ВИЧ-инфекция - Биологический факультет МГУ

Межфакультетский учебный курс МГУ
"Современные представления
об иммунитете и здоровье человека."
Лекция 2. Новые глобальные инфекции
д.м.н. профессор Гариб Фируз Юсуфович
Кафедра иммунологии биологического факультета МГУ
18 .09.2013
fgarib@yandex.ru
Информация к размышлению:
 Мировые инфекции во все времена уносили
и уносят миллионы человеческих жизней –
значительно больше, чем все катастрофы и
войны, вместе взятые
 По оценкам экспертов Всемирной
Организации Здравоохранения (ВОЗ) в
результате всех войн ХХ столетия погибло
111 млн человек, т.е в среднем по 1,1 млн
ежегодно. В то же время смертность от
инфекций достигла 17 млн человек в год!
План лекции
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Возбудители инфекционных заболеваний у человека - вирусы,
прионы, бактерии, грибы и простейшие
Глобальная проблема - Эпидемии, Пандемии
Появление новых инфекций и их распространение
Механизмы формирования эпидемиологических процессов
Понятие об инфекционных процессах как проявление
взаимоотношений возбудителя инфекции с иммунной системой
Лидирующие инфекции и их краткая характеристика –ВИЧ,
туберкулез, малярия. Возбудители этих инфекций. Почему
появилось понятие «успешный патоген» ?
Как защититься от эпидемий и пандемий ? Создать коллективный
иммунитет путем вакцинаций !!!?
Почему нет вакцин против всех опасных инфекций?
Что делать?
 Инфекция - это реакция хозяина на проникновение и размножение
патогена
 Основу инфекционной болезни составляет борьба между иммунной
системой и возбудителем инфекции
 Infectio – загрязнение (лат.)
 Синонимы-инфекционный процесс, инфекционное состояние,
инфекционная болезнь
 Локализация поражения- кишечная инфекция, респираторная
инфекция, кожная инфекция, инфекция мочевых путей и т.д.
 Нозологическая категория (по названию вида возбудителей болезни)бактериальная инфекция, вирусная инфекция, прионовая инфекция,
гельминтная инфекция и т.д.
Инфекция
1. Возбудители инфекционных
заболеваний у человека
Вирусы
Прионы
Бактерии
Грибы
Простейшие
Синонимы:
Возбудитель болезни
Инфекционный агент
Паразит
Патоген
Инфекция
 Инфекция - это реакция хозяина на проникновение и
размножение патогена
 Основу инфекционной болезни составляет борьба между
иммунной системой и возбудителем инфекции
 Infectio – загрязнение (лат.)
 Синонимы-инфекционный процесс, инфекционное
состояние, инфекционная болезнь
 Локализация поражения- кишечная инфекция,
респираторная инфекция, кожная инфекция, инфекция
мочевых путей и т.д.
 Нозологическая категория (по названию вида возбудителей
болезни)- бактериальная инфекция, вирусная инфекция,
прионовая инфекция, гельминтная инфекция и т.д.
Проявления инфекции
Клинически выраженное заболевание
(манифестная форма)
 Латентное (скрытое) течение
 Носительство инфекции
 Инфекционная болезнь чаще всего протекает
циклически, ее развитие проходит через
ряд этапов:
o инкубационный,
o продромальный,
o нарастания симптомов,
o разгара болезни,
o угасания клинических проявлений болезни,
o выздоровления (реконвалесценции).

Портреты «знаменитых» патогенов
Вирус гриппа
Микобактерия
туберкулеза
Сальмонелла
Малярийный
плазмодий
ВИЧ/СПИД
Вирус гепатита В
Вирус кори
Бордетелла
(коклюш)
Клостридия
столбняка
Трипаносома
Вирус герпеса
Трихомонус
Прионы- возбудители губчатой энцефалопатии,
старческого слабоумия, болезни Альцгеймера и др.
• Губчатое поражение
мозга при прионовой
инфекции
Патогены тоже ничего не боятся !
