พยาธิสภาพของการติดเชื้อเอชไอวี/เอดส์

ไวรัสแต่ละประเภทจะส่งผลต่อเซลล์ประเภทหนึ่ง ความสามารถในการแทรกซึมของไวรัสในเซลล์นั้นถูกกำหนดโดยการมีอยู่ของตัวรับสำหรับไวรัสนั้นๆ บนเซลล์เป้าหมาย รวมถึงความสามารถของจีโนมของไวรัสในการผสานเข้ากับจีโนมของเซลล์ เป็นที่ทราบกันดีว่าเซลล์สามารถมีตัวรับสำหรับไวรัสประเภทต่างๆ ได้ และตัวรับสำหรับไวรัสบางชนิดอาจอยู่บนเซลล์ประเภทต่างๆ กัน

ตัวรับสำหรับ HIV คือแอนติเจนการแยกตัว CD4 เช่นเดียวกับส่วนประกอบที่ไม่จำเพาะซึ่งไม่ขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของ CD4 CD4 เป็นไกลโคโปรตีนที่มีน้ำหนักโมเลกุล 55,000 มีโครงสร้างคล้ายกับส่วนต่างๆ ของอิมมูโนโกลบูลิน โปรตีนไวรัส gp 120 มีโครงสร้างที่คล้ายกันซึ่งกำหนดความสามารถของ HIV ในการแทรกซึมเข้าสู่เซลล์ ระดับความเสียหายต่อเซลล์ที่มีตัวรับ CD4 ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของตัวรับเหล่านี้บนเยื่อหุ้มเซลล์ ความหนาแน่นของตัวรับ CD4 สูงสุดในกลุ่มย่อย T-helper ของลิมโฟไซต์ซึ่งกำหนดการเกิดโรค นอกจากตัวรับหลักสำหรับ HIV-1 - CD4 - ยังมีตัวรับร่วมอีกจำนวนหนึ่งโดยเฉพาะตัวรับคีโมไคน์ซึ่งจำเป็นสำหรับ HIV ในการแทรกซึมเข้าสู่เซลล์ มีการแยกโปรตีนที่คล้ายคลึงกันประมาณ 40 ชนิดในมนุษย์ พวกมันแบ่งออกเป็นคีโมไคน์อัลฟ่าและเบตา ในปี 1995 ห้องปฏิบัติการของ Gallo ได้แยกคีโมไคน์จากลิมโฟไซต์ CD8 และโปรตีนสองชนิดจากแมคโครฟาจ ในปี 1996 Berger ได้ค้นพบตัวรับร่วมสำหรับ HIV ที่เรียกว่า CXCR4 ในปี 1996 มีการค้นพบตัวรับร่วมสำหรับ HIV 1 อีกตัวหนึ่งคือ CCR5 พบว่าผู้ที่สัมผัสกับผู้ติดเชื้อ HIV เป็นเวลานานและไม่ติดเชื้อจะมีการกลายพันธุ์ในตัวรับ CCR5

ร่างกายมนุษย์มีเซลล์ภูมิคุ้มกัน เซลล์ร่างกาย และเซลล์อื่นๆ จำนวนหนึ่งซึ่งมีตัวรับ HIV

ซองหุ้มของไวรัสเอชไอวีประกอบด้วยโปรตีนที่เข้ากันได้ของมนุษย์ในระดับที่หนึ่งและสอง ดังนั้นการแทรกซึมของไวรัสเข้าสู่ร่างกายจึงไม่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาการปฏิเสธ ด้วยความช่วยเหลือของไกลโคโปรตีน gр120 ไวรัสจะเกาะอยู่บนพื้นผิวของเซลล์เป้าหมาย และไกลโคโปรตีน gр41 จะทำให้ซองหุ้มไวรัสรวมเข้ากับเยื่อหุ้มเซลล์เป้าหมายได้ RNA สายคู่ของไวรัสจะแทรกซึมเข้าไปในเซลล์ ซึ่งเอนไซม์ทรานสคริปเทสย้อนกลับจะสังเคราะห์ DNA โปรไวรัสสายเดี่ยว จากนั้น DNA สายคู่จะถูกสร้างขึ้น ซึ่งถูกนำเข้าสู่ DNA ของเซลล์ด้วยความช่วยเหลือของอินทิเกรส DNA ของไวรัสจะกลายเป็นเมทริกซ์ที่ RNA ถูกคัดลอกมา ประกอบเป็นอนุภาคไวรัสใหม่

