В настоящее время на Земле бушует сразу несколько пандемий. Виновником одной из них является коронавирус SARS-CoV-2, а другая разгорелась ровно 40 лет назад, когда ученые столкнулись с неизвестным и смертельным на тот момент заболеванием. Сейчас оно известно под названием СПИД. Вызывается вирусом иммунодефицита человека. До сих пор не существует ни прививки, ни гарантированного излечения от инфекции, которая продолжает уносить жизни тысяч людей. «Лента.ру» рассказывает об истории ВИЧ-пандемии и о том, как ей можно противостоять.
Неизвестная зараза
5 июня 1981 года Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) сообщили о необычных случаях пневмонии, вызванной микроскопическим грибом Pneumocystis jirovecii, у пяти ранее здоровых молодых людей гомосексуальной ориентации в Лос-Анджелесе. Этот тип инфекции встречается исключительно у пациентов с тяжелым иммунодефицитом. У всех пяти мужчин, двое из которых вскоре умерли, был обнаружен цитомегаловирус (ЦМВ или вирус герпеса пятого типа), который способен вызвать заболевания различной тяжести. Изначально врачи предположили, что причиной пневмонии является ослабление иммунитета, вызванного именно ЦМВ. Однако чтобы подтвердить это, требовалось больше данных.
Тогда еще никто не догадывался, что это лишь первый сигнал будущей пандемии смертельно опасного и коварного вируса, который скрыто подрывает защиту организма и доводит его до терминального состояния в течение десятилетия. Вскоре появилось сообщение, что у 26 мужчин гомосексуальной ориентации была выявлена саркома Капоши — раковое заболевание в необычно агрессивной форме. У некоторых это сопровождалось такими инфекциями, как пневмоцистная пневмония и некротирующий токсоплазмоз центральной нервной системы. Саркома Капоши обычно встречается у пожилых мужчин, поэтому вспышка этого заболевания у молодых людей, у которых также выявлялась пневмоциста, заставило ученых предположить, что она как-то связана с пятью предыдущими случаями пневмонии.
Фотография вирусных частиц ВИЧ
Изображение: Wikipedia
К концу года врачи зафиксировали 270 случаев тяжелого иммунодефицита среди геев, при этом 121 пациент скончался. В июне 1982 года количество случаев среди мужчин-геев в Южной Калифорнии позволило предположить, что причина иммунодефицита была половой, и синдром назвали иммунодефицитом, связанным с геями (или GRID). Позже, в том же месяце, странная болезнь была зарегистрирована у больных гемофилией и гаитян, что заставило многих специалистов предположить, что первоначально инфекция возникла на Гаити и связана не только с гомосексуалами. В сентябре CDC впервые использовал термин «СПИД» (синдром приобретенного иммунодефицита), описывая его как какое-либо заболевание (пневмоцистная пневмония, саркома Капоши и другие оппортунистические инфекции), возникающее из-за дефекта иммунной системы у пациента, у которого не обнаруживаются другие причины снижения устойчивости к этому заболеванию.
В тот момент еще не существовало надежного метода выявления СПИДа, а специалисты не знали, что его вызывало, и как он передавался. В январе 1983 года СПИД был обнаружен у женщин, которые являлись сексуальными партнерами больных мужчин. Это позволило ученым предположить, что заболевание могло передаваться через гетеросексуальный контакт. СПИДом начинали болеть и дети, которые могли заразиться от матерей до или после своего рождения. Хотя патоген еще не был выделен, эпидемиологи смогли определить все основные пути его передачи, исключив случайный контакт, пищу, воду, воздух и поверхности. К концу 1983 года в США было известно о 3064 случаях СПИДа, при этом 1292 человека умерли. Через 30 лет число смертей в мире вырастет почти до миллиона.
Разрушитель иммунитета
В 1983 году вирус, вызывающий СПИД, был независимо выделен несколькими лабораториями. В институте Пастера (Франция) группа специалистов под руководством Люка Монтанье назвали LAV (вирус, ассоциированный с лимфаденопатией), а ученые Национального института рака (США) обнаружили у больного СПИДом вирус, который они отнесли к группе Т-лимфотропных вирусов человека (HTLV). Позднее они объявили, что обнаруженный ими ретровирус HTLV-III, скорее всего, является причиной СПИДа и идентичен вирусу LAV. В 1986 году стало ясно, что HTLV-III и LAV являются одним и тем же вирусом. В 1984 году ученые Калифорнийского университета также выделили у больных то, что они называли СПИД-ассоциированным ретровирусом.
