БИОЛОГИЯ Том 2 - руководство по общей биологии - 2004

15. ЗДОРОВЬЕ И БОЛЕЗНЬ

15.3. Инфекционные болезни

15.3.4. Синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД)

Считается, что вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), вызывающий СПИД, пришел в Америку и Европу из Центральной Африки. Впервые его удалось идентифицировать в США; впоследствии этот вирус был обнаружен еще в 71 стране. К концу 1993 г. число инфицированных достигло 14 млн. человек, а собственно СПИДом болело 3 млн. В 1995 г. ВИЧ-инфицированных насчитывалось уже 23 млн. человек (рис. 15.10), при этом число заразившихся за год составило 3,1 млн., а умерло от СПИДа 1,5 млн. человек. Как правило, ВИЧ выявляют у людей моложе 25 лет, причем половина инфицированных — женщины. Рис. 15.10 показывает, что острее всего проблема СПИДа стоит в Африке южнее Сахары, именно там регистрируется больше всего новых случаев. Болезнь быстро распространяется в Азии (прежде всего в Индии, Китае, Вьетнаме и Камбодже), а также в Центральной и Восточной Европе.

ВИЧ — это РНК-содержащий вирус, строение которого показано на рис. 2.21 (см. также рис. 2.23 и 2.24). Как следует из его полного названия, он поражает иммунную систему человека, а, говоря более конкретно, — размножается в Т4-лимфоцитах, или так называемых Т-хелперах (см. разд. 14.9.2). В результате они теряют способность «помогать» другим лимфоцитам, в частности перестают стимулировать размножение Т-киллеров, которые собственно и уничтожают попавшие в организм патогены. Иммунная система человека разрушается, и он становится уязвимым для заразных болезней (см. ниже). Важно понимать, однако, что ВИЧ-инфекция не тождественна СПИДу. Некоторые ВИЧ-инфицированные многие годы остаются бессимптомными носителями патогена.

Рис. 15.10. Оценочные количества ВИЧ-инфицированных взрослых в разных регионах мира в 1996 г. (Из UNAIDS Geneva.)

Пути распространения и симптоматика

ВИЧ выживает только в некоторых биологических жидкостях и обычно передается вместе с кровью или спермой. В 90% случаев заражение происходит при половом контакте. Люди инфицируются следующими путями.

1. Половой контакт. Сначала СПИД считали болезнью гомосексуалов, поскольку он был особенно распространен в крупных американских городах типа Сан- Франциско, Лос-Анджелеса и Майами, где живет много людей с нетрадиционной сексуальной ориентацией. Позднее стало ясно, что заражение происходит и при гетеросексуальных контактах. ВИЧ передается при вагинальном, анальном и оральном сношении, при этом риск заражения увеличивается пропорционально числу половых партнеров. В Америке и Европе до сих пор среди ВИЧ-инфицированных преобладают гомосексуалы и бисексуалы, но в Африке среди заболевших много людей с традиционной половой ориентацией. В западных странах к группе максимального риска, вероятно, следует отнести проституток. По оценкам, на октябрь 1988 г. в Великобритании было зарегистрировано 50 000 ВИЧ-инфицированных; из них 85% гомосексуалы. Предполагалось, что в течение последующих 10—15 лет большинство из них умрет от СПИДа.

2. Введение в организм зараженной крови. ВИЧ быстро распространяется среди наркоманов, пользующихся нестерильными иглами и шприцами. Официально считается, что в Нью-Йорке из 250 000 потребителей героина, практикующих внутривенное введение наркотика, 60% уже ВИЧ-инфицированы. От наркоманов вирус может передаваться их половым партнерам. Заражение происходит также при переливании крови и ее препаратов (например, фактора VIII, необходимого больным гемофилией), содержащих вирус. В результате введения тотального скрининга (анализа на присутствие ВИЧ) донорской крови в странах с хорошо налаженной системой здравоохранения этот путь заражения сейчас практически исключен.

Вирус может также передаваться при контакте с кровью больного, например при обработке его ран или хирургическом вмешательстве, что требует особой осторожности от медицинских работников.

