Antiretroviral therapy effect on specific antibodies spectrum changes to HIV-1 individual antigenes from persons infected with different virus subtypes

Full Text

ВВЕДЕНИЕ
Идентификация антител (АТ) к антигенам вируса иммунодефицита человека
(ВИЧ) является основным методом лабораторной диагностики. АТ к ВИЧ появляются у 90—95 % инфицированных в течение 1 месяца после заражения. Для их определения последовательно используют два высокочувствительных и высокоспецифичных метода — иммуноферментный анализ и линейный иммуноанализ [1].
Однако, кроме диагностической, АТ к ВИЧ играют важную роль в иммунном
ответе. АТ к поверхностным белкам ВИЧ, таким как gp120 и gp41, способствуют
нейтрализации вируса. На эффективность нейтрализации вируса специфичными АТ
влияют различные факторы: аминокислотная последовательность и пространственная структура эпитопов, степень гликозилирования и стабильность поверхностных
белков ВИЧ [12].
Данные АТ, связавшись с зараженными ВИЧ клетками, уничтожают их путем
антителозависимой клеточной цитотоксичности. Этот механизм элиминации зараженных клеток хорошо изучен у больных с бессимптомной ВИЧ-инфекцией.
Доказано, что его эффективность тесно связана с благоприятным течением заболевания [3]. Однако малоизученными остаются изменения спектра специфических
АТ и их вируснейтрализующей активности на поздних стадиях ВИЧ-инфекции при
проведении антиретровирусной терапии (АРТ).
Поэтому целью нашей работы было изучение спектра и содержания АТ к антигенам ВИЧ-1 в образцах сывороток крови от инфицированных различными субтипами вируса лиц, получавших и не получавших АРТ.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Исследовано 69 образцов сывороток крови от инфицированных различными
субтипами ВИЧ-1 лиц, не получавших АРТ (АРТ–) — 29 чел. и получавших АРТ
(АРТ+) — 40 чел. Исследуемые образцы были предварительно охарактеризованы
сотрудниками НИЦ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи. Основные
характеристики групп, сформированных для проведения исследований, представлены в табл.Специфические АТ определяли методом линейного иммуноанализа с использованием экспериментально модифицированного набора реагентов «БлотВИЧ 1/2+0» (ЗАО БТК «Биосервис»), в котором на стрипы нитроцеллюлозных
мембран дополнительно были нанесены линии с иммобилизованными рекомбинантными антигенами Vif и Nef. По окончании стандартной процедуры линейного иммуноанализа стрипы иммуносорбента сканировали, полученное изображение анализировали с помощью компьютерной программы «TotalLab-TL120».
На основании оценки интенсивности окрашивания линий стрипа, включая
контрольную, рассчитывали индекс позитивности (ИП) для каждого образца как
соотношение интенсивности окрашивания линий с антигенами ВИЧ-1, включая Vif и Nef, к интенсивности окрашивания линии с отрицательным контрольным антигеном. Для каждой группы рассчитывалось среднее значение ИП. Все
статистические расчеты проводили с помощью программы «Exсel 2013»: пакет
«Анализ данных».
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Анализ полученных результатов показал неоднозначные изменения в содержании АТ к индивидуальным антигенам ВИЧ-1 у лиц, инфицированных различными
субтипами вируса.
ИП АТ к белку gр160 (Env1) у лиц с субтипами А1 и В мало изменялись на фоне
АРТ (12,0±1,1 против 10,7±1,9 и 14,7±1,1 против 14,3±1,2, соответственно). У пациентов, инфицированных субтипом С ВИЧ-1, при получении АРТ уровень АТ к gр160
увеличивался почти в 2 раза по сравнению с нелеченными пациентами (17,5±2,2
против 9,0±1,2).
Не оказывало существенного влияния проведение АРТ и на содержание АТ
к gр41 в сыворотке крови лиц, инфицированных субтипами А1 (8,8±0,7 против
8,9±0,9) и В (12,5±0,9 против 13,4±1,8). Однако у лиц с ВИЧ-1 субтипа С при АРТ
уровень АТ к gр41 повышался в 2 раза (14,6±2,5 против 7,3±1,1).
Количество АТ к белку Gag-1 при проведении АРТ увеличивалось у инфицированных субтипом А1 в 1,3 раза (13,4±1,9 против 10,6±1,6) и субтипом С в 1,2 раза
(12,1±1,7 против 10,5±2,5). В то же время, у пациентов, инфицированных субтипом
В, наблюдалось значительное снижение в 1,4 раза содержания АТ к белку Gag-1 в
сыворотке крови (8,8±0,6 против 12,3±1,5).
