HIV感染の原因ウイルス。ヒト免疫不全ウイルス(HIV)はレトロウイルス科(Retroviridae)に属します。レトロウイルス科には、オンコウイルス科(Oncoviridae)とスローレンチウイルス科(Lentivirus)の2つの亜科が含まれます。オンコウイルス科には、T細胞白血病、慢性毛様細胞白血病などの白血病を引き起こすウイルス、そして牛白血病ウイルスが含まれます。
HIVはレンチウイルス科に属します。現在、7種類のレンチウイルスが知られており、そのうち6種類は動物に病原性があり、ヒトに疾患を引き起こすのは1種類(HIV)のみです。
現在、ウイルスには構造的および抗原的特徴が異なる3つの血清型、すなわちHIV-1、HIV-2、SIVが報告されています。疫学的に最も重要なのはHIV-1で、現在のパンデミックの主役であり、ウクライナを含むヨーロッパで最も蔓延しています。HIV-2は主に西アフリカ諸国で確認されています。
HIVウイルス粒子は直径100~120nmの円形で、円錐状の核を持ち、その周囲をエンベロープが覆っています。HIVはレトロウイルスに分類され、ウイルス粒子内の遺伝情報はRNAの形で伝達されます。ウイルス粒子の構造において、レトロウイルスの中心部には、2つのプラスRNA鎖に加えて、DNA結合タンパク質と逆転写酵素が含まれており、これらがウイルスRNAをDNAに変換し、その後ゲノムに組み込むとともに、真核細胞装置によってウイルスDNAが転写されます。
宿主細胞膜の断片である膜の構造は根本的に重要です。膜の脂質層には、分子量160キロダルトン(Kd)の糖タンパク質(gp 160)が局在しており、標的細胞への「認識」と侵入のメカニズムにおいて重要な役割を果たします。この糖タンパク質は、分子量120 Kdの外側(膜上)部分(gp120)と、分子量-41 Kdの膜貫通部分(gp41)で構成されています。
コア膜には分子量24 kDaのタンパク質(p24)が含まれています。ウイルス粒子の外膜と核様体の間には、分子量17 kDaのマトリックスタンパク質(p17)からなる骨格があります。核様体には、2本の一本鎖RNA分子、酵素複合体(逆転写酵素(リバーターゼ)、インテグラーゼ、RNase H、プロテイナーゼ)、そして膜タンパク質、酵素、核構造の生成を担う遺伝子が含まれています。
RNA合成のサイズが限られているため、ウイルスに含まれる遺伝物質の飽和度が極めて高く求められます。通常、レトロウイルスのゲノムの長さは10kbpを超えません。
HIVゲノムは9つの遺伝子から構成されています。そのうち3つは構造遺伝子(すべてのレトロウイルスに共通する特徴)で、残りの6つは制御遺伝子です。制御遺伝子の1つ(nef)は、ウイルスゲノムの転写を遅らせます。2つの遺伝子(nefとtat)の同期機能により、ウイルスに感染した細胞を死滅させることなく、ウイルスの複製が確実に行われます。
さらに、HIVは非常に高い遺伝的変異性を有しています。他のレトロウイルスと同様に、HIVは人体において高い変異性を有しており、感染が無症状から顕性へと進行するにつれて、ウイルスは毒性の弱い変異体から毒性の強い変異体へと進化します。
自然条件下では、HIVは乾燥した生体基質中では数時間、ウイルス粒子を多く含む液体(血液、射精液)中では数日間、凍結血清中では最大数年間、ウイルスの活性が持続します。その他の体液中のHIV濃度が低いため、速やかに不活化されます。
HIVは外部環境下では安定しません。56℃で10分間加熱すると、ウイルスの感染力価は100分の1に減少し、70~80℃では10分後には死滅します。ウイルスは、環境の急激な変化(pHが0.1未満または13を超える)や、実験室で一般的に使用される濃度の消毒剤(70%エチルアルコール、6%過酸化水素水、0.5%次亜塩素酸ナトリウム溶液、1%グルタルアルデヒド溶液、5%リゾール溶液、エーテル、アセトン)の影響下で死滅します。
HIVの感染源は、病気のあらゆる段階にある人です。ウイルスは血液、精子、脳脊髄液、母乳、月経血、膣分泌物、子宮頸管分泌物に存在します。唾液、涙液、尿中にはウイルスは微量しか存在せず、感染には不十分です。
HIV感染経路
HIV の感染経路には、性的、非経口的、垂直的経路があります。
性行為による感染は、異性間および同性間の性行為によって起こります。性器の炎症性疾患を患っている場合、感染の可能性は高まります。現在、性行為によるウイルス感染が全感染例の半数以上を占めていると考えられています。感染者男女比は時間とともに変化しており、流行初期には5:1、その後3:1となり、現在では2:1に近づいています。
非経口感染は、主に静脈注射で薬物を使用する薬物中毒者に見られます。HIV感染の要因としては、薬物自体だけでなく、注射器や針の共有が挙げられます。感染は、感染した血液やその製剤の輸血、臓器移植や組織移植、HIVに汚染された医療器具の使用によっても起こります。
HIVの垂直感染は、妊娠中および出産時にHIVに感染した女性からその子へ、また授乳中に感染した母親からその子へ、そして感染した子から授乳中の女性へ起こります。周産期HIV感染予防が行われない場合、HIV感染リスクは30~40%に達します。授乳中の子への感染確率は12~20%です。
HIV感染の家庭内接触や空気感染による感染経路は解明されていない。吸血昆虫は感染拡大に関与していない。