Известные теории о том, как появился вич. Спид: история возникновения, распространение, симптомы

Вопрос о происхождении ВИЧ 1-го и 2-го типов является одним из ключевых в современном понимании проблемы СПИДа, поскольку его решение в значительной мере определяет направления диагностики, лечения и профилактики данной патологии.

Итак, известны следующие возбудители СПИД:

вирус иммунодефицита человека(ВИЧ) — LAV/HTLV-3 (HIV, ВИЧ-1), распространенный в основном в Америке, Европе, центральных, восточных и южных районах Африки; родственные обезьяньим вирусы подгруппы западно-африканских Т-лимфотропных ретровирусов (LAV-2, HIV-2, ВИЧ-2), выделенные группой Л.Монтанье в 1986 г. От больных СПИД африканцев из Гвинеи. вирус HTLV-4, выделенный американскими учеными от представителей групп повышенного риска (Сенегал). Распространен в основном в Африке.

Описаны случаи одновременного существования в организме человека ВИЧ-1, ВИЧ-2 и HTLV-4 в различных сочетаниях.

По поводу происхождения вирусов иммунодефицита человека в литературе представлено много данных, порою противоречивых и не всегда полных. Споры продолжаются. По мере накопления материала возникли гипотезы происхождения ВИЧ, основные из которых будут приведены ниже.

Вирус создан искусственно в конце 70-х годов текущего столетия посредством методов генной инженерии на основе новых знаний о влиянии различного рода излучений, иммунодепрессантов и мононуклеарных антител на различные звенья иммунной системы.

В естественных условиях вирус иммунодефицита человека может иметь антропогенное происхождение, а именно:

ВИЧ — типичный экзогенный ретровирус, существовавший у людей с древних времен и эволюционировавший вместе с человеком при его расселении на Земле;

в глухих уголках Центральной Африки ВИЧ циркулировал и вызывал эндемические заболевания СПИД длительное время, затем через о. Гаити попал в США и в последующем довольно быстро распространялся на все континенты;

ВИЧ — не африканского происхождения, а возник и до нынешней пандемии, существовал в странах умеренного климата (Северная Америка, Европа), в силу слабой патогенности вызывая отдельные заболевания, практически не диагностируемые как СПИД

в начале 50-х годов нашего столетия конструирование ВИЧ произошло при генетических рекомбинациях (видимо, случайных) вируса лейкоза человека и животных (ретровируса типа С) с вирусом опухоли молочной железы мышей (ретровирус типа В) или с вирусом обезьяньего СПИД (ретровирус типа D);

в древние времена мутанты вируса иммунодефицита зеленой мартышки трансформировались и обрели нового хозяина — человека;

по структуре генома и биологическим свойствам ВИЧ близок к лентивирусу висна и вирусу инфекционной анемии лошадей, отмечается выраженная общность их внутренних (сердцевинных) белков.

Ряд авторов утверждают, что пробел в структуре и свойствах между вирусами иммунодефицита обезьян и человека уже частично заполнен сходными вирусами HTLV-4, ВИЧ-2, а также недавно открытым шведским ученым вирусом SBL, и процесс этот будет продолжаться.

Однако проблема СПИДа сегодня представляется настолько нетривиальной и многоплановой, что традиционный эпидемиологический подход к указанному заболеванию как к обычной антропозоонозной инфекции вряд ли может быть исчерпывающим в трактовке генеза ВИЧ. В пояснение этому необходимо отметить, что в эволюционном аспекте ретровирусы (в первую очередь онкогенные) часто и абсолютно оправданно рассматриваются в неразрывной связи с мобильными клеточными элементами генома эукариот. Примечательным является факт удивительного структурного сходства провирусных нуклеотидных последовательностей и перемещающихся элементов эукариотических геномов.

В первую очередь обращает на себя внимание тот факт, что как проретровирусы, так и мобильные генетические элементы ограничены с обеих сторон регуляторными последовательностями — длинными концевыми повторами (LTR).

Более того, LTR проретровирусов и подвижных генетических элементов сами характеризуются сходством молекулярной организации. У всех перечисленных полинуклеотидных последовательностей LTR несут на концах инвертированные концевые повторы. Появление коротких концевых повторов по краям проретровирусов и перемещающихся элементов генома эукариот связано с удвоением соседних участков ДНК, то есть указывает на общий механизм их интеграции с клеточным геномом. Одной из общих характеристик процесса интеграции в геном мобильных элементов (ретропозонов) и ретровирусов является использование обратной транскрипции.

Сходным образом осуществляется и их прямая транскрипция: как провирусы, так и мобильные генетические элементы транскрибируются в виде полноразмерной РНК от начала одного LTR до конца другого. Оба вида образующихся транскриптов имеют почти одинаковую длину.

Приведенные выше и некоторые другие признаки структурно-функционального сходства ретровирусов и мобильных генетических элементов дали основания Х. Темину выдвинуть гипотезу о происхождении ретровирусов из мобильных клеточных элементов эукариотического генома. Согласно предположению Темина эволюция ретровирусов начиналась с того, что два небольших мобильных элемента, переместившись к краям гена ДНК-полимеразы, в дальнейшем в виде единого транспозона мигрировали совместно с названным геном, причем последний постепенно трансформировался в ген РНК-зависимой ДНК-полимеразы (обратной транскриптазы), а фланкирующие последовательности превратились в LTR. В дальнейшем подобный новообразованный мобильный элемент в процессе транспозиции мог захватить и включить в свой состав другие структурные гены, характерные для ретровирусов (gag, env).