วงจรการติดเชื้อเอชไอวี

การติดเชื้อเอชไอวีส่วนใหญ่มักเกิดขึ้นผ่านเยื่อเมือกของระบบทางเดินปัสสาวะและอวัยวะสืบพันธุ์ ไวรัสจะแทรกซึมเข้าสู่เซลล์เดนไดรต์แบบแทรกซึมที่แสดงออกถึง CD4 ซึ่งอยู่ในเยื่อบุผิวปากมดลูกและช่องคลอด รวมถึงเข้าไปในต่อมน้ำเหลืองของวงแหวนน้ำเหลืองในคอหอยในกรณีที่มีเพศสัมพันธ์ทางปาก

ชนิดของเซลล์ที่ได้รับผลกระทบจาก HIV

เซลล์ TCHP	เนื้อเยื่อและอวัยวะ
เซลล์ทีลิมโฟไซต์ แมคโครฟาจ	เลือด
เซลล์ลาเกอร์ฮันส์	หนัง
เซลล์ผิวหนังที่มีรูขุมขน	ต่อมน้ำเหลือง
แมคโครฟาจถุงลม	ปอด
เซลล์เยื่อบุผิว	ลำไส้ใหญ่ ไต
เซลล์ปากมดลูก	ปากมดลูก
เซลล์โอลิโกเดนโดรเกลีย	สมอง

อย่างไรก็ตาม อาการทางคลินิกของการติดเชื้อ HIV ขั้นต้นส่วนใหญ่เกิดจากไวรัสที่แทรกซึมเข้าสู่แมคโครฟาจ การแพร่เชื้อ HIV ไปยังแมคโครฟาจถูกกำหนดโดยปฏิกิริยาระหว่าง gр120 กับโมเลกุล CCR5 ที่มีอยู่ในคอมเพล็กซ์ของตัวรับคีโมไคน์ของแมคโครฟาจ ไวรัสกลุ่มนี้จึงเรียกว่า R5 ตรงกันข้ามกับ X4 ซึ่งโต้ตอบกับตัวรับ CXCR4 ของทีลิมโฟไซต์ เซลล์ที่ติดเชื้อ HIV จะรวมตัวกับทีเซลล์ CD4+ ทำให้ไวรัสแพร่กระจายไปยังต่อมน้ำเหลืองในบริเวณนั้น ซึ่งตรวจพบไวรัสได้หลังจาก 2 วัน และแพร่กระจายไปทั่วอวัยวะที่อยู่ไกลออกไป (สมอง ม้าม และต่อมน้ำเหลือง) หลังจาก 3 วันถัดมาหลังจากการติดเชื้อ

เยื่อบุลำไส้ยังเป็นช่องทางเข้าที่อาจเกิดการติดเชื้อได้ ดังจะเห็นได้จากการศึกษาจำนวนมากที่แสดงให้เห็นถึงการทำลายเซลล์ CD4 ที่อยู่ในเยื่อบุลำไส้ ส่งผลให้มีการสูญเสียเซลล์ T ในระบบทางเดินอาหารเร็วกว่าปกติมากกว่าในเลือดส่วนปลาย

