Humanes Immundefizienz-Virus (HIV)
Synonyme
  - AIDS-Virus, HI-Virus, Human immunodeficiency virus [engl.] 
 
  - AIDS-assoziiertes Retrovirus (ARV) [obsolet], Humanes T-Zell lymphotropes
    Virus III (HTLV-III) [obsolet], Human t-cell lymphotropic virus III (HTLV-III)
    [engl., obsolet], Lymphadenopathie-assoziiertes Virus (LAV-I) [obsolet],
    Lymphadenopathy associated virus I (LAV-I) [engl., obsolet]
 
 
Übersicht
 
Medizin
Medizinische Bedeutung
  - Das HI-Virus ist der Erreger der HIV-Erkrankung,
    die üblicherweise in ihrem Spätstadium zu AIDS
    führt.
 
 
Untertypen
  - Man unterscheidet zwei wichtige Subtypen des HI-Virus, die sich in den von
    ihnen ausgelösten Krankheitsbildern gleichen, jedoch unterschiedlicher
    Herkunft, pathologischer Bedeutung und Aminosäuresequenz ihrer Proteine
    sind: 
    
      -  HIV-1 
 
      - HIV-2
 
     
   
  -  Die Homologie zwischen HIV-1 und HIV-2 beträgt auf Ebene ihrer Aminosäuresequenzen nur etwa 
    45 - 50 %.
 
  - Klinisch relevant ist diese Unterteilung in HIV-1 und HIV-2, da nicht
    alle Medikamente gegen beide Subtypen einsetzbar sind.
    Grund hierfür sind die eben genannten Unterschiede der
    Aminosäuresequenzen, die zu unterschiedlichen Tertiärstrukturen der als
    Arzneistofftargets dienenden Enzyme
    führen.
 
 
HIV-1
  - HIV-1 wird anhand bestimmter mikrobiologischer Parameter in drei weitere Gruppen aufgegliedert, die wiederum  
	in
    weitere Subtypen untergliedert werden. Die drei Hauptgruppen sind:
    
      - HIV-1 Gruppe M ("Main")
 
      - HIV-1 Gruppe O ("Outlier", gelegentlich auch als "HIV-0" bezeichnet)
 
      - HIV-1 Gruppe N (eigentlich wohl für "Non-M, Non-O", z.T.
        aber auch als von "New" abgeleitet bezeichnet)
 
     
   
  - Eine Übersicht der Subtypen gibt die folgende Tabelle.
 
 
  
    
      
      
     
    
      
     
    
      
      
      | Zentral- und Ostafrika, nur selten in Nordamerika und Europa | 
     
    
      
      
      | Europa, Indien, Indochina, seltener Zentralafrika, Nordamerika,
        Südamerika | 
     
    
      
      
      | Zentral- und Südafrika, Europa, Indien, Indochina | 
     
    
      
      
      | Zentralafrika, Europa | 
     
    
      
      
      | Zentral-, Ost- und Südafrika, Europa, Indien, Indochina | 
     
    
      
      
      | Zentralafrika, Südamerika, Europa | 
     
    
      
      
      | Zentral- und Westafrika, Europa | 
     
    
      
      
      | Zentralafrika, Europa | 
     
    
      
      
      | Nahost | 
     
    
      
      
      |   | 
     
    
      
     
    
      
      
      | Westafrika und Zentralafrika (dort ca. 2 - 4 % der Infektionen),
        seltener in Europa und Nordamerika | 
     
    
      
     
    
      
      
      | Bislang nur in Kamerun nachgewiesen | 
     
   
 
  - HIV-1 ist bislang der weltweit vorherrschende Erreger der HIV-Erkrankung.
 
 
  - Die klinisch bislang bedeutsamsten Typen sind 1A, 1B, 1C und 1D, sowie die Typen 1E, 1G und 1H,
    die alle jedoch eng mit HIV-1A verwandt scheinen.
  
 
  - Der Einfluss verschiedener Subtypen von HIV-1 auf die Infektiosität
        kann noch nicht abschließend bewertet werden. 
    
      -  Für den in den USA und
        Westeuropa vorherrschenden Subtyp B wird dennoch manchmal eine geringere
        Infektionswahrscheinlichkeit bei heterosexueller Übertragung postuliert.
        Hingegen soll der Subtyp E besonders leicht durch auch heterosexuellen
        Vaginalverkehr übertragbar sein und auch für den Subtyp C findet man
        Behauptungen, dass dieser leichter sexuell bzw. von der
        Schwangeren auf das Kind übertragen wird.
 
     
   
 
HIV-2
  - HIV-2 wird als weniger aggressiv eingestuft, da es sich bisher weniger
    schnell ausgebreitet hat.
 
  - Letzteres erkennt man auch in der folgenden Übersicht der von HIV-2
    unterschiedenen Subtypen.
 
 
  
    
      
      
     
    
      
      | Weltweit | 
     
    
      
      | Westafrika, Europa, Indien | 
     
    
      
      | Westafrika | 
     
    
      
      | Westafrika | 
     
    
      
      | Westafrika | 
     
    
      
      | Westafrika | 
     
    
      
      | Westafrika | 
     
    
      
      | Westafrika | 
     
   
 
Übertragung
  - Das HI-Virus wird von Mensch zu Mensch durch direkten Kontakt von
    Körperflüssigkeiten, vorwiegend Blut, Sperma und Vaginalsekret,
    übertragen.
    
      - HIV ist in nahezu allen Körperflüssigkeiten (Blut, Lymphe, Speichel,
        Sperma, Vaginalsekret, Muttermilch, Liquor cerebrospinalis,
        Gelenkflüssigkeit etc.) nachzuweisen. Die Konzentration ist jedoch
        deutlich unterschiedlich, so ist sie z.B. im Sperma eines Infizierten
        deutlich höher, als in seinem Blut; im Speichel findet man so niedrige
        Konzentrationen, dass Übertragungen durch Speichel bei intakter
        Mundschleimhaut als nahezu ausgeschlossen gelten.
 
     
   
  - Aus diesem Grund sind die folgenden Übertragungswege als die wichtigsten
    zu nennen:
    
      - 
        Direkter Blutkontakt
        
          - Außer beim intravenösen Drogenkonsum mit Benutzung der gleichen
            Nadel durch mehrere Personen ist die Übertragung infizierten Blutes
            heute meist auf Unfälle (z.B. Nadelstichverletzungen)
            zurückzuführen.
 
         
       
      - 
        Geschlechtsverkehr
        
          - Ungeschützter Geschlechtsverkehr ist der derzeit wichtigste
            Übertragungsweg, wobei Analverkehr ein höheres Übertragungsrisiko
            als Vaginalverkehr hat.
 
         
       
      - 
        Perinatale Übertragung
        
          - HIV ist wahrscheinlich nicht oder zumindest nur in extrem geringem
            Ausmaß plazentagängig. Es kann aber durch Blutkontakte während des 
			Geburtsvorganges auf das Neugeborene übertragen werden. Da
            eine Übertragung durch Muttermilch nicht auszuschließen ist,
            sollte das Kind nicht gestillt werden.
 