2. Глобальная проблема
Эпидемии, Пандемии
Натуральная
оспа
В мире от оспы
погибло больше
300 млн
человек
Похороны жертв чумы в Турне
(«Burying Plague Victims of Tournai»)
Фрагмент иллюстрации из рукописи, называемой «Хроники Гилля Майзета»
(«Annals Gilles de Muisit», 1272–1352 гг.), настоятеля монастыря святого
праведника Мартина. Рукопись хранится в Библиотеке короля Альберта I,
Брюссель. Показанные художником события относятся к чуме «черной смерти»
в бельгийском городе Турне в 1349 г.
• Юстинианская чума, 541 г. н. э.
Наиболее вероятно, что это была бубонная
форма чумы. На пике эпидемии в
Константинополе погибали 10 тыс. человек
ежедневно!
Иллюзия победы над миром микробов
• В середине ХХ века возникла иллюзия
возможности полного искоренения
инфекционных болезней.
Поводом для этого были выдающиеся открытия
- Создание методов иммунодиагностики
инфекций
- Создание антибактериальных и
противовирусных препаратов
- Разработка вакцин и лечебных сывороток
Иллюзия продолжается
• Достижения были впечатляющими:
• Искоренена натуральная оспа, взята под
контроль заболеваемость брюшным тифом,
чумой, холерой, сыпным тифом. Стали
управляемыми дифтерия, полиомиелит,
корь, коклюш, эпидемический паротит.
Заболеваемость и смертность от инфекций
снизилась в сотни раз!
Горькие плоды иллюзий
• У мирового сообщества появилась
уверенность, что инфекционные болезни
уже не представляют реальной угрозы.
Потому системы эпидемиологического
надзора перестали быть приоритетными.
• Однако, события последующих десятилетий
убедительно свидетельствовали, что
остановить процесс распространения
инфекционных заболеваний не удалось.
• Сосуществование мира микробов с
человечеством вступило в новую фазу.
К сведению:
Число наиболее часто встречающихся
инфекционных заболеваний
составляет более 200
Редкие инфекции появляются постоянно
• Появление новых инфекций и их
распространение
Новые инфекционные болезни
 Истинно новые, т.е. недавно
возникшие
 Впервые обнаруженные, т.е. ранее
существовавшие
Новые глобальные инфекции
(35 инфекций за 30 лет после ликвидации оспы)
• За 30 лет – после ликвидации оспы
зарегистрировано 35 новых болезней, которые
имеют эпидемиологическое значение.
• новых болезней 68% вирусной природы
• 29% - бактериальной и 3%-прионной
• Фактически новые инфекции появляются
постоянно.
• Источником новых инфекций в основном
являются люди и животные, а также
насекомые
До 70-х годов доминировали бактериальные
инфекции то концу столетия
главенствующими стали
вирусные инфекции.