ไวรัสในเลือดจากแบบจำลองสัตว์ที่ให้ไวรัสทางช่องคลอดพบระหว่าง 5 ถึง 30 วันของการติดเชื้อ โดยสูงสุดที่ระดับซีรัมที่เปลี่ยนแปลง การศึกษาล่าสุดโดยใช้ RT-PCR ที่ไวต่อ 4 สำเนา/มล. แสดงให้เห็นว่าระยะเวลาที่ปริมาณไวรัสเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเกิดขึ้นก่อนระยะเวลา 9-25 วันของการไหลเวียนของไวรัสในปริมาณต่ำ (<100 สำเนา/มล.) ใน 23 รายจาก 69 ราย

ในทางภูมิคุ้มกันวิทยา การติดเชื้อ HIV จะแสดงอาการโดยหลักๆ จากการที่เซลล์ T และ B ของระบบภูมิคุ้มกันขาดหายไป การทำงานของเซลล์ B ลิมโฟไซต์แบบโพลีโคลนัลจะนำไปสู่ภาวะแกมมาโกลบูลินในเลือดสูง และส่งผลให้ความสามารถในการสร้างแอนติบอดีที่ต่อต้านไวรัสลดลง จำนวนคอมเพล็กซ์ภูมิคุ้มกันที่หมุนเวียนเพิ่มขึ้น แอนติบอดีต่อเซลล์ลิมโฟไซต์จะปรากฏขึ้น ซึ่งทำให้จำนวนเซลล์ T ลิมโฟไซต์ CD4+ ลดลงอีก กระบวนการภูมิคุ้มกันตนเองเกิดขึ้น

ความเข้มข้นรวมของอิมมูโนโกลบูลินในซีรั่มเพิ่มขึ้น แต่ระดับของซับคลาสของอิมมูโนโกลบูลินกลับไม่สมดุลกัน ดังนั้น ปริมาณ IgG1 และ IgG3 ในผู้ป่วยจึงเพิ่มขึ้น และความเข้มข้นของ IgG2 และ IgG4 จะลดลงอย่างมีนัยสำคัญ เห็นได้ชัดว่าการลดลงของระดับ IgG2 เกี่ยวข้องกับความอ่อนไหวสูงของผู้ป่วยต่อสแตฟิโลค็อกคัส นิวโมค็อกคัส และฮีโมฟิลัส อินฟลูเอนซา

ดังนั้น ความเสียหายต่อระบบภูมิคุ้มกันในผู้ติดเชื้อเอชไอวีจึงเกิดขึ้นแบบเป็นระบบ โดยแสดงออกมาโดยการกดการทำงานของโปรตีน T และ B ของภูมิคุ้มกันเซลล์อย่างลึกซึ้ง ในระหว่างการพัฒนาของการติดเชื้อเอชไอวี จะมีการเปลี่ยนแปลงเป็นประจำในภาวะไวเกินทันทีและภายหลัง ภูมิคุ้มกันแบบฮิวมอรัล และปัจจัยป้องกันที่ไม่จำเพาะ รวมถึงกิจกรรมทางการทำงานของลิมโฟไซต์และโมโนไซต์/แมคโครฟาจ

ระดับของอิมมูโนโกลบูลินในซีรั่ม คอมเพล็กซ์ภูมิคุ้มกันในระบบหมุนเวียน และผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวของตัวรับในเซลล์เพิ่มขึ้น และมีการเปลี่ยนแปลงลักษณะเฉพาะในกรดนิวคลีอิกของเซลล์ที่มีภูมิคุ้มกันและกิจกรรมของเอนไซม์ในวงจรการเผาผลาญหลักในเซลล์เหล่านั้น

ในผู้ป่วยที่มีลิมโฟไซต์ CD4+ ไม่เพียงพอ การทำงานของลิมโฟไซต์ CD8+ เซลล์ NK และนิวโทรฟิลจะแย่ลงตามไปด้วย ความผิดปกติของสถานะภูมิคุ้มกันแสดงออกมาทางคลินิกโดยกลุ่มอาการติดเชื้อ ภูมิแพ้ ภูมิคุ้มกันทำลายตนเอง และลิมโฟไซต์เจริญเติบโตผิดปกติ ทั้งหมดนี้กำหนดภาพทางคลินิกของการติดเชื้อ HIV โดยรวม