3. Заражение ребенка матерью. От ВИЧ-инфицированной женщины вирус может проникать в кровь плода в период внутриутробного развития (через плаценту) и во время родов, а также передаваться новорожденному с грудным молоком. Вероятность заражения такими путями оценивается в 25—50%.

Вирус связывается с рецепторами на поверхности Т4-лимфоцитов, а затем «впрыскивает» внутрь клетки свою РНК (рис. 2.23). На вирусной РНК как на матрице с помощью фермента, называемого обратной транскриптазой, синтезируется комплементарная ДНК (разд. 2.4.5 и рис. 2.23). Эта ДНК-копия (провирус) проникает в ядро лимфоцита, встраивается в его геном, становясь таким образом постоянной составляющей зараженной клетки. Когда лимфоциты делятся, вместе с их ДНК реплицируется и провирус, и в результате популяция инфицированных Т4-клеток в организме быстро растет.

Вирусная ДНК может не давать о себе знать целых шесть лет — это так называемый латентный период болезни. Однако в какой-то момент по непонятным причинам лимфоцит начинает синтезировать РНК-копии ВИЧ-генов. Эта мРНК мигрирует из ядра в цитоплазму и «заставляет» клетку работать на себя: синтезировать вирусные белки и РНК. Из этих составляющих собираются новые вирусные частицы, которые покидают клетку, как бы отпочковываясь от ее поверхности (рис. 2.24). Они заражают еще здоровые Т4-лимфоциты, а также клетки головного мозга и некоторых других органов. Все клетки, в которых размножается вирус, в конечном итоге погибают.

По современным данным, ежегодно среди ВИЧ-инфицированных людей у 1—2% развивается СПИД, а у 5—10% — связанные со СПИДом симптомы.

Различают четыре фазы заболевания.

1. Первичная ВИЧ-инфекция сопровождается образованием антител против вируса и в ряде случаев непродолжительным недомоганием, напоминающим грипп. Иногда появляется сыпь и опухают лимфатические узлы. Эти симптомы легко устраняются без госпитализации.

2. Вторая фаза — ВИЧ-положительная бессимптомная. Она характеризуется постоянным присутствием в крови антител к ВИЧ; между заражением и появлением клинических признаков болезни может пройти от нескольких недель до 13 с лишним лет.

3. Третья фаза характеризуется развитием СПИД-ассоциированных, так называемых оппортунистических инфекций, однако на этой стадии они еще не опасны для жизни. Речь идет об обычных бактериальных, вирусных и грибковых заболеваниях, отличающихся повышенной стойкостью к лечению. Типичные примеры — оральный и генитальный герпес или эпидермофития стопы. Возможно истощение с потерей до 10% массы тела. Существенно падает количество Т-хелперов.

Именно на этой стадии появляется необходимость в грамотной медицинской и психологической помощи, поскольку в этот период больной не только страдает от симптомов, но и начинает испытывать реальную угрозу для своей жизни.

4. Четвертая фаза — собственно СПИД — характеризуется тяжело протекающими оппортунистическими инфекциями, поражающими многие органы, и развитием вторичных злокачественных опухолей. Больной сильно теряет вес и жалуется на крайнюю слабость. Истощение может быть обусловлено раком кишечника, приводящим к недостатку питательных веществ, или же преобладанием катаболических процессов над анаболическими, когда организм как бы «сгорает», не успевая восстановить потери, связанные с дыханием. Оппортунистические инфекции бывают бактериальными, вирусными и грибковыми; во многих случаях имеет место протозойная инвазия (табл. 15.8).

Рис. 15.11. Развитие ВИЧ-инфекции. Многие люди умирают при первом же заражении серьезной оппортунистической инфекцией. Срок наступления терминальной (предсмертной) стадии болезни определить очень трудно. От заражения ВИЧ до проявления клинической картины СПИДа может пройти несколько месяцев, а порой скрытый период может длиться годами.

