HIV/AIDS

Retrovirusuri 1911 - Peyton Rous descoperă virusul sarcomului la păsări (ulterior denumit virusul sarcomului Rous); premiul Nobel 60 de ani mai tîrziu. Ulterior este descoperită RT: Temin şi Mizutani, în 1970, simultan cu Baltimore.

Clasificare După implicaţii clinice: Oncovirinae (grupează virusuri oncogene dar şi neoncogene); HTLV I şi HTLV II (human T-lymphotropic virus or human T-cell lymphotropic virus); mai fac parte: Bovine Lukemia Viruses (BLV) şi Simian T cells leukemia viruses (STLV); Lentivirinae: grupează agenţi ai unor afecţiuni lent degenerative ale SNC (aici sunt incluse HIV1 şi HIV2, dar şi SIV – simian immunodeficiency virus); Spumavirinae: produc infecţii persistente asimpto-matice.

Clasificare După particularităţile de replicare: virusuri oncogene rapide şi lente; După prezenţa receptorilor membranari la suprafaţa celulei ţintĂ: ecotrope: se replică numai în celule speciei de la care au fost izolate; xenotrope: se replică numai în celule altei specii decât cea originară; amfotrope: se replică în celulele speciilor homo- şi heterologe.

Istoric Primele cazuri de SIDA au fost descrise în 1981 în SUA fiind asociate cu infecţiile severe cu oportu-nişti, şi anume, pneumonia cu Pneumocystis carinii, infecţii care indicau alterarea profundă a imunităţii celulare în absenţa altor cauze. Când sindromul a fost asociat cu virusul imunode-ficienţei umane (HIV: Human Immunodeficiency Virus) a devenit clar că infecţiile severe cu oportu-nişti şi neoplasmele rare reprezintă stadii terminale ale bolii.

Pandemia HIV/SIDA dec 1996: 22.6 mil (HIV + SIDA) (42% femei şi 830.000 copii); iniţial, ponderea femeilor – 7%; 36.1 mil infectaţi (la finele anului 2000, dintre care 5.3 mil infectaţi în acest an); la 25.11. 2000: 2.312.860 – persoane cu SIDA; decese de la începutul pandemiei: 21.8 mil (3 mil doar în 2000); Romania: peste 9000 de infectaţi (dintre care “doar” 1000 sunt adulţi, restul copii!!!).

Pandemia HIV/SIDA Decembrie 2002 : 42 mil 38.6 mil adulŢi (19.2 femei) 3.2 copii < 15 ani. In 2002 - 5 mil cazuri noi. Numar decese in 2002: 3.1 mil Nov. 2002: cazuri SIDA - 2.822.111

Pandemia HIV/SIDA Decembrie 2003– 40 mil cazuri 3 mil decese in 2003 (dintre care 250.000 copii) 2/3 dintre decese – Africa sub-Sahariană. 2012 – aprox. 42 mil cazuri.

2012: 35.3 (32.2–38.8) milioane persoane cu HIV infecţie Terapia antiretrovirală a crescut şansele de supra-vieţuire. Cazuri noi: 2.3 (1.9–2.7) milioane, cu 33% mai puţin ca în 2001 - 3.4 (3.1–3.7) . Număr cazuri SIDA: 1.6 (1.4–1.9) milioane decese în 2012, de la 2.3 (2.1–2.6) milioane în 2005.

Romania Martie 2000: 6089 SIDA Iunie 2003: 5722 HIV infectati (4414 copii) 8250 cazuri SIDA TOTAL: 13972 cazuri Tratament: 5232 In 2009, The United Nations Children’s Fund (UNICEF) Romania estimated a number between 12,000 and 20,000 people of all ages living with HIV.

          La 30 iunie 2011 numarul persoanelor care traiau cu HIV/SIDA in Romania era de aproximativ 10.642.    De la inceputul epidemiei si până în prezent (1985-2011) in Romania au fost inregistrate 17.038 cazuri cu HIV/SIDA. De la inceputul epidemiei si pana in prezent in Romania au  fost inregistrate 5.801 decese datorate SIDA.  România iunie 2011

 HIV/SIDA 2009/2010 in lume   In decembrie 2009, numarul de persoane care traiau cu HIV/SIDA in lume era de 33,3 milioane (31,4 – 35,3 milioane). In 2009 s-au produs 2.6 milioane infectari cu HIV (in România: 340 cazuri noi, iar la 31 decembrie: 405). In 2009 au decedat pe glob datorita SIDA, 1.8 milioane de persoane

Decembrie 2011 http://xahlee. blogspot. com/2011/12/aids-world-map

HIV - ME

HIV - ME (detaliu)

Taxonomie Familia Retroviridae Genul Lentivirinae. Retrovirusurile sunt virusuri ARN cu polarita-te pozitivă, învelite, care prezintă o RT (sinte-tizează ADN pe matriţă ARN). Revestranscripţia este un fenomen unic în biologie (ADN este de regulă decriptat prin transcriere enzimatică în ARN).