ВИЧ- инфекция приобрела глобальное
распространение и создала реальную
угрозу существования человечества
Примеры недавно появившихся инфекций 1/7
Инфекция или агент Факторы, необходимые для их
возникновения
Вирусы/ прионы
Аргентинская и
боливийская
геморрагические
лихорадки
Бычья
спонгиформная
энцефалопатия
Лихорадка Денге
Изменения в сельском хозяйстве,
способствующие увеличению
численности грызунов
Изменения в питании животных
Занос, миграция, урбанизация
Лихорадки Эбола и Неизвестны, в Европу и США были
Марбург
занесены с обезьянами
Примеры недавно появившихся инфекций 2/7
Инфекция
Инфекция
или агент
или агент Факторы,
Факторы,
необходимые
необходимые
длядля
их возникновения
их возникновения
Вирусы
Вирусы/ прионы
Хантавирусы
Хантавирусы
Изменения
Изменения
в окружающей
в окружающейсреде,
среде, увеличивающие
увеличивающие
контакты
контакты
людей
людейссприродными
природными резервуарами
резервуарами
возбудителя
возбудителя(популяции
(популяции грызунов)
грызунов)
Гепатиты
Гепатиты
В иВСи С
Переливание
Переливание
крови,
крови,трансплантация
трансплантация органов,
органов,половое
половое
инфицирование,
инфицирование,инъекции,
инъекции, вертикальное
вертикальное
распространение
распространениеототинфицированных
инфицированных матерей
матерейккдетям
детям
ВИЧВИЧ
Миграция
Миграция
в города
в городаиитуризм,
туризм, сексуальные
сексуальные контакты,
контакты,
вертикальная
вертикальнаяпередача
передачаот
отинфицированных
инфицированных матерей
матерейк к
детям,
детям,
контаминация
контаминациячерез
черезмедицинские
медицинские инструменты
инструменты
(включая
(включая
внутривенное
внутривенноевведение
введение лекарств),
лекарств),
переливание
переливание
крови,
крови,трансплантация
трансплантация органов
органов
HTLV
HTLV
Контаминированные
Контаминированныемедицинские
медицинские инструменты,
инструменты,другое
другое
Примеры недавно появившихся инфекций 3/7
Инфекция или
агент
Факторы, необходимые для их возникновения
Вирусы
Пандемический
грипп
Возможно, сельскохозяйственное разведение уток и
свиней, что облегчает пересортировку генов птичьих
вирусов и вирусов млекопитающих
Лихорадка
Ласса
Урбанизация, способствующая увеличению
численности грызунов — природных резервуаров
возбудителя; увеличение экспозиции людей (обычно в
домах)
Лихорадка
долины Рифт
Строительство дамб, развитие сельскохозяйственного
производства, ирригация; возможно, изменения в
патогенности и вирулентности вируса
Желтая
лихорадка в
«новых»
регионах
Формирование благоприятных условий для москитов
— переносчиков возбудителя заболевания
Примеры недавно появившихся инфекций 4/7
Инфекция
или агент
Факторы, необходимые для их возникновения
БАКТЕРИИ
Бразильская
пурпурная
лихорадка
Haemophilus
influenzae
Вероятно, появился новый штамм
Холера
Недавние эпидемии в Южной Америке вызваны
возбудителем, вероятно, завезенным из Азии с грузом. Его
распространению способствовало уменьшение
хлорирования воды. Новый штамм возбудителя (тип 0139)
был занесен из Азии путешественниками (т.е. так же как в
прошлом распространялась классическая холера)
Helicobacter
pylori
Вероятно, уже давно широко распространен, но не был
распознан (ассоциировался с другими
гастроинтестинальными болезнями)
Примеры недавно появившихся инфекций 5/7
Инфекция или
агент
Факторы, необходимые для их возникновения
БАКТЕРИИ
Гемолитический
уремический
синдром (E. coli
0157:Н7)
Массовые пищевые технологии,
способствующие контаминации мяса
Legionella
(легионеллезные
болезни)
Охлаждающие и водопроводные системы
(микроорганизм растет в биопленках,
которые формируются в емкостях со
стоячей водой)
Боррелиоз Лайма
Преобразования природной среды вокруг
(Borrelia burgdorferi) населенных пунктов, способствующие
распространению клещей (носителей
заболевания) и оленей (его вторичных
резервуаров)
Примеры недавно появившихся инфекций 6/7
Инфекция или агент
Факторы, необходимые для их
возникновения
БАКТЕРИИ
Стрептококки группы А
(инвазивные,
некротизирующие)
Неизвестны
Синдром токсического
шока (Staphylococcus
aureus)
Ультраабсорбирующие
тампоны
Примеры недавно появившихся инфекций 7/7
Инфекция или агент
Факторы, необходимые для
их возникновения
Паразитические
Cryptosporidium и другие,
распространяемые с водой
патогены
Малярия
(в «новых» регионах)
Загрязнение
поверхностных вод, плохая
очистка воды
Путешествия и миграция
Schistosomiasis
Загрязнение
поверхностных вод, плохая
очистка воды
Вирус гриппа
Вирусы гриппа на эпителии
дыхательных путей
Механизм формирования новых штаммов вируса гриппа
Всегда новая инфекция-грипп
• История биосферы и человечества учит, что
микробную жизнь человек победить
никогда не сможет.