         
       
     
   
 
  - HIV ist sehr empfindlich gegenüber Luftexposition und
    Desinfektionsmitteln, so dass eine Übertragung durch Tröpfchen- oder
    Schmierinfektion nahezu ausgeschlossen ist. Bislang sind keine Fälle einer
    Übertragung auf diesen Wegen bekannt geworden.
    
      - Somit sind persönliche Kontakte wie Händeschütteln, Abschieds- und
        Begrüßungsküsse oder gemeinsames Benutzen von Toiletten, zumindest so
        lange die beteiligten Haut- oder Schleimhautareale intakt sind, als
        ungefährlich anzusehen.
 
      - Auch für eine Übertragung durch Insekten liegen bislang keine
        Beweise vor.
 
     
   
  - Der Kontakt mit infiziertem Material führt - je nach seiner Art und dem
    Ort, an dem er stattfindet - zu einem unterschiedlich hohen Risiko einer
    Aufnahme des Virus in den Körper. Die Infektionswahrscheinlichkeiten
    wichtiger Übertragungswege werden im nachfolgenden Abschnitt behandelt.
 
 
Infektionswahrscheinlichkeit
  - Die Angaben zur Wahrscheinlichkeit einer Infektion bei Kontakt mit
    erregerhaltigem Material sind höchst unterschiedlich. Dies mag darauf
    zurückzuführen sein, dass die Erhebung der Daten naturgemäß sehr
    schwierig ist: So sind HIV-Erkrankungen relativ selten (kleine Datenbasis),
    werden normalerweise erst nach Jahren bemerkt (wenn bereits die genauen
    Umstände der Infektion vergessen sein können), die Datenerhebung berührt
    u.U. sensible Punkte (Sexualpraktiken, Drogenkonsum etc.) und v.a. können
    nur epidemiologische Studien durchgeführt werden.
 
  - Allgemein geht man von relativ niedrigen Infektionswahrscheinlichkeiten
    aus, deutlich niedriger als bei Hepatitis C und immer noch niedriger als bei
    Hepatitis B.
 
  - Für die meisten Übertragungswege wird eine Infektionswahrscheinlichkeit
    von etwa 0,1 - 1 % angegeben, wobei diese Werte jedoch erheblich erhöht
    sein können bei:
    
      - Bestimmten Übertragungswegen (s.u.)
 
      - Bei hoher Viruslast des Überträgers bzw. der übertragenen
        Körperflüssigkeit (10 - 30fach höher)
 
      - Bei vorbestehenden Haut- oder Schleimhautdefekten (5 - 10fach höher).
 
     
   
  - Die nachfolgend angegebenen Zahlen sind somit als Anhaltspunkte zu
    verstehen und dürfen keineswegs dazu verleiten das Risiko einer Infektion
    zu verharmlosen:
    
      - 
        Bluttransfusionen
        
          - Das höchste Infektionsrisiko bedingt eine Bluttransfusion mit
            HIV-haltigem Blut, hier wird das Risiko einer Übertragung der
            Infektion mit ca. 95 % angegeben.
            
              - Seit etwa Mitte der 80er Jahre können Blutprodukte (aufgrund
                besserer Tests) als relativ sicher angesehen werden. In den
                letzten Jahren hat sich ihre Sicherheit durch die hohen Auflagen
                des Transfusionsgesetzes und den Einsatz der PCR so weit
                erhöht, dass sie heute praktisch keine Gefahr mehr darstellen.
 
             
           
         
       
      - 
        Geschlechtsverkehr 
 (ungeschützt)
        
          - Ungeschützter vaginaler Geschlechtsverkehr mit einem
            HIV-positiven Partner ist mit einem Risiko einer HIV-Infektion von
            ca. 0,05 - 0,15 % für die Frau, und etwa 0,03 - 5,6 % für Männer
            verbunden, tendentiell jedoch für Männer etwas geringer als für
            Frauen.
            
              - Geschlechtsverkehr während der Regelblutung der Frau ist mit
                einem erhöhten Infektionsrisiko für beide Partner
                vergesellschaftet.
 
              - Beschnittene Männer haben, aufgrund stärkerer Verhornung der
                Eichel und fehlender Vorhautschleimhaut, ein etwas geringeres
                Infektionsrisiko.
 
             
           
          - Bei Analverkehr treten häufig kleine Risse an der Schleimhaut
            auf. Dementsprechend liegt das Risiko für den passiven Teilnehmer
            beim Analverkehr um 0,8 % und um 0,3 % für den aktiven Teilnehmer.
 
          - Bei Oralverkehr bei der Frau (Cunnilingus) wird das Risiko für
            eine Infektion als geringer als beim vaginalen Geschlechtsverkehr
            angesehen.
 
          - Gleiches gilt für das Infektionsrisiko für Oralverkehr beim Mann (Fellatio).
            Hier ist die Infektionsgefahr jedoch wiederum höher als beim
            Cunnilingus, insbesondere wenn das
            Sperma in den Mund aufgenommen wird.
 
          - Eine Infektion durch Vorflüssigkeit ("Lusttropfen") gilt
            als sehr unwahrscheinlich, ist
 
          - Andere Sexualpraktiken, bei denen kein Kontakt zu Schleimhäuten,
            Blut, Sperma oder Scheidensekret besteht haben nur ein extrem
            geringes Infektionsrisiko.
 
          - Geschlechtskrankheiten und andere entzündliche Erkrankungen am
            Genitale öffnen physiologische Haut- und Schleimhautbarrieren und
            steigern das Risiko einer HIV-Infektion deutlich.
 
         
       
      - 
        Nadelstichverletzungen
        
          - Das Infektionsrisiko durch Nadelstiche hängt sehr von der
            Situation ab. Das Infektionsrisiko wird durchschnittlich mit 0,3 %
            angegeben und steigt mit folgenden Faktoren:
            
              - Sehr tiefe Verletzungen (16fach erhöht)
 
              - Sichtbare Blutspuren auf der Nadel oder wenn die Nadel kurz
                vorher in einer Vene oder Arterie des Überträgers war (jeweils
                5fach erhöht)
 
              - Hohe Viruslast des Überträgers (6fach erhöht).
 
             
           
          - Das Risiko bei Hohlnadeln ist höher als bei geschlossen Nadeln.
 
          - Das Risiko sich durch eine gemeinsame Nutzung einer Kanüle (z.B.
            beim Spritzen von Heroin) zu infizieren beträgt ca. 0,7 %. Es sinkt
            zwar mit zunehmendem zeitlichen Abstand zwischen den Injektionen,
            jedoch können in der Kanüle eingeschlossene Viren z.T. noch nach
            Tagen infektiös sein.
            
              - Das Risiko ist höher als bei Nadelstichverletzungen, da meist
                größere Mengen Blut übertragen werden.
 
             
           
          - Desinfektion oder Sterilisation bereits genutzter Injektionsnadeln
            sind als unsicher abzulehnen.
 