Structura Virion sferic, de 80 - 130 nm cu un miez sub formă de con. Are simetrie icosaedrică şi 72 de spicului externi formaţi din proteinele majore ale învelişului viral: gp 120 şi gp transmembranară 41 (cu g.m. de 41000 Da) Virionul are un strat bilipidic presărat cu proteine ale gazdei (ex: antigene MHC de clasa I şi II) obţinute prin “înmugurirea” virusului.

Structura Matricea proteică, aşezată între înveliş şi miez (“core”) este alcătuită din proteina de membrană (p 17), dar conţine şi protează virală.

HIV - schematic

Structura Miezul central este format din 2 molecule ARN şi proteine: proteina majoră internă (p 24); proteina internă asociată ARN-ului (p 15) care este disociată în cele două subunităţi: p 9 şi p 7. Miezul mai conţine şi enzimele virale: RT şi integraza.

Structura Mantaua nucleocapsidei este formată în cea mai mare parte din polipeptidul fosforilat p24 (proteina internă majoră); proteina internă p17 este asociată cu supra-faţa internă a stratului bilipidic, servind la stabilizarea componentelor externe şi interne a miezului.

Tipuri HIV există sub forma a 2 tipuri: HIV1 şi HIV2, care diferă prin secvenţele genomice (peste 50% diferenţe).

HIV - schematic

Genomul şi funcţiile genelor structurale şi nestructurale HIV conţine un genom diploid alcătuit din 2 molecule de ARN identice cu polaritate (+), asamblate printr-o legătură de hidrogen (70S). Genomul (de aprox 9.7 kbaze) este flancat de 2 secvenţe repetitive LTR (Long Terminal Repeats) cu rol în integrarea HIV în genomul gazdei şi transcripţie.

HIV 1 genomul schematic

Organizarea genomului Genomul conţine gene care codifică proteinele structurale (gag, pol şi env în acestă ordine dinspre capătul 5’) comune pentru toate retroviru-surile. Gena gag (grup antigenic) codifică sinteza protei-nelor de miez (p24, p17, p7); gena pol (polimeraza): sinteza enzimelor (p66/51, p32, p11; gena env (envelope) codifică sinteza proteinelor de învelis (precursorul gp120 şi gp41 este gp160).

Gene reglatorii tat: important activator transcripţional; rev: regulator al expresiei genelor structu-rale, deci activator al producţiei de virus; nef: factor de reglare negativă a producţiei de virus

Gene de maturare Neesenţiale in vitro în culturi de celule dar importante in vivo: vif: promotor al infectivităţii virusului; vpr: slab activator transcripţional ; unii autori nu confirmă acest rol vpu: creşte proporţia particulelor virale extrace-lulare.

HIV schematic

HIV1 genomul şi virionul matur

HIV 1 genomul schematic

Clasificare: HIV1 este împărţit în trei grupuri: M (major) cu 10 subtipuri (de la A la J); în Romania predomină tipul F (mai exact F1) (probabil importat din Brazilia); în Europa de Vest şi SUA, tipul B, iar în Asia tipul E. O (outlier - deviat) – doar 300 de pacienţi în lume; iniţial izolat în Camerun; N (non-M- non-O)

HIV1 şi HIV2 genom (comparativ)

HIV2 HIV2 , asemănător în proporţie de 80% cu SIV (Simian Immunodeficiency Virus); izolat mai târziu (1986) din Africa de Vest, prezintă omologii genetice cu HIV1 de 50% (seamănă mai mult cu SIV decât cu HIV1). Ar avea origini diferite.

Diferenţe între HIV1 şi HIV2: epidemiologic: HIV1 este răspîndit în toată lumea, iar HIV2 doar în Africa de Vest; originea: HIV2 derivă de la mangabeu (sooty mangabey), iar HIV1 de la cimpanzeu; HIV2 nu are gena vpu, ci vpx.

Diferenţe între HIV 1 şi HIV2: patogenetic: HIV1 este mai virulent, inducând SIDA într-un interval de timp de aproximativ doua ori mai scurt; terapeutic: HIV2 este natural rezistent la inhibitorii non-nucleozidici de RT-ază.

