ВИЧ и СПИД: вирус, болезнь, лечение и общество

5 июня 1981 года американский бюллетень заболеваемости и смертности сообщил о пяти молодых мужчинах из Лос-Анджелеса, у которых развилась пневмония, вызванная грибом пневмоцистой. Этот гриб живёт в лёгких почти каждого человека и вызывает болезнь только при тяжёлом угнетении иммунитета — например, у больных, получающих лекарства после пересадки органов. Но эти пятеро были прежде здоровы. Вскоре врачи по всей стране начали сообщать о молодых людях с редкими инфекциями и редкой опухолью — саркомой Капоши. Иммунная система этих больных была разрушена, и никто не знал почему [1]. Так началась история болезни, которую назвали синдромом приобретённого иммунодефицита — СПИДом.

Это девятая статья серии о реализации наследственной информации (начало — «Матричный синтез и реализация наследственной информации», о ретровирусах — в статье «Бактериофаги и ретровирусы»). В ней разобраны строение и размножение вируса иммунодефицита человека, течение ВИЧ-инфекции, пути передачи, лечение и профилактика, а также медицинские и социальные проблемы, связанные с ВИЧ.

• 1. ВИЧ-инфекция и СПИД: в чём разница
• 2. Как открыли вирус
• 3. Сорок лет эпидемии
• 4. Откуда пришёл ВИЧ
• 5. Два вируса: ВИЧ-1 и ВИЧ-2
• 6. Строение ВИЧ
• 7. Гены ВИЧ и «войны» с клеткой
• 8. Как ВИЧ размножается в клетке
• 9. ВИЧ в задачах линии 27
• 10. Почему ВИЧ разрушает иммунитет
• 11. Как ВИЧ уклоняется от иммунитета
• 12. Как протекает ВИЧ-инфекция
• 13. Люди, которые сдерживают вирус сами
• 14. Как передаётся и как НЕ передаётся ВИЧ
• 15. ВИЧ и туберкулёз
• 16. Саркома Капоши: опухоль, указавшая на эпидемию
• 17. Рискованное поведение, а не «группы риска»
• 18. Как обнаруживают ВИЧ
• 19. Лечение: от смертельного приговора к хронической болезни
• 20. «Неопределяемый — значит, не передающий»
• 21. Профилактика
• 22. ВИЧ и наркотики
• 23. Дети и подростки с ВИЧ
• 24. Можно ли вылечить ВИЧ-инфекцию
• 25. Генная терапия и этика
• 26. Почему нет вакцины
• 27. Как изучают ВИЧ
• 28. Эволюция ВИЧ на наших глазах
• 29. ВИЧ в мире
• 30. ВИЧ и общество
• 31. Мифы о ВИЧ и их цена
• 32. Жизнь с ВИЧ сегодня
• 33. ВИЧ и коронавирус: два вируса — две болезни
• 34. Итог: что важно знать о ВИЧ
• 35. Частые ошибки
• 36. Интересные факты
• 37. Частые вопросы
• 38. ЕГЭ
• 39. Для олимпиад
• 40. Задания с разбором
• Литература

1. ВИЧ-инфекция и СПИД: в чём разница

ВИЧ — вирус иммунодефицита человека, ретровирус, поражающий клетки иммунной системы. ВИЧ-инфекция — болезнь, которую он вызывает. Она длится годами и без лечения проходит несколько стадий. СПИД — синдром приобретённого иммунодефицита — последняя стадия ВИЧ-инфекции, когда иммунитет разрушен настолько, что организм не может противостоять инфекциям и опухолям, с которыми здоровый человек легко справляется.

Важно понимать: человек, живущий с ВИЧ, не обязательно болен СПИДом. Если ВИЧ-инфекцию вовремя обнаружить и лечить, СПИД не развивается, и человек живёт долгую полноценную жизнь. Поэтому правильно говорить «человек, живущий с ВИЧ», а не «больной СПИДом».

2. Как открыли вирус

В первые годы эпидемии причина болезни была неизвестна. Её заметили у мужчин, имевших половые контакты с мужчинами, затем — у потребителей наркотиков, вводимых шприцами, у больных гемофилией, получавших препараты крови, у детей заражённых матерей. Стало ясно, что возбудитель передаётся через кровь и половым путём.

В 1983 году французские вирусологи Франсуаза Барре-Синусси и Люк Монтанье из Института Пастера выделили из лимфатического узла больного новый ретровирус, обладающий обратной транскриптазой [2]. Почти одновременно американская группа Роберта Галло доказала, что этот вирус — причина СПИДа, и научилась выращивать его в больших количествах, что позволило создать тест для проверки крови. Французская группа назвала вирус LAV, американская — HTLV-III, и между лабораториями разгорелся спор о приоритете, в который вмешались даже правительства двух стран. Чтобы положить конец путанице, в 1986 году международная комиссия дала вирусу общее название — вирус иммунодефицита человека. В 2008 году Барре-Синусси и Монтанье получили Нобелевскую премию.

Открытие вируса в течение двух лет после описания болезни стало возможным благодаря тому, что ретровирусы уже хорошо изучили: была известна обратная транскриптаза (подробнее — в статье «Бактериофаги и ретровирусы»), а за три года до этого был открыт первый ретровирус человека. Вскоре после открытия, в 1985 году, появился тест на антитела к ВИЧ, и с тех пор вся донорская кровь проверяется.

3. Сорок лет эпидемии

1980-е: страх и неизвестность. Болезнь распространялась быстрее, чем её успевали понять. Диагноз СПИД означал смерть в течение одного-двух лет. В 1985 году появился тест на антитела, и донорскую кровь начали проверять; до этого тысячи больных гемофилией заразились через препараты крови. В 1987 году был одобрен азидотимидин — первое лекарство, но помогал он ненадолго.

1990-е: перелом. СПИД стал главной причиной смерти молодых взрослых в США. В 1995–1996 годах появились ингибиторы протеазы, и комбинированная терапия из трёх препаратов превратила смертельную болезнь в хроническую. Смертность в развитых странах упала в несколько раз. Но лечение стоило около 10 тысяч долларов в год на человека и было недоступно миллионам людей в Африке, где эпидемия только набирала силу.

2000-е: лечение для всех. Производство недорогих копий препаратов в Индии и других странах снизило стоимость годового курса до нескольких сотен, а затем до менее чем ста долларов. Международные фонды начали закупать препараты для бедных стран. В Африке к югу от Сахары, где в некоторых странах ВИЧ был у каждого пятого взрослого, продолжительность жизни, упавшая на десятилетие из-за эпидемии, начала восстанавливаться.

2010-е: лечение как профилактика. Было доказано, что человек на эффективном лечении не передаёт вирус, и что приём препаратов людьми без ВИЧ предотвращает заражение. ВОЗ рекомендовала начинать лечение сразу после постановки диагноза, не дожидаясь снижения Т-хелперов.

2020-е: препараты длительного действия. Появились уколы для лечения раз в один-два месяца, а в 2024 году испытание нового препарата ленакапавира, который вводят раз в полгода, показало, что среди тысяч молодых женщин в Африке, получавших его для профилактики, не произошло ни одного заражения [3]. Если такие препараты станут доступными, они могут кардинально изменить ход эпидемии.

Хроника

4. Откуда пришёл ВИЧ

У многих обезьян Африки живут родственные вирусы — вирусы иммунодефицита обезьян, обычно не вызывающие у своих природных хозяев болезни. В 1999 году американские исследователи показали, что ВИЧ-1, вызывающий почти всю мировую эпидемию, произошёл от вируса центральноафриканских шимпанзе [4]. Вирус, по-видимому, переходил к людям, когда охотники разделывали туши заражённых обезьян. ВИЧ-2, распространённый в основном в Западной Африке и менее опасный, произошёл от вируса другой обезьяны — дымчатого мангобея.