         
       
      - 
        Perinatale Übertragung
        
          - Für die Übertragung des Virus von einer HIV-infizierten, nicht
            antiretroviral behandelten, schwangeren Mutter auf das Kind werden
            Infektionswahrscheinlichkeiten von 15 - 30 % angegeben. Durch
            konsequente antivirale Therapie während der Schwangerschaft und
            ausschließlich wehenlose Entbindung per Kaiserschnitt liegt das
            Infektionsrisiko für das Kind heute jedoch unter 5 %.
            
              - Dennoch zeigen alle Säuglinge HIV-positiver Mütter noch 18
                bis 24 Monate nach der Geburt noch "positive"
                Ergebnisse bei auf Antikörper gegen das Virus reagierenden HIV-Tests,
                da sie noch IgG
                der Mutter besitzen.
 
              - Da eine Übertragung des HI-Virus durch Muttermilch nicht
                auszuschließen ist, sollte das Kind nicht gestillt werden.
 
             
           
         
       
     
   
 
Nachweis
  - Der Nachweis von HI-Viren aus diversen Proben erfolgt mittels diverser HIV-Tests,
    die gesondert beschrieben werden.
 
 
Resistenz
  - In Patienten mit einer bestimmten Mutation des Zytokinrezeptors CCR5,
    die als "Mutation Delta 32" bezeichnet wird, kann
    sich das HI-Virus nur schwer replizieren, da die Virusfusion erschwert ist.
 
  - Bei heterozygoten Merkmalsträgern ist die Infektion erschwert, bei
    homozygoten Personen scheint eine natürliche Resistenz gegen CCR5-trope HI-Viren
    vorzuliegen.
 
 
  - Die genauen Mechanismen der Wirkung von HIV auf das Immunsystem sind noch
    immer in großen Teilen unbekannt.
 
  - Man weiß, dass nach einer Infektion TH-Lymphozyten
    direkt befallen und zerstört werden. Dennoch ist das Immunsystem über die
    primäre Immunantwort in der Lage, die Viruslast im Blut nahezu auf null zu
    senken.
    
      - Auch weiß man, dass das Virus mit Hilfe mehrerer Proteine versucht
        möglichst wenig CD4 auf bereits infizierten Zellen zu produzieren und
        dass es sich in Zellen mit hoher CD4-Rezeptordichte schlechter
        reproduziert, als in solchen mit niedriger.
        
          - Anscheinend führt die Vernetzung von CD4-Rezeptoren durch z.B.
            Interleukin 16 zu einer Aktivierung einer Signalkaskade, die die
            Virusreplikation um Faktor 10 zu verringern vermag.
 
         
       
     
   
  - Allerdings können HI-Viren als Provirus, chromosomal in TH-Lymphozyten
    und andere Zellen integriert, im Organismus persistieren. Dort entziehen sie
    sich dem Immunsystem vermutlich dadurch, dass die infizierten Zellen keine
    viralen Proteine auf ihrer Oberfläche exprimieren und somit nicht als
    befallen erkannt werden können.
 
  - Die sekundäre Immunantwort verläuft aufgrund der T-Zell-Hemmung nur
    schwach und spielt daher bei der Abwehr von HIV nur eine untergeordnete
    Rolle.
    
      - Die Anzahl der TH-Lymphozyten im Blut sinkt über eine
        lange Phase der Infektion stärker ab, als man dies nach den im Blut
        bestimmbaren Virustitern erwarten würde.
 
     
   
  - Man vermutet, dass es neben dem Befall dieser Zellen durch das HI-Virus
    noch andere Mechanismen gibt, die zu einer Suppression der
    T-Zell-vermittelten Immunantwort führen.
    
      - Die Zerstörung und der Ausfall der TH-Zellen
        führen zu schweren Störungen der Immunabwehr, so werden z.B.
        Interleukin 2 (IL-2) und Interferon-γ 
        (IFγ)
        nicht mehr ausreichend produziert.
 
      - Es unterbleibt eine Aktivierung der Makrophagen,
        der TK-Zellen
        und der NK-Zellen;
        B-Lymphozyten
        werden, ebenso wie auch T-Lymphozyten,
        nicht weiter differenziert.
 
      - In der Folge kommt es zum Auftreten opportunistischer Erkrankungen,
        die kennzeichnend für das Spätstadium der HIV-Erkrankung
        bzw. AIDS
        sind.
 
     
   
 
Geschichtliches
  - Aktuell (2008) vermutet man, dass das HI-Virus erstmals zwischen 1884 und
    1924 - mit einem Wahrscheinlichkeitsmaximum für das Jahr 1908 - in Zentralafrika
    durch eine Mutation eines vorher nur Affen infizierenden Virus,
    wahrscheinlich des so genannten SI-Virus
    (Simian
    Immunodeficiency Virus), aufgetreten
    ist.
 
  - Hier scheint HIV zunächst einige Jahre bis Jahrzehnte nur in einem
    relativ geschlossenen Endemiegebiet weiter aufgetreten.
 
  - Die älteste nachgewiesene HIV-Infektion beim Menschen ist auf das Jahr
    1959 datiert. In einer eingefrorenen Blutprobe aus dem Kongo konnten
    Fragmente des HI-Virus (allerdings erst Jahrzehnte später) nachgewiesen
    werden.
    
      - Aufgrund dieser Probe wurde das vermutete Entstehungsdatum auf 1930
        (+/- 30 Jahre) festgelegt. Im Jahr 2008 fand man jedoch in einer
        Blutprobe einer Frau (ebenfalls aus Kinshasa, Kongo), die aus dem Jahr
        1960 stammte, ebenfalls HI-Viren. Ausgehend von der bekanten normalen
        Mutationsrate des Virus und den unterschieden zwischen den Viren in den
        beiden relativ zeitnahen Blutproben, korrigierte man den Zeitpunkt der
        vermuteten Entstehung auf das Zeitintervall von 1884 bis
        1924.  
 
      - Weitere sehr frühe AIDS-Fälle sind inzwischen für einen 1969 in St.
        Louis (Missouri, USA) am  Kaposi-Sarkom verstorbenen Teenager und einen
        norwegischen Seemann, seine Frau und Tochter, die alle 1976 verstarben
        bekannt.
 
     
   
  - Von Afrika lässt sich HIV zunächst nach Haiti und später in die USA
    verfolgen.
 
  - 1981 wurde man dort auf ein bis dahin unbekanntes Krankheitsbild
    aufmerksam, das epidemieartig insbesondere bei Homosexuellen auftrat.
    Aufgrund der beobachteten Krankheitssymptomatik nannte man diese Infektion
    AIDS  (Acquired
    Immuno Deficiency Syndrome).
 
  - Von ersten Infektionen in Europa wurde 1982 berichtet.
 
  - Die erste Isolierung des HI-Virus gelang Luc Montagnier 1983 aus einem
    Patienten mit Symptomen einer Lymphadenopathie, weshalb er das Virus LAV
    (lymphadenopathia-associated virus) nannte. Dasselbe Virus wurde Monate später von Robert Gallo erneut
    isoliert, der es aufgrund seiner Ähnlichkeit zu den bereits bekannten
    lymphotropen Retroviren als HTLV III (human t-cell lymphotropic
    virus)
    bezeichnete.
    