Tropism celular In principal limfocite T (CD4 pozitive) Altele: limfocite B, M, cel NK, megacario-cite, celule dentritice, promielocite, celule stem, celule timice epiteliale, celule dentri-tice foliculare, etc.

HIV - tropism celular

Tropismul celular Variază în funcţie de tipul infecţiei: primară sau tardivă: In infecţia primară predomină tulpinile cu tropism pentru M (macrofagotrope sau M-trope) şi nesinciţizante; - ele utilizează pentru ataşare coreceptorul pentru beta-chemochine (CCR5);

Tropismul celular In infecţia tardivă tulpinile au tropism pentru limfocite T (T-trope) şi sunt sinciţizante. Nu sunt influenţate de beta-chemochine; - utilizează drept coreceptor fuzina (CXCR4).

Activarea limfocitelor B

HIV - tropism celular

Replicarea Ataşare la receptori CD4 (M şi limf T helper). Interacţiunea între domeniul de fuziune ale HIV (gp41) cu receptorul de fuziune al celulei gazdă (este o fuziune dependentă de pH-ul membranei celulei gazdă); Situsul de fixare la molecula CD4 se află în regiunea conservată a gp120.

HIV ataşare-penetrare

HIV ataşare-penetrare

Replicarea ARN, rol de matriţă – RT – DNA mc – DNA d.c. DNA proviral – transportat la nucleu – integrat în nucleul gazdei (proces controlat de integraza virala). Limf T în repaus nu replica virus.

HIV forma imatură (schematic)

Replicarea In limf T activate, factorii transcripţionali de activare, - inductori endogeni (ex. citokinele: TNF α, IL6, IL1β) pot declanşa replicarea virală prin intermediul secvenţelor care interacţionează cu LTR. Activarea unei infecţii latente: co-infectia cu alte virusuri (VCM, VH 6, 7, 8, VEB, HTLV) (sunt inductori exogeni).

HIV - replicarea (schematic)

HIV - replicare (schematic)

Replicare Integrarea DNA – infecţie lentă. Transcripţia genomului viral în ARNm se realizează printr-o polimeraza a gazdei. Primii ARNm transcrişi codifica genele reglatoare tat, rev şi nef. 2 tipuri de ARNm dictează sinteza protei-nelor structurale.

HIV - replicare

HIV - replicare

HIV - ataşare

HIV - ataşare

HIV - invazie

Celule care au reprodus HIV

Replicarea La sfarsitul replicarii, virusurile sunt eliberate prin înmugurire, imature. Maturarea extracelulara este realizata de către proteaza virala.

HIV - replicare

HIV forma matură (schematic)

HIV forma matură (schematic)

Rezistenta la agenti fizico-chimici Suspensii > 10 5 unitati infectante HIV, dupa 10 minute, sunt imediat distruse de: etanol 50% isopropanol 30% lizol 0.5% peroxid de hidrogen 0.3% hipoclorit de sodiu 0.5%.

Rezistenta la agenti fizico-chimici Poate fi inactivat in 30 min la 56º C, caldură umedă, chiar in prezenta serului uman (10%); Este protejat de materialul proteic uscat.

Patogenie Transmitere pe cale; parenterală, sexuală, mama- făt (30-50%).

Infectie primară: Simptome ale perioadei acute: limfadenopatie, rash macular, febră, mialgii, artralgii, cefalee, diaree, disfagie şi manifes-tări neurologice.

Patogenie Perioada infectiei asimptomatice – 10 ani (50% dintre indivizi); excepţii: forme rapid evolutive “supravietuitorii de lunga durata” Unii pacienti prezinta limfadenopatie persistenta generalizata SIDA

Infectia primara Atasare via CD4 in principal limfocite T Replicare activă Viremie decelabila după 8 – 12 săptămâni Limf T scad de la 1200 – 1000 la 500/μL Ac: detectabili dupa 1- 3 luni; în paralel viremia scade, afectând doar 10 3 – 10 4 celule, iar limf T4 tind să se normalizeze.

Variatia antigenica Raspunsul în Ac eficient Variatia antigenica a gp120 – eludează răspunsul imun. Persistenta virusului la nivelul limfocitelor (unde replicarea continuă). Evolutia bolii influentata de echilibrul dintre factorii inductori endogeni si exogeni.

Mecanisme patogenetice în HIV infecţie

HIV - patogenie

Inductori exogeni Activarea limfocitelor prin infectiile cu oportunisti determina activarea limfocitelor, respectiv replicarea activă a HIV. Activatori eficienti: infectiile cu oportu-nişti, cu M. tuberculosis, vaccinările (contraindicate mai ales vaccinarile cu germeni vii atenuaţi).