• Частичные «победы», например,
избавление от чумы или оспы, с одной
стороны- благо (сокращается смертность), а
с другой – беда (перестает работать
естественный отбор)
Неужели так все ужасно?
• Понятие об инфекционных процессах как
проявление взаимоотношений возбудителя
инфекции с иммунной системой
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Острая респираторная инфекция
3 905 000
Туберкулез
3 000 000
Диарея (в т.ч. дизентерия)
2 473 000
Малярия
1 500 000 - 2 700 000
СПИД
1 500 000
Гепатит B
1 156 000
Корь
1 010 000
Коклюш
355 000
Столбняк
310 000
Трипаносомоз (сонная болезнь)
150 000
Общее количество умерших от инфекций ≈ 17 миллионов
(при 59 миллионах ежегодных смертей во всем мире).
КОЛИЧЕСТВО СМЕРТЕЙ В МИРЕ ЗА 2009 ГОД
Инфекции новые, а «исполнитель» известный
Лидирующие инфекции и их краткая
характеристика –
ВИЧ,
туберкулез,
малярия.
Возбудители этих инфекций.
Почему появилось понятие
«успешный патоген» ?
Информация к размышлению:
Лидирующими болезнями являются
-ВИЧ-инфекция (25% от всей инфекционной
заболеваемости)
- Малярия (12%)
- Туберкулез (10%)
Главенствующие позиции в ХХI веке стали занимать
вирусные инфекции.
Самая серьёзная – это ВИЧ-инфекция.
В настоящее время в мире 42 млн ВИЧ-инфицированных в
210 странах мира.
Распространение ВИЧ сокращает перспективы
социального развития мирового человеческого
сообщества, поскольку до половины инфицированных-это
молодежь в возрасте 15-25 лет.
Вакцину создать не удается
СПИД
Словно бы
заглянув в
грядущее
столетие
мировых войн,
революций и
экологических
бедствий, автор,
отрицает
возможность
их преодоления
Крик Эдвард Мунк 1893
ВИЧ-статистика за 2011 год
По неполным данным, в мире людей, живущих
с ВИЧ - 42 миллиона (в 2010 году было 33.5
млн.
 Новых инфекций среди детей - 300 тысяч.
Дети умирают от СПИДа гораздо быстрей и
лекарства переносят хуже.
 Страдает от ВИЧ молодежь- 40% новых
инфекций у людей в возрасте 15-24 лет.
 Смертей от СПИДа - 1.7 миллиона в год, но
фактически намного больше, т.к. СПИД
регистрируется под маской других болезней
• Подробнее о тактике ВИЧ и о болезни СПИД
в последующей лекции на тему:
«Опасный «шедевр природы» - вирус
иммунодефицита человека (ВИЧ)
• Лектор - Ф.Ю.Гариб, доктор медицинских
наук, профессор
• »
Повод для волнения!!!
• Прогноз ВОЗ по ВИЧ-инфекции:
Если эффективный способ
борьбы с ВИЧ-инфекцией не будет
найден в ближайшее время,
то пандемия приведет
к быстрому снижению
численности населения на Земле
Туберкулез легких
Заражено 2,2 млрд
Заболевает 20 млн в год
Умирает 2-3 млн в год
Вакцина недостаточно
эффективна
В гранулеме микобактерии сохраняются
в макрофагах организма десятки лет
(M. leprae)
• Подробнее об ускользании микобактерий
туберкулеза от иммунных реакций на
последующей лекции:
• «Иммунобиология инфекций - «Война и
Мир» с патогенами»
• Лектор - Ф.Ю.Гариб, доктор медицинских
наук, профессор
• »
• МАЛЯРИЯ - острая протозойная болезнь,
характеризующаяся лихорадочными
приступами, анемией, увеличением печени
и селезенки. Возможны рецидивы.