ในระยะเริ่มแรกของโรค ร่างกายจะผลิตแอนติบอดีที่ทำลายไวรัสซึ่งยับยั้งไวรัสที่แพร่ระบาดได้ แต่จะไม่ออกฤทธิ์กับไวรัสที่อยู่ในเซลล์ (โปรไวรัส) เมื่อเวลาผ่านไป (โดยปกติหลังจาก 5-6 ปี) ความสามารถในการป้องกันของระบบภูมิคุ้มกันจะลดลง และไวรัสจะสะสมในเลือด

ผลของการทำลายเซลล์ของเชื้อ HIV ทำให้เกิดความเสียหายต่อเซลล์เม็ดเลือด ระบบประสาท ระบบหัวใจและหลอดเลือด ระบบกล้ามเนื้อและโครงกระดูก ระบบต่อมไร้ท่อและระบบอื่น ๆ ซึ่งเป็นตัวกำหนดการพัฒนาของภาวะอวัยวะหลายส่วนล้มเหลว ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือมีอาการทางคลินิกเกิดขึ้นและการติดเชื้อ HIV ดำเนินไปอย่างต่อเนื่อง

ความไวต่อเชื้อ HIV ในมนุษย์นั้นมีอยู่ทั่วไปและถูกกำหนดโดยความหลากหลายทางพันธุกรรมและลักษณะทางฟีโนไทป์ของแต่ละบุคคล ซึ่งอาจแสดงออกได้ทั้งในการจำกัดความเป็นไปได้ของการติดเชื้อ HIV และในการเร่งหรือลดอัตราการเกิดอาการทางคลินิกของการติดเชื้อ ความแตกต่างระหว่างเชื้อชาติในพลวัตของการติดเชื้อและความก้าวหน้าของการติดเชื้อ HIV ได้รับการระบุแล้ว ตัวแทนของเผ่าพันธุ์นิโกรมีความอ่อนไหวต่อ HIV มากที่สุด ชาวยุโรปมีความอ่อนไหวน้อยกว่า และชาวมองโกลอยด์มีความอ่อนไหวน้อยที่สุด

ระยะฟักตัวของการติดเชื้อเอชไอวีจะกินเวลาตั้งแต่ 2 สัปดาห์ถึง 6 เดือนหรือมากกว่านั้น หลังจากนั้นใน 50-70% ของกรณี ระยะของอาการทางคลินิกหลักจะเกิดขึ้นในรูปแบบของกลุ่มอาการไวรัสทั่วไป: ไข้ (96%) ต่อมน้ำเหลืองโต (74%) ผื่นแดง-ปื้นแดงที่ใบหน้า ลำตัว แขนขา (70%) ปวดกล้ามเนื้อหรือปวดข้อ (54%) อาการอื่นๆ เช่น ท้องเสีย ปวดศีรษะ คลื่นไส้ อาเจียน ตับและม้ามโต พบได้น้อย อาการทางระบบประสาทเกิดขึ้นในผู้ป่วยประมาณ 12% และมีลักษณะเฉพาะคือเยื่อหุ้มสมองอักเสบหรือเยื่อหุ้มสมองอักเสบจากเชื้อ