Factori inductori endogeni Citokinele proinflamatorii: TNFα, IL- 6, IL- 1β.

Factori supresori Limf CD8 si M – surse de factori supresori. Probabil β-chemokinele au rol inhibitor.

HIV infecţie - clinica

HIV - istoria naturală a infecţiei

HIV - markeri virologici şi imunologici

HIV - markeri virologici şi imunologici

HIV - evoluţia clinică şi a markerilor virologici şi imunologici

Infecţii asociate imunodeficienţei induse de HIV

Simptome clinice predictive pentru progresia spre SIDA: infecţie persistentă cu herpes zoster; candidoză orală; leukoplazie păroasă; simptome constituţionale: pierdere în greutate, oboseală, transpiraţii nocturne, diaree persistentă.

Tablou clinic Unele dintre aceste sindroame au fost descrise în cadrul ARC: AIDS related complex. Infecţia cu herpes-zoster este un semn precoce de progresie, candidoza şi leukoplazia apar ceva mai târziu, iar semnele constituţionale persistente sunt foarte preţioase pentru a indica progresia spre SIDA. Limfadenopatia generalizată persistentă , care apare frecvent în timpul infecţiei se consideră pre-dictivă pentru progresia spre SIDA la homosexu-ali.

Simptome predictive CDC Atlanta a extins lista simptomelor predictive pentru evoluţia spre SIDA incluzându-le şi pe cele observate la femei: candidoza vulvo-vaginală; displazie cervicală moderată sau severă; boli inflamatorii pelvine.

SIDA Numar CD 4< 200/μL Ac antip24 – dispar Reapariţia Ag p24 Infectii cu oportunişti/cancere

Infectii cu oportunisti Boli şi simptome definitorii pentru SIDA sunt: sarcomul Kaposi, pneumonia cu P. carinii, diaree cronică (frecvent determinată de criptosporidii) meningită cu Criptospori-dium, toxoplasmoză, encefalopatie şi demenţă, retinită cu CMV, candidoză esofagiană, carcinom ano-rectal, limfoame cu limfocite B.

Criterii CDC - 1993 Din 1993 această listă a fost extinsă şi include şi alte condiţii clinice: tuberculoză pulmonară, pneumonii recurente şi cancerul cervical invaziv. In plus, clasificarea CDC include şi pacienţii asimpto-matici adolescenţi şi adulţi care au limfocitele CD4 < 200 /μl sau, în procente (mai corect estimat după procentul CD4) sub 14%.

Sarcom Kaposi

Sarcom Kaposi - cutanat

Sarcom Kaposi - forma severă

Cancer cu celule scuamoase

Retinită cu VCM

Corioretinită (toxoplasmoză)

Conjunctivită (sarcom Kaposi - vasculariuaţie violacee)

Herpes (vechi de o lună)

Leucoplazie “păroasă”- celule vacuolare şi asocierea infecţiei cu VEB

Diagnostic Diagnostic serologic Teste rapide (pe memnbrana, tip Immuno dot sau latex- aglutinare) ELISA Confirmare (WB, IF) Diagnostic direct: Izolarea HIV (prin cocultivare) PCR (detectare de ADN proviral în limfocite sau eviden-ţierea de ARN plasmatic): teste calitative (mai sensibile) şi cantitative (pentru monitorizarea terapiei şi predicţia evoluţiei bolii). Ag p 24 (ELISA).

Produse patologice Sânge integral (ser sau plasma) Altele: LCR, saliva, secreţii vaginale, probe biopsice, lapte, urină, etc. Congelarea probelor: - 30 – 70º C Izolarea de virus impune conservarea în azot lichid.

Diagnostic serologic Teste rapide tip screening efectuate prin aglutinare: teste de latex aglutinare: bile de latex coafate cu antigene obţinute sintetic. Se testează sânge integral sau ser pe un suport al trusei. După câteva minute rezultatul testului este evaluat, comparativ cu martorul (-) al trusei. Teste pe membrană (principiu asemănător ELISA)

Teste rapide Avantaje: uşor de realizat şi fără echipament electric; Dezavantaj: sensibilitatea metodei variază în limite foarte largi: între 71 şi 99% , iar specifici-tatea sa variază între 93 şi 99%. In plus, rezultatele (+) sau (-) diferă în medie cu 20%, diferenţa explicată prin dificulatea de inter-pretare a probelor “slab pozitive”. De aici rezultă si obligativitatea confirmării prin ELISA.

