HIV 감염 및 에이즈 - 원인 및 발병 기전

HIV 감염의 원인균

HIV-1과 HIV-2의 두 가지 혈청형이 보고되었으며, 구조적 및 항원적 특성이 서로 다릅니다. 우크라이나에서는 이 질병의 주요 원인균인 HIV-1이 역학적으로 중요합니다.

HIV의 분류

인간 면역 결핍 바이러스는 바이러스계, 레트로바이러스과, 렌티바이러스아과에 속합니다.

인간 면역 결핍 바이러스의 주요 특성

HIV 바이러스 입자의 구조

전자현미경으로 관찰한 결과, 이 바이러스는 둥근 모양에 복잡한 구조를 가지고 있으며, 비리온의 직경은 100~120nm입니다.

HIV-1 및 HIV-2 단백질 그룹

단백질 그룹	HIV-1	HIV-2
봉투 단백질(env)	GP160, GP120, GP41	GRP140, GRP105, GRP36
핵심 단백질(gag)	17페이지, 24페이지, 55페이지	16페이지, 25페이지, 56페이지
바이러스 효소(pol)	31페이지, 51페이지, 66페이지	R68

단백질의 분자량은 킬로달톤(kDa)으로 측정합니다. gp - 당단백질; p - 단백질.

바이러스 입자의 중심에는 두 개의 RNA 가닥, 내부 단백질 p7과 p9, 그리고 역전사효소(revertase), 프로테아제, RNase, 그리고 인테그레이스(endonuclease)와 같은 효소들로 구성된 바이러스 유전체가 있습니다. 유전체는 내부 단백질 막으로 둘러싸여 있습니다. HIV-1의 내부 막은 단백질 p17, p24, 그리고 p55로 구성되어 있습니다. 단백질 p16, p25, 그리고 p56은 HIV-2의 내부 막을 형성합니다. HIV-1의 외부 지질막은 막관통 단편(gp41)과 고면역원성 단편(gpl20)으로 구성된 당단백질 gpl60에 의해 관통되어 있습니다. 막 단백질 gp41과 gpl20은 비공유 결합으로 연결되어 있으며, 바이러스 입자 표면에 HIV가 인간 표적 세포의 수용체에 부착되도록 하는 과정을 형성합니다.

항원 구조

바이러스 유전체는 9개의 유전자로 구성되어 있으며, 3개의 구조 유전자와 6개의 조절 유전자가 있습니다. 유전체는 항원성 변이로 인해 가변적인 구조를 가지고 있습니다. 이 바이러스에는 여러 가지 혈청학적 변이가 있습니다(예: A, B, C, D, E, F, G, H).

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환경에서의 바이러스 지속성

자연 상태에서 HIV는 (건조된 상태에서) 몇 시간 동안 활성 상태를 유지합니다. 혈액이나 정액 등 바이러스 입자가 많이 포함된 체액에서는 며칠 동안 활성 상태를 유지합니다.

냉동 혈청에서는 바이러스의 활동성이 수년에 걸쳐 결정됩니다.

56°C에서 30분간 가열하면 바이러스의 감염 역가가 100배 감소합니다. 더 높은 온도(70~80°C)에서는 바이러스가 10분 후에 사멸합니다. 바이러스 입자를 70% 에틸알코올 용액에 1분간 처리하면 불활성화됩니다. 0.5% 차아염소산나트륨, 1% 글루타르알데히드, 6% 과산화수소, 5% 라이솔, 에테르 또는 아세톤에 노출되었을 때도 바이러스 입자가 사멸하는 것이 관찰됩니다.

HIV는 자외선과 이온화 방사선에 비교적 민감하지 않습니다.

HIV 감염의 병인

분화 항원 CD4+(CD - 세포 분화 항원의 약자)와 비특이적(CD4+의 존재와 무관한) 성분은 HIV 수용체입니다. CD4+는 분자량이 55,000 kDa인 당단백질입니다. 그 구조는 면역글로불린의 특정 부분과 유사합니다. 바이러스 단백질 gpl20도 유사한 구조를 가지고 있으며, 이는 바이러스 입자의 세포 침투 능력을 결정합니다.