ระยะเฉียบพลันของการติดเชื้อ HIV กินเวลาตั้งแต่หลายวันถึง 2 เดือนและมักไม่ปรากฏอาการเนื่องจากอาการแสดงคล้ายคลึงกับอาการของไข้หวัดใหญ่และการติดเชื้อทั่วไปอื่น ๆ นอกจากนี้ในผู้ป่วยบางรายอาจไม่มีอาการ ในทางจุลชีววิทยา ระยะนี้มีลักษณะเฉพาะคือปริมาณไวรัสในเลือด เนื้อเยื่อรอบนอก และของเหลวที่หลั่งออกมาเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยตามการวิจัยพบว่าเกิน 10 ⁸สำเนาต่อมิลลิลิตร ในทางระบาดวิทยา ระยะการติดเชื้อ HIV ขั้นต้นนั้นอันตรายทั้งเนื่องจากความสามารถในการติดเชื้อของของเหลวในร่างกาย (เลือด อสุจิ น้ำลาย สารคัดหลั่งจากเมือก) สูง และเนื่องจากขาดข้อมูลของพาหะของการติดเชื้อซึ่งยังคงดำเนินชีวิตแบบ "เสี่ยงสูง" การกำหนด RNA ของ HIV ด้วยวิธีปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรสทำให้สามารถยืนยันการวินิจฉัยได้ อาจไม่สามารถตรวจพบแอนติบอดีต่อ HIV ในช่วงเวลานี้ได้ โดยจะปรากฏขึ้น 1 เดือนหลังติดเชื้อในผู้ติดเชื้อ 90-95% หลังจากนั้น 6 เดือนใน 5-9% ที่เหลือ และในเวลาต่อมาอีก 0.5-1%

ระยะต่อไปของการติดเชื้อ HIV มีลักษณะเฉพาะคือไวรัสยังคงอยู่ในร่างกายเนื่องจากแทรกซึมเข้าไปในจีโนมของเซลล์ที่ได้รับผลกระทบ ในระยะนี้ การพัฒนาภูมิคุ้มกันเฉพาะไวรัสเกิดขึ้นส่วนใหญ่เนื่องจากลิมโฟไซต์ที่เป็นพิษต่อเซลล์ CD8 + และมาพร้อมกับการลดลงของปริมาณ RNA ของไวรัสในระบบไหลเวียนเลือด 100-1000 เท่าจนถึงจุดสมดุล และอาการเฉียบพลันจากไวรัสในผู้ป่วยจะหายไปภายใน 6 เดือน น้อยกว่ามาก หลังจากการติดเชื้อเฉียบพลัน ระยะของต่อมน้ำเหลืองโตทั่วไปที่คงอยู่ (PGL) จะเริ่มขึ้น และในกรณีพิเศษ โรคจะดำเนินไปสู่ระยะเอดส์ทันที

PGL มีลักษณะเฉพาะคือต่อมน้ำเหลืองโต 2 กลุ่มขึ้นไป โตได้ถึง 1 ซม. ขึ้นไปในผู้ใหญ่ และโตได้ถึง 0.5 ซม. ในเด็ก (ยกเว้นต่อมน้ำเหลืองบริเวณขาหนีบในผู้ใหญ่) โดยคงอยู่นานอย่างน้อย 3 เดือน ต่อมน้ำเหลืองบริเวณคอ ท้ายทอย และรักแร้ มักโตมากที่สุด

ในทางคลินิก การติดเชื้อเอชไอวีตามธรรมชาติแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่ การติดเชื้อแบบค่อยเป็นค่อยไปตามปกติและการติดเชื้อแบบไม่ลุกลามในระยะยาว ในกลุ่มแรก เมื่อโรคดำเนินไปตามธรรมชาติ จะพบว่าเซลล์ T ลดลงอย่างต่อเนื่อง ซึ่งจะไปขัดขวางการพัฒนาของการตอบสนองต่อต้านไวรัส

กลุ่มที่สอง ได้แก่ ผู้ติดเชื้อเอชไอวีที่ติดเชื้อมาแล้วอย่างน้อย 8 ปี แต่มีจำนวน CD4 มากกว่า 500/cm3 และไม่ได้รับการบำบัดด้วยยาต้านไวรัส ลักษณะเด่นของการตรวจเซลล์วิทยาของผู้ป่วยกลุ่มนี้คือมีการตอบสนองแบบแพร่กระจายของ T-helper ที่จำเพาะต่อเอชไอวี