Среднее значение ИП АТ к антигену р51 в сыворотке крови при проведении
АРТ снижалось почти в 2 раза (4,3±0,6 против 8,4±0,8) у лиц с ВИЧ-инфекцией,
вызванной субтипом В. У инфицированных субтипом А1 на фоне АРТ содержание
АТ данной специфичности практически не менялось (8,3±0,9 против 9,0±0,9). А у
пациентов с субтипом С, получавших АРТ, наоборот, даже наблюдалось небольшое
увеличение количества АТ к антигену р51 (6,6±1,5 против 5,0±1,4).
При оценке уровня АТ к белку р31 была иная картина: при проведении АРТ
отмечено повышение их количества во всех анализируемых группах. У инфицированных субтипом А1 — в 2 раза (6,0±0,8 против 3,0±0,9), у инфицированных субтипом В — в 1,9 раза (6,2±0,8 против 3,2±0,9), у инфицированных субтипом С —
в 1,4 раза (3,7±0,9 против 2,7±0,8).
Уровень АТ к Vif повышался в 2,6 раза у лиц, инфицированных субтипом С
ВИЧ-1, при проведении АРТ — от 0,7±0,08 до 1,8±0,3. У лиц с субтипами А1 и В количество АТ к Vif не изменялось на фоне АРТ, в сравнении с нелеченными пациентами, инфицированными этими же субтипами (0,9±0,04 против 1,0±0,02 и 0,9±0,07
против 0,9±0,09, соответственно).Аналогичная картина наблюдалась при оценке содержания АТ к Nef, которые снижались в 3 раза в группе лиц с субтипом А1 на фоне АРТ (1,0±0,05 против 3,0±0,9). У пациентов, инфицированных субтипами В и С, проведение АРТ не
оказывало влияния на уровень АТ к Nef (2,5±0,6 против 2,5±0,9 и 1,0±0,06 против
1,0±0,02, соответственно).
Анализ изменения уровня АТ у ВИЧ-инфицированных, получавших и не получавших АРТ, выявил его зависимость от субтипа вируса и функционального назначения исследуемых белков ВИЧ-1 (структурных, регуляторных).
У пациентов, инфицированных субтипами А1 и В, не наблюдалось изменений
количества АТ к белкам gр160 (Env1) и gр41 на фоне АРТ. А у лиц, инфицированных субтипом С ВИЧ-1, при получении АРТ их уровень вырос практически в 2 раза
по сравнению с нелеченными пациентами. АТ к поверхностным гликопротеинам,
в том числе к gp160, и трансмембранному белку gp41 появляются в крови практически сразу после инфицирования [4]. Они способны к нейтрализации вируса и подавлению его репликации. АТ к gp160 и gp41 препятствуют взаимодействию ВИЧ с
CD4 рецептором клетки мишени [10]. Пока нет убедительных данных о корреляции
между титром нейтрализующих АТ и клиническим течением заболевания. Однако,
подтверждено, что их высокий уровень ассоциируется с более благоприятным течением ВИЧ-инфекции [9]. Таким образом, оценка содержания АТ к gp160 и gp41
может служить косвенным показателем благоприятного течения инфекции у ВИЧинфицированных.
Показана разнонаправленная динамика изменений содержания АТ к белку
Gag-1 при проведении АРТ: у лиц, инфицированных субтипами А1 и субтипом С,
уровень данных антител повышался, а у пациентов, инфицированных субтипом В,
наоборот, понижался. Белок Gag-1 (р24) является одним из сердцевинных белков
вируса и кодируется геном gag. Первичным продуктом его трансляции является р53,
из которого, в конечном итоге, образуются белки р17 и р24. У ВИЧ-инфицированных в большинстве случаев АТ образуются именно к этим антигенам. При этом р24
является более иммуногенным, чем р17 [2].
Количество АТ к антигену р51 в сыворотке крови при проведении АРТ снижалось у лиц с ВИЧ-инфекцией, вызванной субтипом В. У инфицированных субтипом А1 на фоне АРТ их содержание практически не менялось. А у инфицированных
субтипом С наблюдалось небольшое повышение АТ к р51. Уровень АТ к р31 после
проведения АРТ повышался во всех анализируемых группах. Ген pol кодирует белки
р51 и р31 — ферменты, обратную транскриптазу (ОТ) и интегразу ВИЧ. ОТ обеспечивает превращение вирусной РНК в провирусную ДНК в цитоплазме CD4-клеток
, что является критическим этапом жизненного цикла вируса. Активация CD4-клетки приводит к интеграции провирусной ДНК. Латентно инфицированные, покоящиеся CD4-клетки, содержащие неинтегрированную ДНК ВИЧ, образуют длительно существующие резервуары инфекции [6]. Интеграция провирусной ДНК в ядро
клетки является предпосылкой для синтеза новых вирионов, для этого обязательно
наличие фермента интегразы. Это высококонсервативный фермент, который определяется у ряда различных клинических штаммов ВИЧ-1 и инактивируется под