Одним из убедительных современных подтверждений Темина могут служить данные, указывающие на высокую степень структурно-функциональной близости ретровирусов и мобильного элемента генома дрожжей Ту. Ретротранспозон Ту обладает длинными концевыми повторами и двумя структурными генами: Ту А и Ту В. При этом ген Ту А является аналогом гена gag ретровирусов, кодирующего синтез сердцевинных белков вириона, а Ту В — аналогом гена pol, управляющего синтезом обратной транскриптазы и протеазы.

Если признать правомочным вытекающее из изложенного предположения о происхождении ВИЧ из ретротранспозонов лимфоидных клеток человека, то следующим закономерным этапом было бы решение вопроса о механизмах активации определенных ретротранспозонов и приобретения ими автономности с последующим функционировании в форме ВИЧ.

Необходимо отметить, что идея связи иммунодефицитных состояний в целом с нестабильностью генома уже получила достаточно широкое распространение в клинических наблюдениях и экспериментальных исследованиях. Однако в качестве характеристики нестабильности генома в большей части проанализированных работ рассматривается только уровень хромосомных аберраций, являющийся показателем грубых нарушений структуры хроматина. Конкретные молекулярные механизмы лабилизации генома в упомянутых исследованиях не освещены.

Одним из таких принципиальных механизмов можно считать неспецифические реакции клеточного стресса, сопровождающиеся синтезом белков теплового шока. Убедительно показано, что тепловой шок и некоторые химические индукторы клеточного стресса, приводящие к экстренному синтезу стрессовых белков, резко активируют экспрессию длинных концевых повторов ВИЧ а культуре клеток. Более того, зона LTR ВИЧ, которая связывает белки, распознающие ДНК, оказывается гомологичной соответствующей зоне в составе генов синтеза белков теплового шока. Это указывает на отчетливую взаимосвязь экспрессии генетических элементов ретровируса (ретротранспозона?) с клеточным стрессом. Если подобные явления имеют место in vivo, то это позволило бы приблизиться к пониманию не только самих внутриклеточных процессов, но и природы конкретных биохимических медиаторов (типа белков теплового шока), способствующих увеличению лабильности генома.

Среди факторов-индукторов клеточного стресса особая роль принадлежит ультрафиолетовому излучению. Продемонстрирована интенсивная наработка мРНК, гибридизующейся с ДНК гена белка теплового шока hsp 70, под влиянием ультрафиолета in vivo.

Следовательно, УФ, индуцируя синтез белков теплового шока в облученных клетках, должно было бы тем самым усиливать экспрессию элементов генома ВИЧ. Действительно, в экспериментах установлен факт более чем 150-кратного увеличения экспрессии ВИЧ-специфичных LTR, интегрированных в геном клеток HeLa, после облучения их УФ. Более того, степень ее интенсификации оказалась пропорциональной дозе излучения.

При анализе результатов исследований постоянно возникал вопрос о конкретных механизмах действия УФ-излучения как фактора геномного стресса, приводящего к активации экспрессии LTR ВИЧ. Особое внимание привлекла гипотеза участия в названном процессе УФ-эндонуклеазы - фермента, катализирующего образование однонитевых разрывов ДНК под влиянием УФ-излучения и инициирующего ее репарацию.

После ряда экспериментов для подтверждения данной гипотезы был сделан вывод, что лимфоциты крови больных ВИЧ-инфекцией характеризуются повышенной лабильностью генома, степень которого возрастает по мере развития заболевания. Одним из ключевых патобиохимических механизмов дестабилизации генома лимфоцитов в этих условиях являются процессы свободнорадикального окисления. Атака ДНК лимфоцитов свободными радикалами вызывает образование однонитевых разрывов, что одновременно служит инициирующим сигналом для репарации указанных повреждений.

УФ-эндонуклеаза, активируемая под влиянием УФ-миметического действия активных форм кислорода, инициирует репарационные процессы, которые в силу своей избыточной интенсивности приводят к формированию олигонуклеотидных последовательностей гораздо большей протяженности, чем это необходимо для репарации разрывов ДНК. Возможно, что образующиеся последовательности могут служить либо факторами регуляции продукции и экспрессии ретротранспозонов (в зависимости от сайтов их встраивания в репарирующую ДНК), либо даже структурными их элементами. В пользу данного предположения косвенным образом свидетельствуют результаты работы, согласно которым тепловой шок и окислительный стресс существенно усиливают транскрипцию ретротранспозонов у дрозофилы.

Последующая автономизация ретротранспозонов в лимфоидных клетках (в том числе в процессе пассирования через организм реципиента генетического материала лимфоцитов) посредством соответствующих реаранжировок и сплайсинга, согласно представленной гипотезе, приводит к постепенной трансформации ретротранспозонов в ВИЧ.

Несомненно, значение факта значительной лабилизации генома лимфоцитов в условиях ВИЧ-инфекции может быть интерпретировано неоднозначно. Можно предположить, что дестабилизированный геном лимфоидной клетки является гораздо более восприимчивым к интеграции в него ДНК-транскриптов ВИЧ и, таким образом, подобные лимфоциты являются лишь «благодатной почвой» для распространения ВИЧ-инфекции. Однако имеется ряд результатов, которые могут свидетельствовать в пользу предложенной выше гипотезы.

