Вирус иммунодефицита человека: структура и репликация¶

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ, HIV — human immunodeficiency virus) — оболочечный РНК-содержащий вирус из рода Lentivirus семейства Retroviridae, поражающий клетки иммунной системы человека, прежде всего CD4⁺ T-лимфоциты, макрофаги и дендритные клетки. Вирус является возбудителем ВИЧ-инфекции, крайняя стадия которой — синдром приобретённого иммунодефицита (СПИД). Открыт в 1983 году во Франции группой Люка Монтанье и в 1984 году подтверждён в США группой Роберта Галло.

¶Структура вириона

Вирион ВИЧ имеет сферическую форму диаметром около 100–120 нм.

• Липидная оболочка — двойной слой, заимствованный из мембраны клетки-хозяина при отпочковывании. В неё встроены гликопротеины:
• gp120 — поверхностный белок, отвечающий за связывание с рецептором CD4 и корецепторами CCR5 или CXCR4;
• gp41 — трансмембранный белок, обеспечивающий слияние оболочек.
• Матриксный слой (p17) — выстилает оболочку изнутри.
• Капсид — конусовидная оболочка из белка p24, заключающая генетический материал.
• Геном — две идентичные одноцепочечные молекулы РНК положительной полярности, связанные с ферментами:
• обратная транскриптаза (p66/p51) — синтезирует ДНК на матрице РНК;
• интеграза (p32) — встраивает провирусную ДНК в геном хозяина;
• протеаза (p10) — расщепляет предшественники белков при созревании.

Геном включает девять генов. Основные: gag (структурные белки), pol (ферменты), env (гликопротеины оболочки). Регуляторные гены tat и rev усиливают экспрессию, nef, vif, vpr, vpu модулируют взаимодействие с клеткой.

¶Репликация

Цикл репликации ВИЧ включает несколько последовательных этапов.

1. Связывание и проникновение. gp120 связывается с рецептором CD4 лимфоцита, затем с корецептором (CCR5 или CXCR4). gp41 инициирует слияние вирусной и клеточной мембран, капсид попадает в цитоплазму.
2. Обратная транскрипция. Внутри капсида обратная транскриптаза синтезирует двуцепочечную ДНК, комплементарную вирусной РНК.
3. Интеграция. Вирусная ДНК проникает в ядро и с помощью интегразы встраивается в хромосомную ДНК хозяина, образуя провирус. В таком состоянии вирус может сохраняться годами в латентной форме.
4. Транскрипция и трансляция. При активации клетки провирус транскрибируется в РНК; часть служит геномом для новых вирионов, часть — матрицей для синтеза белков.
5. Сборка и созревание. Белки и РНК собираются у мембраны, вирион отпочковывается. Протеаза расщепляет предшественники полипротеинов, формируя зрелый инфекционный вирус.

¶Особенности

Ключевая особенность ВИЧ — высокая изменчивость, обусловленная ошибками обратной транскриптазы (около одной на 10⁴ нуклеотидов) и быстрым оборотом вируса. Это затрудняет создание вакцины и объясняет устойчивость к лекарствам. Различают два типа: ВИЧ-1 (глобально доминирует) и ВИЧ-2 (преимущественно в Западной Африке).

Основные мишени терапии — обратная транскриптаза, протеаза, интеграза и белки проникновения; комбинированная антиретровирусная терапия подавляет репликацию, но не удаляет провирус из резервуаров.