штаммы, для проникновения в клетку которым связывание с CD4 рецептором необязательно, и они легко нейтрализуются сывороткой ВИЧ-инфицированных, поэтому можно сделать вывод о том, что иммунный ответ препятствует размножению этих штаммов, обеспечивая селективный отбор [30]. Гликопротеин gp120 сначала связывается с определенными эпитопами рецептора CD4 [28]. От связывания gp120 с корецептором зависит успешность слияния внешней оболочки вируса с клеточной мембраной. Гликопротеин gp41 (трансмембранная часть гликопротеина gp160 внешней оболочки вируса) играет ключевую роль в слиянии внешней оболочки вируса и клеточной мембраны [28]. Предполагается, что gp41 действует подобно гемагглютинину вируса гриппа: после связывания gp120 с рецептором CD4 в gp41 происходят конформационные изменения, в результате которых гидрофобный N-концевой фрагмент gp41 внедряется в мембрану клетки-мишени [28]. Гипотеза о том, что gp41 действует наподобие пружинной защелки, была подтверждена с помощью кристаллографического анализа его эктодоменных структур [31]. ВИЧ-1, возможно, также способен связываться с некоторыми интегринами, например 47, нарушая функции клеток и процессы миграции [32].
Корецептор CCR5 выступает в роли основного корецептора для макрофаго-тропных (M-тропных) штаммов ВИЧ: большинство людей с дефектным геном CCR5 невосприимчивы к ВИЧ-1 [33]. Эксперименты in vitro показали, что выделенные из крови этих людей T-лимфоциты устойчивы к M-тропным штаммам ВИЧ-1, но остаются восприимчивыми к T-тропным вирусным штаммам [28]. Во всем мире известно лишь несколько случаев ВИЧ-1-инфекции у людей, гомозиготных по делеции гена CCR5. Эпидемиологические исследования показали, что 10-20 % лиц европеоидной расы гетерозиготны по мутантному аллелю гена CCR5, а гомозиготны — около 1 % лиц европеоидной расы [34]. У жителей Африки и Азии такой делеции в гене CCR5 не обнаружено [34]. У лиц, гетерозиготных по делеции 32 пар нуклеотидов в гене CCR5, снижена экспрессия рецептора CCR5 на поверхности клеток [34]. Плотность рецепторов CCR5 на поверхности клетки влияет на скорость репликации ВИЧ не только in vitro, но и in vivo [34]. В результате слияния мембран в клетку попадает РНК ВИЧ в окружении нуклеокапсидных и капсидных белков. В раздевании вируса участвуют циклофи-лин А и ферменты, обеспечивающие фосфорилирование матриксного белка ВИЧ. Обратная транскрипция происходит в несколько этапов и реализуется в цитоплазме. Формируется обратно-транскриптазный комплекс: РНК-геном ВИЧ, тРНК лизина, обратная транскриптаза (ОТ), интеграза, матриксный и нуклеокап-сидный белки, Vpr и некоторые белки клетки-хозяина [27]. После связывания праймеров тРНК в участке PBS (primer binding site) синтезируется короткий участок одноцепочечной ДНК, комплементарный U5 и R последовательности длин ного концевого повтора ВИЧ (long terminal repeat – LTR), после чего комплекс РНКазы H и ОТ разрушает R и U5 вирусной РНК и совершает «прыжок» на другой конец РНК. На следующей стадии происходит элонгация (-)ДНК с образованием гибрида РНК-ДНК. Затем комплекс РНКазы H и ОТ вновь разрушает РНК в составе гибрида и в роли ДНК-полимеразы приступает к синтезу второй цепи ДНК ВИЧ. Конечным итогом деятельности ОТ становится формирование двуце-почечной ДНК, имеющей два LTR – по одному на каждом конце провирусного генома [27]. Главная причина необычайно высокой изменчивости ВИЧ заключается в особенности работы вирусного фермента обратной транскриптазы. В отличие от других ДНК-полимераз, ОТ ВИЧ-1 не обладает 3 -5 - экзонуклеазной гидролитической активностью, поэтому синтез ДНК характеризуется повышенной частотой образования и накопления мутаций и, соответственно, большим количеством отличающихся друг от друга вариантов ВИЧ, содержащих в геноме различные наборы мутаций [35]. Провирусная ДНК, сформировавшись в цитоплазме, транспортируется в ядро клетки в составе нуклеопротеинового преинтеграционного комплекса (PIC). В его составе кроме ДНК ВИЧ находятся те же белки, что окружают РНК на этапе обратной транскрипции, однако на этом этапе активно функционируют матрикс-ный белок (MA), интеграза (INT) и Vpr [27].