действием ингибиторов интегразы (ралтегравир, элвитегравир и долутегравир) [13].
Изучение изменения уровня АТ к р31 на фоне АРТ может стать дополнительным
критерием оценки эффективности применения ингибиторов интегразы.
Уровень АТ к Vif повышался только у лиц, инфицированных субтипом С, при
проведении АРТ. У лиц с субтипами А1 и В количество АТ к Vif не изменялось на
фоне АРТ, в сравнении с нелеченными пациентами, инфицированными этими же субтипами. Vif — вирусный белок, инактивирующий фермент APOBEC3G путем
образования с ним комплекса. Это приводит к деградации вирусной ДНК в клетках
организма-хозяина. Блокада APOBEC3G под действием Vif наблюдается только у человека. Ведется поиск специфических ингибиторов, обеспечивающих инактивацию
APOBEC3G с помощью Vif или его внутриклеточную деградацию. На основании
вышеизложенного можно предположить, что АТ к Vif могут быть потенциальными
маркерами эффективности ингибирования инактивации APOBEC3G [8].
Уровень АТ к Nef существенно снижался на фоне АРТ только в группе пациентов с субтипом А1. В группах с субтипами В и С он практически не изменялся.
Nef является регуляторным белком, продукция которого осуществляется на ранних
этапах цикла репликации вируса. Он индуцирует снижение синтеза молекул CD4 и
антигенов HLA I класса на поверхности инфицированных клеток. Это способствует
их ускользанию от действия цитотоксических Т-клеток. Nef характеризуется высокой иммуногенностью. Выраженный иммунный ответ на этот белок наблюдается
уже на стадии острой ВИЧ-инфекции [7].
Различия между исследованными группами в продукции АТ к различным белкам
ВИЧ могут быть обусловлены индивидуальными особенностями HLA-фенотипа,
определяющего способность данного человека реагировать на конкретный антиген.
Также выявленные различия могут быть связаны с высокой генетической изменчивостью и неоднородностью субтипов ВИЧ-1. Понимание направлений адаптации
вируса к воздействию иммунного ответа организма, их влияния на иммуногенность
и патогенез ВИЧ-1 является важным фактором для совершенствования диагностики, лечения пациентов и профилактики ВИЧ-инфекции/СПИДа [5].
Для прогнозирования течения ВИЧ-инфекции применяют два индикатора —
уровень CD4+ лимфоцитов и вирусную нагрузку. Однако, доказано существование
ряда других прогностических показателей развития ВИЧ-инфекции, отражающих
или присутствие вирусного антигена, или выраженность иммунного ответа на него.
Их называют суррогатными маркерами. К ним относят антиген p24, β2-микроглобулин сыворотки, неоптерин, α-интерферон, растворимый рецептор CD8 и др. [11].
Дальнейшее изучение спектра АТ к белкам ВИЧ-1, возможно, позволит найти новые суррогатные маркеры.
Полученные результаты позволяют заключить, что изучение изменений спектра
АТ к белкам ВИЧ-1 у лиц, инфицированных различными субтипами вируса на фоне
АРТ, является перспективным для разработки дополнительных динамических критериев оценки развития ВИЧ-инфекции.

About the authors

L. N. Lukhverchik

Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Author for correspondence.
Email: fake@neicon.ru
Moscow Россия

G. I. Alatortseva

Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: fake@neicon.ru
Moscow Россия

L. N. Nesterenko

Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: fake@neicon.ru
Moscow Россия

V. V. Dotsenko

Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: fake@neicon.ru
Moscow Россия

I. I. Amiantova

Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: fake@neicon.ru
Moscow Россия

M. V. Zhukina

Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: fake@neicon.ru
Moscow Россия

V. Yu. Kabargina

Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: fake@neicon.ru
Moscow Россия

M. R. Bobkova

Gamaleya National Research Centre of Epidemiology and Microbiology

Email: fake@neicon.ru
Moscow Россия

E. V. Kazennova

Gamaleya National Research Centre of Epidemiology and Microbiology

Email: fake@neicon.ru
Moscow Россия

V. V. Zverev

Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera; First Moscow State Medical University

Email: fake@neicon.ru
Россия

References

Supplementary files