Источником инфекции является только
человек, больной малярией, или
гаметоноситель. Инфекция передается
различными видами комаров.
Статистика по малярии
 В районах распространения малярии проживает 2,4
млрд человек, или 34 % населения мира.
 Ежегодно 300—500 миллионов человек заражается
малярией, и, согласно ВОЗ, это число ежегодно
возрастает на 16%.
90 %
случаев регистрируется в Африке, из остальных — 2/3
случаев приходится на Индию, Бразилию, Шри-Ланку,
Вьетнам, Колумбию и Соломоновы Острова.
 Ежегодно 1,5—3 млн человек умирает от малярии
 Каждый год около 30 000 туристов заболевают
малярией, 1 % из них умирает.
 Вакцину создать не удается
Известные люди, умершие от малярии
К известным личностям,
которые умерли от малярии,
принадлежат :
Фараон Тутанхамон
Александр Македонский, Аларих (король вестготов), Чингисхан, святой Августин, как
минимум 5 римских пап, итальянский поэт Данте, император Священной
Римской империи Карл V, Христофор Колумб, Оливер Кромвель, Микеланджело
Меризи Караваджо, лорд Байрон и многие другие (Википедия)
Жизненный цикл возбудителя малярии
Мерозоиты малярии в эритроцитах
человека
Комары- переносчики малярии
Механизмы формирования
эпидемиологических процессов
Условия развития
эпидемиологического процесса
 Источник возбудителя (человек, животные)
Механизмы передачи (фекально-оральный,
аэрогенный, трансмиссионный- с помощью
кровососущих насекомых, контактный,
включая половой, вертикальный-по
наследству)
Восприимчивость людей
Современная особенность инфекций
Склонность патогенов к длительной
персистенции в организме
Создание препятствий к формированию
иммунитета, в то время, как прежние
инфекции завершались иммунитетом,
потому эпидемии прекращались
Зарождение эпидемий
• Первые массовые заболевания животных
произошли при одомашнивании диких
животных, когда появились огромные стада
быков, газелей баранов и т.д., не имевших
естественных «санитаров» - хищников,
быстро удалявших заболевших животных
• Это происходило более 10 тыс лет назад
• Возбудители болезней животных стали
вызывать болезни у людей
Факторы, способствующие
эпидемиям (2)
 Переход к оседлости
 Увеличение численности населения
 Формирование крупных поселений
 Усиление общения путем миграций
 В ХХ веке появился искусственныйинъекционный (инструментальный) механизм
передачи возбудителей
 Ослабление иммунной системы в глобальном
масштабе
 Успешная эволюция патогенных микробов
Пути проникновения вирусов
Дружбе микробов и амеб уже 3 млрд лет!
Простейшие –эволюционные предки макрофагов, сохраняют возбудителей
опасных инфекций и служат «тренажером» для отработки эффективных
взаимодействий с макрофагами уже в организме у человека..
Адаптация бактерий к протозойным хищникам - амебам
происходит уже миллиарды лет .
 Бактерии используют амеб для увеличения своей численности в
окружающей среде
 В определенное время бактерии продуцируют литические
компоненты, предотвращающие фагоцитоз, либо для выхода из
разрушенных амеб
 Между бактериями и простейшими устанавливются
эндосимбиотические отношения на длительное время-не менее
шести лет.
 В процессе коэволюции бактерии могут совершенствовать
механизм внутриклеточного существования в амебах и затем,
после проникновения в организм позвоночных, пользоваться
этим механизмом для выживания в макрофагах. и
Тихо!
Амеба обедает
Мимивирус в амебах
• Свободноживущие амебы в эпидемических
процессах среди людей играют роль
«Троянского коня», позволяющего
микроорганизмам преодолеть «первую
линию обороны нового хозяина». Они
доставляют их в пределы «Трои», т.е. к
слизистым оболочкам человека и в органы
дыхания, и обеспечивают
микроорганизмам надежную защиту от
местных факторов иммунной системы.