Циркулирующая рекомбинантная форма 02 AG ВИЧ-1
Высокая частота рекомбинационных процессов – это мощный механизм, позволяющий вирусу иммунодефицита человека постоянно увеличивать разнообразие циркулирующих форм [96]. Витком эволюции вирусной популяции стало появление рекомбинантных форм, которые впоследствии также были вовлечены в процесс рекомбинации, что привело к появлению рекомбинантов второго поколения [97]. Наиболее распространенной циркулирующей рекомбинантной формой является CRF02_AG, ее доля в пандемии ВИЧ-инфекции увеличилась с 5 % в 2003 г. до 8 % 2007 г. [98]. Биологические свойства CRF02_AG отличаются от ее предшественников, субтипов A и G. Репликационная способность рекомбинантной формы выше, нежели у ее предшественников, что было показано с помощью измерения количества производимого p24 каждым из вариантов и подтверждено измерением активности ОТ [99]. Этот факт можно объяснить тем, что обратная транскриптаза ре-комбинантной формы содержит части ОТ как субтипа A, так и субтипа G [100, 101]. Инфекционность CRF02_AG ниже, чем у субтипа G и схожа с таковой субтипа А [100], что свидетельствует о независимости повышенной репликационной способности рекомбинантной формы от повышенной инфекционности [99]. Показано, что пациенты, зараженные CRF02_AG, имеют вирусную нагрузку выше, нежели пациенты, зараженные иными субтипами [102, 103].
В геноме циркулирующей рекомбинантной формы 02_AG обнаружено 11 точек рекомбинации (рис. 2) [104]: 1-789 G, 790-2155 A, 2156- 2625 A/G, 2626-3274 G, 3275-4174 A, 4175-4874 G, 4875-6224 A/G, 6225-8311 A, 8312-8588 A/G, 8589-9089 A/G, 9090-9719 G. Главная цель антиретровирусной терапии – увеличить длительность активной жизни, не зависящей от заболевания ВИЧ-инфекцией, посредством достижения максимального подавления вирусной репликации и сохранения иммунологических функций организма [105]. Антиретровирусная терапия (АРВТ) – это одновременное сочетание трех или, реже, четырех препаратов, пути воздействия которых направлены на различные стадии репликации ВИЧ в системе организма человека. Современная АРВТ может обеспечить стойкий вирусологический, иммунологический и клинический эффект, сводя до минимума токсичность препаратов и развитие резистентности, и потенциально позволяет больному вести нормальный образ жизни [105]. Под вирусологическим эффектом (или достаточным вирусологическим ответом) обычно понимают уменьшение вирусной нагрузки до неопределимой (меньше 50 РНК копий/мл) [106]. Вирусологическая эффективность терапии крайне важна, поскольку известно: чем быстрее и значительнее упадет вирусная нагрузка, тем дольше терапия будет эффективной [107].