Строение вириона ВИЧ
Изображение: Wikipedia
В 1984 году ученые были уверены, что LAV (или ВИЧ) является возбудителем СПИДа. Доказательством связи между ВИЧ и СПИДом служило то, что вирус всегда выделялся у пациентов со СПИДом или даже до того, как у них развивался иммунодефицит. Исследователи успешно культивировали патоген на активированных Т-лимфоцитах, экспрессирующих гликопротеин CD4, которые погибали из-за вируса, и даже охарактеризовали его геном, который оказался длиннее ретровирусных геномов, известных к тому времени.
Внутренняя война
ВИЧ прочно прикрепляется к CD4 и дополнительным клеточным рецепторам CXCR4 или CCR5 (или к обоим). После этого мембрана клетки и вирусная оболочка сливаются, а патогенная РНК проникает внутрь. Путем обратной транскрипции на основе вирусной РНК синтезируется ДНК, которая отправляется в ядро клетки и встраивается в человеческий геном. Для встраивания необходимо, чтобы лимфоциты были активированными, для чего им необходимо распознать антигены. Встроенная вирусная ДНК называется провирусом и является источником вирусной матричной РНК, которая проникает в цитоплазму, где участвует в сборке белков ВИЧ.
И вирусные белки, и РНК, которая составляет геном ВИЧ, перемещаются к мембране клетки, где происходит сборка вирионов — полноценных вирусных частиц. Вирионы отрываются от поверхности клетки, разрушая мембрану и вызывая ее гибель. За восемь часов они должны инфицировать новые клетки, прежде чем погибнуть. Развивается острая фаза ВИЧ-инфекции, так как вирус начинает поражать различные ткани и органы. Пациент чувствует гриппоподобные симптомы, включая лихорадку и недомогание. После следует скрытый период заболевания.
Саркома Капоши
Фото: Wikipedia
Естественно, иммунная система пытается бороться с вирусом, замедляя прогрессирование заболевания. Однако ВИЧ постепенно уничтожает клетки с CD4, а вирус размножается. Скрытый период длится 5-10 лет и может характеризоваться увеличением лимфатических узлов, что и называется лимфаденопатией. Однако в конце концов начинается угнетение иммунитета, начинают проявляться сопутствующие заболевания, например, герпес. СПИД — последняя, терминальная стадия ВИЧ-инфекции. Иммунитет человека угнетен настолько, что возникают опухоли и развиваются оппортунистические инфекции, которые и приводят к гибели человека в отсутствие лечения всего за один-три года.
Бесконечное лечение
Основным способом сдерживания ВИЧ-пандемии является профилактика. Следует знать, что заражение может осуществляться через контакт слизистой оболочки или поврежденной кожи с зараженными биологическими жидкостями, например, кровью, спермой, грудным молоком или секретом влагалища (но не слюной). Основные пути передачи: незащищенный половой акт, вне зависимости от сексуальной ориентации, употребление наркотиков через инъекции, грудное вскармливание и переливание крови.
В настоящий момент полное излечение человека с помощью антиретровирусной терапии невозможно именно из-за провирусов, которые могут активироваться даже после длительной антиретровирусной терапии. В то же время правильная терапия способна отсрочить наступление СПИДа на неограниченно долгий срок, вероятно, на всю жизнь. В настоящее время активно развивается технология CRISPR/Cas9, с помощью которой можно вносить изменения в ДНК клеток человека. Считается, что она может стать основой для эффективной терапии, элиминирующей провирусы из генома зараженных клеток.
Существуют люди, обладающие генетически обусловленной защитой против определенных штаммов ВИЧ. Это объясняется наличием мутаций в клеточных рецепторах, которые ВИЧ использует для заражения клеток. Некоторые препараты, применяющиеся для лечения инфекции, нацелены на те компоненты вируса, что взаимодействуют с этими рецепторами. Разработано несколько десятков терапевтических средств, блокирующих разные этапы заражения вирусом клетки, начиная от его проникновения и заканчивая формированием вирионов.
Только два человека в истории, несомненно, полностью излечились от ВИЧ, однако эти случаи являются исключительными: лечение было осуществлено через трансплантацию костного мозга от донора с мутацией в гене CCR5. Такая терапия не является безопасной и применяется только в исключительных случаях, например, при лечении рака крови. Врачи предполагают, что есть еще третий случай полного излечения благодаря антиретровирусной терапии, однако, в этом случае нельзя исключать возможность рецидива заболевания.