Когда это случилось? В 2008 году учёные прочитали фрагменты генома ВИЧ из сохранившегося образца ткани, взятого в Киншасе (тогда — Леопольдвиль, Бельгийское Конго) в 1960 году, и сравнили со старейшим известным образцом 1959 года. Различия между ними и скорость мутирования вируса показали, что общий предок этих вирусов существовал в начале XX века (по оценке — около 1900–1910 годов, с разбросом от 1880-х до 1920-х) [5]. Вирус десятилетиями незаметно распространялся в растущих городах Центральной Африки, затем вместе с людьми попал на Гаити, а оттуда — в США, где и был обнаружен в 1981 году.

5. Два вируса: ВИЧ-1 и ВИЧ-2

Существует два вируса иммунодефицита человека. ВИЧ-1 вызывает почти всю мировую эпидемию; он произошёл от вируса шимпанзе и делится на несколько групп, из которых группа M («главная») распространилась по всему миру и включает много подтипов. ВИЧ-2, открытый в 1986 году, распространён в основном в Западной Африке. Он произошёл от вируса обезьяны дымчатого мангобея, хуже передаётся и гораздо медленнее приводит к СПИДу: многие люди с ВИЧ-2 живут десятилетия без признаков болезни даже без лечения. Некоторые лекарства, действующие на ВИЧ-1, против ВИЧ-2 неэффективны, поэтому тип вируса важно определять.

Каждый из этих вирусов возникал при переходе от обезьян к человеку не один раз: группы ВИЧ-1 соответствуют по меньшей мере четырём независимым переходам. Но лишь один из них, давший группу M, вызвал глобальную эпидемию — видимо, благодаря стечению обстоятельств: росту колониальных городов, железных дорог, массовым медицинским кампаниям с плохо стерилизованными шприцами.

6. Строение ВИЧ

ВИЧ — сложный РНК-содержащий вирус диаметром около 100–120 нм, относящийся к ретровирусам (подсемейство лентивирусов, от латинского lentus — медленный: болезни, которые они вызывают, развиваются медленно).

• Суперкапсид — липидная оболочка, захваченная из мембраны клетки при отпочковывании вируса.
• Гликопротеины оболочки — «шипы», состоящие из двух частей: одна связывается с рецептором CD4 на поверхности клетки, другая обеспечивает слияние оболочки вируса с мембраной клетки. Шипы покрыты густым слоем углеводов, который мешает антителам их узнать.
• Капсид — белковая оболочка в форме конуса.
• Геном — две одинаковые молекулы одноцепочечной РНК, около 9700 нуклеотидов каждая, с девятью генами.
• Ферменты: обратная транскриптаза, интеграза, протеаза.

7. Гены ВИЧ и «войны» с клеткой

В геноме ВИЧ всего девять генов. Три из них — общие для всех ретровирусов: они кодируют белки капсида, ферменты (обратную транскриптазу, интегразу, протеазу) и гликопротеины оболочки. Остальные шесть — регуляторные и вспомогательные гены, которые помогают вирусу управлять клеткой и бороться с её защитой. Один из этих белков многократно усиливает транскрипцию провируса, другой помогает вывести вирусные РНК из ядра, третий маскирует заражённую клетку от иммунитета.

У клеток человека есть собственные противовирусные белки — так называемые факторы рестрикции. Например, один из них встраивается в вирионы и при обратной транскрипции превращает в новой ДНК вируса множество цитозинов в урацилы, так что провирус оказывается испорченным мутациями. Другой удерживает вирионы на поверхности клетки и не даёт им отделиться. ВИЧ «научился» обезвреживать эти белки с помощью своих вспомогательных генов — это один из примеров многовековой «гонки вооружений» между вирусами и их хозяевами. Интересно, что у обезьян факторы рестрикции устроены немного иначе, и это одна из причин, почему вирусам приходится приспосабливаться при переходе от одного вида к другому.

8. Как ВИЧ размножается в клетке

1. Прикрепление. Гликопротеин вируса связывается с белком CD4 на поверхности Т-хелпера (а также макрофага), а затем с дополнительным рецептором — чаще всего белком CCR5.
2. Слияние и проникновение. Оболочка вируса сливается с мембраной клетки, и капсид с РНК и ферментами попадает в цитоплазму.
3. Обратная транскрипция. Обратная транскриптаза синтезирует на РНК вируса комплементарную ДНК, а затем вторую цепь. Получается двуцепочечная ДНК.
4. Интеграция. ДНК проникает в ядро, и интеграза встраивает её в хромосому клетки. Образуется провирус.
5. Транскрипция и трансляция. Если клетка активирована, её РНК-полимераза транскрибирует провирус. Синтезируются вирусные РНК: одни служат иРНК для синтеза вирусных белков на рибосомах клетки, другие — геномами новых вирионов.
6. Сборка и отпочковывание. Вирусные белки и РНК собираются у мембраны, и незрелые вирионы отпочковываются, захватывая участок мембраны.
7. Созревание. Протеаза вируса разрезает длинные белки-предшественники на рабочие части, и вирион становится заразным.

В организме нелеченого человека ежедневно образуются, по оценкам, миллиарды вирионов, и гибнут миллиарды клеток. Каждый этап этого цикла — потенциальная мишень лекарств, и современная терапия бьёт сразу по нескольким этапам.

9. ВИЧ в задачах линии 27

Обратная транскрипция ВИЧ — материал для задач второй части ЕГЭ. Пример: фрагмент РНК ВИЧ имеет последовательность 5ʹ-АУГГЦАААГУАЦЦГУ-3ʹ. Обратная транскриптаза синтезирует на нём первую цепь ДНК, затем вторую; двуцепочечная ДНК встраивается в хромосому, и с неё транскрибируется вирусная РНК, причём матрицей служит первая цепь. Решение: 1) первая цепь ДНК комплементарна РНК и антипараллельна ей: 3ʹ-ТАЦЦГТТТЦАТГГЦА-5ʹ; 2) вторая цепь комплементарна первой и совпадает с РНК, только вместо урацила тимин: 5ʹ-АТГГЦАААГТАЦЦГТ-3ʹ; 3) РНК, транскрибируемая с первой цепи, совпадает с исходной: 5ʹ-АУГГЦАААГУАЦЦГУ-3ʹ; 4) фрагмент белка (с первого нуклеотида): Мет-Ала-Лиз-Тир-Арг. Подробно этот и другие типы задач разобраны в статье «Задачи на биосинтез белка».

10. Почему ВИЧ разрушает иммунитет

Главная мишень ВИЧ — Т-хелперы (Т-лимфоциты-помощники, несущие белок CD4). Это «дирижёры» иммунной системы: они распознают чужие белки и помогают B-лимфоцитам вырабатывать антитела, а цитотоксическим Т-лимфоцитам — уничтожать заражённые клетки. ВИЧ размножается в Т-хелперах, и заражённые клетки гибнут — от действия вируса, от атаки иммунной системы, от постоянной активации. Год за годом число Т-хелперов снижается: у здорового человека их 500–1500 в микролитре крови, а при СПИДе — меньше 200.

Без Т-хелперов иммунная система теряет способность бороться с инфекциями. Возникают оппортунистические инфекции — болезни, вызываемые микроорганизмами, которые здоровому человеку почти не опасны: пневмоцистная пневмония, кандидоз пищевода, цитомегаловирусная инфекция, токсоплазмоз мозга, туберкулёз. Развиваются опухоли, связанные с вирусами, — саркома Капоши, лимфомы. Именно эти болезни, а не сам ВИЧ, без лечения приводят к смерти.