      - Zwischen beiden Forschern entbrannte ein Streit um die
        Erstbeschreibung des Erregers, der erst durch eine gemeinsame Konferenz
        in Paris beigelegt werden konnte. Hier einigte man sich 1986 auch auf
        die Bezeichnung des Virus als HIV, die seitdem international offiziell
        gültig ist.
 
     
   
  - 1983/84 wurde die Bindung des Virus an den CD4-Rezeptor von T-Zellen und
    Makrophagen nachgewiesen.
 
  - 1985 konnte das Virus erstmals geklont und seine Nukleotidsequenz bestimmt
    werden.
 
  - Ebenfalls 1985 wurde der erste HIV-Test eingeführt, der auf dem Nachweis
    von Antikörpern gegen Proteine des Virus beruhte.
 
  - 1986 entdeckte man den Subtyp HIV-2 und begann erstmals mit einer
    lebensverlängernden antiviralen Therapie. Der dazu zunächst
    ausschließlich eingesetzte Arzneistoff Zidovudin
    war (mit anderer Indikation) bereits in den 1960er Jahren entwickelt worden.
 
  - Seit 1996 ist die Kombinationstherapie mit mehreren Virustatika
    Standard in der Behandlung von AIDS.
 
 
Perspektiven
  - Eine suffiziente Therapie oder Heilung ist bis heute nicht in Sicht.
    Allerdings ist durch die Einführung wirksamer Medikamente das Bewusstsein
    der Gefahr einer HIV-Infektion in der Bevölkerung zurückgegangen.
 
  - Anders als zunächst vermutet, ist die Virusreplikation von SI-Viren in
    infizierten Schimpansen nicht anders als die von HIV in infizierten
    Menschen. Dennoch treten bei Schimpansen aus noch ungeklärten Gründen
    keine Symptome auf. Die Hoffnung aus dieser Symptomfreiheit neue
    therapeutische Möglichkeiten ableiten zu können ist daher deutlich
    gesunken.
 
 
 
Biologie
Typ
Epidemiologie
  - HIV ist inzwischen weltweit verbreitet. Besonders hohe Durchseuchungsraten
    mit dem Virus findet man in großen Teilen Afrikas und Südostasiens.
 
 
  
    
        | 
     
    
      | Prävalenz von HIV-Infektionen weltweit (UNAIDS, 2007) | 
     
   
 
HIV-1-M
  - Das östliche Äquatorialafrika, woher die AIDS-Pandemie beim Menschen
    ihren Ausgang genommen hat, ist das natürliche Habitat vom
    Schimpansensubtyp Pan troglodytes schweinfurtii.
 
  - Die Prävalenz von SIVcpz bei wildlebenden Pan troglodytes
    schweinfurtii ist jedoch sehr niedrig, und Isolate aus diesen
    Schimpansen zeigen auch keine besonders nahe phylogenetische Verwandtschaft
    mit HIV-1 Gruppe M ("Main") oder N (non-M, non-O bzw.
    "New").
 
  - Damit bleibt der genaue Ursprung von HIV-1-M derzeit noch weitgehend
    unklar.
 
 
HIV-1-O
  - Als wahrscheinlichster Vorläufer für HIV-1-O wird derzeit das bei
    Flachland-Gorillas entdeckte Virus SIVgor angesehen.
 
 
HIV-1-N
  - Viren, die aus Pan troglodytes troglodytes, einem im westlichen
    Äquatorialafrika heimischen Schimpansensubtyp, isoliert wurden, bilden ein
    phylogenetisch sehr nahe verwandtes Cluster mit HIV-1-Isolaten der Gruppe N,
    welches nur bei Personen aus dieser Region gefunden wurde.
 
  - Die Jagd auf Schimpansen und das Hantieren mit Schimpansenfleisch und
    -blut zum Verzehr ist im westlichen Äquatorialafrika durchaus üblich, so
    dass hier ein Wirtswechsel gut möglich erscheint, zumal die Durchseuchung
    mit SIVcpz bei den Schimpansen der Region recht hoch zu sein
    scheint (ca. 35 %).
 
 
HIV-2
  - Für HIV-2 ist der Herkunftsnachweis relativ leicht zu führen, da HIV-2
    und SIVsm eine identische Genomstruktur aufweisen und nur diese
    beiden Viren vpx als akzessorisches Gen enthalten.
 
  - HIV-2 und SIVsm sind phylogenetisch eng verwandt und können
    entsprechend ihrem Ursprung nicht in entfernte phylogenetische Linien
    getrennt werden.
 
  - Sooty-Mangaben kommen zahlreich in Westafrika vor und sind in freier
    Wildbahn stark mit SIVsm durchseucht. Sie entwickeln jedoch keine
    Symptome.
 
  - Das natürliche Habitat dieser Mangaben korreliert mit den Regionen, in
    denen HIV-2 endemisch vorkommt.
 
  - Sooty-Mangaben werden wegen ihres Fleisches häufig gejagt und
    gelegentlich als Haustiere gehalten - somit bestehen genügend Gelegenheiten
    zu einer Übertragung.
 
  - Eine weitere Stütze dieser Theorie stellt folgender Sachverhalt dar:
    
      - Auch die Virusstämme SIVsm und SIVmac ähneln
        einander sehr. Man vermutet, dass SIVsm durch Mutation auf in
        Gefangenschaft gehaltene Makaken übergegangen ist. 
 
      - Der neue, als SIVmac bezeichnete, Virus führt bei den
        Makaken zu einer AIDS-ähnlichen Erkrankung.
        
          - Diese Beobachtung legt nahe, dass Primaten-Lentiviren in ihren
            natürlichen Wirten apathogen sind, und dass erst eine
            cross-species-Übertragung zu einer Änderung ihrer Virulenz führen
            kann.
 
         
       
     
   
 
Morphologie
Allgemeines
  - HIV ist ein annähernd kugelförmiges, behülltes Virus mit einem
    Durchmesser von etwa 100 nm.
 
  - Der Aufbau des Virus lässt sich zunächst grob gliedern in Kern, Kapsid und 
	Hülle, die nachfolgend genauer betrachtet werden.
      - Die Bezifferung der dabei auftauchenden Proteine (p) und Glykoproteine
        (gp) erfolgt anhand ihrer Molekülmassen: Die Zahl entspricht ihrer
        Molekülmasse in
        kDa. Da sich diese früher nicht genau bestimmen ließ,
        findet man bei manchen Proteinen in der Literatur auch um etwa 1
        abweichende Benennungen, so z.B. p18 statt p17 oder p7 statt p6.
 
     
   
 
    
  
    
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      | Schematische Darstellung des HI-Virus | 
     
   
 
Kern
  - Der Kern besteht aus zwei Kopien des etwa 9,2 kB großen Virus-Genoms,
    bestehend aus einzelsträngiger RNA
    mit positiver Polarität, und daran gebundenen Proteinen.
 