Во многих исследованиях было установлено, что репликация ВИЧ и, соответственно, формирование резистентности вируса к лекарственным препаратам происходят и при неопределимой вирусной нагрузке [106]. Теоретически даже очень низкая определимая вирусная нагрузка существенно повышает отдаленный риск формирования резистентности вируса к препаратам [106]. Возможно, существует значимая разница между величинами риска возникновения резистентности вируса при вирусной нагрузке 100 копий/мл и 10 копий/мл, но доподлинно это неизвестно [106]. Под иммунологическим эффектом лечения обычно понимают увеличение количества клеток CD4+. Более четкого критерия пока не существует. В разных исследованиях критерием иммунологического ответа служит либо прирост количества лимфоцитов CD4 на 50 кл/мкл, 100 кл/мкл или 200 кл/мкл, либо увеличение количества лимфоцитов CD4 до величины, превышающей 200 кл/мкл или 500 кл/мкл [108]. Иммунологическая неэффективность или отсутствие иммунологического ответа — это отсутствие прироста или снижение количества лимфоцитов CD4 на фоне АРВТ [108]. Восстановление иммунной системы возможно не только в первый год после начала приема АРВТ, но и спустя 6-8 лет [109]. Существуют также пациенты, иммунная система которых восстанавливается лишь до определенного уровня [108]. На восстановление иммунной системы может влиять схема принимаемой АРВТ, состояние иммунитета на начало АРВТ, возраст пациента [108]. Клинический эффект лечения зависит от вирусологического и иммунологического ответов на проводимое лечение [110]. Оценить клинический результат у конкретного пациента не всегда просто [110]. Почти всегда клинический успех лечения оценивается как отсутствие неблагоприятного исхода (СПИД-индикаторных заболеваний, смерти), однако показателем клинической успешности АРВТ, очевидно, следует считать и уменьшение выраженности общих симптомов [110]. Риск прогрессирования ВИЧ-инфекции определяется как вирусологическим ответом, так и, практически в равной степени, иммунологическим ответом на лечение. Оптимальное время начала высокоактивной антиретровирусной терапии зависит от ряда моментов [105]: o состояния пациента; o взвешенного обсуждения при рассмотрении баланса пользы и риска токсичности препаратов; o потенциального появления резистентности к препаратам; o понимания больным того, что ВИЧ-инфекция – это хроническое заболевание, требующее продолжительной терапии, обычно в течение десятилетий; o наличия средств на терапию в стране и др. Согласно рекомендациям Федерального научно-методического центра по профилактике и борьбе со СПИДом (ФНМЦ СПИД), АРВТ следует начинать [105]: o при снижении количества CD4-лимфоцитов ниже 350 клеток в мкл крови, независимо от стадии и фазы болезни; o при наличии стадии ВИЧ-инфекции 4Б в фазе прогрессирования, стадии 4В, независимо от количества CD4-лимфоцитов и уровня РНК ВИЧ; o при количестве CD4-лимфоцитов 350-500 клеток в мкл, если уровень РНК ВИЧ более 100000 копий или возраст пациента более 55 лет; o больным с острой ВИЧ-инфекцией (вторая стадия) при варианте течения 2А или 2Б, если количество CD4-лимфоцитов менее 200 клеток в мкл, при варианте течения В (если клинические проявления вторичных заболеваний соответствуют стадии 4Б, 4В), независимо от количества CD4-лимфоцитов и уровня РНК ВИЧ.
Развитие устойчивости ВИЧ к антиретровирусным препаратам
Лекарственная устойчивость – это способность ВИЧ реплицироваться, несмотря на присутствие препаратов антиретровирусной терапии. Появление вариантов ВИЧ, обладающих лекарственной устойчивостью, обусловлено большой частотой ошибок репликации, совершаемых обратной тран-скриптазой ВИЧ [129], и высокой скоростью воспроизводства: у ВИЧ-инфицированного, не получающего АРВТ, ежедневно образуется до 10 млн новых вирусных частиц [130]. Это приводит к высокой частоте появления мутаций и постоянному образованию новых штаммов вируса даже в отсутствие лечения [129]. На фоне приема антиретровирусных препаратов происходит селективный отбор резистентных штаммов ВИЧ [129]. Существует два основных биохимических механизма формирования резистентности к НИОТ [131]. Стерическое ингибирование обеспечивается мутациями, которые изменяют структуру активного центра обратной транскриптазы таким образом, что она начинает отличать НИОТ от природных нуклеозидов, в результате вероятность встраивания НИОТ в провирусную ДНК резко снижается. Стерическое ингибиро-вание наблюдается при мутациях M184V, Q151M, L74V и K65R [131, 132].