Т-хелперы — «дирижёры» иммунитета

Чтобы понять, почему потеря именно Т-хелперов так губительна, вспомним, как работает приобретённый иммунитет. Когда в организм попадает возбудитель, особые клетки «показывают» кусочки его белков Т-хелперам. Т-хелпер, узнавший чужой белок, размножается и выделяет сигнальные вещества, которые запускают сразу несколько линий защиты: помогают B-лимфоцитам превращаться в клетки, вырабатывающие антитела, активируют цитотоксические Т-лимфоциты, убивающие заражённые клетки, усиливают работу макрофагов, поглощающих бактерии. Без Т-хелперов ни одна из этих линий не работает в полную силу, хотя сами клетки остаются (подробнее — в статье «Иммунитет»).

Коварство ВИЧ в том, что он поражает именно ту систему, которая должна с ним бороться. К тому же вирус быстро мутирует и ускользает от антител, а провирус прячется в «спящих» клетках памяти, где иммунитет его не видит.

11. Как ВИЧ уклоняется от иммунитета

Иммунная система человека с ВИЧ не бездействует: она вырабатывает антитела к белкам вируса и цитотоксические лимфоциты, уничтожающие заражённые клетки. Вирусная нагрузка после острой стадии снижается в десятки и сотни раз — это иммунитет сдерживает вирус. Почему же он не может его победить?

• Изменчивость. Обратная транскриптаза постоянно создаёт новые варианты, и антитела, выработанные к вчерашнему вирусу, плохо узнают сегодняшний. Вирус всегда «на шаг впереди».
• Углеводный щит. Гликопротеины оболочки покрыты плотным слоем углеводов, которые иммунная система воспринимает как свои, и самые важные участки белка оказываются закрыты.
• Маскировка заражённых клеток. Один из белков ВИЧ уменьшает на поверхности заражённой клетки количество молекул, с помощью которых клетка «показывает» иммунитету кусочки вирусных белков, и цитотоксическим лимфоцитам труднее её найти.
• Укрытие в провирусе. В «спящих» клетках памяти провирус не транскрибируется, вирусных белков не образуется, и иммунитет не может отличить такую клетку от здоровой.
• Удар по «штабу». ВИЧ уничтожает Т-хелперов — те самые клетки, которые координируют весь иммунный ответ, в том числе против самого ВИЧ.

Именно эти свойства делают ВИЧ таким трудным противником для вакцин: вакцина должна вызвать ответ, который справится с вирусом лучше, чем справляется естественный иммунитет большинства людей.

12. Как протекает ВИЧ-инфекция

Самая опасная особенность ВИЧ-инфекции — долгий бессимптомный период. Человек годами не знает о заражении и может передать вирус другим. Поэтому так важно регулярно проходить тестирование, особенно при наличии рисков.

13. Люди, которые сдерживают вирус сами

Примерно у одного из трёхсот людей с ВИЧ вирусная нагрузка без всякого лечения остаётся очень низкой или даже неопределяемой, а число Т-хелперов годами не снижается. Их называют «элитными контролёрами» [6]. Исследования показали, что у многих из них есть определённые варианты генов иммунной системы, которые позволяют цитотоксическим Т-лимфоцитам особенно эффективно узнавать консервативные участки белков ВИЧ — те, которые вирус не может изменить без вреда для себя. Изучение элитных контролёров подсказывает, какой иммунный ответ должна вызывать будущая вакцина.

Ещё одна группа — люди, которые многократно подвергались риску, но не заразились. Часть из них несёт мутацию CCR5Δ32 в обоих аллелях: у них нет рецептора, через который в клетки проникают самые распространённые штаммы ВИЧ.

14. Как передаётся и как НЕ передаётся ВИЧ

ВИЧ содержится в крови, сперме, вагинальном секрете и грудном молоке заражённого человека. Вне организма вирус быстро погибает, а через неповреждённую кожу не проникает.

Комары не переносят ВИЧ: вирус не размножается в организме насекомого и разрушается в его кишечнике, а со слюной комар вводит не кровь предыдущего человека, а свою слюну. Знание того, как ВИЧ не передаётся, так же важно, как знание путей передачи: страх «бытового заражения» — одна из причин дискриминации людей с ВИЧ.

15. ВИЧ и туберкулёз

Самая частая причина смерти людей с ВИЧ в мире — туберкулёз. Примерно у четверти населения Земли в организме «дремлют» туберкулёзные палочки, которые сдерживает иммунная система, прежде всего Т-хелперы. Когда ВИЧ разрушает Т-хелперов, скрытая инфекция переходит в болезнь: у человека с ВИЧ риск заболеть туберкулёзом в десятки раз выше. При этом туберкулёз у таких людей протекает тяжелее и чаще поражает не только лёгкие. Поэтому всех людей с ВИЧ обследуют на туберкулёз, а при необходимости проводят профилактическое лечение. Сочетание двух эпидемий особенно опасно в Африке и Восточной Европе.

16. Саркома Капоши: опухоль, указавшая на эпидемию

Саркома Капоши — редкая опухоль сосудов кожи и внутренних органов, описанная ещё в 1872 году венгерским дерматологом Морицем Капоши у пожилых мужчин. В 1981 году её внезапно стали находить у молодых мужчин в Нью-Йорке и Сан-Франциско, и это стало одним из первых признаков новой эпидемии. В 1994 году выяснилось, что опухоль вызывает вирус из группы герпеса — герпесвирус человека 8-го типа. У здоровых людей иммунная система держит этот вирус под контролем, а при разрушении иммунитета он вызывает опухоль. При лечении ВИЧ-инфекции саркома Капоши часто уменьшается сама.

17. Рискованное поведение, а не «группы риска»

В 1980-е годы говорили о «группах риска», и это создало опасное заблуждение: будто ВИЧ угрожает только «другим». На самом деле вирусу безразлично, к какой группе относится человек: заражение определяет не принадлежность к группе, а конкретные ситуации — незащищённый половой контакт, общий шприц, нестерильный инструмент. Поэтому сегодня врачи говорят о рискованном поведении. Во многих странах значительная доля новых заражений приходится на гетеросексуальные контакты, и среди заражающихся всё больше людей среднего возраста, которые не считали себя в опасности и поздно обследовались. Тестирование рекомендуют всем, кто хотя бы раз оказывался в ситуации возможного заражения, а беременным — обязательно.

18. Как обнаруживают ВИЧ

Самые распространённые тесты обнаруживают антитела к ВИЧ и белок вируса в крови. Антитела появляются не сразу, а через несколько недель после заражения — этот промежуток называют периодом окна: в это время тест на антитела может быть отрицательным, хотя человек уже заражён и заразен. Современные тесты, определяющие одновременно антитела и вирусный белок, сокращают окно до 2–6 недель, а метод ПЦР, обнаруживающий РНК вируса (после обратной транскрипции), — ещё сильнее. Положительный результат быстрого теста всегда подтверждают дополнительными анализами.

У людей, получающих лечение, регулярно измеряют вирусную нагрузку — число копий РНК вируса в миллилитре крови — и число Т-хелперов. Цель лечения — чтобы вирусная нагрузка стала «неопределяемой», то есть ниже порога чувствительности теста.

Как устроены тесты

Первый тест на антитела к ВИЧ появился в 1985 году: в лунки пластикового планшета наносили белки вируса, добавляли сыворотку крови, и если в ней были антитела, они связывались с белками, а особый реактив окрашивал лунку. Положительный результат подтверждали дополнительным анализом, определявшим антитела к отдельным белкам вируса. Сегодня существуют быстрые тесты, дающие ответ за 15–20 минут по капле крови или пробе жидкости из полости рта, и тесты для самостоятельного применения дома. Для определения вирусной нагрузки используют ПЦР с обратной транскрипцией, которая позволяет обнаружить и подсчитать даже несколько десятков копий РНК вируса в миллилитре крови. Детей, рождённых матерями с ВИЧ, проверяют не на антитела (у них есть антитела матери), а методом ПЦР на сам вирус.

