© РИА Новости / Павел ЛисицынМедицинский работник проводит экспресс-анализ крови на ВИЧ
© РИА Новости / Павел Лисицын
Ученые сообщили о новом штамме ВИЧ, выявленном в Нидерландах. Он быстрее распространяется и вдвое агрессивнее — клинические последствия появляются уже через девять месяцев после заражения. Поддается ли этот штамм лечению имеющимися противовирусными препаратами — в материале РИА Новости.
Разновидности ВИЧ
Есть два вируса иммунодефицита человека — ВИЧ-1 и ВИЧ-2. Наиболее распространен первый — на него приходится до 95 процентов заболеваний СПИДом в мире. Вирусологи выделяют четыре группы генетических разновидностей ВИЧ-1: М, N, O и P, а внутри группы M, самой массовой, — еще подтипы, или штаммы.
Всего таких штаммов в 2000-м, когда создавали классификацию, было девять. Почти двадцать лет ничего не менялось, но в конце 2019-го обнаружили еще один, десятый. Правда, оказалось, что это не какой-то недавно появившийся вариант, а просто ранее незамеченный в силу малой распространенности.
Его выявили у трех граждан Конго, заболевших соответственно в 1983-м, 1990-м и 2001-м. Технологии тех лет не позволили обнаружить принципиальные отличия этого штамма от других. С тех пор сложные методы диагностики, такие как полногеномное секвенирование, усовершенствовались и стали более доступными. Биологи продолжают уточнять филогенетическую структуру ВИЧ.
В только что вышедшей статье ученые под руководством профессора Кристофа Фрейзера из Института больших данных Оксфордского университета сообщают об открытии еще одной генетической разновидности вируса ВИЧ-1 группы М. По структуре он ближе всего к штамму B, хотя и с множеством мутаций. Но главная особенность в значительно большей вирулентности, то есть опасности.
© Иллюстрация РИА НовостиКлассификация генетических разновидностей вируса иммунодефицита человека и положение на ней нового штамма VB
© Иллюстрация РИА Новости
Классификация генетических разновидностей вируса иммунодефицита человека и положение на ней нового штамма VB
Вирулентность против трансмиссивности
ВИЧ относится к РНК-вирусам, как и SARS-CoV-2, вызвавший пандемию COVID-19. По мере накопления мутаций они либо эволюционируют в сторону повышения вирулентности, либо становятся более трансмиссивными — легче передаются от человека к человеку и распространяются в популяции.
К примеру, омикрон-штамм SARS-CoV-2 более трансмиссивный, но менее вирулентный по сравнению с “дельтой”. Он заражает больше, но симптомы легче. Это позволяет вирусологам предполагать, что коронавирус постепенно превращается в обычную сезонную инфекцию.
Иногда патоген находит “оптимальное соотношение” между вирулентностью и трансмиссивностью, позволяющее ему долго находиться в организме хозяина, поражая его достаточно сильно, но не настолько, чтобы тот умер, не успев передать инфекцию дальше. Так произошло с ВИЧ.
Пандемии СПИДа уже не один десяток лет. Вызывающий ее вирус идентифицировали в 1983-м, но, как считают ученые, он существовал в человеческой популяции с 1920-х. На сегодняшний день, по данным UNAIDS — Объединенной программы ООН по ВИЧ/СПИД, в мире инфицированы 38 миллионов человек, 33 миллиона умерли. Для сравнения: от COVID-19 погибли 5,7 миллиона.
ВИЧ и клетки иммунной системы
Чтобы понять, в каком направлении эволюционирует вирус ВИЧ, ученые следят за его генетическими мутациями, меняющими два главных для человека свойства: заражать и причинять ущерб организму.
В Оксфорде использовали результаты генетических исследований BEEHIVE и ATHENA. Первое проводили в восьми странах Европы и Уганде, второе — в Нидерландах. Ученые отобрали случаи с установленными датами заражения и образцами, полученными на ранних стадиях болезни.
Выявили 17 пациентов, чья вирусная нагрузка в период от шести до 24 месяцев после первого положительного теста значительно превышала среднюю. В эту группу попали 15 человек из Нидерландов и по одному из Бельгии и Швейцарии. У всех был один и тот же генетический вариант ВИЧ, относящийся к штамму B группы М, но с множеством мутаций, разбросанных по геному.
Поскольку большинство случаев было из Нидерландов, дополнительно проанализировали геномные данные 6706 участников из ATHENA с инфекцией подтипа В и обнаружили еще 92 человек с тем же мутировавшим вариантом, которому дали имя VB, что расшифровывается как “вирулентный вариант В”. В результате общий объем выборки составил 109 человек.
Вирулентность ВИЧ обычно определяют по вирусной нагрузке — концентрации патогена в плазме крови — и количеству CD4-клеток — Т-лимфоцитов и других клеток в периферической крови, обладающих трансмембранным гликопротеином CD4. Этот белок ВИЧ использует в качестве рецептора для проникновения в клетку.