Таблица 15.8. Болезни, коррелирующие с ВИЧ-инфекцией

Диагностическое тестирование

Для того чтобы узнать, заражен ли человек ВИЧ, необходимо сделать анализ крови. Известно, что иммунная система реагирует на внедрение патогенов выработкой антител. Образец проверяемой крови смешивают с производимыми сейчас в коммерческих масштабах белками ВИЧ. Если в крови присутствуют антитела против этого вируса, реакция оказывается положительной, а пациента, прошедшего тестирование, называют ВИЧ-положительным. Однако даже при отрицательном результате инфекция не исключена, поскольку достаточное для выявления стандартным методом количество антител иногда накапливается в крови только через три месяца после заражения, а то и позже.

Лечение и профилактика

СПИД вызывается вирусом, поэтому антибиотики, убивающие бактерий, против этой болезни неэффективны. Как и при других вирусных инфекциях, лечение в данном случае в основном симптоматическое и поддерживающее.

В настоящее время в поиске методов лечения и профилактики СПИДа выделяют три направления:

1) восстановление иммунной системы пациента;

2) разработка лекарств, которые подавляют размножение вируса, а также оппортунистические инфекции и симптомы, развивающиеся у ВИЧ-положительных пациентов;

3) разработка вакцины против ВИЧ.

Эти три направления рассматриваются ниже.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ. Наиболее логичный путь помощи организму в борьбе с вирусом — укрепление его иммунной системы. Например, in vitro показано, что Т-супрессоры подавляют размножение ВИЧ. Известны также ВИЧ-инфицированные индивидуумы, у которых вирусные частицы в крови не обнаруживаются. В 1987 г. было установлено, что если из образцов крови таких пациентов (с антителами к ВИЧ, но без выявляемого стандартными методами вируса) удалить Т-супрессоры, вирус начинает размножаться. Если вернуть в кровь эти клетки, размножение ВИЧ снова приостанавливается. Следовательно, внедрение в организм вируса не обязательно ведет к болезни, т. е. сам СПИД в какой-то мере можно рассматривать как инфекцию, опасную только для людей с уже ослабленной иммунной системой (иммунодефицитом).

При лечении лейкоза хорошо зарекомендовала себя пересадка пациенту здорового костного мозга. Успех операции зависит от генетической близости донора и реципиента, которые в идеале должны быть однояйцовыми близнецами. Теоретически аналогичный подход применим и при СПИДе: пациенту надо ввести источник иммунных клеток. К сожалению, в настоящее время заметного успеха позволят добится лишь сочетание пересадки костного мозга (от однояйцового близнеца) с приемом противовирусных препаратов и переливаниями лимфоцитов.

Еще один перспективный подход основан на использовании белков, называемых лимфокинами (от слов «лимфоцит» и греч. kinein — двигать). Эти белки в небольших количествах вырабатываются лимфоцитами и, распространяясь между разными элементами иммунной системы, координируют их деятельность. Улучшая эту координацию с помощью лимфокинов, мы помогаем организму бороться с вирусами и раковыми клетками. Из лимфокинов лучше всего известны так называемые интерфероны. Их широко используют для лечения рака. Так, альфа-интерферон позволил добиться определенного успеха в борьбе с саркомой Капоши (обычным при СПИДе раком кожи). Сходный клинический эффект дает и другой активатор иммунной системы из группы лимфокинов — интерлейкин.

Разработка лекарственных средств

1. Азидотимидин(AZT), называемый также зидовудином, — наиболее известное лекарство от СПИДа. Оно применяется с 1986 г., и с его помощью, безусловно, удалось продлить жизнь многих больных. К побочным эффектам относится анемия, требующая частых переливаний крови. Кроме того, этот препарат дорого стоит, и спрос на него намного превышает предложение.

2. Залцитабин близок по строению к азидотимидину и, так же как он, подавляет репликацию ВИЧ в культуре клеток. К сожалению, этот препарат слишком токсичен для человека и перспективы его применения для лечения СПИДа пока неясны.

3. Глицирризин — вещество, содержащееся в корне солодки (лакрице) и применяемое для лечения гепатита и некоторых видов аллергии. Японские исследователи продемонстрировали его способность подавлять размножение ВИЧ. Клинических испытаний еще не проводилось.