19. Лечение: от смертельного приговора к хронической болезни

Первое лекарство против ВИЧ — азидотимидин (зидовудин), «фальшивый» нуклеотид, обрывающий цепь ДНК, синтезируемую обратной транскриптазой, — одобрили в 1987 году. Но вирус быстро становился к нему устойчивым, и через год-два лекарство переставало помогать. Перелом произошёл в 1996 году, когда стали применять сочетание трёх препаратов, действующих на разные мишени, — два препарата против обратной транскриптазы и ингибитор протеазы. Клинические испытания показали, что такое лечение резко снижает вирусную нагрузку и смертность [7]. Смерти от СПИДа в развитых странах сократились в несколько раз за пару лет.

Принцип прост: вероятность того, что в одном вирионе одновременно возникнут мутации устойчивости сразу к трём лекарствам, ничтожна. Сегодня антиретровирусная терапия (АРТ) включает препараты нескольких групп: ингибиторы обратной транскриптазы, интегразы, протеазы, проникновения. Часто это одна таблетка в день, а появились и уколы раз в один-два месяца.

Человек, начавший лечение вовремя и принимающий его постоянно, живёт почти столько же, сколько люди без ВИЧ. Но лечение пожизненное: оно подавляет размножение вируса, но не удаляет провирус из «спящих» клеток. Если прекратить приём, вирус через несколько недель возвращается.

20. «Неопределяемый — значит, не передающий»

Одно из важнейших открытий последних лет: эффективное лечение не только сохраняет жизнь человеку с ВИЧ, но и предотвращает заражение других. В 2011 году большое международное исследование показало, что раннее начало АРТ у человека с ВИЧ снижает риск передачи вируса его партнёру на 96 % [8]. Последующие исследования пар, в которых у одного партнёра ВИЧ и неопределяемая вирусная нагрузка на фоне лечения, за годы наблюдения не выявили ни одного случая передачи вируса половым путём [9].

Отсюда принцип «неопределяемый = не передающий». Он изменил и медицину, и общество: лечение каждого человека с ВИЧ стало одновременно и профилактикой новых заражений, а страх перед людьми с ВИЧ, получающими лечение, лишился оснований.

Важно понимать границы этого принципа. Он относится к половой передаче и действует, когда вирусная нагрузка подтверждена анализами и стабильно остаётся неопределяемой не меньше полугода; при перерывах в лечении вирус возвращается за несколько недель. Принцип не защищает от других инфекций, передающихся половым путём, и не отменяет правил безопасности при контакте с кровью. Но он дал миллионам людей с ВИЧ возможность жить без страха заразить близких.

21. Профилактика

• Барьерная защита — презерватив надёжно предотвращает половую передачу ВИЧ.
• Стерильные инструменты — одноразовые шприцы, стерилизация медицинских инструментов, инструментов для маникюра, татуировок, пирсинга.
• Проверка донорской крови и органов.
• Доконтактная профилактика — приём антиретровирусных препаратов людьми без ВИЧ, но с высоким риском заражения. В 2010 году испытание показало, что ежедневный приём таблетки из двух препаратов снижает риск заражения, а при регулярном приёме — очень сильно [10]. Появились и препараты длительного действия, которые достаточно вводить раз в несколько месяцев.
• Постконтактная профилактика — если произошёл опасный контакт (например, укол медицинской иглой), приём препаратов в течение 72 часов и 28 дней резко снижает риск заражения.
• Профилактика передачи от матери ребёнку. Без мер предосторожности ВИЧ передаётся ребёнку примерно в каждом четвёртом-пятом случае. Ещё в 1994 году было показано, что приём азидотимидина матерью во время беременности и родов и ребёнком после рождения снижает риск примерно на две трети [11]. При современном лечении матери риск снижается до долей процента: женщины с ВИЧ рожают здоровых детей.
• Тестирование — знание своего ВИЧ-статуса позволяет вовремя начать лечение и защитить близких.

22. ВИЧ и наркотики

Во многих странах, особенно в Восточной Европе и Центральной Азии, эпидемия ВИЧ началась среди людей, вводящих наркотики шприцами: один шприц, переходящий из рук в руки, передаёт вирус с кровью. ВОЗ рекомендует для таких групп комплекс мер — обеспечение стерильными шприцами, лечение наркотической зависимости, тестирование и лечение ВИЧ. Там, где эти меры применялись широко, число новых заражений среди потребителей наркотиков резко снижалось. Борьба с ВИЧ в этих группах — пример того, как медицинская проблема тесно связана с социальной: без лечения зависимости, без помощи в трудной жизненной ситуации остановить распространение вируса очень трудно.

23. Дети и подростки с ВИЧ

Большинство детей с ВИЧ заразились от матери — во время беременности, родов или при грудном вскармливании. Без лечения ВИЧ-инфекция у младенцев протекает гораздо быстрее, чем у взрослых: значительная часть нелеченых детей погибает в первые два года жизни. Поэтому детей, рождённых матерями с ВИЧ, обследуют методом ПЦР в первые недели и месяцы жизни, а при выявлении ВИЧ сразу начинают лечение. Дети на лечении растут и развиваются нормально. Для подростков, родившихся с ВИЧ, особая задача — научиться самостоятельно и регулярно принимать препараты и справляться с давлением стигмы.

24. Можно ли вылечить ВИЧ-инфекцию

Главное препятствие к излечению — резервуар: провирус, встроенный в хромосомы «спящих» клеток памяти, которые могут жить десятилетиями. Лекарства действуют только на размножающийся вирус, а «спящий» провирус им недоступен.

Первым излеченным человеком стал американец Тимоти Браун, известный как «берлинский пациент». Он жил с ВИЧ, а в 2007 году у него развился лейкоз, и ему потребовалась пересадка костного мозга. Лечащий врач Геро Хюттер подобрал донора с мутацией CCR5Δ32 в обоих аллелях — у такого человека нет вспомогательного рецептора, через который ВИЧ проникает в клетки (подробнее — в статье «Бактериофаги и ретровирусы»). После пересадки иммунная система Брауна была заменена клетками донора, устойчивыми к ВИЧ, и вирус исчез, хотя АРТ прекратили [12]. Позже так же удалось вылечить ещё нескольких человек.

Но это не способ лечения для миллионов: пересадка костного мозга опасна и оправдана только при раке крови. Учёные ищут другие пути: «разбудить» и уничтожить провирус, «выключить» его навсегда, вырезать его из генома с помощью редактирования генов или создать клетки, устойчивые к ВИЧ. Пока эти методы экспериментальные.

25. Генная терапия и этика

Раз люди без рецептора CCR5 устойчивы к ВИЧ, нельзя ли «выключить» этот рецептор генетически? Учёные пробовали изменять ген CCR5 в собственных клетках крови людей с ВИЧ и возвращать их в организм; такие опыты показали, что изменённые клетки лучше сохраняются, но полностью вытеснить заражённые им не удаётся.

В 2018 году китайский исследователь Хэ Цзянькуй объявил, что изменил ген CCR5 у человеческих зародышей с помощью системы CRISPR, и родились две девочки-близнецы. Мировое научное сообщество единодушно осудило эксперимент: вмешательство в геном зародыша, которое передаётся потомкам, было проведено без доказанной необходимости (ребёнка можно защитить от ВИЧ матери другими, безопасными способами), без надёжных данных о безопасности и с нарушениями правил информированного согласия. Отец девочек был ВИЧ-положительным, но риск передачи ребёнку от отца на лечении и так ничтожен. Хэ Цзянькуй был осуждён в Китае. Эта история стала уроком о границах применения генной инженерии к человеку.