При обследовании семи пациентов, в клетках которых отсутствовал генетический материал ВИЧ (по данным исследования методом ДНК-зондов), а в сыворотке отсутствовали антитела к белкам ВИЧ, было установлено, что после переливания донорской крови (не имевшей никаких маркеров ВИЧ) и последующей процедуры реинфузии аутокрови, облученной ультрафиолетом, в сроки от 1 до 3 месяцев в сыворотке этих пациентов появляются антитела к белкам р17 и р24 ВИЧ. Результаты обнаружения провирусных последовательностей с помощью ДНК-зондов в лимфоцитах обследованных к настоящему моменту оцениваются как неопределенные.

Безусловно, эти данные еще трудно трактовать как однозначные, однако в целом они могут являться подтверждением положения: проблема СПИДа как в фундаментальных, так и в прикладных ее аспектах не может быть решена в рамках традиционных подходов к рассматриваемой патологии как к тривиальной вирусной инфекции.

Очевидно, что многие из имеющихся сведений и гипотез о природе возбудителя синдрома приобретенного иммунодефицита человека требуют уточнения, дополнительных исследований и всестороннего анализа.

Где возник вирус иммунодефицита человека, до сих пор окончательно не ясно, хотя история развития эпидемии изучена достаточно хорошо. Известно, что болезнь пришла откуда-то из африканских джунглей, но до последнего времени в дебрях Африки останавливались все исследования. На этом, начальном, этапе сконцентрировали усилия исследователи из Университета Алабамы в Бирмингеме, Беатрис Хан и Джордж Шоу.

Сначала были обезьяны, …и не только они

Общепринятым считается представление, что СПИД возник среди шимпанзе. Несколько десятилетий назад болезнь перекинулась на людей, вызвав всемирную эпидемию, после того, как несколько больных животных были убиты и съедены местными жителями.

Свидетельством в пользу этой точки зрения считаются три пойманных в Африке шимпанзе, зараженных вирусом, очень близким тому, что вызывает СПИД у людей. Также были обнаружены четыре шимпанзе, поражённые вирусом, генетически родственным, но не идентичным ВИЧ. Неизвестно, где жили эти животные прежде, чем они были пойманы, но Хан с соавторами считают, что эти животные родом не из западной части центральной Африки, потому что вирус, поразивший их, слишком отличен генетически от той разновидности, что поразила первых трёх шимпанзе.

Сейчас у нас есть четыре разных обезьяньих вируса, - говорит Хан, - три из них очень близки как между собой, так и человеческой разновидности. Но они очень сильно отличаются от четвёртого образца. Таким образом, мы приходим к выводу, что западная часть центральной Африки является наиболее вероятной родиной микроба, поразившего сегодня планету.

Есть ряд специалистов, не убеждённых подобными доказательствами. Доктор Хан вспоминает: «Многие говорили: Четыре шимпанзе в вольерах - это маловато. Вы ведь совершенно не представляете, что происходит в дикой природе». Хан и Шоу, начиная масштабные исследования в африканских джунглях, были практически уверены, что обнаружат, широко распространённый вирус, который поражает многих обезьян, не вызывая у них тяжёлого заболевания.

Возможность такого состояния была доказана более десяти лет назад, когда Марло Браун, жительница города Петалума, Калифорния, владелица приюта для кошек, была удивлена тем, что у нескольких её животных обнаружились симтомы, очень похожие на симптомы СПИДа. Мисс Браун отправилась вместе со своими кошками к ветеринару, который не смог сказать ничего определённого. В конце концов, Нильс Педерсен, специалист по вирусным заболеваниям животных в Калифорнийском университете, признал, что кошки страдают СПИДом.

Годом позже Педерсену вместе с коллегой, Джанет Ямамото, удалось выделить вирус. Он оказался довольно близок ВИЧ, но для людей не опасен. Загадкой оставался источник заражения. Неясно было также, поражает ли вирус диких кошек. И, если так, не из-за поражения ли этим вирусом вымирают внесённые в красную книгу львы и пумы? Стивен О Брайен, эксперт по кошкам, возглавляющий лабораторию генетического многообразия в Национальном Институте Рака в Фредерике, штат Мэриленд, был крайне заинтригован и озабочен этими сообщениями. Он тотчас приступил к исследованию хранилища образцов тканей тысяч диких кошек, гепардов, львов, оцелотов, пум. К его огромному удивлению, вирус был обнаружен практически во всех образцах. То есть можно было констатировать, что большинство диких кошек страдают заболеванием, крайне похожим на человеческий СПИД. «Все кошки были поражены вирусом, способным уничтожить имунную систему, - говорил О’Брайен. - Но некоторые животные не были даже больны». «Мы провели много времени в поисках признаков заболевания, но не смогли ничего обнаружить, - сообщил исследователь. - Создавалось впечатление, что дикие кошки каким-то образом научились жить с вирусом и не заболевать. Но домашние кошки, подвергнувшиеся заражению этим микробом, оказались беззащитны и быстро погибли».

Таким образом, у приматов можно было ожидать той же ситуации. Обнаружилось, что, как минимум, 20 видов африканских обезьян инфицированы, но не поражены СПИДоподобными вирусами. Азиатские обезьяны, напротив, не заражены. И когда азиатские приматы в лаборатории заражались вирусом от африканских намеренно или случайно, будучи поселенными в одну клетку, - они заболевали и гибли от самого настоящего СПИДа. «Все африканские приматы имеют по вирусу, - говорит Джонатан Аллан, вирусолог из Юго-Западного фонда Биомедицинских исследований в Сан-Антонио. Некоторые виды обезьян являются носителями вирусов на протяжении тысячелетий. И естественные хозяева этих микробов никогда не заболевают».