Сегодня ВИЧ/СПИД-пандемия – не единственный
неконтролируемый пандемический процесс. Параллельно
развиваются пандемии сывороточных гепатитов В, С и др., на
«подходе» Т-клеточный лейкоз и, возможно, другие инфекции,
которые пока не распознаны. Для них характерна
неспособность иммунной системы человека контролировать
инфекционный процесс.
Поэтому нет периода угасания клинических проявлений
болезни и выздоровления больного (реконвалесценции).
Передача возбудителя от человека к человеку происходит
растянутым во времени, но всегда реализуемым путем –
половым, без которого вид не может размножаться.
Иммунитет не формируется. Продолжительность инфекционной
болезни соответствует продолжительности жизни человека.
Продолжительность пандемического процесса –
продолжительности существования его как вида.
Как защититься от эпидемий и пандемий ?
Создать коллективный иммунитет путем
вакцинаций !!!?
Вакцинацияинтеллектуальный ответ патогенам
• Вакцинация позволяет сформировать
«коллективный» иммунитет, когда более
80% населения невосприимчиво к
определенной инфекции- кори, дифтерии,
столбняку, полиомиелиту и др.
• Великое достижение – искоренение оспы
путем вакцинаций на глобальном уровне
• Общее число инфекционных болезней у
людей составляет более 200, а вакцины
созданы только против примерно 40
возбудителей.
• Следовательно современных вакцин
недостаточно, чтобы предотвратить
развитие инфекционных процессов
Вопросы :
1. Почему иммунная система человека работает
недостаточно эффективно?
2.Почему нет вакцин против всех
опасных
инфекций?
• Ответ на лекции :
• «Как можно «настроить» иммунную систему? Дизайн
современных вакцин»
• Лектор - Ф.Ю.Гариб, доктор медицинских наук,
профессор
По секрету:
 Недостаточно знаний, чтобы создавать
новые вакцины в ответ на
распространение новых инфекций
 Необходимы коллективные огромные
усилия специалистов многих профессий.
А ты записался в создатели вакцин?
«Неожиданное» заключение
 При использовании эффективных вакцин блокируется
распространение инфекций , поэтому, длительное отсутствие
селективного давления возбудителей на популяции людей
приводит к накоплению людей с дефектами иммунной
системы.
 Частичные «победы», например избавление от чумы или
оспы, с одной стороны-благо (сокращается смертность), а с
другой стороны-беда (поскольку перестает работать
естественный отбор).
 Тем самым создаются благоприятные условия для
возвращения возбудителей инфекционных болезней, обычно
не развивающихся у людей с эффективно функционирующей
иммунной системой (туберкулез, проказа и др.).
 Появляются новые инфекции
 История биосферы учит, что микробную жизнь человек
победить не может.
А бороться надо!
Что делать?
…Я спросил у ясеня:
«Где мне взять вакцины?»
Ясень лишь ответил мне:
« В науках не силен»…
Я спросил у Обамы: «Что делать???»
Он задумался, но промолчал
Будем оптимистами!
д.м.н. профессор Гариб Фируз Юсуфович
Кафедра иммунологии биологического факультета МГУ
18 .09.2013
fgarib@yandex.ru
МФК-13/14 "Современные представления об
иммунитете и здоровье человека."
Введение: зачем знания по иммунобиологии нужны
небиологам?
2. Новые глобальные инфекции
3. Врожденный иммунитет – от бактерий до человека.
4. Воспаление – друг и враг
5. Есть ли иммунная система у растений и грибов?
6. Что такое приобретенный иммунитет. Когда и как мы его
приобрели?
7. Иммунобиология инфекций: «Война и Мир» с патогенами.
8. Иммунная толерантность, трансплантационный и
противоопухолевый иммунитет.
9. Иммунозависимые болезни: аллергия и аутоиммунитет.
10. Опасный «шедевр природы» - вирус иммунодефицита
человека (ВИЧ).
11. Как можно «настроить» иммунную систему? Дизайн
современных вакцин.
12. Нерешенные проблемы и перспективы развития иммунологии.
1.