26. Почему нет вакцины

За сорок лет испытано множество вакцин против ВИЧ, но надёжной пока нет. Причин несколько. Вирус чрезвычайно изменчив: в организме одного человека через несколько лет циркулируют тысячи вариантов, а различия между вирусами в разных странах больше, чем между разными типами вируса гриппа. Гликопротеины оболочки покрыты «щитом» из углеводов, которые иммунная система воспринимает как свои. Наконец, вирус очень быстро встраивается в геном, и вакцина должна остановить его в первые же дни — что гораздо труднее, чем просто облегчить течение болезни. Сегодня надежды связывают с вакцинами, «обучающими» иммунную систему вырабатывать особые антитела широкого действия, узнающие консервативные участки вируса. Такие антитела находят у части людей с ВИЧ после многих лет инфекции, и их уже испытывают как лекарства и средства профилактики.

27. Как изучают ВИЧ

ВИЧ заражает только человека и шимпанзе, поэтому для опытов нужны особые модели. Широко используют макак, заражённых вирусом иммунодефицита обезьян, который вызывает у них болезнь, похожую на СПИД: на макаках испытывают вакцины и лекарства, изучают резервуар. Созданы и «очеловеченные» мыши, которым пересажены клетки иммунной системы человека, — в них ВИЧ размножается и разрушает человеческие Т-хелперы. Огромную роль играет и изучение самих людей с ВИЧ: наблюдение за тысячами пациентов в течение десятилетий позволило понять, как протекает болезнь и какое лечение лучше.

Строение белков ВИЧ изучено, пожалуй, подробнее, чем любого другого вируса: расшифрованы структуры обратной транскриптазы, протеазы, интегразы, капсида, гликопротеинов. Лекарства против ВИЧ — одни из первых в истории, созданных «рациональным конструированием» по известной структуре мишени. Например, ингибиторы протеазы проектировали так, чтобы они точно встраивались в активный центр фермента.

28. Эволюция ВИЧ на наших глазах

ВИЧ эволюционирует так быстро, что его эволюцию можно наблюдать в одном человеке: за несколько лет в организме возникает «облако» близких вариантов вируса, и учёные могут построить их родословное древо. Сравнение геномов ВИЧ используют и для расследования путей заражения. Известный случай произошёл в США в начале 1990-х годов: сравнение вирусов показало, что несколько пациентов одного стоматолога были заражены вирусами, очень близкими к его собственному, тогда как у других людей из того же района вирусы были далёкими. Это был один из первых случаев, когда эволюционный анализ геномов вирусов использовали в расследовании.

Те же методы позволили восстановить историю эпидемии — где и когда вирус перешёл от обезьян к человеку, как он попал на другие континенты, — и отслеживать распространение лекарственно устойчивых вариантов. Эволюция, которую мы обычно представляем медленным процессом длиной в миллионы лет, у ВИЧ идёт за месяцы — и определяет успех лечения (подробнее о факторах эволюции — в статье «Элементарные факторы эволюции»).

29. ВИЧ в мире

По данным Объединённой программы ООН по ВИЧ/СПИДу, в 2023 году в мире жили с ВИЧ около 40 миллионов человек, около 1,3 миллиона заразились за год, а примерно 630 тысяч умерли от болезней, связанных со СПИДом [13]. За время эпидемии от СПИДа умерли около 40 миллионов человек. Больше половины людей с ВИЧ живут в странах Африки к югу от Сахары. При этом число новых заражений и смертей заметно снизилось по сравнению с пиком 1990-х — 2000-х годов благодаря лечению и профилактике.

Динамика эпидемии в разных регионах различна. Если в Африке к югу от Сахары число новых заражений за последние десятилетия снизилось больше чем вдвое, то в Восточной Европе и Центральной Азии, а также на Ближнем Востоке оно, по данным ООН, в последние годы росло [13]. Главные причины — поздняя диагностика, недостаточный охват лечением и профилактикой, особенно среди уязвимых групп, и стигматизация.

В Африке к югу от Сахары эпидемия особенно сильно затрагивает молодых женщин: девушки и молодые женщины составляют большую долю новых заражений, чем молодые мужчины. Причины — биологические особенности передачи, социальное неравенство, ранние браки с более старшими партнёрами, нехватка доступа к профилактике. Поэтому так важны средства профилактики, которые женщина может использовать сама, — например, препараты длительного действия.

ООН поставила цель «95–95–95»: чтобы 95 % людей с ВИЧ знали о своём статусе, 95 % из них получали лечение и у 95 % лечащихся вирусная нагрузка была неопределяемой. Многие страны уже близки к этой цели, другие отстают из-за бедности, войн, стигматизации и недостаточного доступа к лечению.

30. ВИЧ и общество

ВИЧ-инфекция — не только медицинская, но и социальная проблема. В первые годы эпидемии болезнь окружали страх и предрассудки: её называли «чумой XX века», людей с ВИЧ увольняли с работы, детей не пускали в школы, врачи отказывались их лечить. Страх «бытового заражения» не имел оснований, но стоил многим людям нормальной жизни.

Отношение общества менялось благодаря знаниям и примеру известных людей. В 1987 году принцесса Великобритании Диана на глазах у фотографов пожала руку пациенту лондонской больницы, больному СПИДом, без перчаток, — этот снимок облетел мир и показал, что ВИЧ не передаётся прикосновением. В 1991 году знаменитый баскетболист Мэджик Джонсон объявил, что у него ВИЧ, и продолжил активную жизнь; он живёт с ВИЧ уже более тридцати лет. В том же 1991 году от болезней, связанных со СПИДом, умер певец Фредди Меркьюри, а музыканты провели в его память концерт, собравший средства на борьбу со СПИДом.

Современная медицина рассматривает ВИЧ-инфекцию как хроническую болезнь, которую можно контролировать, подобно сахарному диабету. Главное условие — чтобы человек знал о своём статусе, получал лечение и не боялся обратиться к врачу. Поэтому борьба со стигмой — не вопрос вежливости, а часть борьбы с эпидемией.

Медицинская проблема последних лет — старение людей с ВИЧ. Поскольку лечение продлило жизнь, люди с ВИЧ доживают до пожилого возраста, и у них раньше развиваются болезни сердца, почек, костей: сказываются многолетнее хроническое воспаление и побочные эффекты препаратов. Врачи учатся вести таких пациентов комплексно.

31. Мифы о ВИЧ и их цена

Наряду с наукой вокруг ВИЧ возникло множество мифов, и некоторые из них стоили жизни сотням тысяч людей. Так называемые «ВИЧ-диссиденты» утверждали, что ВИЧ не существует или не вызывает СПИД, а лекарства вредны. В начале 2000-х годов правительство ЮАР под влиянием этих идей задерживало введение антиретровирусной терапии и программ профилактики передачи от матери ребёнку. По оценке исследователей Гарвардского университета, это привело к более чем 330 тысячам смертей, которых можно было избежать, и к рождению десятков тысяч детей с ВИЧ [14].

Другие мифы — что ВИЧ передаётся через рукопожатия и комаров, что болеют им только «определённые группы», что диагноз — это приговор — разрушают жизни людей с ВИЧ и мешают остальным обследоваться. Лучшее противоядие от мифов — знание того, как устроен вирус, как он передаётся и как эффективно его лечат.

32. Жизнь с ВИЧ сегодня

Для человека, у которого ВИЧ обнаружен вовремя и который принимает лечение, жизнь мало отличается от жизни людей без ВИЧ. Люди с ВИЧ работают, занимаются спортом, путешествуют, создают семьи и рожают здоровых детей. Лечение требует дисциплины — ежедневного приёма препаратов или регулярных уколов и периодических анализов, — но обычно хорошо переносится.