Ожидали одно, а получили другое

Итак, с учётом этих фактов, исследователям предстояло разработать методику, позволяющую обнаружить ВИЧ-подобные вирусы у диких шимпанзе, которые внесены в Красную книгу и являются исчезающим видом. Запрещено не только ловить этих животных и содержать в неволе, но даже подвергать анестезии и брать анализы крови. Ученые нашли способ обнаружить следы вируса в фекалиях и моче обезьян.

Технология была опробована на людях, которые оказались более доступным материалом для исследования, чем животные. Хан рассказала, что её студенты отказывались работать с огромным количеством человеческого кала, который, согласно условиям эксперимента, можно было исследовать только спустя часы и даже дни после получения (ведь предстояло отыскивать испражнения обезьян в лесу, и они не могли оказаться свежими). Исследование оказалось под угрозой. Ситуацию спасло то, что фекалии обезьян, как оказалось, не имеют столь неприятного запаха даже в полуразложившемся состоянии.

В конце концов, группа исследователей отправилась в дикие джунгли. Там было налажено сотрудничество с приматологами, знавшими каждое животное колонии. Это позволило определять принадлежность каждого образца, проверяя достоверность исследования повторными анализами материала от одних и тех же животных. Удалось получить ряд образцов кала и мочи от 58 шимпанзе колонии в лесе Таэй, национальном парке Кот Д"Ивуара (Берега Слоновой Кости), национальном парке Кибале в Уганде и Гомбе в Танзании. Материал был сохранён и перевезён в США.

Исследователи ожидали, что все шимпанзе, вне зависимости от места жительства, будут поражены инфекцией, то есть повторится ситуация с кошками и пойманными обезьянами. Однако, к удивлению исследователей, только одно животное было поражено вирусом. Это был здоровый 23-летний самец из Гомбе. И его вирус был совершенно не похож на человеческий. Микроб был, скорее, близок к тому четвёртому образцу, полученному от обезьян в неволе. Этот результат был опубликован в одном из номеров журнала Science. Все эксперты по СПИДу были поражены. «Это совершенно невероятно», - сообщил Эдвард Холмс из Оксфордского университета.

Возможна ли адаптация к вирусу?

Этот учёный предложил три возможных объяснения подобному невероятному исходу исследования. Он заявил, что, возможно, существуют поражённые популяции, но они так изолированны, что не обмениваются инфекциями с доступными исследователям животными. Или же популяции шимпанзе, поражённые вирусом, всё же вымерли. Возможно, причиной этого была охота местных жителей и изменение среды обитания, нарушившие их воспроизводство. И, наконец, наиболее загадочным будет предположение что, действительно, очень малое число шимпанзе инфицировано. Однако если заражённых шимпанзе так мало, как же вирус перешёл на людей?

Хан сообщила, что её группа начала исследовать совершенно диких шимпанзе, живущих вне исследуемых популяций. Сейчас они занимаются сбором испражнений в самых диких уголках джунглей. Теперь им не удастся выяснить, какому конкретно животному принадлежат собранные образцы и здорово ли оно. Но, тем не менее, это исследование позволит определить, насколько редок вирус среди диких обезьян.

Сейчас исследователи СПИДа ищут следы инфекции в дикой природе и пытаются применить полученные данные для понимания будущего эпидемии среди людей. Почему шимпанзе и дикие кошки так устойчивы к вирусу и не болеют СПИДом, будучи заражёнными?

Марк Файнберг, профессор медицины, микробиологии и иммунологии в Университете Эмори, сфокусировался на одном виде западноафриканских обезьян, широко поражённых вирусом, идентичным ВИЧ-2, человеческому вирусу СПИДа, поражавшего людей в Западной Африке, но не вызвавшего всемирной эпидемии. Исследователям было достоверно известно, что обезьяны совершенно здоровы. Ожидалось, что обезьяны способны каким-то образом подавлять развитие вирусов. И в крови обезьян не обнаружится большого количества микробов, свойственного людям, инфицированным ВИЧ-2. Однако в результате анализа крови обезьян выяснилось, что в каждой капле крови миллионы вирусных частиц. Тогда от предположения о способности организма обезьян подавлять вирусы пришлось отказаться.

Для объяснения ситуации была предложена версия, что вирусы по какой-то причине, размножаясь, не убивают клетки обезьяны. Однако и это предположение оказалось не верно. Вирусы постоянно уничтожали значительное количество клеток. Обезьяны просто оказались способны эту потерю восполнять. Точно такая же ситуация обнаружилась и у львов с пумами, сообщил специалист по диким кошачьим О Брайен. У животных обнаружилось огромное количество вирусов, постоянно уничтожающих клетки крови и способность эту потерю восполнять без ущерба для здоровья.

О Брайен рассказал, что появление такой адаптации теоретически можно было предсказать. Он также добавил, что обнаруженные особенности кроветворения у инфицированных популяций имеют большое значение для борьбы с эпидемией СПИДа среди людей. Файнберг, как и О Брайен, думает, что неминуемым является то, что ВИЧ изменит человечество. Настолько много людей инфицировано в некоторых частях Африки, сообщил специалист по диким кошкам, что будущие поколения будут иметь непропорционально большое число людей с генетической предрасположенностью к жизни с вирусом.

Таким образом эволюционные изменения и происходят. «Это обязательно случится, - говорит Файнберг. - Тяжесть эпидемии в некоторых уголках мира столь велика, что она обязательно окажет воздействие на человеческую эволюцию. В прошлом, - добавил он, - инфекция не раз влияла на человеческую эволюцию». «Сегодня, - добавил Файнберг, - у нас есть возможность наблюдать эту ситуацию своими глазами».