HIV diagnostic (teste rapide)

Teste pe membrana: in paralel, HIV si VHC

ELISA Indirect sau competitiv Rez. fals (-) se obţin: când testul se efectuează înaintea seroconversiei; la pacienţi imunosupresaţi; şi uneori, tardiv în stadiul de SIDA. In plus, unele teste imaginate pentru a detecta anti-HIV1 nu pot detecta şi anti-HIV2.

ELISA Rezultate eronate care ridica probleme clinicienilor sunt generate de unele grupe de pacienţi: hemodializaţi, boli autoimune, mielom multiplu, hemofilicii. Se mai adaugă surse de eroare ce ţin de cel ce execută testul sau variaţii în sensibilitatea şi specificitatea truselor.

ELISA - schematic

ELISA

ELISA - Ag p 24

Western Blot Proteinele virale (antigenele) sunt separate prin electroforeză în gel de poliacrilamidă şi apoi transferate pe benzi de nitroceluloză ce vor reprezenta faza fixă la care vor adera anticorpii eventual prezenţi în probă. Astfel obţinem profilul serologic complet , pe categorii de anticorpi fată de structuri antigenice diferite (ale genelor : gag, env şi pol) scăzând riscul rezultatelor fals pozitive (care se reduce la 0.05%).

HIV - Western Blot

HIV -WB

HIV WB

HIV -WB

HIV - WB

WB - criterii de interpretare

HIV - criterii interpretare

Criterii de interpretare WB EX: 2 categorii de Ac (env) +/- gag +/- pol O singura categorie de Ac – “indeterminat” Se apeleaza la o noua testare sau /si IF Daca IF nu clarifica rezultatul se apeleaza la PCR.

HIV- WB

HIV - IF

Polymerase chain reaction (PCR) Calitativ: iniţial (mai sensibil decât testul cantitativ) Cantitativ: monitorizarea terapiei şi predicţia evoluţiei.

HIV - PCR

HIV - PCR

Markeri pentru aprecierea prognosticului Viremia (“incărcătură plasmatică”) Valoarea CD4 Prezenţa Ag p 24 sau Ac anti-p24

Alti markeri utili Β2 microglobulina neopterina

Nivel CD 4, comparatativ viremia

Terapie Analogi nucleozidici (inhibitori de RT): Zidovudina (AZT) Didanozina (ddI) Zalcitabina (ddc) Stavudina (d4T) Intârzie dezvoltarea infecţiilor cu oportu-nisti si prelungesc supravieţuirea.

Analogi nucleozidici Eficienta relativ scazută; se adminstreaza asociat pentru a creste eficienta si, mai ales, pentru a preveni selectia de tulpini rezis-tente. Toxice (neutropenie, anemie, mielopatie – zidovudina; pancreatita – didanozina; neu-tropenie periferica: zalcitabina, stavudina).

Alte antiretrovirale Inhibitori noncompetitivi de RT: nevirapina, delavirdina (activi pe HIV1 dar nu şi asupra HIV2) Inhibitori de protează: saquinavir, indinavir, ritonavir (peptide sintetice, inhibititori competitivi pentru proteaza HIV, inhibând procesarea poliproteinelor; astfel celula gazdă acumulează precursori neclivaţi de poliproteină gag, care sunt toxici).

Replicarea HIV ţinte terapeutice

Tratament - “ţinte”

Principiile terapiei Se incepe când CD4 sunt 500 /μL Eficienţa terapiei: functie de numarul CD4, absenta Ag p24, nivelul scazut al viremiei. Rezistenta la antiretrovirale: scad CD4, scaderea in greutate, semnele constitutive caracteristice SIDA, infectiile cu oportunisti.

Principiile terapiei Adminstrarea zidovudinei la gravide (sapt 14 – 34) scade riscul transmiterii transplacentare.

Pandemia HIV

Prevalenta infecţiei HIV la adulţi (2007)

Epidemiologie Transmitere: ca la VHB (parenteral, sexual, mamă-făt). Risc crescut: de la bărbat la femeie (prezenţa unor co-infectii ce determina leziuni ale colului); contact anal; Risc prin ace contaminate: 1/250. Mamă – făt: 30 – 50%.

Grupe de risc Femei: 1985: 7%; 1994: 13%; 2002: 49.7% Creşte în acest fel si numarul de cazuri la copii!!! Femeile se prezinta mai târziu la medic (ar rezulta evolutia mai rapida la femei spre SIDA; fals) Complicatii ginecologice (prin infectii asociate).

Profilaxia Nu exista vaccin Nu exista chimioprofilaxie eficienta Masuri nespecifice: sex protejat, obiecte personale de toaleta, controlul serologic anterior sarcinii, etc. Educatie sanitară.