Имя ему СПИД: Четвертый всадник Апокалипсиса
Шрифт:
Проникнув в свою главную мишень — Т-лимфоцит, вирус становится там полным хозяином и паразитирует до тех пор, пока клетка жива. Т-хелперы очень чувствительны к вирусу и при инфицировании в конечном итоге неизбежно погибают. Размножаясь в Т-клетках, ВИЧ разрушает их изнутри, используя все их силы для своего самоподдержания.
Обычно после появления провируса в клетке он быстро «пробуждается», активируется и начинает направлять синтез различных вирусных компонентов. Но у определенного процента клеток провирус долгое время остается неактивным, пока клетка-хозяин не будет активирована соответствующими сигналами от иммунной системы. Такие латентные инфицированные клетки служат в качестве еще одного долговременного резервуара инфекции, который оказывается защищенным как от иммунной системы, так и от действия антивирусных препаратов.
В процессе активации провируса участвует множество разнообразных факторов. Наиболее известные из них — общее состояние иммунной системы до заражения ВИЧ, возраст, генетические особенности организма, образ жизни, а также другие вирусы, которые успели проникнуть в организм еще до появления в нем ВИЧ. Активирующими факторами могут выступать различные белки самой клетки, которые, продолжая выполнять свои основные функции в клетке, одновременно, сами того не понимая, «будят» притаившегося в них зверя. Эти белки носят
Когда провирус активизировался, начинается процесс считывания (транскрипции) вирусного генома. Процесс транскрипции лжепрограммы-провируса протекает в тысячу раз быстрее, чем у нормальных клеточных генов. Затем на вирусных РНК быстро синтезируется огромное количество вирусных белков. Одно из коварств вируса состоит в том, что он не просто налаживает синтез собственных белков, но еще и влияет на работу генов клетки-хозяина. В результате меняется нормальный спектр белков в клетке: формируются белки, которые способствуют развитию вируса, а сама клетка при этом остается на «голодном пайке». Так вирус привлекает все резервы клетки для решения своих эгоистичных задач. На мембране инфицированной клетки из поступающих туда вирусных РНК и белков начинают собираться новые вирусные частицы. По мере созревания эти частицы «отпочковываются» от клетки, а образовавшиеся «зрелые» вирусы инфицируют новые клетки. Сборка вирусных частиц и выход нового потомства вируса из инфицированной клетки — исключительно важный этап развития заболевания.
Отличительной чертой ВИЧ является взрывной характер процессов активации транскрипции, синтеза белков-предшественников, сборки вирионов и их почкования: за сутки в одном лимфоците может образоваться до тысячи вирусных частиц, а всего в организме ежедневно возникает по крайней мере 1010 новых вирионов (взрослых инфекционных вирусов).
Чем больше становится вирусов, тем большее число С4-лимфоцитов поражается и погибает. Время полужизни таких лимфоцитов составляет всего 1,6 дней (т. е. за такой срок погибает половина инфицированных клеток). Организму приходится все больше и больше сил тратить на борьбу с инфекцией. Это напоминает затяжную позиционную войну, когда противники стараются измотать друг друга. В возникающем противостоянии больше шансов у вируса. У каждого организма есть свои ресурсы и свой потенциал, но они не бесконечны. Через некоторое время организм исчерпывает ресурсы, и вирус встречает все меньше и меньше сопротивления. Число Т-хелперов — ключевых клеток иммунной системы — уменьшается настолько сильно, что вся иммунная система перестает практически работать. Ситуация эта в целом сходна с той, которая возникает при заражении «вирусом» компьютера. Маленькая лжепрограмма способна довольно быстро полностью испортить всю огромную информацию, содержащуюся в мощном компьютере.
Обычно после того, как иммунная система избавляется от какого-нибудь чужеродного агента (антигена), она возвращается в состояние относительного покоя. Однако при ВИЧ-инфекции иммунная система может переходить в хронически активированное состояние, она начинает работать и работать без отдыха. Такое необычное состояние приводит к многочисленным отрицательным последствиям. B активированных CD4-лимфоцитах размножение ВИЧ происходит более активно. Таким образом, вирус, активируя иммунную систему, не только не уничтожается ею, а, наоборот, начинает чувствовать себя в этой ситуации даже более вольготно. Вот уж поистине, quod cibus est aliis, aliis est atrum venerum (что для одних пища, то для других сильный яд). Хроническая активация иммунной системы во время заболевания ВИЧ в конечном итоге приводит к «усталости» B-лимфоцитов больного, что нарушает способность этих клеток к синтезу антител против других возбудителей. Наконец, длительная безудержная работа иммунной системы может также приводить к апоптозу и повышенной продукции цитокинов, что не только усиливает размножение ВИЧ, но и вызывает неправильную регуляцию в сложной системе тесно взаимосвязанных иммунных клеток. B результате защитная система полностью дезорганизуется. Все это вместе с массовой гибелью С4-клеток, вызываемой ВИЧ, резко снижает у организма возможность в принципе противостоять внешним и внутренним инфекциям.