ТЕОРИИ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ВИЧ

Вопрос о происхождении ВИЧ 1-го и 2-го типов является одним из ключевых в современном понимании проблемы СПИДа, поскольку его решение в значительной мере определяет направления диагностики, лечения и профилактики данной патологии.

Итак, известны следующие возбудители СПИД:
n вирусиммунодефицита человека(ВИЧ) - LAV/HTLV-3 (HIV, ВИЧ-1), распространенный в основном в Америке, Европе, центральных, восточных и южных районах Африки;
n родственные обезьяньим вирусы подгруппы западно-африканских Т-лимфотропных ретровирусов (LAV-2, HIV-2, ВИЧ-2), выделенные группой Л.Монтанье в 1986 г. От больных СПИД африканцев из Гвинеи.
n вирус HTLV-4, выделенныйамериканскими учеными от представителей групп повышенного риска (Сенегал). Распространен в основном в Африке.
Описаны случаи одновременного существования в организме человека ВИЧ-1, ВИЧ-2 и HTLV-4 в различных сочетаниях.

По поводу происхождения вирусов иммунодефицита человека в литературе представлено много данных, порою противоречивых и не всегда полных. Споры продолжаются. По мере накопления материала возникли гипотезы происхождения ВИЧ, основные из которых будут приведены ниже.

Вирус создан искусственно в конце 70-х годов текущего столетия посредством методов генной инженерии на основе новых знаний о влиянии различного рода излучений,иммунодепрессантовимононуклеарных антител на различные звенья иммунной системы.
В естественных условиях вирусиммунодефицита человека может иметь антропогенное происхождение, а именно:

  • ВИЧ - типичныйэкзогенный ретровирус, существовавший у людей с древних времен и эволюционировавший вместе с человеком при его расселении на Земле;
  • в глухих уголках Центральной Африки ВИЧ циркулировал и вызывал эндемические заболевания СПИД длительное время, затем через о. Гаити попал в США и в последующем довольно быстро распространялся на все континенты;
  • ВИЧ - не африканского происхождения, а возник и до нынешней пандемии, существовал в странах умеренного климата (Северная Америка, Европа), в силу слабой патогенности вызывая отдельные заболевания, практически не диагностируемые как СПИД

Зоонозноепроисхождение вируса иммунодефицита человека, что могло быть реализовано следующими путями:

  • в начале 50-х годов нашего столетия конструирование ВИЧ произошло при генетических рекомбинациях (видимо, случайных) вируса лейкоза человека и животных (ретровируса типа С) с вирусом опухоли молочной железы мышей (ретровирус типа В) или с вирусом обезьяньего СПИД (ретровирус типа D);
  • в древние временамутанты вируса иммунодефицита зеленой мартышки трансформировались и обрели нового хозяина - человека;

по структуре генома и биологическим свойствам ВИЧ близок к лентивирусу висна и вирусу инфекционной анемии лошадей, отмечается выраженная общность их внутренних (сердцевинных) белков.
Ряд авторов утверждают, что пробел в структуре и свойствах между вирусами иммунодефицита обезьян и человека уже частично заполнен сходными вирусами HTLV-4, ВИЧ-2, а также недавно открытым шведским ученым вирусом SBL, и процесс этот будет продолжаться.
Однако проблема СПИДа сегодня представляется настольконетривиальной и многоплановой, что традиционный эпидемиологический подход к указанному заболеванию как к обычной антропозоонозной инфекции вряд ли может быть исчерпывающим в трактовке генеза ВИЧ. В пояснение этому необходимо отметить, что в эволюционном аспекте ретровирусы (в первую очередь онкогенные) часто и абсолютно оправданно рассматриваются в неразрывной связи с мобильными клеточными элементами генома эукариот. Примечательным является факт удивительного структурного сходства провирусных нуклеотидных последовательностей и перемещающихся элементов эукариотических геномов.
http://www.it-med.ru
В первую очередь обращает на себя внимание тот факт, что как проретровирусы, так и мобильные генетические элементы ограничены с обеих сторон регуляторными последовательностями - длинными концевыми повторами (LTR).
Более того, LTR проретровирусов и подвижных генетических элементов сами характеризуются сходством молекулярной организации. У всех перечисленных полинуклеотидных последовательностей LTR несут на концах инвертированные концевые повторы. Появление коротких концевых повторов по краям проретровирусов и перемещающихся элементов генома эукариот связано с удвоением соседних участков ДНК, то есть указывает на общий механизм их интеграции с клеточным геномом. Одной из общих характеристик процесса интеграции в геном мобильных элементов (ретропозонов) и ретровирусов является использование обратной транскрипции.

Сходным образом осуществляется и их прямая транскрипция: как провирусы, так и мобильные генетические элементы транскрибируются в виде полноразмерной РНК от начала одного LTR до конца другого. Оба вида образующихся транскриптов имеют почти одинаковую длину.

Приведенные выше и некоторые другие признаки структурно-функционального сходства ретровирусов и мобильных генетических элементов дали основания Х. Темину выдвинуть гипотезу о происхождении ретровирусов из мобильных клеточных элементов эукариотического генома. Согласно предположению Темина эволюция ретровирусов начиналась с того, что два небольших мобильных элемента, переместившись к краям гена ДНК-полимеразы, в дальнейшем в виде единого транспозона мигрировали совместно с названным геном, причем последний постепенно трансформировался в ген РНК-зависимой ДНК-полимеразы (обратной транскриптазы), а фланкирующие последовательности превратились в LTR. В дальнейшем подобный новообразованный мобильный элемент в процессе транспозиции мог захватить и включить в свой состав другие структурные гены, характерные для ретровирусов (gag, env).