การศึกษาล่าสุดเกี่ยวกับการตอบสนองต่อการติดเชื้อขั้นต้นแสดงให้เห็นว่าการบำบัดในระยะเริ่มต้นหลังจากการเปลี่ยนแปลงของซีโรคอนเวอร์ชันส่งผลให้จำนวนเซลล์ CD38+ ที่ถูกกระตุ้นสูงและเซลล์ Ki-67+ CD4T ที่มีตัวรับคีโมไคน์ CCR5 เพิ่มขึ้น 10-20 เท่า เซลล์เหล่านี้ยังหลั่งอินเตอร์เฟอรอนแกมมาอย่างแข็งขันเพื่อตอบสนองต่อการกระตุ้นของแอนติเจนของ HIV เมื่อเริ่มการบำบัดในระยะหลัง HIV จะสามารถทำลายประชากรของเซลล์ตั้งต้นเหล่านี้ได้ ทำให้การตอบสนองต่อไวรัสลดลงอย่างรวดเร็วและไม่สามารถฟื้นฟูได้

การศึกษาจำนวนมากได้อธิบายถึงการมีอยู่ของกลุ่มประชากรที่ต้านทานการติดเชื้อ HIV แม้จะสัมผัสเชื้อไวรัสอยู่ตลอดเวลา การทดสอบทางพันธุกรรมแสดงให้เห็นว่ามียีน 9 ยีนที่อาจเกี่ยวข้องกับการต้านทานการติดเชื้อ HIV ในจำนวนนี้ 4 ยีนมีความเกี่ยวข้องกับการทำงานของเซลล์ T รวมถึงยีน CCR2, CCR5, MIP1A และ IL-2 การศึกษาอัลลีล CCR5d32 ซึ่งประกอบด้วยการลบนิวคลีโอไทด์ในตัวรับ HIV หลัก แสดงให้เห็นว่าความไวต่อไวรัสลดลง ส่งผลให้การดำเนินโรคช้าลง และด้วยเหตุนี้ จึงสร้างภูมิคุ้มกันเซลล์ T ต่อไวรัสได้สำเร็จ

หลังจากระยะเหล่านี้ซึ่งระยะเวลารวมทั้งหมดอาจแตกต่างกันไปตั้งแต่ 2-3 ถึง 10-15 ปี ระยะเรื้อรังที่มีอาการของการติดเชื้อ HIV จะเริ่มขึ้น ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือการติดเชื้อต่างๆ ที่มีต้นกำเนิดจากไวรัส แบคทีเรีย และเชื้อรา ซึ่งยังคงค่อนข้างดีและสามารถบรรเทาได้ด้วยยารักษาแบบทั่วไป โรคทางเดินหายใจส่วนบนที่กลับมาเป็นซ้ำอาจเกิดขึ้นได้ เช่น โรคหูน้ำหนวก โรคไซนัสอักเสบ หลอดลมอักเสบ รอยโรคที่ผิวหนังชั้นนอก เช่น โรคเริมชนิดที่กลับมาเป็นซ้ำในเยื่อเมือก โรคเริมงูสวัดที่กลับมาเป็นซ้ำ โรคแคนดิดาในเยื่อเมือก โรคผิวหนังอักเสบ โรคผิวหนังอักเสบ

การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวจะรุนแรงมากขึ้น ไม่ตอบสนองต่อวิธีการรักษาแบบมาตรฐาน และจะยืดเยื้อออกไป ผู้ป่วยจะน้ำหนักลด มีไข้ เหงื่อออกตอนกลางคืน และท้องเสีย

เมื่อภูมิคุ้มกันลดลง โรคร้ายแรงที่ค่อยๆ ลุกลามก็จะเกิดขึ้น ซึ่งไม่ได้เกิดขึ้นในผู้ที่มีระบบภูมิคุ้มกันที่ทำงานปกติ องค์การอนามัยโลกได้กำหนดให้โรคเหล่านี้เป็นโรคติดเชื้อที่บ่งชี้ถึงเอดส์หรือโรคติดเชื้อฉวยโอกาส

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]