Таким образом, обычно начиная с момента инфицирования вирус непрерывно и быстро реплицируется. И почти сразу же начинается разрушение иммунной системы. Вирусная нагрузка и большая часть процесса разрушения первоначально приходится на лимфоидную ткань. Иммунная система пытается справиться с этим процессом, но безуспешно. Медленно, но неуклонно вирус разрушает ее ключевые компоненты. При этом ВИЧ еще и постоянно видоизменяется. Конечно, что-то погибает под яростной атакой иммунной системы, но что-то прячется в укрытия, переживает опасный момент, а потом, преобразившись, со свежими силами вновь вступает в бой. И такая хитрая тактика в конечном итоге приносит успех. Иммунная система деморализуется, ведь враг не отступает, а все время меняет свою дислокацию, свой облик, на смену погибшим приходят все новые и новые воины. И постепенно из своего противника ВИЧ превращает дезорганизованную иммунную систему даже в своего помощника. «Перевербованные» иммунные клетки начинают помогать врагу: они способствуют размножению вируса и порой даже сами вредят организму, вызывая различные патологии, в частности производя снаряды-антитела против собственных белков клетки. Мало того, они прекращают борьбу и с другими чужеродными микроорганизмами, останавливая производство клеток-киллеров и антител. Начинает развиваться иммунодефицит.
Здесь, пожалуй, стоит уже немного рассказать о том, что же представляет собой иммунодефицит.
Несколько слов об иммунодефиците
В иммунной системе, как и в любой другой системе организма, возможны различные поломки, в результате которых она начинает функционировать неправильно, плохо, а в результате иммунитет снижается, и развивается иммунная недостаточность, или иммунодефицит. Иммунодефицит — это нарушение структуры и функции какого-либо звена целостной иммунной системы и потеря организмом способности сопротивляться любым инфекциям и восстанавливать нарушения своих органов. Кроме того, при иммунодефиците замедляется или вообще останавливается процесс обновления организма.
Существует множество различных иммунодефицитов, которые обусловлены разными причинами. Врачам давно уже известны врожденные, или первичные, иммунодефициты. В настоящее время идентифицировано более 70 врожденных дефектов иммунной системы, и, вероятно, их число по мере совершенствования методов молекулярной иммунодиагностики будет расти. Обычно это тяжелые заболевания у детей, вызываемые дефектами какого-либо звена иммунной системы, которая в норме защищает организм от разнообразных вредных микроорганизмов. Дефекты могут затрагивать разные иммунокомпетентные клетки, в том числе Т- и В-лимфоциты и макрофаги. Примером преимущественного поражения Т-клеточного звена иммунитета может служить синдром Ди Джорджи, который сопровождается недоразвитием тимуса. Дефекты Т-клеток повышают чувствительность организма к разнообразным микроорганизмам (от дрожжей до вирусов), которые в норме безвредны. Нарушения в макрофагах также приводят к тяжелым патологиям, например к хроническому гранулематозу. Известны и патологии, связанные с выработкой антител В-лимфо-цитами. При этом часто возрастает восприимчивость организма к повторным инфекциям, вызываемым так называемыми гноеродными бактериями (они вызывают гнойное воспаление).
К счастью, врожденные иммунодефициты встречаются довольно редко (в среднем один случай на 25—100 тыс. человек). Чаще врачам приходится сталкиваться с приобретенными, или вторичными, иммунодефицитами, которые возникают в течение жизни пациентов и являются результатом действия на организм целого ряда химических, радиоактивных, медикаментозных и других веществ, а также влияния вирусных инфекций, хронических воспалительных процессов, сложных операций, травм, стресса. Иммунодефицит, называемый СПИДом, — единственный известный на сегодняшний день приобретенный иммунодефицит, связанный с конкретным вирусом-возбудителем. Дефекты, обусловливающие вторичные иммунодефициты, разнообразны и, как при первичном иммунодефиците, затрагивают различные компоненты иммунной системы.
