Подходы к конструированию вакцин против ВИЧ

В июне 2005 г. исполнилось 24 года с момента первого описания нового заболевания — синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИД). «Скрытая», 1-я, фаза эпидемии СПИДа в мире развивалась с середины 70-х гг. до 1981 г., когда возбудитель болезни (ВИЧ), оставаясь невыявленным, распространился на 5 континентах. 2-я фаза (с 1981 по 1985 г.) была отмечена определением возбудителя заболе­вания, выяснением путей его передачи, выявлением огромного числа инфицированных в большинстве стран мира. С 1985 г. по настоящее время мы являемся свидетелями 3-й фазы эпидемии СПИДа, характе­ризующейся постепенным предотвращением распространения ВИЧ-инфекции, ослаблением последствий заражения как для отдельного человека, так и для общества в целом, а также объединением между­народных и национальных усилий для борьбы со СПИДом.

Для определения клинической стадии заболевания, прогнозиро­вания его течения, выбора адекватных методов терапии и профилак­тики, назначения психотерапии и решения ряда других проблем не­обходимы знание механизмов развития ВИЧ-инфекции, наличие объек­тивных методов оценки иммунного статуса больных.

Как известно, ведущим механизмом в развитии ВИЧ-инфекции является сложный процесс взаимодействия возбудителя с организ­мом хозяина, который складывается из следующих основных компо­нентов: патогенных свойств возбудителя; способности иммунной си­стемы адекватно реагировать на ВИЧ-инфекцию; наличия кофакто­ров, способствующих дальнейшему прогрессированию заболевания. Различные сочетания и степень выраженности тех или иных компо­нентов иммунопатогенеза СПИДа могут определять пути развития, сроки и формы клинических проявлений ВИЧ-инфекции.

Строение и жизненный цикл ВИЧ. Этиологическими агентами СПИДа являются вирусы семейства Retroviridae, а именно вирус им­мунодефицита человека (ВИЧ), на сегодняшний день описаны 2 его ведущих типа — ВИЧ-1 и ВИЧ-2. Впервые этот вирус был выделен

из крови больного лимфаденопатией в 1983 г. в лаборатории Инсти­тута Пастера (Франция) профессором Л. Монтанье. ВИЧ относит­ся к подсемейству Lentivirinae, в состав которого входят также онко-и спумавирусы.

Геном ВИЧ представлен в виде 2 идентичных одпонитевых РНК и содержит:

— 3 структурных гена, кодирующих формирование основных
структурных и функционально важных компонентов вирусной ча­
стицы (белки оболочки, антигены, полимеразу);

— 3 регуляторных гена;

— 3 гена, необходимых для созревания и высвобождения вновь
формирующихся вирусных частиц.

У ВИЧ генетическая информация передается по схеме: РНК —>—» ДНК —> РНК — > белок, т. е. вначале на матрице вирусной РНК синтезируется ДНК с помощью фермента обратной траискриптазы (ревертазы). Структурный материал при этом используется из со­держимого реципиеитных клеток.

Зрелые вирионы ВИЧ имеют сферическую форму, размер — 100 — 150 им. На их оболочке расположено 72 отростка длиной 10 — 11 нм и толщиной 10 нм. В центральной зоне вириона расположена конусовидная сердцевина размером 40 — 70 нм, содержащая вирус­ный геном, состоящий из двух молекул РНК и ферментов — обратной транскриптазы, интегразы и протеазы. Она покрыта белковой капсу­лой, состоящей в основном из белка р24. Наружная оболочка вириона ВИЧ представлена липидной мембраной клеточного происхождения, с ней тесно связан гликопротеид GP-41, соединенный непрочной свя­зью с гликопротеидом GP-120, который входит в состав поверхност­ных отростков.

Сборка вириона осуществляется на плазматической мембране клеток, куда по сети гладких мембран эндоплазматического ретику-лума доставляются все структурные компоненты ВИЧ.

Жизненный цикл этого вируса состоит из нескольких последова­тельных стадий: селекция, адсорбция на клеточной мембране, эндоци-тоз и пенетрация в цитоплазму, высвобождение вирусной РНК, синтез двухцепочечной ДНК провируса (обратная транскрипция), циркуля-ризация ДНК, проникновение в ядро и встраивание в геном клетки-реципиента в линейной форме, синтез мРНК, трансляция и синтез вирусных белков, транспортировка их к плазматической мембране, сборка и формирование незрелых вирионов, созревание и выход но­вых вирионов из клетки.

Подходы к конструированию вакцин против ВИЧ. Единствен­ное действующее средство — азидотимидин. Японские ученые обна­ружили, что в сочетании с декстран-сульфатом его действие усилива­ется. Проходит испытание генно-инженерный препарат CD4, кото­рый может быть использован в качестве отвлекающей вакцины при ВИЧ-инфекции. Данный белок клонировали в клетках кишечной

палочки, очищали на колонках с пришитым лигаидом и вводили в организм ВИЧ-инфицированного. В результате он отвлекал часть вируса на себя, образуя комплекс антиген — антитело, который раз­рушался иммунной системой.

Другой подход для лечения ВИЧ-инфекции заключается в созда­нии генно-инженерной вакцины на основе макрофагов. В последние вводили геи, кодирующий поверхностный белок ВИЧ. В результате экспрессии чужеродного гена образуемый белок встраивался в мемб­рану макрофага, который становился мишенью для киллеров. В ре­зультате происходила активация Т-киллеров, которые приобретали способность уничтожать другие клетки, пораженные ВИЧ.

Вышеперечисленные подходы пока не используются в широкой практике. Таким образом, проблема разработки метода полного изле­чения ВИЧ-инфекции пока является открытой.

Гл а в а 3