HIV ライフサイクルの 7 つの段階

HIV (ヒト免疫不全ウイルス) は、米国で推定 120 万人が罹患している感染症です。

この感染症は、ウイルスの遺伝情報とCD4 細胞と呼ばれる白血球の一種の遺伝情報を組み合わせるため、治療が非常に困難です。 HIV は治療なしでも増殖し続け、1 日あたり 100 億個以上の新しいウイルス粒子を生成します。

HIV には 3 つの主要な段階があります。

• 急性HIV。血液中には大量の HIV が存在します。悪寒、発熱、喉の痛みなどのインフルエンザのような症状が現れる人もいます。感染後約2～4週間で発症します。
• 慢性HIV。急性症状が治まると、HIV が低レベルで複製する慢性期に入ります。この段階でもまだ感染力はありますが、症状が出ない場合もあります。
• エイズ。エイズは HIV の最終段階であり、免疫システムに深刻なダメージを与えます。 CD4 数が血液 1 立方ミリメートルあたり 200 個未満であることが特徴です。

HIV の複製サイクル、つまりライフサイクルは 7 つの段階に分けることができます。 HIV を治療する薬は、HIV ライフサイクルの 7 つの段階のうちの 1 つを中断します。

活発に感染した細胞では、ライフサイクル全体は 1 日または 2 日しか続きません。しかし、一部の細胞は潜在的に感染する可能性があり、新しいウイルス粒子を生成することなく、HIV が細胞内に何年も潜在的に存在する可能性があります。これらの細胞はいつでも活性化してウイルスを作り始める可能性があります。

この記事では、HIV のライフサイクルの 7 つの各段階で何が起こるか、そして薬がこれらのプロセスをどのように中断するかを詳しく説明します。

1.バインディング

HIV は、レトロウイルスと呼ばれるウイルスのグループに分類されます。これらのウイルスは、 取り除くことに挑戦するなぜなら、それらはライフサイクルの一部として宿主細胞のDNAと統合されるからです。

HIV のライフサイクルの最初の段階で、ウイルスはCD4 細胞の表面にある受容体に結合します。 CD4 細胞はヘルパー T 細胞とも呼ばれ、体内に感染があることを他の免疫細胞に警告する白血球の一種です。

2. フュージョン

HIV はエンベロープを持ったウイルスです。つまり、その遺伝情報はタンパク質の殻とエンベロープと呼ばれる脂質層の両方によって保護されています。

HIV が CD4 細胞上の受容体に結合すると、HIV と呼ばれる糖タンパク質を使用して、そのエンベロープと CD4 細胞の膜の融合が開始されます。 GP120 。糖タンパク質は、炭水化物とタンパク質の鎖からなる分子です。

CD4 細胞の膜と融合すると、ウイルスが細胞に侵入できるようになります。

3. 逆転写

逆転写は、RNA の形の遺伝情報を DNA に変換するプロセスです。 RNA と DNA には同様の遺伝情報が含まれていますが、構造的には異なります。 RNA は通常、1 本の長い遺伝情報鎖で構成されていますが、DNA は二本鎖で構成されています。

ウイルスは、逆転写酵素と呼ばれる酵素を放出することにより、RNA を DNA に変換します。このプロセスにより、ウイルスの遺伝情報が CD4 細胞の核に入ることが可能になります。

4. 統合

HIV は RNA を DNA に変換すると、CD4 細胞の核内でインテグラーゼと呼ばれる別の酵素を放出します。ウイルスはこの酵素を使用して、自分の DNA を CD4 細胞の DNA に結合します。

現時点では、感染はまだ潜伏性があると考えられており、高感度の臨床検査でも検出するのは困難です。

5. レプリケーション

HIV は CD4 細胞の DNA に組み込まれているため、その細胞の機構を利用してウイルスタンパク質を生成することができます。この間に、より多くの遺伝物質 (RNA) を生成することもできます。これら 2 つのことにより、より多くのウイルス粒子を作成できるようになります。

6. 組み立て

集合段階では、新しい HIV タンパク質と RNA が CD4 細胞の端に送られ、未熟な HIV になります。これらのウイルスは、現在の形態では非感染性です。

7. 芽吹き

出芽段階では、未熟なウイルスが CD4 細胞から押し出されます。次に、ウイルス内のタンパク質を修飾して成熟した感染性のバージョンを作成するプロテアーゼと呼ばれる酵素を放出します。

各段階に応じた標的抗レトロウイルス薬

抗レトロウイルス療法の主な目標は、HIV の複製を防ぎ、ウイルス量を検出できないレベルまで抑制することです。

抗レトロウイルス薬は、HIV のライフサイクルのどの部分を中断するかに応じて 7 つの薬物クラスに分類されます。抗レトロウイルス療法では、少なくとも 2 つの異なる薬物クラスが使用されます。通常、それぞれの薬には 2 つまたは 3 つの薬が含まれています。

結合段階の抗ウイルス薬

CCR5アンタゴニスト

CCR5 アンタゴニストは、CD4 細胞の表面にある CCR5 コレセプターをブロックして、結合相を破壊します。 CCR5 は、HIV 表面の GP120 糖タンパク質が細胞に侵入するために使用する主要な共受容体です。

共受容体は、ウイルスが細胞に侵入するために必要な特定の種類の受容体です。

付着後阻害剤

付着後阻害剤は、 CD4 細胞上の受容体に結合します。この活性は、HIV が CCR5 および CXCR4 と呼ばれる 2 種類の共受容体に結合するのをブロックし、結合段階でウイルスが CD4 細胞に侵入するのを防ぎます。

融合段階の抗ウイルス薬

融合阻害剤

融合阻害剤は、 HIV エンベロープが CD4 細胞の膜と結合する能力をブロックします。この作用により、ウイルスが細胞に侵入するのを防ぎます。

逆転写段階の抗ウイルス薬

ヌクレオシド逆転写酵素阻害剤 (NRTI)

NRTI は、 HIV が複製に逆転写酵素を使用するのをブロックします。逆転写酵素は、ウイルスがそのライフサイクルの逆転写段階で RNA を DNA に変換できるようにします。この薬は、ウイルスが RNA を DNA に正確にコピーするのを防ぎます。

非ヌクレオシド系逆転写酵素阻害剤 (NNRTI)

NNRTI は、 HIV が複製するために使用する重要なタンパク質を無効にします。これらは、ウイルスの自己複製を阻止することにより、NRTI と同様の方法で機能します。

統合段階の抗ウイルス薬

インテグラーゼ鎖転移阻害剤

インテグラーゼ鎖転移阻害剤は、 HIV が統合段階で逆転写 DNA と細胞の DNA を結合するために使用する酵素インテグラーゼをブロックします。

出芽期の抗ウイルス薬

プロテアーゼ阻害剤

プロテアーゼ阻害剤は、出芽段階で酵素プロテアーゼをブロックします。プロテアーゼは、未熟な HIV が他の CD4 細胞に感染できる成熟ウイルスになることを可能にする酵素です。

取り除く

HIV は、その遺伝情報と CD4 白血球の遺伝情報を組み合わせることによって複製します。

複製プロセス、つまり HIV ライフサイクルには 7 つの段階があります。

抗レトロウイルス療法には、少なくとも 2 種類の薬物クラスの薬物療法が含まれます。各薬物クラスは、HIV ライフサイクルの特定の部分を阻害することでウイルスの複製を防ぎます。