При иммунодефиците человек становится беззащитным не только перед обычными инфекциями, такими как грипп или дизентерия, но также перед бактериями и вирусами, которые ранее не могли вызвать заболевания, так как иммунная система не позволяла им размножаться в большом количестве. Один из ярких примеров — пневмоциста карини. Это совершенно бесполезная для организма бактерия, живущая в легких практически каждого человека. При здоровой иммунной системе она не причиняет человеку никакого вреда, но при иммунодефиците может вызвать серьезное поражение легких — пневмоцистную пневмонию. Кроме того, иммунодефицит приводит к обострению тех хронических заболеваний, которые были у человека, но не имели ярко выраженных симптомов и, может быть, никогда бы не привели к серьезным проблемам со здоровьем.
Академик Р. В. Петров писал: «Иммунитет — это пропуск, позволяющий человеку жить в мире микробов». Исчезает пропуск — исчезает и жизнь, которая без иммунитета невозможна.
Отдельно стоит вопрос о том, что же приводит в конечном итоге к гибели большинства Т-хелперов в организме ВИЧ-инфицированного человека и развитию иммунодефицита. Скажем прямо, пока в этом ключевом вопросе еще не все ясно. Тем не менее известно, что имеет место прямой цитопатический (убивающий клетку) эффект ВИЧ на Т-хелперы. Инфицированный ВИЧ Т-лимфоцит, в котором произошла активация вируса, подвергается прямому разрушению (цитолизу) всеми доступными для вируса способами. Но, как выясняется сегодня, это, по-видимому, не главное. Скорее всего, в этом участвуют и другие механизмы, в частности уже упоминавшийся процесс апоптоза. Апоптоз запрограммирован в наших клетках и определяет их исчезновение из организма в нужный момент. B нормальном состоянии это процесс обновления, созидания. Когда же в него вмешивается вирус, то ситуация резко меняется. Ошибочный запуск апоптоза может происходить из-за действия таких факторов, как избыточная активация В- и Т-лимфоцитов, высокие концентрации ВИЧ-антигена и неадекватное функционирование сигнальной системы цитокинов, что может приводить к гибели даже Т-лимфоцитов, которые не инфицированы ВИЧ. Существенная роль в этом процессе принадлежит цитокинам, которые продуцируются инфицированными ВИЧ макрофагами, в первую очередь таким из них, как фактор некроза опухолей и интерлейкин-1. Считается, что повышенная секреция этих и некоторых других цитокинов преждевременно запускает механизм запрограммированной гибели клетки — апоптоз. Выяснилось также, что развитие ВИЧ-инфекции и гибель лимфоцитов обусловлены дисгармонией взаимодействия цитокинов, вырабатываемых разными видами (субпопуляциями) Т-хелперов (за счет уменьшения продукции Т-хелперами 1-го типа интерлейкина-2 и гамма-интерферона и усиления синтеза Т-хелперами 2-го типа интерлейкинов-4 и 10). Активированные Т-лимфоциты, содержащие на своей поверхности другой белок-рецептор CD8, способны затормозить этот процесс посредством секреции своих специфических цитокинов.
Иммунологическая недостаточность при ВИЧ-инфекции связана не только со снижением абсолютного числа С4-лимфоцитов, но и с нарушением их функции. Так, в начальные сроки течения инфекции, когда еще число Т-лимфоцитов-хелперов достаточно велико, ведущим звеном «поломки» иммунной системы может быть блокада рецепторов CD4 на поверхности клеток вирусным белком gp120, который, как уже говорилось, способен взаимодействовать с этим рецептором. Связывание вирусного белка gp120 с С4-рецепторами инициирует цепь событий, в результате которых клетка становится неспособной участвовать в полноценном иммунном ответе. В этом патологическом процессе также задействованы разнообразные цитокины.
Деструкция инфицированных ВИЧ Т-лимфоцитов-хелперов осуществляется и в другой форме — за счет слияния клеток, т. е. образования так называемых синцитиев — многоядерных клеток (в синцитий вовлекаются, с одной стороны, клетки, инфицированные ВИЧ, на поверхности которых появляются вирусные белки gp120 и gp41, и, с другой, — клетки, необязательно инфицированные ВИЧ, но имеющие на наружной мембране молекулы рецептора CD4). Даже неинфицированные Т-лимфоциты, вовлеченные в такие сложные необычные структуры, становятся неспособными выполнять свои защитные функции.