» Генотипирование и фенотипирование ВИЧ

Генотипирование и фенотипирование ВИЧ

Генотипирование и фенотипирование ВИЧ

Термин "генотип" был предложен Иогансеном в 1909 году. В современной генетике "генотип" рассматривают как единую систему генетических элементов, взаимодействующих на различных уровнях (например, между аллелями одного гена или различных генов). Генотип контролирует развитие, строение и жизнедеятельность организма, т.е. совокупность всех признаков организма -его фенотип. Особи с разными генотипами могут иметь одинаковый фенотип, поэтому для определения генотипа организма необходимо проводить его генетический анализ (генотипирование). Особи с одинаковым генотипом в различных условиях могут отличаться друг от друга по характеру проявления признаков, т.е. по фенотипу. В связи с этим в генетике используют понятие о норме реакции - возможном размахе фенотипической изменчивости без изменения генотипа. При изменении генотипа говорят о генотипической изменчивости, являющейся одним из условий эволюционного процесса.

Вирусы, как и другие организмы, обладают свойствами, передающимися по наследству, т.е. генетическими признаками, проявление которых в конкретных условиях характеризует их фенотип. В фенотипе вируса никогда не реализуются полностью все генетические возможности. Фенотип каждого штамма-частный случай проявления функции генома в конкретных условиях внешней среды. Популяции штаммов всех известных вирусов генетически гетерогенны, различия между клонами внутри популяции могут быть весьма значительными.

Все генетические признаки условно можно разбить на групповые, видовые, внутривидовые и штаммовыс. К групповым и видовым признакам относят тип нуклеиновой кислоты, размеры и морфологию вирусов, тип капсида, количество капсомеров, антигенную специфичность, устойчивость, наличие ферментов, способность вызывать агглютинацию, патогенность для адекватных лабораторных моделей, характер цитопатического действия на соответствующей культуре клеток. Для проведения генетических исследований наибольшее значение имеют внутривидовые (внутритиповые) признаки, позволяющие дифференцировать варианты (мутанты, рекомбинанты) между собой.

К числу признаков, позволяющих дифференцировать штаммы, относится патогенность для восприимчивого хозяина. Патогенность - это потенциальная способность вируса вызывать инфекционный процесс. Степень выраженности этого свойства у разных штаммов характеризует вирулентность вируса. Вирулентность относится к полигенным признакам и представляет собой функцию ряда генетических признаков вируса.

Проявление некоторых генетических признаков у вирусов связано с особенностями структуры внутренних и наружных белков. При изучении генетических признаков вируса необходимо учитывать также влияние факторов внешней среды. Взаимосвязь генетических признаков представляет большой теоретический и практический интерес, т.к. в процессе изменчивости вируса нередко наблюдается одновременное изменение не одного, а нескольких признаков. Предполагают, что в основе коррелятивной изменчивости лежат различные причины: полигенность изучаемого признака, плейотропность действия гена, селекция мутантов.

Исследование и идентификация нуклеотидных последовательностей ретровирусов и, в частности, ВИЧ-1 показало его чрезвычайную изменчивость. На основании анализа нуклеотидных последовательностей генов Env и Gag были выделены 10 генетических субтипов ВИЧ-1 (от А до J), относящихся к группе М. Кроме этой группы были идентифицированы высокодивергентные штаммы - группа О. Различия в геноме группы О и группы М составляют 35%.

В настоящее время доказана высокая частота рекомбинации у вируса иммунодефицита человека, что, вероятно, связано с процессом смены матрицы при обратной транскрипции. Обязательным условием рекомбинации, по-видимому, является попадание в одну вирусную частицу 2-х копий РНК, принадлежащих к вирусам разных субтипов. Вероятно, это случается при циркуляции в популяции двух разных субтипов. В России около четверти всех пациентов предположительно заражены рекомбинантными вирусами, что может играть важную роль втечение заболевания, т.к. в организме инфицированного происходит селекция рекомбинантных вариантов и появление наиболее патогенных и резистентных вирусов.

Современные молекулярно-генетические данные позволяют выявлять и сравнивать различные варианты ВИЧ, выделенные в различных странах, регионах или у отдельных лиц, что играет важную роль в расшифровке эпидемий (Покровский В.В., 1996, Бобков А.Ф., Казенова М.Р., Бобкова М.Р. и соавт., 2000).

Применение генотипирования ВИЧ повышает эффективность комбинированного противовирусного лечения, поскольку на основании определения генотипа возбудителя в схему лечения можно вносить необходимые коррективы. Исследователи, обследуя "лекарственно-наивных" больных, выявили резистентность у каждого девятого ВИЧ - инфицированного, не получавшего ранее антиретровирусную терапию ("Reuters" 27.08.99 г.). Широкое применение противовирусных препаратов приводит неизбежно к появлению резистентных штаммов, обусловленных как рекомбинацией, так и мутационным процессом.

Выявлена также прямая корреляция между фенотипом вируса и клиническим течением: вирусы с выраженным цитопатическим действием, высоким уровнем репликации чаще выделяются на стадии СПИДа, в отличие от штаммов с низкой реплицирующейся активностью и отсутствием ЦПД, которые выявляются чаще на ранних стадиях.

Источник: АХ. Рахманова, Е.Н. Виноградова, Е.Е. Воронин, А. А. Яковлев "ВИЧ-инфекция"

Напишите нам