Одним из убедительных современных подтверждений Темина могут служить данные, указывающие на высокую степень структурно-функциональной близости ретровирусов и мобильного элемента генома дрожжей Ту. Ретротранспозон Ту обладает длинными концевыми повторами и двумя структурными генами: Ту А и Ту В. При этом ген Ту А является аналогом гена gag ретровирусов, кодирующего синтез сердцевинных белков вириона, а Ту В - аналогом гена pol, управляющего синтезом обратной транскриптазы и протеазы.

Если признать правомочным вытекающее из изложенного предположения о происхождении ВИЧ из ретротранспозонов лимфоидных клеток человека, то следующим закономерным этапом было бы решение вопроса о механизмах активации определенных ретротранспозонов и приобретения ими автономности с последующим функционировании в форме ВИЧ.

Необходимо отметить, что идея связи иммунодефицитных состояний в целом с нестабильностью генома уже получила достаточно широкое распространение в клинических наблюдениях и экспериментальных исследованиях. Однако в качестве характеристики нестабильности генома в большей части проанализированных работ рассматривается только уровень хромосомных аберраций, являющийся показателем грубых нарушений структуры хроматина. Конкретные молекулярные механизмы лабилизации генома в упомянутых исследованиях не освещены.

Одним из таких принципиальных механизмов можно считать неспецифические реакции клеточного стресса, сопровождающиеся синтезом белков теплового шока. Убедительно показано, что тепловой шок и некоторые химические индукторы клеточного стресса, приводящие к экстренному синтезу стрессовых белков, резко активируют экспрессию длинных концевых повторов ВИЧ а культуре клеток. Более того, зона LTR ВИЧ, которая связывает белки, распознающие ДНК, оказывается гомологичной соответствующей зоне в составе генов синтеза белков теплового шока. Это указывает на отчетливуювзаимосвязь экспрессии генетических элементов ретровируса (ретротранспозона?) с клеточным стрессом. Если подобные явления имеют место in vivo, то это позволило бы приблизиться к пониманию не только самих внутриклеточных процессов, но и природы конкретных биохимических медиаторов (типа белков теплового шока), способствующих увеличению лабильности генома.

Среди факторов-индукторов клеточного стресса особая роль принадлежит ультрафиолетовому излучению. Продемонстрирована интенсивная наработка мРНК, гибридизующейся сДНК гена белка теплового шока hsp 70, под влиянием ультрафиолета in vivo.

Следовательно, УФ, индуцируя синтез белков теплового шока в облученных клетках, должно было бы тем самым усиливать экспрессию элементов генома ВИЧ. Действительно, в экспериментах установлен факт более чем 150-кратного увеличения экспрессии ВИЧ-специфичных LTR, интегрированных в геном клеток HeLa, после облучения их УФ. Более того, степень ее интенсификации оказалась пропорциональной дозе излучения.

При анализе результатов исследований постоянно возникал вопрос о конкретных механизмах действия УФ-излучения как фактора геномного стресса, приводящего к активации экспрессии LTR ВИЧ. Особое внимание привлекла гипотеза участия в названном процессе УФ-эндонуклеазы - фермента, катализирующего образование однонитевых разрывов ДНК под влиянием УФ-излучения и инициирующего ее репарацию.

После ряда экспериментов для подтверждения данной гипотезы был сделан вывод, что лимфоциты крови больных ВИЧ-инфекцией характеризуются повышенной лабильностью генома, степень которого возрастает по мере развития заболевания. Одним из ключевых патобиохимических механизмов дестабилизации генома лимфоцитов в этих условиях являются процессы свободнорадикального окисления. Атака ДНК лимфоцитов свободными радикалами вызывает образование однонитевых разрывов, что одновременно служит инициирующим сигналомдля репарации указанных повреждений.

УФ-эндонуклеаза, активируемая под влиянием УФ-миметического действия активных форм кислорода, инициирует репарационные процессы, которые в силу своей избыточной интенсивности приводят к формированию олигонуклеотидных последовательностей гораздо большей протяженности, чем это необходимо для репарации разрывов ДНК. Возможно, что образующиеся последовательности могут служить либо факторами регуляции продукции и экспрессии ретротранспозонов (в зависимости от сайтов их встраивания в репарирующую ДНК), либо даже структурными их элементами. В пользу данного предположения косвенным образом свидетельствуют результаты работы, согласно которым тепловой шок и окислительный стресс существенно усиливают транскрипцию ретротранспозонов у дрозофилы.

Последующая автономизация ретротранспозонов в лимфоидных клетках (в том числе в процессе пассирования через организм реципиента генетического материала лимфоцитов) посредством соответствующих реаранжировок и сплайсинга, согласно представленной гипотезе, приводит к постепенной трансформации ретротранспозонов в ВИЧ.
Несомненно, значение факта значительной лабилизации генома лимфоцитов в условиях ВИЧ-инфекции может быть интерпретировано неоднозначно. Можно предположить, что дестабилизированный геном лимфоидной клетки является гораздо более восприимчивым к интеграции в него ДНК-транскриптов ВИЧ и, таким образом, подобные лимфоциты являются лишь“благодатной почвой” для распространения ВИЧ-инфекции. Однако имеется ряд результатов, которые могут свидетельствовать в пользу предложенной выше гипотезы.