  - Hierbei sind vor allem die Nukleinsäure-bindenden Proteine p7 und p9, zu
    nennen, aber auch die drei Hauptproteine des Virus (Reverse Transkriptase,
    HIV-Protease, Integrase) sowie die Ribonuclease h sind mit der RNA
    assoziiert.
 
  - Bei anderen Retroviren konnte eine helicale Struktur dieses Komplexes
    nachgewiesen werden, für HIV ist sie wahrscheinlich, aber noch nicht
    bestimmt.
 
 
  - Das Genom des HI-Virus ist von einem
    kegelförmigen bis zylindrischen Kapsid eingeschlossen,
    das aus dem Protein p24 gebildet wird.
 
  - Das Kapsid enthält auch zahlreiche Makromoleküle der Wirtszelle, so u.a.
    tRNAlys3, das als Primer für die reverse Transkription dient.
 
  - Das Kapsid ist von einer weiteren, kugelförmigen Schicht umgeben, die als
    Matrix bezeichnet wird.
 
  - Die Matrix besteht v.a. aus dem Protein 
    p17 und befindet sich unmittelbar unter der Hülle.
 
 
  - Bei der Freisetzung des Virus aus der Wirtszelle umgibt sich das Kapsid
    typischerweise mit einer Virushülle aus der Phospholipiddoppelschicht der
    Wirtszellmembran. In der Virushülle findet man daher Reste zellulärer
    Membranproteine der Wirtszelle (z.B. MHC-I und MHC-II). 
 
  - Ebenfalls findet man in der Hülle Adhäsionsproteine wie ICAM-1, die das Anheften an andere Zielzellen
    erleichtern.
 
  - Typische und für die Infektion unbedingt notwendige Bestandteile der
    Virushülle sind 72, jeweils etwa 10 nm
    große, virale Glykoproteinkomplexe aus gp41 und gp120. Da sie aus der
    Virusoberfläche herausragen, werden sie häufig als "Spikes"
    bezeichnet.
 
  - In diesen Komplexen ist das Transmembranprotein gp41 nicht-kovalent mit
    dem an der Hüllenoberfläche lokalisierten gp120 verbunden.
    
      - gp120 und gp41 werden im endoplasmatischen Retikulum der infizierten
        Zelle als gemeinsame Vorstufe gp160 gebildet und mit Golgi-Vesikeln zur
        Zellmembran transportiert. Dort werden sie zu gp120 und gp41
        prozessiert.
 
     
   
  - Zusammen bilden gp120 und gp41 das virale Adhäsionsprotein, mit dem das
    Virus an seine Wirtszelle andockt.
 
 
  - Das Virusgenom besteht aus zwei Kopien einer RNA-Kette mit
    messenger-Polarität, die jedoch bei der Transkription nicht direkt als mRNA
    fungieren kann.
 
  - Die beiden RNA-Einzelstränge bestehen aus jeweils etwa 9.200 Nukleotiden
    und können sich zu einem Dimer zusammenlagern.
 
  - Am 5'- und 3'-Ende der RNA befinden sich sogenannte LTR-Regionen (long
    terminal repeats), die bei der Bildung viraler Genprodukte als starke
    Promotoren wirken; dazwischen befinden sich die Gene des HI-Virus, die für
    alle strukturellen und enzymatisch wirksamen Proteine kodieren:
 
 
  
    
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      | Schematische Darstellung des Genoms von HIV-1 | 
     
   
 
  - Das Genom des HI-Virus besteht aus 9 Genen, wovon nur 3 (env,
     gag, pol) sogenannte Strukturgene sind und die weitergegebenen Proteine codieren.
 
  - Die übrigen 6 Gene (nef,  rev, tat,
    vif,  vpr,  vpu) dienen als
    Regulatorgene, die die Virusreplikation steuernde Regulationsfaktoren
    codieren. Die Gene nef, vif,  vpr und
     vpu werden dabei auch als akzessorische Gene bezeichnet, da sie für die Virusreplikation, zumindest in
    vitro, nicht unbedingt erforderlich sind.
 
  - Die 9 Gene im Einzelnen:
    
      - 
        env (envelope)
        
          - env beinhaltet die Erbinformation für die beiden Glykoproteine
            der Virushülle, gp41 und gp120.
 
         
       
      - 
        gag (group specific antigen)
        
          - gag kodiert für die Proteine p7, p17 und p24.
 
          - Die Bezeichnung leitet sich daraus ab, dass p24 das im
            "normalen" HIV-Test nachgewiesene Protein ist.
 
         
       
      - 
        nef (negative factor)
        
          - nef codiert ein regulatorisches Protein, das wie  tat und
             rev bereits früh während des Replikationszyklus
            produziert wird. 
 
          - Es hemmt die Transkription einiger Gene der Wirtszelle und induziert
            so eine Downregulation von CD4 und von HLA-Klasse-I-Antigenen auf der Oberfläche infizierter Zellen.
            
              - Da zytotoxische T-Zellen HIV-typische Oberflächenstrukturen
                nur im Zusammenspiel mit HLA-Klasse I-Antigenen erkennen
                können, wird so die infizierte Zelle vor dem Immunsystem
                geschützt.
 
             
           
          - Das nef-Protein beeinflusst außerdem die Aktivierung von T-Zellen, indem es mit verschiedenen Proteinen interferiert, die intrazellulär in Signaltransduktionsketten involviert sind.
            
              - In Studien an SIV-infizierten Rhesusaffen konnte gezeigt
                werden, dass eine hohe Virusreplikation und schnelle
                Erkrankungsprogression an ein intaktes nef-Gen gekoppelt sind.
 
             
           
         
       
      - 
        pol (polymerase)
        
          - pol enthält die Informationen für alle enzymatischen Proteine
            des Virus. Die Informationen für die Reverse Transkriptase, die
            Protease, die Integrase und die Ribonuclease h befinden sich alle im
            Bereich des pol-Gens.
 
         
       
      - 
        rev (regulator of virion)
        
          - rev codiert ein regulatorisches Protein, das die Expression viraler Strukturproteine in der
            Wirtszelle stimuliert. 
 
          - Das rev-Protein akkumuliert im Zellkern und bindet dort an
            bestimmte Stellen der viralen DNA.
 
          - Es hat eine große Bedeutung bei der Umstellung der Expression von
            zunächst regulatorischen Proteinen auf später Strukturproteine.
 
         
       
      - 
        tat (transactivation of transcription)
        
          - tat codiert ein regulatorisches Protein, das die die LTR-vermittelte Produktion viraler RNA in
            der Wirtszelle stimuliert. 
 
          - Das tat-Protein akkumuliert dazu im Zellkern und bindet dort an
            bestimmte Stellen der viralen DNA.
 
          - Es ist essentiell für die Virusreplikation in nahezu allen
            Kultursystemen. 
 
          - Der zelluläre Cofaktor ist Cyclin T1.
 