Многие страны законодательно защищают людей с ВИЧ: запрещают дискриминацию при приёме на работу и в учёбе, гарантируют конфиденциальность диагноза. Информация о ВИЧ-статусе — врачебная тайна. Вместе с тем человек, знающий о своём диагнозе, несёт ответственность за то, чтобы не подвергать риску других: принимать лечение, использовать защиту, сообщать партнёру.

Самой серьёзной проблемой остаётся не сама болезнь, а страх и стигма, из-за которых люди откладывают тестирование и узнают о ВИЧ уже на поздней стадии. Именно поэтому медики и общественные организации так много усилий тратят на просвещение.

33. ВИЧ и коронавирус: два вируса — две болезни

Сравнение показывает, как свойства вируса определяют характер эпидемии. ВИЧ передаётся трудно, но болезнь длится годами и человек долго заразен без симптомов — поэтому эпидемия развивается медленно, но неуклонно. Коронавирус передаётся очень легко, но болезнь острая — поэтому пандемия охватила мир за несколько месяцев (подробнее — в статье «COVID-19 и SARS-CoV-2»).

34. Итог: что важно знать о ВИЧ

1. ВИЧ — ретровирус, поражающий Т-хелперы; его РНК переписывается в ДНК обратной транскриптазой и встраивается в хромосому клетки (провирус).
2. Без лечения ВИЧ-инфекция за годы разрушает иммунитет и переходит в СПИД — стадию оппортунистических инфекций и опухолей.
3. ВИЧ передаётся половым путём, через кровь и от матери ребёнку; не передаётся бытовым путём и комарами.
4. Антиретровирусная терапия — сочетание препаратов против разных этапов цикла вируса — позволяет жить долго и не передавать вирус другим.
5. Профилактика: презервативы, стерильные инструменты, проверка крови, доконтактная и постконтактная профилактика, лечение беременных, тестирование.
6. Вакцины пока нет, излечение достигнуто лишь у единиц после пересадки костного мозга.

35. Частые ошибки

• «ВИЧ и СПИД — одно и то же». ВИЧ — вирус, СПИД — последняя стадия ВИЧ-инфекции, которая при лечении не развивается.
• «ВИЧ — ДНК-содержащий вирус». ВИЧ — РНК-содержащий ретровирус; ДНК образуется в клетке при обратной транскрипции.
• «ВИЧ поражает эритроциты». ВИЧ поражает клетки с рецептором CD4 — прежде всего Т-хелперы, а также макрофаги.
• «ВИЧ передаётся через укусы комаров и общую посуду». Не передаётся.
• «При СПИДе человек умирает от самого вируса». Смерть наступает от оппортунистических инфекций и опухолей, которые развиваются из-за разрушения иммунитета.
• «Антибиотики лечат ВИЧ». ВИЧ лечат антиретровирусными препаратами; антибиотики применяют только против бактериальных оппортунистических инфекций.
• «Отрицательный тест сразу после рискованного контакта гарантирует отсутствие ВИЧ». Есть период окна: тест может стать положительным лишь через несколько недель.
• «Женщина с ВИЧ не может родить здорового ребёнка». При лечении риск передачи ребёнку снижается до долей процента.

36. Интересные факты

• Первое описание СПИДа — заметка о пяти пациентах в бюллетене 5 июня 1981 года.
• ВИЧ-1 произошёл от вируса шимпанзе, а ВИЧ-2 — от вируса обезьяны дымчатого мангобея.
• Древнейший образец ВИЧ взят в Киншасе в 1959 году, а общий предок вирусов эпидемии существовал в начале XX века.
• В 1987 году принцесса Диана пожала руку больному СПИДом без перчаток — и этот снимок изменил отношение миллионов людей.
• Мэджик Джонсон живёт с ВИЧ больше тридцати лет и стал одним из символов того, что с ВИЧ можно жить.
• Люди с мутацией CCR5Δ32 в обоих аллелях почти невосприимчивы к самым распространённым штаммам ВИЧ.
• Человек с ВИЧ, получающий лечение с неопределяемой вирусной нагрузкой, не передаёт вирус половым путём.
• Новый препарат для профилактики ВИЧ, вводимый раз в полгода, в испытании 2024 года защитил всех участниц — ни одного заражения.
• Примерно у одного из трёхсот людей с ВИЧ иммунная система сама сдерживает вирус без лечения.
• Лекарства против ВИЧ — одни из первых, созданных по известной трёхмерной структуре фермента-мишени.
• Дети, рождённые матерями с ВИЧ, первые полтора года имеют в крови материнские антитела, поэтому их проверяют методом ПЦР.
• Геном ВИЧ содержит всего девять генов, но шесть из них нужны вирусу, чтобы управлять клеткой и обходить её защиту.
• Первое лекарство против ВИЧ — азидотимидин — синтезировали ещё в 1964 году как противоопухолевое средство, задолго до открытия вируса.

37. Частые вопросы

Почему ВИЧ поражает именно Т-хелперы?

Гликопротеин оболочки ВИЧ связывается с белком CD4, который есть на поверхности Т-хелперов (а также макрофагов), и с дополнительным рецептором CCR5 или CXCR4. Клетки без этих белков вирус почти не заражает.

Можно ли заразиться ВИЧ в бассейне, через общую посуду или поцелуй?

Нет. ВИЧ не передаётся бытовым путём: вирус быстро погибает вне организма, в слюне его очень мало, а через неповреждённую кожу и слизистую рта он не проникает. Пути передачи — половой, через кровь и от матери ребёнку.

Почему лечение ВИЧ пожизненное?

Лекарства подавляют размножение вируса, но не удаляют провирус, встроенный в хромосомы «спящих» клеток памяти. Если лечение прекратить, провирус снова начинает работать, и вирус размножается.

Почему ВИЧ лечат сразу несколькими лекарствами?

Обратная транскриптаза часто ошибается, и вирус быстро мутирует. Против одного лекарства устойчивые мутанты появляются за месяцы. Вероятность одновременного появления мутаций устойчивости сразу к трём препаратам разных групп ничтожна.

Что такое период окна?

Время между заражением и появлением в крови антител и вирусных белков, которые определяют тесты. В этот период тест может быть отрицательным, хотя человек уже заражён и заразен. Поэтому после рискованной ситуации тест повторяют через несколько недель.

Что такое доконтактная профилактика?

Приём антиретровирусных препаратов человеком без ВИЧ, у которого высокий риск заражения. Лекарства не дают вирусу закрепиться в организме, если заражение произойдёт. Она не заменяет презерватив, который защищает и от других инфекций.

Может ли ребёнок матери с ВИЧ родиться здоровым?

Да. Если мать получает лечение во время беременности и вирусная нагрузка у неё неопределяемая, а ребёнку после рождения проводят профилактику, риск передачи снижается до долей процента.

Почему СПИД называют «приобретённым» иммунодефицитом?

Потому что он не наследственный: иммунодефицит возникает у человека с изначально нормальным иммунитетом в результате заражения ВИЧ. Существуют и врождённые иммунодефициты, вызванные мутациями генов иммунной системы, но к ВИЧ они отношения не имеют.

Чем ВИЧ-1 отличается от ВИЧ-2?

ВИЧ-1 произошёл от вируса шимпанзе и вызывает почти всю мировую эпидемию. ВИЧ-2 произошёл от вируса обезьяны мангобея, распространён в основном в Западной Африке, хуже передаётся и медленнее приводит к СПИДу.

Почему люди с ВИЧ часто болеют туберкулёзом?

Скрытую туберкулёзную инфекцию сдерживают Т-хелперы. Когда ВИЧ разрушает их, туберкулёзные палочки начинают размножаться, и развивается болезнь. Поэтому туберкулёз — главная причина смерти людей с ВИЧ в мире.