При обследовании семи пациентов, в клетках которых отсутствовал генетический материал ВИЧ (по данным исследования методом ДНК-зондов), а в сыворотке отсутствовали антитела к белкам ВИЧ, было установлено, что после переливания донорской крови (не имевшей никаких маркеров ВИЧ) и последующей процедуры реинфузии аутокрови, облученной ультрафиолетом, в сроки от 1 до 3 месяцев в сыворотке этих пациентов появляются антитела к белкам р17 и р24 ВИЧ. Результаты обнаружения провирусных последовательностей с помощью ДНК-зондов в лимфоцитах обследованных к настоящему моменту оцениваются как неопределенные.

Безусловно, эти данные еще трудно трактовать как однозначные, однако в целом они могут являться подтверждением положения: проблема СПИДа как в фундаментальных, так и в прикладных ее аспектах не может быть решена в рамках традиционных подходов к рассматриваемой патологии как к тривиальной вирусной инфекции.

Очевидно, что многие из имеющихся сведений и гипотез о природе возбудителя синдрома приобретенного иммунодефицита человека требуют уточнения, дополнительных исследований и всестороннего анализа

Появление СПИДа на нашей планете до сих пор покрыто тайнами и легендами. На протяжении многих лет ни ученые, ни врачи не могут ответить, откуда появилось заболевание. Медицинское сообщество считает, решение данного исторического вопроса поможет в создании лекарства от ВИЧ и спасет миллионы жизней.

Вряд ли ученым удастся достоверно определить, когда появился СПИД, и как происходило развитие ВИЧ в популяции Homo Sapiens. Если в прошлом люди и умирали от СПИДа, то причину смерти указывали иную. Исследования останков умершего от неопределенного заболевания в 1959 году жителя Конго говорят о, скорее всего, летальном исходе именно от ВИЧ-инфекции. С какой же долей вероятности можно утверждать, что и до 1959 года люди ? В то время не проводились исследования, и никто не догадывался о новой неизлечимой болезни. Краткая история возникновения СПИДа подтверждает данную теорию – еще в 1970 годах в нескольких странах Африки и Европы возникали случаи непонятных и странных смертельных исходов у молодых и прежде здоровых людей. Спустя много лет медики удостоверились в появлении вируса, вызывающего иммунодефицит, и ретроспективно оценили причину смерти от СПИДа.

Открытие ВИЧ

ВИЧ существовал всегда

Гипотеза о природе ВИЧ связана с первыми случаями СПИДа в Африке, там до сих пор существуют племена, живущие изолированно от общества и цивилизации. Ученые предполагают, СПИД существовал всегда в племенах Африки. Продолжительность жизни у коренных жителей не превышала 30 лет. Чем жители континента болели и от чего умирали – никому неизвестно, ведь африканцы никогда не обращаются к врачам и не подпускают к себе ни медиков, ни ученых. Согласно гипотезе, туземцы заразили прочих жителей Африки – распространению инфекции с ВИЧ-инфицированным партнёром. Доказать или опровергнуть подобную теорию нельзя, но многие ученые с мировым именем поддерживают именно подобный вариант появления СПИДа о мире.

Человек заразился ВИЧ от обезьяны

Предположение о заражении человека от обезьяны имеет научные доказательства. Проводилось множество исследований и опытов. выявлен вирус предположительно ставший причиной возникновения СПИДа. Обнаруженный вирус очень схож с человеческим ретровирусом. По данным ученых заражение человека произошло примерно в 1930 году. Данный период совпадает с активным истреблением обезьян. Возможно, употребление в пищу мяса с кровью животных и повлекло за собой инфицирование. Более смелые предположения ссылаются на половые контакты с приматами, больными СПИДом.

Теория мутации вируса

Теория пересекается с гипотезой о заражении человека от обезьяны, но произошёл данный факт миллионы лет назад. Тогда ВИО (вирус иммунодефицита обезьян) попал в организм человека и за многие годы мутировал, превратившись в ВИЧ – вирус иммунодефицита человека. Доказывает данную теорию способность ретровируса быстро изменяться и подстраиваться под внешние условия, например, во время лечения антиретровирусными препаратами.

Теория об ошибках ученых

В 1950 годах ученые пытались создать вакцину от полиомиелита, используя печень обезьяны. Появилось предположение – во время разработок что-то пошло не так, и вакцина на самом деле заражала СПИДом людей, Подтверждает гипотезу высокая заболеваемость иммунодефицитом в Африке, где проводилась тестовая вакцинация жителей. Но если данная теория верна, то число инфицированных в мире должно быть в разы больше. Прививка от полиомиелита стала обязательной, и получил ее почти каждый второй житель земли.

Теория секретных разработок

Не так давно появилась гипотеза об искусственном создании вируса генетиками из США. Военные пытались разработать биологическое оружие для уничтожения иммунитета человека. В данной теории больше тайн и вопросов, но все исследования ретровируса говорят о невозможности исключить лабораторное происхождение возбудителя иммунодефицита. У этой версии, как ни странно, появилось большое количество последователей, а научный поиск доказательств ведется до сих пор во многих странах мира, кроме США.

Теории о происхождении ВИЧ и СПИДа можно разделить на две категории. К первой категории принадлежат те, согласно которым ВИЧ - это сравнительно безвредный вирус (если он вовсе существует) и не вызывает СПИДа. Сторонники этих теорий утверждают, что причины заболеваний и смерти людей совсем другие, например, токсичное влияние лекарств, используемых для лечения ВИЧ, бедность, голодание и хронические болезни. Отрицания существования СПИДа придерживаются, например, Питер Дусберг (Peter Duesberg), Роберт Рут-Бернстейн (Robert Root-Bernstein) и Кэри Мюллис (Kary Mullis), получивший в 1993 году Нобелевскую премию в области химии за разработку метода полимеразной цепной реакции (PCR).