면역능력이 있는 세포의 막에 위치한 CD4+ 수용체는 항원(HLA 단백질과 함께 - 주요 조직적합성 복합체 II형)을 인식하는 기능을 수행합니다.

인간 면역 결핍 바이러스에 의해 영향을 받는 세포 유형

세포 유형	조직과 기관
T-림프구. 대식세포	피
랑게르한스 세포	가죽
모낭 수지상 세포	림프절
폐포 대식세포	폐
상피세포	대장, 신장
자궁경부 세포	자궁 경부
과교세포	뇌

HIV 외피는 클래스 I 및 II의 인간 조직 적합성 복합체 단백질을 포함하고 있어 바이러스가 체내에 침투해도 거부 반응을 일으키지 않습니다. 표적 세포 표면에 비리온이 고정되는 것은 당단백질 gpl20의 작용으로 이루어집니다. 당단백질 gp41은 바이러스 외피와 표적 세포막의 융합을 촉진합니다. 바이러스의 이중가닥 RNA가 세포 내로 침투하면 역전사효소의 도움으로 단일가닥 프로바이러스 DNA가 합성됩니다. 이후 이중가닥 DNA가 형성되고, 이는 인테그레이스의 도움을 받아 세포 DNA에 통합됩니다. 바이러스 DNA는 RNA 합성의 매트릭스 역할을 하며, RNA 합성은 새로운 바이러스 입자를 조립합니다.

HIV 복제 과정에서 유전적 오류가 자주 발생하여 바이러스의 다양한 아형이 형성됩니다.

HIV가 CD4+ 세포에 침투하면 복제가 시작됩니다. CD4+ 세포의 활성도가 높을수록 바이러스의 증식이 더욱 활발해집니다. 따라서 CD4+ 세포를 활성화하는 조절 인자는 바이러스의 복제를 증가시킵니다. 이러한 조절 인자에는 TNF, 콜로니 자극 인자(CSF), 그리고 IL-6가 포함됩니다.

인터페론과 형질전환 성장 인자는 바이러스 복제를 억제하는 조절 인자입니다. 연구 결과에서 알 수 있듯이, TNF-α는 만성 감염된 T 세포와 대식세포에서 HIV-1 프로바이러스 DNA의 전사를 활성화합니다. TNF-α를 합성하는 단핵구는 HIV 감염 세포의 발현을 유도할 뿐만 아니라 잠복 프로바이러스의 활성화도 자극합니다. 과립구와 대식세포에서 TNF-α, IL-6, 그리고 콜로니 자극 인자의 동시 활성이 기록됩니다.

HIV 감염의 면역병리학적 징후는 면역 체계의 T-link 및 B-link 결핍, 보체 성분 및 식세포 결핍, 비특이적 방어인자 기능 저하입니다. B 림프구의 다클론성 활성화는 한편으로는 고감마글로불린혈증을 유발하고, 다른 한편으로는 바이러스 중화 항체 생성 능력을 약화시킵니다. CIC 수와 림프구 항체 형성이 증가하며, 이는 CD4+ T 림프구 수의 더욱 큰 감소를 초래합니다. 자가면역 과정의 발달이 관찰됩니다. HIV 감염에서 면역 체계의 무력화는 전신적입니다.

CD4+ 림프구 결핍과 함께, 질병 진행 과정에서 CD8+ 림프구, NK 세포(자연살해세포), 그리고 호중구의 기능 부전이 심화됩니다. 면역 상태가 악화됨에 따라 다양한 감염성, 알레르기성, 자가면역성, 림프증식성 질환이 발생하며, 면역 복합체 질환의 특징적인 증후군이 나타납니다(이러한 요인들이 HIV 감염의 임상 양상을 결정합니다).

질병 초기 단계에서 신체는 자유롭게 순환하는 바이러스의 활동을 억제하는 바이러스 중화 항체를 생성합니다. 그러나 이러한 항체는 세포 내에 존재하는 바이러스(프로바이러스)에는 작용하지 않습니다. 시간이 지남에 따라(보통 5~6년 후), 면역 체계의 방어 능력이 고갈되어 바이러스가 혈액에 축적됩니다.