Можно ли защитить ребёнка от ВИЧ, изменив его гены?

Технически изменить ген CCR5 возможно, но это не оправдано: ребёнка надёжно защищают лечение матери и профилактика после рождения, а изменение генома зародыша несёт неизвестные риски и передаётся потомкам. Поэтому такие эксперименты на людях запрещены и осуждены научным сообществом.

Почему детей матерей с ВИЧ проверяют не на антитела, а методом ПЦР?

Антитела матери проходят через плаценту и сохраняются в крови ребёнка до полутора лет, поэтому тест на антитела будет положительным даже у здорового ребёнка. ПЦР обнаруживает сам вирус и позволяет точно установить, заражён ли ребёнок.

Почему иммунитет не может уничтожить ВИЧ?

Вирус быстро мутирует и ускользает от антител, его белки оболочки закрыты углеводами, заражённые клетки маскируются, а провирус в «спящих» клетках невидим для иммунитета. К тому же ВИЧ уничтожает Т-хелперов, координирующих иммунный ответ.

Можно ли жить с ВИЧ долго?

Да. При своевременном начале и постоянном лечении продолжительность жизни людей с ВИЧ почти не отличается от продолжительности жизни людей без ВИЧ.

Сколько людей в мире живут с ВИЧ?

По данным ООН на 2023 год — около 40 миллионов человек; около трёх четвертей из них получают лечение.

Как ВИЧ борется с защитой клетки?

У клеток есть противовирусные белки — факторы рестрикции, — которые портят вирусную ДНК или не дают вирионам выйти. Вспомогательные гены ВИЧ кодируют белки, которые обезвреживают эти факторы. Так идёт постоянная «гонка вооружений» вируса и хозяина.

Можно ли по вирусу узнать, кто кого заразил?

Сравнение геномов вирусов позволяет судить, насколько близки вирусы у разных людей, и восстановить вероятные пути распространения. Но точно установить направление передачи между двумя людьми по одному лишь сходству вирусов нельзя, поэтому такие данные используют осторожно.

Чем ВИЧ отличается от коронавируса по способу размножения?

ВИЧ — ретровирус: его РНК переписывается в ДНК, которая встраивается в хромосому клетки. У коронавируса РНК сразу служит иРНК и копируется вирусной РНК-полимеразой без участия ДНК; провируса он не образует, и инфекция не становится пожизненной.

Можно ли случайно заразиться ВИЧ при уколе иглой на улице?

Риск очень мал: вирус вне организма быстро погибает. Но при уколе использованной иглой нужно промыть рану, обратиться к врачу, обследоваться и при необходимости в первые 72 часа начать постконтактную профилактику.

Можно ли узнать о ВИЧ анонимно?

Да. Во многих медицинских учреждениях и центрах профилактики тестирование проводится анонимно и бесплатно, существуют и тесты для самостоятельного применения. Положительный результат быстрого теста нужно подтвердить в медицинском учреждении.

Почему так важно лечить ВИЧ сразу, а не ждать симптомов?

Раннее лечение сохраняет Т-хелперы и иммунитет, предотвращает развитие СПИДа и связанных с ВИЧ болезней сердца, почек, нервной системы и делает человека незаразным для партнёров. Поэтому сегодня лечение начинают сразу после постановки диагноза.

Кому нужно пройти тест на ВИЧ?

Всем, кто хотя бы раз был в ситуации возможного заражения: незащищённый половой контакт, общий шприц или нестерильные инструменты. Обязательно тестирование беременных и доноров. Многие врачи рекомендуют хотя бы раз в жизни пройти тест каждому взрослому.

38. ЕГЭ

Тема проверяется заданиями на выбор утверждений о ВИЧ и СПИДе, на распознавание элементов строения ВИЧ на рисунке, на последовательность этапов размножения вируса, во второй части — вопросами на объяснение и задачами линии 27 на обратную транскрипцию (подробнее — в статье «Задачи на биосинтез белка»).

Разбор типичного задания второй части

Задание: «Почему ВИЧ-инфицированные люди без лечения погибают от инфекций, которые не опасны для здорового человека?» Полный ответ: 1) ВИЧ поражает Т-хелперы — клетки, координирующие иммунный ответ; 2) вирус размножается в них, и их число постепенно снижается; 3) без Т-хелперов нарушается выработка антител и работа цитотоксических лимфоцитов — развивается иммунодефицит (СПИД); 4) организм не может противостоять условно-патогенным микроорганизмам и опухолевым клеткам, и развиваются тяжёлые оппортунистические инфекции и опухоли.

39. Для олимпиад

Скорость падения Т-хелперов. Если у человека было 1000 Т-хелперов в мкл, и без лечения их число снижается в среднем на 60 клеток в мкл в год, то порога СПИДа (200 в мкл) оно достигнет через (1000 − 200) / 60 ≈ 13 лет. На деле скорость сильно различается у разных людей: от 2–3 лет у «быстрых прогрессоров» до десятилетий у редких «элитных контролёров», чья иммунная система сама сдерживает вирус.

Почему нужны три препарата. Пусть в организме ежедневно образуется 10¹⁰ вирионов, а вероятность появления мутации устойчивости к одному препарату — 10⁻⁵. Тогда каждый день возникает около 10⁵ мутантов, устойчивых к одному препарату, — монотерапия обречена. Вероятность одновременной устойчивости к трём препаратам — около 10⁻¹⁵, то есть в среднем один такой вирион за 10⁵ дней (около 270 лет), — и это при условии, что вирус вообще размножается; при эффективном лечении размножение почти прекращается.

Лечение как профилактика: простая модель. Если без лечения один человек с ВИЧ за всю жизнь в среднем заражает двоих (R ≈ 2), эпидемия растёт. Если лечение снижает риск передачи на 96 %, а лечится и достигает неопределяемой нагрузки 80 % людей с ВИЧ, то R ≈ 2 · (0,2 + 0,8 · 0,04) ≈ 0,46 — меньше единицы, и эпидемия должна затухать. Отсюда цели ООН по тестированию и лечению.

Вирусная нагрузка. Если вирусная нагрузка 10⁵ копий РНК в мл, а в организме около 5 л плазмы крови, то в крови одновременно находится около 10⁵ · 5000 = 5 · 10⁸ копий, то есть около 2,5 · 10⁸ вирионов (в каждом две молекулы РНК). При эффективном лечении нагрузка падает ниже 50 копий в мл — в тысячи раз.

Резервуар. Если в организме около миллиона «спящих» клеток с провирусом, а их число уменьшается вдвое каждые 44 месяца, то для исчезновения резервуара (снижения до одной клетки, то есть примерно в 2²⁰ раз) потребовалось бы около 20 · 44 месяцев ≈ 73 года непрерывного лечения. Поэтому лечение пожизненное.

40. Задания с разбором

Задание 1

Выберите три верных ответа. ВИЧ: 1) содержит РНК; 2) относится к ретровирусам; 3) поражает Т-хелперы; 4) содержит ДНК в вирионе; 5) является бактериофагом; 6) поражает эритроциты.

Задание 2

Установите последовательность этапов размножения ВИЧ в клетке: А) отпочковывание вирионов; Б) встраивание ДНК в хромосому; В) прикрепление к рецептору CD4; Г) обратная транскрипция; Д) синтез вирусных белков; Е) слияние оболочки вируса с мембраной.

Задание 3

Найдите ошибки в тексте. (1) ВИЧ — ретровирус. (2) ВИЧ содержит двуцепочечную ДНК. (3) Обратная транскриптаза синтезирует ДНК на матрице РНК. (4) ВИЧ передаётся через укусы комаров. (5) СПИД — последняя стадия ВИЧ-инфекции.