Вторая категория - это т.н. теории заговора, согласно которым считается, что ВИЧ - это созданный человеком вирус, попавший в результате несчастного случая или по злому умыслу в человеческую среду, где и ведет свою разрушительную работу.

В число несчастных случаев, прежде всего, входят теории о зараженной вакцине, например, от полиомиелита и гепатита В.

Бывший корреспондент ВВС Эдвард Хупер (Edward Hooper) в своей книге "Река" („The River") подробно рассмотрел теорию о принимаемой орально вакцине от детского полиомиелита. Хупер считает, что ВИЧ-1 является мутацией вируса SIV, распространяющегося среди шимпанзе, и в своей книге утверждает, что вирусолог д-р Хилари Копровски (Hilary Koprowski), работавшая в филадельфийском институте Вистар (Philadelphia Wistar Research Institute), использовала для изготовления вакцины почки обезьян, зараженных вирусом SIV. Эту экспериментальную вакцину впоследствии использовали в Бельгийском Конго для принудительной вакцинации миллионов местных жителей. Теорию Эдварда Хупера поддерживают многие известные ученые, которые предоставили свои доказательства. В то же время, многие ученые предоставили доказательства, опровергающие эту теорию.

Д-р Алан Кантвелл (Alan Cantwell) в своей книге "СПИД и доктора смерти: Исследование происхождения эпидемии СПИДа и Голубая кровь: секретный план геноцида СПИД" ("AIDS and the Doctors of Death: An Inquiry into the Origin of the AIDS Epidemic and Queer Blood: The Secret AIDS Genocide Plot") утверждает, что ВИЧ - это генетически модифицированный вирус, созданный учеными США, который проник в людскую среду опытным путем через вакцинацию от гепатита В, которая проводилась среди би- и гомосексуальных мужчин в крупнейших городах США в 1978 - 1981 годах. Подобные теории развивали д-р Роберт. Б. Стрекер (Robert B. Strecker), Матильде Крим (Matilde Krim) и Милтон Уильям Купер (Milton William Cooper).

Зачастую правдоподобность теорий заговора увеличивает тот факт, что их поддерживают известные и уважаемые люди. Например, утверждают, будто лауреат Нобелевской премии мира Вангари Маатаи (Wangari Maathai) сказал, что СПИД - это биологическое оружие, произведенное развитым миром для того, чтобы уничтожить черную расу. Правда, позже он отрицал, что это говорил.

Якоб Сегал (Jakob Segal), бывший профессор Университет Гумбольдта, считал, что ВИЧ был создан в военных лабораториях Форта Детрик в США путем объединения генетических материалов двух вирусов - Visna и HTLV-1. Согласно этой теории новый вирус - ВИЧ - создали в 1977-1978 годах и испытывали на заключенных, которые согласились на опыты в надежде на досрочное освобождение. Д-р Леонард Г. Хоровиц (Leonard G. Horowitz), с другой стороны, считает, что ВИЧ - это биологическое оружие, которое можно использовать для контроля численности населения.

Есть похожие теории, утверждающие, что ВИЧ был создан в военных лабораториях США, а затем им намеренно заразили американских солдат и отправили их в Африку - заражать черную расу и тормозить развитие африканских стран.

Теории заговора, направленные против черной расы, по сей день распространены в США. Масло в огонь подливают cсылки на многие неэтичные опыты на людях и медицинские исследования в прошлом. Самым известным из них является исследование сифилиса в Тускеджи, при котором в 1932-1972 годах в Тускеджи (Алабама, США) наблюдали за естественным развитием сифилиса у афро-американских мужчин. Участники исследования не получали лечения, хотя с 1947 года использовался пенициллин - классическое и эффективное лекарство от сифилиса, которое используется и в наши дни.

Что касается тех, кто отрицает существование СПИДа, то сегодня достаточно материалов, доказывающих существование как ВИЧ, так и связанного с ним синдрома приобретенного иммунодефицита. ВИЧ и СПИД также отвечают всем условиям, которые в 1890 году установил знаменитый немецкий ученый Роберт Кох (т.н. постулаты Коха), которые подтверждают связь между возбудителем болезни и болезнью. Это следующие постулаты:
- возбудитель болезни должен присутствовать в каждом случае заболевания;
- возбудитель заболевания должен быть изолирован и выращен в чистой культуре;
- если заразить чувствительный организм возбудителем болезни, он должен вызывать ту же болезнь;
- в зараженном организме можно снова найти и изолировать возбудителя болезни.

Чтобы успокоить сторонников теорий заговора, можно сказать, что в 1970-ые годы наука была не настолько развитой, чтобы кто-то мог искусственно создать ВИЧ. В связи с ВИЧ исследовано огромное количество сыворотки крови, взятой в других целях и хранимой долгие годы. Самый ранний образец крови, зараженный вирусом иммунодефицита человека, был взят в Киншасе (Конго, Африка) в 1959 году. Это подтверждает, что ВИЧ - не новый вирус. Современные молекулярно-генетические технологии подтверждают, что, вероятнее всего, ВИЧ перешел к человеку от обезьяны (видимо, при соприкосновении с кровью обезьяны) в 1910-1930 годах. Считается, что болезнь зародилась в Центральной Африке, откуда была перенесена на Гаити, а оттуда в конце 1960-ых годов в США.

Читайте еще:

  • Инфекции, передающиеся половым путем
  • Фазы развития ВИЧ-инфекции