Фосфоролиз НИОТ с участием АТФ или пирофосфата приводит к отсоединению уже встроенного НИОТ от растущей провирусной цепи ДНК. Этот механизм обеспечивается мутациями M41L, D67N, K70R, L210W, T215Y и K219Q [133]. Фосфоролиз приводит к появлению перекрестной резистентности к НИОТ, при этом наблюдается следующая закономерность в уровнях резистентности к конкретным НИОТ: AZT, D4T ABC DDI 3TC. В отличие от мутаций «отсоединения», мутация K65R приводит к уменьшению вероятности отсоединения всех НИОТ (по сравнению с вирусом дикого типа), повышая стабильность их соединения с ДНК. Комбинированный эффект мутации K65R (двух противоположных механизмов – уменьшения вероятности присоединения и уменьшения вероятности отсоединения) приводит к снижению чувствительности вируса ко всем НИОТ, за исключением зидовудина, к которому чувствительность повышается [134]. ННИОТ – небольшие молекулы, которые связываются с гидрофобным карманом, расположенным рядом с каталитическим центром обратной транскрипта-зы. Мутации участка гена, кодирующего участок связывания ННИОТ, снижают способность ННИОТ связываться с ОТ, что приводит к утрате их антиретрови-русного действия. Перекрестную резистентность к ННИОТ первого поколения способна вызвать одна точечная мутация – K103N, однако ННИОТ второго поколения обладают более сложными профилями резистентности [135, 136].
Устойчивость к ингибиторам протеазы обычно развивается медленно, поскольку для приобретения существенного уровня резистентности штамм вируса должен накопить несколько мутаций резистентности (т. е. преодолеть так называемый генетический барьер). Мутации резистентности к ингибиторам протеазы подразделяют на основные (первичные, большие) и второстепенные (вторичные, малые) мутации. Основные мутации обеспечивают фенотипическую резистентность. Они начинают закрепляться первыми на фоне селективного действия антиретровирус-ного препарата. Эти мутации изменяют строение активного центра фермента-мишени (протеазы ВИЧ), уменьшая способность ингибитора протеазы к связыванию с этим ферментом. Основные мутации могут также приводить к снижению активности протеазы. Второстепенные мутации не затрагивают активный центр фермента и обычно появляются позже основных. Второстепенные мутации часто обнаруживаются в полиморфных участках вирусов не-В-субтипа. Второстепенные мутации компенсируют снижение жизнеспособности вируса, вызванное основными мутациями [137, 138]. Мутации в кодонах 20, 36, 63, и 77 представляют собой полиморфизмы, которые обнаруживаются также у вирусов, не подвергавшихся селективному действию ИП, в особенности у вирусов не-В-субтипа. Их вклад в резистентные свойства вируса невелик и зависит от присутствия других мутаций. Эффективность энфувиртида (ингибитора слияния) может снизить точечная мутация с заменой одной аминокислоты в участке HR1 [139]. Ингибиторы интегразы Накопление ключевых мутаций в гене, кодирующем интегразу, обеспечивает резистентность к ингибиторам интегразы. Эти мутации могут влиять как на перенос цепи, так и на 3 -процессинг (отщепление концевых динуклеотидов с обоих 3 -концов провирусной ДНК, к которым присоединяется интеграза). Обнаруживаются разные сочетания мутаций, обеспечивающих резистентность вируса к ингибиторам интегразы. Накопление второстепенных мутаций приводит к еще большему снижению чувствительности вируса к этим препаратам [140, 141]. Распространенность ВИЧ-инфекции и последствия эпидемии в разных странах существенно различаются [141]. Согласно