Попав в организм, вирионы ВИЧ перемещаются по нему в потоке крови и лимфы, а оказавшись рядом с CD4-клеткой, присоединяются к рецептору CD4 на ее плазматической мембране. После размножения в клетке новые вирусные частицы отпочковываются, захватив часть мембраны, и выходят в кровяное русло, а CD4-клетка погибает. Поэтому чем больше вирусных частиц в организме и чем дольше они там находятся, тем ниже уровень CD4-клеток в крови и иммунитет человека в целом.
Антиретровирусные препараты подавляют репликацию вируса и предотвращают гибель CD4-клеток, но пока лечение не начали, их число неуклонно снижается. В этом особенность ВИЧ-инфекции. Скорость зависит от генетического варианта — у каждого штамма своя. У VB примерно в два раза выше, а концентрация в крови — в 3,5-5,5.
Критическим уровнем, после которого развиваются симптомы СПИДа, ученые считают 350 CD4-клеток на один кубический миллиметр крови. Эмпирические данные указывают на то, что люди с VB-вариантом при отсутствии лечения достигают этого за девять месяцев. Другим штаммам требуется три года.
Риск тяжелых осложнений возникает при 200 CD4-клеток на кубический миллиметр. Без лечения эта стадия наступает у инфицированных VB-вариантом за два-три года, для других вариантов ВИЧ — за шесть-семь лет. Это усредненные данные для самой многочисленной группы инфицированных — мужчин в возрасте от 30 до 39 лет. У тех, кто старше, разница еще больше.
© Wymant et al., Science 2022Ущерб, который наносит ВИЧ иммунной системе при отсутствии лечения, при варианте VB (красным) в два раза выше, чем при других вариантах (синим). По вертикали – количество CD4-клеток на кубический миллиметр; по горизонтали – годы после постановки диагноза. Пунктиром – начало симптоматической стадии заболевания
© Wymant et al., Science 2022
Ущерб, который наносит ВИЧ иммунной системе при отсутствии лечения, при варианте VB (красным) в два раза выше, чем при других вариантах (синим). По вертикали – количество CD4-клеток на кубический миллиметр; по горизонтали – годы после постановки диагноза. Пунктиром – начало симптоматической стадии заболевания
Но есть и хорошие новости. Хотя количество CD4-клеток у людей с VB-вариантом падает в два раза быстрее, после начала лечения их иммунная система восстанавливается так же хорошо, как у пациентов с другими штаммами. Не выше и вероятность тяжелых осложнений, смерти. Тем не менее исследователи подчеркивают, что, поскольку VB быстрее разрушает иммунную систему, крайне важно, чтобы люди из группы риска регулярно проходили тестирование и приступали к лечению как можно скорее.
“Это ограничивает время, когда ВИЧ может повредить иммунную систему и поставить под угрозу здоровье человека, а также гарантирует максимально быстрое подавление ВИЧ, что предотвращает передачу инфекции другим людям”, — приводятся в пресс-релизе Оксфордского университета слова профессора Фрейзера.
В поисках корней
Проанализировав закономерности генетической изменчивости среди образцов вируса, исследователи пришли к выводу, что линия VB возникла в конце 1980-х — начале 1990-х в Нидерландах. В 2000-х она стала вытеснять другие варианты ВИЧ, но примерно с 2010-го темпы распространения замедлились. Как предполагают авторы работы, из-за большей доступности антивирусных средств и эффективного лечения.
Чтобы проверить самостоятельность нового варианта, провели поиск близких генотипов в общедоступных базах данных ВИЧ-вирусов, но ничего похожего не нашли. Значит, VB-вариант — это не устойчивая рекомбинантная форма (CRF), а самостоятельный штамм. В его геноме насчитали 250 аминокислотных и 509 нуклеотидных изменений, а также многочисленные вставки и делеции. На филогенетическом дереве ВИЧ он занимает особое положение, образуя отдельный кластер, для которого характерны и высокая вирулентность, и высокая трансмиссивность.
© Wymant et al., Science 2022Филогенетическое положение VB-варианта ВИЧ и его вирусная нагрузка в сравнении с другими вариантами (А), регионы распространения (В) и общая вирусная нагрузка VB в популяции (C)
© Wymant et al., Science 2022
Филогенетическое положение VB-варианта ВИЧ и его вирусная нагрузка в сравнении с другими вариантами (А), регионы распространения (В) и общая вирусная нагрузка VB в популяции (C)
Интересно то, что ученые указали на вероятного “нулевого пациента”, в чьем организме зародился новый штамм. Это мужчина из Амстердама. Диагноз ему поставили в 1992-м, за десять лет до первых пациентов с VB-вариантом. Филогенетический анализ выявил у него предковый вариант этого штамма.