         
       
      - 
        vif (virion infectivity factor)
        
          - Das durch vif codierte regulatorische Protein spielt eine wichtige
            Rolle bei der Replikation des HI-Virus selbst und der Fähigkeit
            andere Zellen zu infizieren. Essentiell dafür ist die Hemmung von  APOBEC3G:
            
              - In Anwesenheit von vif-Protein wird  APOBEC3G komplexiert und nicht in Virionen inkorporiert, die die Zelle verlassen.
                Diese sind somit replikationsfähig.
                
 
  
              -  In Abwesenheit von vif-Protein wird  APOBEC3G in neu produzierte Virionen inkorporiert, so dass bei nachfolgender Infektion anderer Zielzellen in diesen die Synthese proviraler DNA blockiert wird. 
                
 
  
             
           
          - Hintergrund dieser Erkenntnis war die Auswertung folgender
            Beobachtungen:
            
              - vif-Protein defiziente HIV-1-Isolate konnten sich in Studien weder in primären
                CD4-positiven T-Zellen, noch in einigen anderen T-Zell-Linien oder in
                Makrophagen replizieren. Intrazellulär wurde zwar die reverse Replikation
                noch initiiert, es kam jedoch nicht mehr zur Synthese proviraler DNA.
                Weitere Experimente zeigten, dass die Fusion von "permissiven" und "nicht-permissiven" Zellen zu "nicht-permissiven" Zellen führt.
                Dies legte nahe, dass die Replikation von HIV von einem in der
                Wirtszelle angesiedelten inhibitorischen Faktor behindert werden
                kann, der schließlich als APOBEC3G identifiziert
                wurde.
                
                  - vif-Protein bildet einen Komplex mit  APOBEC3G, wodurch
                    dessen inhibitorische Aktivität ausgeschaltet wird. Diese Blockade von
                    APOBEC3G durch vif
                    ist hochspezifisch für HIV: Obwohl APOBEC3G
                    ein zwischen verschiedenen Spezies hochkonserviertes Enzym
                    ist, wird z.B. murines oder simianes APOBEC3G
                    nicht inhibiert.
 
                  - APOBEC3G
                    wird in Lymphozyten und Makrophagen exprimiert, also den
                    wichtigsten Wirtszellen von HIV. Bislang ist noch unklar, wie
                    hier die intrazelluläre Menge an  APOBEC3G
                    reguliert wird, ob es eine kritische Menge an  APOBEC3G
                    intrazellulär gibt, die die Zellen trotz vif-Protein resistent gegenüber einer HIV-Infektion macht, oder ob genetische Polymorphismen die Expression von APOBEC und somit potentiell den Verlauf der HIV-Infektion beeinflussen können. 
                    
                      -  Neuere Daten zeigen, dass der Aktivitätszustand der Lymphozyten entscheidend die enzymatische Funktion von
                         APOBEC3G
                        beeinflusst. Die Bindungsstellen von vif-Protein an  APOBEC3G
                        wurden inzwischen charakterisiert und der intrazelluläre Abbauweg von
                         APOBEC3G
                        über proteasomale Degradation untersucht. Die Suche nach spezifischen Inhibitoren, die entweder die Inaktivierung von
                         APOBEC3G
                        durch vif-Protein oder aber die intrazelluläre Degradation von
                         APOBEC3G
                        inhibieren könnten, hat begonnen und könnte einen neuen attraktiven Therapieansatz für die HIV-Infektion darstellen.
                        Da dies einen Angriff an Strukturen der Wirtszelle
                        anstatt an denen des Virus bedeuten würde, geht man
                        davon aus, dass dies das Risiko für das Auftreten von
                        Resistenzen deutlich senken würde.
 
                     
                   
                 
               
             
           
         
       
     
    
      - 
        
        vpr (viral protein r)
        
          - Das von vpr codierte regulatorische Protein kann sowohl die HIV-LTR als auch eine Reihe von zellulären und viralen Promotern stimulieren und scheint für die Virusreplikation in nichtteilenden Zellen wie z.B. Makrophagen von Bedeutung zu sein. 
 
          - vpr-Protein ist für den Transport des viralen Präintegrationskomplexes zum Kern von Bedeutung
            und kann Zellen in der G2-Phase des Zellzyklus arretieren.
 
         
       
      - 
        
        vpu (viral protein u)
        
          - Das durch vpu codierte regulatorische Protein spielt eine wichtige Rolle beim
            Ausknospen der neu entstandenen Viruspartikel ("budding").
            Bei Mutationen in vpu kommt es nicht zur Ablösung der neu
            gebildeten Viren, sie bleiben an der Zelloberfläche hängen.
 
          - vpu-Protein ist zudem am Abbau von CD4-gp160-Komplexen im endoplasmatischen Retikulum
            beteiligt und sorgt so dafür, dass ausreichend gp160 für die Neubildung von Virionen bereitsteht.
 
         
       
     
   
 
Genom-Mutationen
  - HIV zeigt einen ausgeprägten genetischen Polymorphismus. Es besitzt nur
    einen Teil der Proteinausstattung, die für den Ablauf des viralen
    Vermehrungszyklus benötigt wird, so das es auf den Replikations- und
    Transkriptionsapparat der Wirtszelle angewiesen ist.
 
  - Nach Infektion einer Zelle wird das RNA-Genom des Virus in DNA
    transkribiert und in das Genom der Wirtszelle integriert.
 
  - Sowohl die Reverse Transkriptase als auch die beteiligten menschlichen
    RNA-Polymerasen bauen statistisch gesehen etwa jede 10.000. Base fehlerhaft
    ein.
 
  - Da beide Enzyme keine
    Möglichkeit des Proofreadings oder der Fehlpaarungs-Reparatur haben,
    verursachen sie damit mit einer Wahrscheinlichkeit von 10-4
    fehlerhafte Informationen, so dass jede neu synthetisierte Nukleinsäure
    statistisch mehrere Fehler enthält.
    
      - An jedem Tag können daher theoretisch alle möglichen Punktmutationen
        in einem infizierten Individuum auftreten.
 
     
   
  - Auf diese Weise entstehen mit der Zeit diverse Mutanten des HI-Virus, von
    denen einige vermehrungsfähig sind und andere Zellen infizieren.
 
  - Sie weisen Unterschiede in der Aminosäuresequenz ihrer Proteine auf: Im
    Laufe der HIV-Erkrankung
    verändert sich damit die Struktur der Viren kontinuierlich und entzieht
    sich unter anderem so einer effektiven Immunabwehr.
 
  - Genom-Mutationen können zu insgesamt aggressiveren Virus-Varianten
    führen:
    
      - Anfang des Jahres 2005 wurde in New York bei einem HIV-Patienten eine
        neue Variante des HI-Virus gefunden, die einen deutlich schnelleren
        Erkrankungsverlauf verursacht und eine multiple Resistenz gegen
        HIV-Therapeutika besitzt ("Super-HIV").
 
      - Diese Virus-Mutation scheint die Cytokin-Rezeptoren CCR5 und CXCR4
        (X4) gleichzeitig für die Virusbindung nutzen zu können.
 