Задание 4

Установите соответствие между ситуациями и возможностью заражения ВИЧ. Ситуации: А) рукопожатие; Б) общий шприц; В) переливание непроверенной крови; Г) общая посуда; Д) половой контакт без презерватива; Е) укус комара. Возможность: 1) возможно; 2) невозможно.

Задание 5

Выберите три верных ответа. Ферменты ВИЧ: 1) обратная транскриптаза; 2) интеграза; 3) протеаза; 4) ДНК-полимераза клетки; 5) РНК-полимераза клетки; 6) рибосомы.

Задание 6

Установите соответствие между группами лекарств и этапами размножения ВИЧ, которые они блокируют. Лекарства: А) ингибиторы обратной транскриптазы; Б) ингибиторы интегразы; В) ингибиторы протеазы; Г) блокаторы рецептора CCR5. Этапы: 1) проникновение в клетку; 2) синтез ДНК на РНК; 3) встраивание ДНК в хромосому; 4) созревание вирионов.

Задание 7

Почему ВИЧ-инфекция долгие годы протекает бессимптомно, и чем опасен этот период?

Задание 8

Выберите три верных ответа. Для профилактики ВИЧ-инфекции используют: 1) презервативы; 2) одноразовые стерильные шприцы; 3) проверку донорской крови; 4) антибиотики; 5) прививку против ВИЧ; 6) отказ от рукопожатий.

Задание 9

Рассмотрите рисунок строения ВИЧ в статье. Какими цифрами обозначены структуры, с помощью которых вирус узнаёт клетку, и фермент, синтезирующий ДНК на матрице РНК?

Задание 10

Объясните, почему ВИЧ-инфекцию лечат сразу несколькими препаратами.

Задание 11

Установите соответствие между характеристиками и стадиями ВИЧ-инфекции. Характеристики: А) лихорадка и увеличение лимфоузлов через несколько недель после заражения; Б) годы хорошего самочувствия; В) число Т-хелперов меньше 200 в мкл; Г) оппортунистические инфекции и саркома Капоши. Стадии: 1) острая; 2) бессимптомная; 3) СПИД.

Задание 12

Выберите три верных ответа. Провирус ВИЧ: 1) является ДНК; 2) встроен в хромосому клетки; 3) передаётся дочерним клеткам при делении; 4) уничтожается антиретровирусной терапией; 5) является РНК; 6) находится в цитоплазме.

Задание 13

Почему пересадка костного мозга от донора с мутацией CCR5Δ32 в обоих аллелях позволила вылечить ВИЧ-инфекцию у «берлинского пациента»?

Задание 14

Установите соответствие между характеристиками и понятиями. Характеристики: А) вирус, вызывающий болезнь; Б) последняя стадия инфекции; В) клетки — главная мишень вируса; Г) инфекции, вызываемые обычно безвредными микроорганизмами; Д) ДНК вируса в хромосоме. Понятия: 1) ВИЧ; 2) СПИД; 3) Т-хелперы; 4) оппортунистические инфекции; 5) провирус.

Задание 15

Почему до сих пор нет вакцины против ВИЧ? Приведите не менее трёх причин.

Задание 16

Выберите три верных ответа. Для ВИЧ характерно: 1) наличие суперкапсида; 2) две молекулы РНК в вирионе; 3) высокая изменчивость; 4) размножение в эритроцитах; 5) передача воздушно-капельным путём; 6) наличие клеточной стенки.

Задание 17

Почему отрицательный тест на ВИЧ через неделю после рискованного контакта не гарантирует отсутствия заражения? Что нужно сделать?

Задание 18

Какие социальные проблемы связаны с ВИЧ-инфекцией? Приведите не менее трёх.

Задание 19 (олимпиадное)

В организме нелеченого человека ежедневно образуется около 10¹⁰ вирионов ВИЧ; геном — около 10⁴ нуклеотидов; обратная транскриптаза ошибается примерно один раз на 3 · 10⁴ нуклеотидов. Сколько в среднем мутаций приходится на один новый геном? Сколько раз в сутки возникает каждая возможная замена в каждом положении генома? Какой вывод следует для лечения?

Задание 20 (олимпиадное)

Резервуар «спящих» клеток с провирусом у человека на АРТ составляет около 10⁶ клеток и уменьшается вдвое каждые 44 месяца. Сколько лет понадобилось бы, чтобы резервуар уменьшился до одной клетки? Какие подходы к излечению предлагают учёные?

Литература

1. Gottlieb M. S., Schroff R., Schanker H. M. et al. Pneumocystis carinii pneumonia and mucosal candidiasis in previously healthy homosexual men: evidence of a new acquired cellular immunodeficiency // New England Journal of Medicine. 1981. Vol. 305. P. 1425–1431.
2. Barré-Sinoussi F., Chermann J. C., Rey F. et al. Isolation of a T-lymphotropic retrovirus from a patient at risk for acquired immune deficiency syndrome (AIDS) // Science. 1983. Vol. 220. P. 868–871.
3. Bekker L.-G., Das M., Abdool Karim Q. et al. Twice-yearly lenacapavir or daily F/TAF for HIV prevention in cisgender women // New England Journal of Medicine. 2024. Vol. 391. P. 1179–1192.
4. Gao F., Bailes E., Robertson D. L. et al. Origin of HIV-1 in the chimpanzee Pan troglodytes troglodytes // Nature. 1999. Vol. 397. P. 436–441.
5. Worobey M., Gemmel M., Teuwen D. E. et al. Direct evidence of extensive diversity of HIV-1 in Kinshasa by 1960 // Nature. 2008. Vol. 455. P. 661–664.
6. Deeks S. G., Walker B. D. Human immunodeficiency virus controllers: mechanisms of durable virus control in the absence of antiretroviral therapy // Immunity. 2007. Vol. 27. P. 406–416.
7. Hammer S. M., Squires K. E., Hughes M. D. et al. A controlled trial of two nucleoside analogues plus indinavir in persons with human immunodeficiency virus infection and CD4 cell counts of 200 per cubic millimeter or less // New England Journal of Medicine. 1997. Vol. 337. P. 725–733.
8. Cohen M. S., Chen Y. Q., McCauley M. et al. Prevention of HIV-1 infection with early antiretroviral therapy // New England Journal of Medicine. 2011. Vol. 365. P. 493–505.
9. Rodger A. J., Cambiano V., Bruun T. et al. Sexual activity without condoms and risk of HIV transmission in serodifferent couples when the HIV-positive partner is using suppressive antiretroviral therapy // JAMA. 2016. Vol. 316. P. 171–181.
10. Grant R. M., Lama J. R., Anderson P. L. et al. Preexposure chemoprophylaxis for HIV prevention in men who have sex with men // New England Journal of Medicine. 2010. Vol. 363. P. 2587–2599.
11. Connor E. M., Sperling R. S., Gelber R. et al. Reduction of maternal-infant transmission of human immunodeficiency virus type 1 with zidovudine treatment // New England Journal of Medicine. 1994. Vol. 331. P. 1173–1180.
12. Hütter G., Nowak D., Mossner M. et al. Long-term control of HIV by CCR5 Delta32/Delta32 stem-cell transplantation // New England Journal of Medicine. 2009. Vol. 360. P. 692–698.
13. UNAIDS. The urgency of now: AIDS at a crossroads. Global AIDS Update 2024. Geneva: Joint United Nations Programme on HIV/AIDS, 2024.
14. Chigwedere P., Seage G. R., Gruskin S., Lee T.-H., Essex M. Estimating the lost benefits of antiretroviral drug use in South Africa // Journal of Acquired Immune Deficiency Syndromes. 2008. Vol. 49. P. 410–415.
15. ФИПИ. Кодификатор проверяемых требований к результатам освоения основной образовательной программы и элементов содержания для проведения ЕГЭ по биологии, 2027 г. М.: ФИПИ, 2026.