4. Рибавирин применяется во многих странах для лечения гриппа и других вирусных инфекций. В лабораторных условиях он эффективно подавляет репликацию ВИЧ и увеличивает количество Т4-лимфоцитов, не повреждая инфицированные клетки.

Разрабатываются и испытываются и другие лекарственные средства против СПИДа. Заметим, однако, что испытания новых препаратов связаны в данном случае с серьезными трудностями. Во-первых, возникает вопрос, этично ли для выяснения эффективности лекарства давать экспериментальной группе пациентов новый препарат, а контрольной группе — для сравнения — плацебо, т. е. заведомо неэффективное вещество. Во-вторых, как соизмерить риск побочных эффектов недостаточно проверенного средства с риском смерти от СПИДа? Больные, которым нечего терять, готовы принимать любые лекарства, если есть хоть малейшая надежда на выздоровление. Однако официально разрешить клиническое применение новых препаратов можно лишь после стандартно проведенных испытаний, т. е. сравнения их действия с плацебо, изучения токсичности и т. п. Другой важный фактор — стоимость лекарств. Допустимо ли вкладывать огромные средства в широкомасштабное производство препаратов, если они недостаточно проверены и не доказана их эффективность?

ВАКЦИНА. Идеальным средством защиты от ВИЧ-инфекции была бы вакцина. Главная сложность при ее создании — способность вируса иммунодефицита менять свою генетическую структуру, а, следовательно, и поверхностные белки, которые должны распознаваться антителами. Другая проблема связана с безопасностью вакцины от СПИДа. Она должна содержать аттенуированный (ослабленный) вирус, способный вызывать иммунный ответ, но не саму болезнь. Так действуют вакцины против кори, полиомиелита, краснухи и других вирусных инфекций. Однако даже ослабленные вирусы вызывают у некоторых индивидуумов болезнь, а, если эта болезнь — СПИД, то вряд ли найдется много желающих делать экспериментальные и профилактические прививки.

Несмотря на интенсивные исследования, проводимые в разных странах, вакцины против ВИЧ, пригодной хотя бы для испытаний на человеке, пока не получено. Самым обнадеживающим результатом в этой области можно считать выделение некоторых белковых антигенов ВИЧ, которые в настоящее время испытываются на лабораторных животных.

Даже если вакцина будет получена, помимо весьма непростых проблем, касающихся проверки ее эффективности и безопасности на людях, возникнет много вопросов, которые сейчас практически не обсуждаются. Кого вакцинировать и в каком возрасте? Должна ли быть вакцинация против СПИДа условием приема на работу, вступления в брак, получения въездной визы или медицинской страховки? Добровольной она будет или принудительной, или принудительной для групп повышенного риска заражения, а для остальных добровольной? Можно ли вакцинировать несовершеннолетних без разрешения родителей? Если можно, то должна ли вакцинация составлять врачебную тайну?

Пока же, чтобы уберечься от СПИДа, рекомендуется соблюдать следующие, вполне очевидные меры предосторожности.

1. При половых контактах надо изолировать себя от крови и спермы партнера с помощью презерватива. В связи с риском СПИДа это традиционное противозачаточное средство начинает пользоваться повышенным спросом во всем мире.

2. Следует избегать случайных половых связей, а еще лучше -- иметь постоянного «проверенного» партнера.

3. Наркоманам, практикующим внутривенное введение наркотиков, необходимо пользоваться стерильными (в идеале — одноразовыми) шприцами и иглами. В некоторых европейских странах, например в Нидерландах, их раздают этой группе населения бесплатно.

4. Всю донорскую кровь следует проверять на антитела к ВИЧ. В Великобритании это правило неукоснительно соблюдается с 1985 г.

5. Медицинские работники обязаны разъяснять населению пути передачи вируса. Люди должны знать, что ВИЧ не распространяется воздушно-капельным путем, а также при кратковременных прямых контактах типа рукопожатия. Врачи и медсестры, обслуживающие больных СПИДом, ни разу такими путями не заражались.