Kompetenzfeld HIV (2.+3. Semester) Institut für Virologie Klinikum der Universität zu Köln

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1 Kompetenzfeld HIV (2.+3. Semester) Institut für Virologie Klinikum der Universität zu Köln

2 Was bedeutet HIV, was bedeutet AIDS? H Humanes I Immundefizienz V Virus

3 HIV1-Lymphozytenkultur budding! HIV! reifes HIV! budding! HIV! Lymphozyt! Elektronenmikroskopische Aufnahme

4 Was bedeutet HIV, was bedeutet AIDS? HI-Virus infiziert Zellen des Immunsystems Nutzt diese Zellen für die eigene Vermehrung Führt zum Verlust von Zellen des Immunsystems und dadurch zum erworbenen Immundefekt

5 Was bedeutet HIV, was bedeutet AIDS? A Acquired I Immuno- D Deficiency S Syndrome = erworbenes Immundefizienssyndrom

6 Klassifikation Familie Unterfamilie Genus Retroviridae* *lat. retro: zurück Orthoretrovirinae Lentivirus** **lat. lentus: langsam Spezies/Typ HIV-1 Gruppen M, N, O, P Subtypen M: A-K, CRFs (Rekombinanten) Spezies/Typ HIV-2 Subtypen A-E

7 Einteilung der Viren: HIV Nukleinsäuretyp positiv RNA Vorhandensein einer Hülle ja Dimensionen des Virions ca. 100 nm

8 Das HI-Virus: Aufbau Oberflächen- Glykoprotein gp120 Transmembran- Protein gp41 PoV763A Lipidmembran } Hülle 2 RNA-Genome Virale Enzyme Kapsid

9 Das HI-Virus: Aufbau Genom: 2 RNA Moleküle einzelsträngig (7-10 kb, + Polarität, d.h. wie mrna) Genomorganisation 5 - gag - pol - env - 3 Reverse Transkriptase

10 Revision eines Dogmas Dogma : DNA =>RNA=>Protein RNA =>DNA => RNA => Protein Retroviren: Reverse Transkriptase

11 Reverse Transkription: Geschichte David Baltimore und Howard M. Temin 1975 Nobelpreis PoV S.18 Entdeckung eines Enzyms in RNA-Tumorviren, das DNA-Kopie von RNA anfertigt. Reverse Transkriptase

12 Retroviraler Reproduktions-Zyklus Wichtig: Viren vermehren sich generell nur in Zellen

13 Adsorption Fusion Uncoating Freisetzen des Genoms Proteinsynthese Replikations-Zyklus HIV PoV764 Reverse Transkription Integration Transkription Freisetzung (durch Knospung) Reifung Zusammenbau (Assembly)

14 Angriffspunkte für antiretrovirale Therapie (ART) Adsorption Fusion PoV764 Reverse Transkription Integration Reifung

15 Integration proviraler DNA ins Wirtszellgenom virale RNA provirale DNA Menschliches Genom (beliebige Stelle) Integrierte provirale DNA Transkription: virales RNA

16 Integration proviraler DNA ins Wirtszellgenom Eine HIV-infizierte Zelle trägt das integrierte Provirus solange die Zelle lebt!!

17 Wie dringt das Virus in den Körper ein? Epidemiologie der HIV-Übertragung Molekulare Vorgänge

18 HIV Übertragung Entscheidend: hohe Erregerzahl Dauer des Erregerkontaktes Sexualpraktik

19 Hohe Konzentrationen insbesondere in den ersten Wochen nach Infektion und im fortgeschrittenen Stadium 1. Blut 2. Samenflüssigkeit 3. Vaginalsekret HIV-positives Material 4. (geringer) auch in Muttermilch 5. Bei manchen HIV-Patienten geringfügig auch in anderen Körperflüssigkeiten

20 3 Hauptübertragungswege 1. Ungeschützter Geschlechtsverkehr ( 1%) 2. Einbringung von erregerhaltigem Blut / Blutprodukten in die Blutbahn (ca. 0,3%) 3. Prä-, peri-, oder postnatal (Stillen) Vertikale Übertragung bei Geburt (ohne Maßnahmen: 15-25%)

21 Maßnahmen 1. Sexuelle Übertragung Safer Sex (Kondomgebrauch) Post-Expositionsprophylaxe (PEP)

22 Maßnahmen 2a. Blutspende Seit 1985: Blutspendertest (HIV-Antikörper) Restrisiko der Übertragung durch Blutspende: 1:1 Mio Seit : Virus-RNA-Nachweis 2b. Medizinische Personal Sichere Entsorgung gebrauchter Spritzen und Kanülen (kein Wiederverschließen!) (medikamentöse) Postexpositions-Prophylaxe binnen 24 h

23 Maßnahmen

24 Maßnahmen

25 3 Hauptübertragungswege 3. Prä-, peri-, oder postnatal Primäre Sectio (vor Einsetzen der Wehen) oder: Kein freies Virus im Blut der Mutter Optional: Antiretrovirale Therapie beim Neugeborenen für 4 Wochen Unbedingt: NICHT Stillen Übertragungshäufigkeit < 2%