     
   
 
Proteom
  - Neben den regulatorischen Proteinen kodiert das Virusgenom vor allem für
    Strukturproteine und drei Enzyme,
    die nach der Freisetzung des Virus Bestandteil des Partikels sind.
 
  - Wichtige Strukturproteine sind die in den Genen gag und env codierten:
    
      - 
        p6 
        
          - p6 ist ein auf dem gag-Gen codiertes Protein, das hilft vpr in die
            neu gebildeten Viruspartikel einzuschleusen.
 
         
       
      - 
        p9
        
          - p9 ist Bestandteil des viralen Nukleokapsids und dient dort dazu
            die RNA im Kapsid zu fixieren.
 
         
       
      - 
        p17
        
          - p17 ist ein unterhalb der Virushülle befindliches Matrixprotein.
 
         
       
      - 
        p24
        
          - Das Protein p24 bildet den Hauptbestandteil des Kapsids.
 
         
       
      - 
        gp41
        
          - Das aus dem Vorläuferprotein gp160 zusammen mit gp120 gebildete
            Glykoprotein durchzieht transmembranär die Virushülle.
 
         
       
      - 
        gp120
        
          - Glykoprotein 120 ist mit gp41 assoziiert, mit dem zusammen es
            transkribiert wird und befindet sich auf der Außenseite der
            Virushülle.
 
         
       
     
   
  - Dazu kommen die im pol-Gen codierten Enzyme:
    
      - 
        p11 (Protease)
        
          - Die Protease katalysiert die hydrolytische Spaltung der viralen
            Proteine, die zu mehreren in funktionellen Einheiten translatiert
            werden.
 
          - Von der Polypeptidkette, die vom pol-Gen kodiert wird, spaltet die
            Protease erst sich selbst ab und trennt danach die Reverse
            Transkriptase von der Integrase.
 
         
       
      - 
        p32 (Integrase)
        
          - Die Integrase ist in der Lage, den von der Reversen Transkriptase
            synthetisierten DNA-Doppelstrang in das Genom der Wirtszelle
            einzubauen.
 
         
       
      - 
        p66 (Reverse Transkriptase)
        
          - Die Reverse Transkriptase ist in der Lage, entgegen dem
            "zentralen Dogma der Zellbiologie" RNA in DNA zu
            transkribieren.
 
          - Sie benutzt dabei eine menschliche tRNA als Matrize.
 
          - Nach der Synthese von DNA baut die Reverse Transkriptase die RNA
            ab und und synthetisiert den komplementären DNA-Strang.
 
         
       
     
   
 
Infektions- und Replikationszyklus
  - Nach heutigem Wissensstand gliedert sich der virale Zyklus in sieben
    Phasen, die das Virus vom Befall der Wirtszelle bis zu seiner erneuten
    Freisetzung durchlaufen muss.
 
 
    
 
Virusadsorption
  - Nach dem Eindringen des Virus in die Blutbahn des Menschen bindet HIV
    über sein pilzförmig aus der Virusoberfläche herausragendes
    Oberflächenprotein gp120 ("Spike") an den CD4-Rezeptor
    verschiedener CD4+-Zellen.
    
      - Betroffen sind weitgehend selektiv TH-Lymphozyten;
        prinzipiell sind jedoch alle Zellen, die den CD4-Rezeptor exprimieren,
        potentielle Zielzellen des Virus. Dazu gehören viele Zellen des Monozyten-Makrophagen-Systems.
 
      - Man vermutet, dass HIV aber auch Zellen infizieren kann, die nicht CD4
        auf der Zelloberfläche tragen, wie zum Beispiel B-Zellen, CD8-Zellen
        sowie Makrophagen,
        Astrozyten und Endothelzellen. V.a. Makrophagen
        wird eine Rolle als Reservoir von HIV im Organismus zugeschrieben.
 
     
   
  - Durch die Bindung an CD4 kommt es zu einer Konformationsänderung des
    gp120, was seine Bindung an einen Corezeptor ermöglicht.
 
  - Die von gp120 nun gebundenen Corezeptoren stammen aus der Familie der
    Cytokin-Rezeptoren.
    
      - Auf Makrophagen dient CCR5 als typischer
        Corezeptor, auf TH-Lymphozyten
        CXCR4 (Fusin).
        
          - Daher spricht man bei Virenstämmen, die bevorzugt CCR5 nutzen
            auch von M-Tropismus, und bei Zellen die CXCR4 bevorzugen von
            T-Tropismus.
 
          - Diese Unterscheidung hat für die initiale Infektion Bedeutung, da
            durch Mutationen jedoch häufig im Laufe der Zeit T-trope
            Virenstämme überwiegen ist die weitere Bedeutung u.U. gering.
 
         
       
      - Zusätzliche Chemokinrezeptoren (CCR2b, CCR3) können ebenfalls als Corezeptoren für HIV dienen, ihre Bedeutung ist jedoch gering.
 
      - Bei HIV-2 tritt CXCR4 als alleiniger primärer Rezeptor auf; die
        sexuell verbreiteten Viren nutzen meist CCR5 als Corezeptor.
 
      - Die Art der vom Virus benutzten Rezeptoren und ihre individuelle
        Ausprägung beeinflussen somit die Ansteckungswahrscheinlichkeit und den
        Verlauf der HI-Infektion mit.
 
     
   
 
Virusfusion
  - Durch die Bindung des HI-Virus mit seinem Oberflächenprotein gp120 an die
    Wirtszelle und gleichzeitiger Kopplung an einen der benötigten Corezeptoren,
    kommt es zu einer Konformationsänderung des gp120, wodurch zwei helicale
    hydrophobe Strukturen des transmembranären Glykoproteins gp41 freigelegt
    werden.
 
  - Die nun freigelegten Bereiche weisen eine hohe Affinität zueinander auf,
    so dass sie sich nun zusammenlagern, wobei es zu einer Kontraktion des gp41
    kommt. Dadurch werden die Membranen des Erregers und der Wirtszelle so weit
    angenähert, dass sie schließlich miteinander fusionieren und das Kapsid
    des Virus ins Cytosol der Wirtszelle freigesetzt wird.
 
 
Freisetzung der Virus-RNA
  - In einem weiteren, als Uncoating bezeichneten Vorgang, setzt das Kapsid
    innerhalb des Zytoplasmas der Wirtszelle das Virusgenom frei. Die dabei
    relevanten Mechanismen sind noch weitgehend unverstanden.
    
      - Es ist bekannt, dass sich das HI-Virus in den meisten Primaten nicht
        replizieren kann. Sie haben durch die Expression des Proteins TRIM 5a
        einen natürlichen Schutz vor HIV, nicht aber vor SIV, einem
        HIV-ähnlichen Virus in Affen.
 
     
   
 
  - Zusammen mit der Virus-RNA werden auch die im Viruskapsid enthaltenen Enzyme
    freigesetzt.
    
      - Das Erbgut des HI-Virus besteht zwar aus Plusstrang-RNA, dennoch wird
        diese nicht direkt als Matrize (mRNA) für die Proteinbiosynthese
        benutzt.
 