данным ЮНЭЙДС, в 2011 г. во всем мире было инфицировано ВИЧ около 34 миллионов людей. Приблизительно 0,8 % населения планеты в возрасте от 15 до 49 лет имеют ВИЧ-положительный статус [143]. В индустриальных странах ВИЧ/СПИД не входит в число основных проблем здравоохранения, тогда как в странах Африки южнее Сахары это самая частая причина смерти. Население этих стран пострадало от ВИЧ в наибольшей степени, здесь каждый 20-й взрослый житель инфицирован ВИЧ, в данной местности проживает 69 % от общего числа ВИЧ-положительных людей, что состав 38 ляет около 23,5 млн человек [143]. Величина ожидаемой продолжительности жизни в некоторых африканских государствах уменьшилась на 20 лет. Свыше 10 миллионов детей осиротели. Страны, наиболее пострадавшие от эпидемии ВИЧ-инфекции, сотрясают экономические кризисы [142]. Наиболее стремительный темп распространения эпидемии и показатели заболеваемости на данный момент наблюдаются в странах бывшего Советского Союза, в частности, в Эстонии, Латвии, России и Украине [142]. Второе место по общему числу ВИЧ-инфицированных занимают Южная, Юго-восточная и Восточная Азии – примерно 5 млн человек. Третье место по числу ВИЧ-инфицированных относительно общего населения занимает район Карибского бассейна, Восточная Европа и Центральная Азия – на данных территориях более 1 % взрослого населения инфицированы ВИЧ [143]. Снижение смертности от оппортунистических заболеваний, связанное с увеличением числа людей, принимающих препараты антиретровирусной терапии, началось с середины 2000-х [144]. В 2005-2011 гг. было зафиксировано снижение смертности от ВИЧ-ассоциированных заболеваний на 50 % - в 14 странах, на 10-49 % - в 74 странах [144].
Смертность в Африке южнее Сахары снизилась на 32 %, но данный регион по этому показателю до сих пор занимает лидирующую позицию – 70 % от общего числа смертей от ВИЧ-ассоциированных заболеваний [144]. Наибольшее снижение смертности от ВИЧ-ассоциированных заболеваний было зафиксировано в Карибском бассейне (48 %) и Океании (41 %) [144]. Наименьшее снижение смертности в указанный выше период наблюдалось в Южной Америке (10 %), Азии (4 %), Западной и Центральной Европе и Северной Америке (1 %) [144]. Два региона показали умеренное снижение смертности в указанный выше период – Восточная Европа и Центральная Азия (21 %), Ближний Восток и Северная Африка (17 %) [144]. Увеличение числа людей с ВИЧ-положительным статусом, принимающих АРВТ, в странах с низким и средним уровнем дохода стало следствием работы национальных программ противодействия ВИЧ/СПИД. [144]. Для целей эпидемиологического надзора ЮНЭЙДС и ВОЗ предлагают классификацию, которая описывает эпидемию по ее текущей стадии – начальной, концентрированной или генерализованной. Данная типология признает, что в отдельной стране эпидемия может со временем переходить из одной стадии в другую. Важно, однако, подчеркнуть, что такая трансформация не является неизбежной. Ниже представлено описание различных стадий эпидемии. После характеристики каждой из категорий дана классификация, основанная на показателе распространенности ВИЧ среди различных групп населения. Численные значения, обозначающие границы категорий, не имеют строго научного обоснования, а используются, скорее, как удобное представление классификации, отражающее динамику эпидемии. Несмотря на возможное присутствие ВИЧ-инфекции в течение многих лет, ее распространенность не достигает значительного уровня ни в одной из групп населения.
