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Aids, ein weitverbreitetes Virus - Referat
Aids, ein weitverbreitetes Virus
Inhalt
1. Allgemeines
2. Geschichtliches
3. Das HI-Virus
3.1. Der Aufbau
3.2. Welche Informationen sind im Erbgut des Virus und wo genau gespeichert?
3.3. Die Übertragung des Virus
3.4. Nach dem Eindringen in die Blutbahn
3.5. Wie erfolgt der Einbau des Viruserbguts in das der Wirtszelle?
3.6. Wie vermehrt sich das Virus?
4. Symptome
5. Der HIV-Test
5.1. Antikörpertest
5.2. Virusnachweis
6. Therapiemöglichkeiten
7. Zahlen, Daten, Fakten
7.1. Epidemiologie
Immer wieder wird das Thema Aids von den Medien aufgegriffen, Betroffene erzählen, Experten warnen vor den Ansteckungsgefahren und hin und wieder kommen einige Erfolgsmeldungen aus den pharmazeutischen Firmen, die besagen, dass nun doch eventuell ein Heilmittel gefunden werden könnte.
Tatsache aber ist, dass man noch weit davon entfernt ist, den HI-Virus ganz und gar unschädlich zu machen bzw. eine infizierte Person vollständig zu heilen.
Die andere Tatsache ist, dass mittlerweile die Angst vor dem Todesvirus wieder am Sinken ist und sich viele Personen der Gefahr gar nicht mehr bewusst sind.
Daher möchte ich versuchen, durch diese Arbeit einen Überblick über diese Krankheit zu ermöglichen.
1. Allgemeines
Die Krankheit AIDS (Acquired Immune Deficiency Syndrome) ist das Endstadium einer Infektionskrankheit, die durch das HIV (Human Immunedeficiency Virus) verursacht wird. Eine Besonderheit der HIV-Infektion ist, dass vom Zeitpunkt der Ansteckung bis zum Endstadium AIDS im Durchschnitt etwa 12 Jahre vergehen.
2. Geschichtliches
Die ersten Aids-Erkrankungen und die als solche erkannt wurden traten in der westlichen Welt gegen Ende der 70er Jahre auf, allerdings wurde vor kurzem eine Gewebeprobe eines in den 60er Jahren verstorbenen Strichjungen untersucht und festgestellt, dass auch er damals an Aids gestorben ist.
1981 veröffentlichte das United States Center For Disease Control erstmals einen Bericht über AIDS. Dass diese Krankheit durch das HI-Virus verursacht wird, ließ sich jedoch erst 1983/84 eindeutig belegen. Bereits zwei Jahre später gelang es Forschern am Pasteur-Institut in Paris einen Test zu entwickeln, der es ermöglichte, die Übertragungswege des Virus aufzuzeigen, sowie Ursprung und Mechanismen der Krankheit zu untersuchen.
Die Forschung konzentriert sich zu einem erheblichen Teil auf Behandlungsmethoden für Patienten, die bereits an Aids leiden, und für Personen, die mit dem Virus infiziert sind, bisher aber keine Symptome zeigen.
Weiters erfolgte eine Unterscheidung in zwei verschiedene HI-Viren, nämlich das HIV-I, das für die meisten AIDS-Erkrankungen in Amerika und Europa verantwortlich ist, und das HIV-II, das in Afrika die Mehrzahl der Infektionen auslöste, nun aber auch in Indien als Epidemie auftritt.
Mittlerweile gehen deutsche Virologen davon aus, dass die erste Übertragung von HI-I-Viren bereits im frühen 20. Jahrhundert, und zwar in Kamerun von Schimpansen auf den Menschen erfolgte.
Beim HIV-II vermutet man, dass die Übertragung beim Zerlegen des Fleisches getöteter Schimpansen stattgefunden hat.
AIDS ist damit eine Zoonose, eine vom Tier auf den Menschen übertragene Krankheit.
3. Das HI-Virus
3.1. Der Aufbau
Beim HIV handelt es sich um ein kugeliges Virus mit einem Durchmesser von rund 10.000stel Millimeter, das zur Gruppe der Retroviren gehört. Das sind Viren, die ihr eigenes Erbgut in das der Wirtszelle einbauen.
Die äußere Hülle des Virus besteht aus einer Doppelschicht von Fettsäuren oder Lipiden (Fette) . In die Lipidhülle sind Virusproteine (Proteine = Eiweiße) eingelagert (gp121 und gp41). Sie sind die "Anker", mit denen sich das Virus an die Wirtszelle anheftet und ohne die es nicht eindringen kann. Unmittelbar unter der Hülle befinden sich die sogenannte Matrix, die aus dem Protein p17 gebildet wird, und der eine weitere Lipidhülle folgt. Sie umschließt die weiter innen liegenden Bestandteile wie eine Kapsel und wird daher als Viruskapsid bezeichnet. Eine weitere, Proteinhülle enthält das Erbgut des AIDS-Virus. Es besteht aus zwei identischen Ribonukleinsäure (RNA)-Molekülen, die jeweils das Enzym Reverse Transkriptase besitzen.
Im wesentlichen ist das Virus aus nur sechs verschiedenen eigenen Proteinen aufgebaut.