     
   
  - Die in die Zelle eingeführte Reverse Transkriptase beginnt unmittelbar
    mit der Synthese des komplementären DNA-Stranges.
 
  - Als Primer benutzt sie dabei menschliche tRNA-Moleküle, die im Zytoplasma
    vorhanden sind oder als Bestandteile des Kapsids aus lysierten Zellen
    mitgenommen wurden.
 
  - Nach partiellem Abbau der RNA-Vorlage durch die im Virus enthaltene
    Ribonuclease h beginnt die ebenfalls durch die Reverse Transkriptase
    katalysierte Synthese von DNA-Doppelsträngen, die sich zu Ringen
    schließen.
 
  - Sämtliche dieser Schritte laufen im Zytoplasma der Wirtszelle ab. Erst
    die gebildete Doppelstrang-DNA wandert in den Zellkern und wird durch die
    HIV-Integrase als Provirus in das Wirtsgenom eingebaut.
 
 
DNA-Integration
  - Die ringförmigen DNA-Doppelstränge werden durch die HIV-Integrase
    vermutlich an zufälligen Stellen in das Genom der Wirtszelle eingebaut;
    damit liegt das HI-Virus als sogenanntes Provirus vor.
    
      - Von der Bindung des Virus an die Wirtszelle bis zur Integration des
        Genoms vergehen etwa zehn Stunden.
 
      - Bei ruhenden als auch bei aktivierten CD4-positiven T-Lymphozyten ist
        der Der Anteil an Zellen, bei denen das Provirus stabil und
        replikationskompetent ins Genom der Wirtszelle integriert ist liegt,
        sowohl bei ruhenden, als auch bei aktivierten CD4-positiven
        T-Lymphozyten unter 0,1 %. Solche Zellen befinden sich bis zum Beginn
        der Virusexpression in einer sogenannten Post-Integrations-Latenz.
 
      - Unter den ruhenden CD4-positiven T-Lymphozyten kann ein viel höherer
        Anteil (ca. 1 %) darüber hinaus nicht-integrierte HIV-DNA im Zytoplasma
        beherbergen, die, wenn die Zelle längere Zeit nicht aktiviert wird,
        zerfällt. Man spricht hier von Prä-Integrations-Latenz.
 
     
   
  - Die Gene des Provirus lassen sich nun potentiell jederzeit durch die
    menschliche RNA-Polymerase II ablesen, wobei die LTRs als starke Promotoren
    wirken.
 
  - Dennoch können nach Einbau der viralen DNA noch Jahre vergehen, bis die
    Produktion der viralen Bestandteile effektiv beginnt und die Zelle
    schließlich unter Freisetzung neuer Viren lysiert wird.
 
  - Es ist bis jetzt nicht völlig verstanden, auf welchem Wege diese sogenannte Latenzperiode beendet wird, man schreibt jedoch dem
    Transkriptionsfaktor NFκ-B eine Funktion bei der
    Auslösung produktiver Zyklen zu.
    
      - Diese Annahme beruht darauf, dass sich viele Viren in ruhenden
        T-Lymphozyten nicht replizieren, vermutlich da dort kritische,
        induzierbare Wirtsfaktoren fehlen.
        
          - Werden die ruhenden CD4+-Zellen jedoch durch Antigene,
            Mitogene, bestimmte Zytokine (TNF-α,
            IL-1) oder Genprodukte verschiedener Viren (z.B. HTLV-I, Herpes
            simplex-, Epstein-Barr-, Zytomegalie-, Hepatitis B- oder humanes
            Herpesvirus 6) aktiviert, so kommt es zur Induktion bestimmter
            Transkriptionsfaktoren, v.a. solchen der NFκ-B-Familie,
            und zur HIV-Replikation.
            
              - NFκ-B reguliert normalerweise die
                Expression zellulärer Gene.
 
              - Sie binden und aktivieren nun aber die zwei
                B-Verstärkerelemente (Enhancer) der proviralen LTR-Region - ein
                wichtiger initialer Stimulus für den Übergang von der latenten
                in die produktive Infektion.
 
             
           
         
       
      - Neben den induzierbaren Transkriptionsfaktoren werden zur
        Transkription bestimmter HIV-1-Gene auch konstitutive
        Transkriptionsfaktoren der Wirtszelle (z.B. Sp1 und TATA) benötigt.
 
     
   
  - Auch während der Latenzzeit kann das Immunsystem kompromittiert sein; die
    Ursache hierfür ist ebenfalls bisher unbekannt.
 
 
Biosynthese viraler Proteine
  - Nach Beendigung der Latenzphase, wahrscheinlich durch Bindung
    induzierbarer und konstitutiver Transkriptionsfaktoren der Wirtszelle an die
    LTR-Region von HIV-1 (s.o.), beginnt die Wirtszelle mit der Transkription
    viraler Gene.
 
  - Zuerst werden lediglich die Regulatorgene tat,  rev und
     nef transkribiert.
 
  - Diese steuern nun die Transkription der weiteren Gene, so dass nun in
    weiterer Folge env, gag, und  pol transkribiert und in die entsprechenden
    Struktur- und Enzymproteine translatiert werden.
 
  - Die gebildeten Proteine des Virus werden z.T. noch posttranslational
    modifiziert: So sorgen z.B. zelleigene Glykosyltransferasen für die
    Glykosylierung der Hüllproteine gp41 und gp120, während die viruseigene
    Protease die beiden Proteine aus dem Vorläuferprotein gp160 freisetzt.
 
 
Assembling und Reifung
  - Der virale Kern (gag- und pol-kodierte Proteine) wird im Zytoplasma
    zusammengesetzt; die (env-kodierten) Hüllproteine werden in die
    Wirtszellmembran eingelagert.
 
  - Die in die Membran der Wirtszelle eingelagerten Hüllproteine führen
    aufgrund noch nicht verstandener Mechanismen zur Ausknospung der
    Wirtszellmembran.
 
  - Dabei werden die neuen, fast fertigen Viren gebildet: Das zusammengesetzte
    Kapsid wird von seiner Hülle aus der Lipiddoppelschicht umschlossen.
 
  - Die neuen Viren werden nun abgeschnürt und ins Blut freigesetzt.
    
      - Die Wirtszelle geht bei der massenhaften Freisetzung neuer Viren durch
        durch Lyse zugrunde.
 
     
   
  - Sie sind zunächst noch nicht vollständig ausgereift, sondern werden erst
    jetzt durch enthaltene HIV-Protease fertig prozessiert.
 
  - Diese spaltet aus den bislang enthaltenen Vorläuferproteinen weitere
    HIV-Protease, sowie z.B. die virale Integrase und die Reverse Transkriptase,
    sowie die gag-Proteine (p7, p9, p17 und p24) heraus.
 
  - Das neu entstandene HI-Virus kann nun neue Zellen infizieren.
 
 
 
Systematik
Unterfamilie
Untergattung
  - Humanes Immundefizienz-Virus
 
 
 
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