26 Kein generelles Infektionsrisiko durch Haushaltskontakte (auch Geschirr, sanitäre Einrichtungen) Tröpfcheninfektion Insektenstiche Küssen

27 Wie dringt das Virus in den Körper ein? Molekulare Vorgänge

28 Das HI-Virus: Aufbau der Hülle Oberflächen- Glykoprotein gp120: Rezeptor Bindung Transmembran- Protein gp41: Fusion PoV763A

29 HIV-1 Infektion: Zeitablauf 2 h Anlagerung an Wirtszelle (opt. Zeitraum für Postexpositions-Prophylaxe ) 12 h Übertragung der viralen RNA 24 h Bildung erster Viruspartikel 72h erste virusspezifische Immunantwort (Tiermodell)

30 HIV-1 Infektion: Zielzellen Die wichtigsten von HIV infizierten Zellen sind CD4+ T-Helfer Lymphozyten Direkte Infektion oder Transport durch andere Zellen

31 HIV-Rezeptor Tropismus hauptsächlich durch Zelloberflächenrezeptoren bestimmt: Hauptrezeptor: CD4 CD4+ T-Lymphozyten Makrophagen Dendritische Zellen Mikroglia Ko-Rezeptoren: Chemokin-Rezeptoren CCR5 oder CXCR4

32 Wie macht das Virus krank? Wichtigster Mechanismus: Verlust der CD4+ T-Helfer-Lymphozyten Immundefekt

33

34 HIV: Infektionsverlauf CD4-Zellzahl /µl kritisch: CD4-Zellzahl <500/µl Infektionen Tumoren

35 HIV: Infektionsverlauf AIDS-related complex CD4+

36 Stadien der HIV-Infektion: Primärinfektion Cave: Symptome oft diskret oftmals kein Arztbesuch oder bei Differentialdiagnose nicht berücksichtigt

37 Stadien der HIV-Infektion: Primärinfektion Inkubationszeit: 6 (14) Tage - 6 Wochen Dauer: 1-2 Wochen Symptome: Mononukleose-ähnlich Fieber Lymphknotenschwellung =Lymphadenopathie Stammbetonter Ausschlag =Exanthem z.t. Durchfall =Diarrhoe

38 Stadien der HIV-Infektion: Primärinfektion Cave: oft keine oder fragliche HIV-spezifische Antikörper aber meist hohe Virusspiegel (>> copies/ml) wichtig für Diagnostik, aber auch Ansteckungsrisiko

39 Stadien der HIV-Infektion: Asymptomatische Phase Dauer: Monate - Jahre z.t. persistierende LK- oder Milz-Schwellungen z.t. unspezifische Störungen -Schleimhäute -Magen-Darm-Trakt

40 Stadien der HIV-Infektion: HIV-assoziierte Erkrankungen Störung der Infektabwehr opportunistische Infektionen Tumorentstehung

41 Wie wird die HIV Infektion diagnostiziert?

42 Wie wird die HIV Infektion diagnostiziert? Rechtliches: Nur nach vorheriger Aufklärung, Beratung und Zustimmung des Patienten!

43 Wie wird die HIV Infektion diagnostiziert? Stufendiagnostik

44 Wie wird die HIV Infektion diagnostiziert? Stufendiagnostik Nachweis von Antikörpern (jetzt Standard: HIV-Antigen+Antikörper) 1. Antikörpersuchtest ( Screening ): ELISA hohe Sensitivität 2. Bestätigungstest Western Blot hohe Spezifität 3. Wiederholung mit Kontrollprobe Vermeidung von Verwechslung Nachweis der HIV-RNA : NAT (quantitative RT-PCR) Viruslast Bestimmung Monitoring des Patienten Bestätigung bei HIV-Wetsrnblot negativen

45 Wie wird die HIV Infektion diagnostiziert? Nachweis von Antikörpern Antikörpersuchtest ( Screening ): EIA (HIV-1, HIV-2) Serum (Antikörper) des Patienten gegen HIV HIV Proteine

46 Wie wird die HIV Infektion diagnostiziert? Bei reaktivem Befund: Bestätigungstest: Western Blot HIV Proteine Antikörper des Patienten gegen HIV

47 Bestätigungstest: Western Blot gp P HIV-1! gp P HIV-2!

48 Bestätigungstest: Western Blot positiv, wenn mindestens 1 Glykoprotein- und 1 Proteinbande

49 Bestätigung der HIV Infektion Bei reaktivem Befund im Bestätigungstest: 2. Serumprobe testen zum Ausschluss von Verwechslungen; dann erst Mitteilung an Patienten nicht-namentliche Meldung an RKI durch Labor und Arzt

50 Meldepflicht (keine Namensangabe)

51 HIV-RNA-Nachweis Indikation: Frühes Infektionsstadium (Antikörper erst später positiv: diagnostisches Fenster ) Antikörper 22 Tage - 3 Mon HIV RNA 12 Tage p24 Antigen 16 Tage

52 HIV-RNA-Nachweis Indikation: Kein Bestätigungstest in der individuellen Diagnostik, aber Screening von Blutprodukten => Frühes Infektionsstadium Therapie-Monitoring: Verlaufsbeurteilung

53

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