3.2. Welche Informationen sind im Erbgut des Virus gespeichert und wo genau?
Das Erbgut ist die Summe von Genen eines Organismus. Ihre Bezeichnungen werden mit je drei Buchstaben
abgekürzt. Die drei wichtigsten Gene des HIV werden mit gag, pol und env bezeichnet.
gag steht für „gruppenspezifisches Antigen“. Das sind Proteine, die das Viruskapsid aufbauen (Hauptproteine)
Sie werden vom Immunsystem eines infizierten Organismus als Antigen erkannt und sind typisch für diese Gruppe von Viren. Es schützt das virale Genom.
pol ist die Abkürzung für Polymerase. Das wichtigste Protein, dessen Bauanleitung in diesem Gen gespeichert ist, ist die Reverse Transkriptase - eine DNA-Polymerase. Hier liegen auch die Bauanleitungen für eine Protease (proteinspaltendes Enzym) sowie für eine Integrase (Enzym, das am Einbau des Viruserbguts in das Erbgut der Wirtszelle beteiligt ist). Es vermehrt also das Genom.
env steht für envelope (Hülle). In diesem Gen ist die Information für die Proteine in der Lipidhülle der Viren gespeichert. Es sorgt für die Erkennung und Aufnahme in eine Wirtszelle.
Im Erbgut von HIV findet man noch eine Reihe weiterer Gene. In diesen sind hauptsächlich Bauanleitungen für Proteine gespeichert, welche die Virusvermehrung regulieren. Wie diese Regulierung im einzelnen funktioniert, ist bislang nur teilweise erforscht.
3.3. Die Übertragung des Virus
HIV ist außerhalb von Körperflüssigkeiten sehr instabil, deswegen erfolgt die Übertragung nur über den Austausch dieser.
Äußerst geringe Konzentrationen sind im Speichel und der Tränenflüssigkeit und mittlere bis sehr hohe im Blut, in der Lymph-, Samen- und Vaginalflüssigkeit, sowie in der Muttermilch vorhanden (Die Gefahr das Kind beim Stillen anzustecken ist sogar viel höher als bei der Geburt!)
Die größten Risiken stellen Bluttransfusionen sowie Geschlechtsverkehr dar.
Bevor es einen verlässlichen Bluttest gab, waren Transfusionen mit virushaltigem Blut ein bedeutender Infektionsweg.
Diese Gefahr ist heute zwar in den Industrieländern weitestgehend gebannt, doch kann es in äußerst seltenen Fällen vorkommen, dass ein Diagnosefehler auftritt.
Nach einem Bericht aus dem Jahr 2000 der WHO - World Health Organization werden jährlich bis zu 160 000 Menschen in Entwicklungsländern allein durch Blutkonserven infiziert.
Ebenfalls als Ausbreitungsweg von großer Bedeutung sind verunreinigte Kanülen. HI-Viren können in gebrauchten Spritzen bei Raumtemperatur einen Monat lang infektiös bleiben.
Besonders gefährlich sind aber Blut-zu-Blut-Kontakte, wobei die am stärksten von HIV-Infektionen betroffene Gruppe immer noch homosexuelle Männer sind.
3.4. Nach dem Eindringen in die Blutbahn
Die Viren treffen auf die Wirtszellen, die ja ebenfalls im Blut sind.
Die Proteine in der Lipidhülle der AIDS-Viren passen wie ein Schlüssel zu bestimmten Oberflächenproteinen menschlicher Zellen, den sogenannten CD4-Proteinen.
Alle Zellen mit CD4 Proteinen auf der Oberfläche sind Wirte für das HIV. Dies sind nur bestimmte Zellen, und zwar hauptsächlich T-Helferzellen des Immunsystems. Aber auch Makrophagen, die sogenannten Fresszellen des Immunsystems, sowie einige Nervenzellen besitzen CD4-Proteine auf ihrer Oberfläche. T-Helferzellen und Makrophagen sind die wichtigsten Zellen des Immunsystems.
Nach neuesten Erkenntnissen ist ein Makrophage die als erste infizierte Zelle. Bei der Primärinfektion sind danach aber im Blut hauptsächlich T-Helferzellen betroffen, da sie die größte Menge an CD4-Proteinen auf ihrer Oberfläche tragen. Diese Rezeptoren werden also von einem bestimmten Teil des Glykoproteins erkannt und als Folge heftet sich das HIV an dieses.
Danach stülpt sich an dieser Stelle die Cytoplasmamembran der Zelle ein. Dort wird dann die RNA des Virus aus der Kapsel herausgelöst und muss in die Wirtszelle eingebaut werden.
Da das Viruserbgut aber aus RNA besteht, jenes des Wirts jedoch aus DNA, muss vor dem Einbau die Virus- RNA in DNA umgeschrieben werden. Das Enzym, welches das Umschreiben von RNA in DNA ermöglicht, ist ein Virusprotein, die sogenannte Reverse Transkriptase.
Den Vorgang, bei dem RNA in DNA umgeschrieben wird, nennt man reverse - also umgekehrte - Transkription.
Dadurch entsteht ein DNA-Doppelstrang, der so in das Erbgut der Wirtszelle eingebaut werden kann und auf dem alle Informationen des Viruserbguts enthalten sind. Bei der Herstellung des DNA-Doppelstrangs unterlaufen der Reversen Transkriptase jedoch viele Fehler.
An mehreren Stellen werden sozusagen aus Versehen falsche Bausteine eingesetzt. Wird das Erbgut von HIV einmal kopiert, enthält es drei bis zehn solcher Fehler (=Mutationen). Dies ist eine extrem hohe Mutationsrate für ein Virus, die auch die Virusforschung vor bislang ungelöste Probleme stellt.
Diese Fehler führen dazu, dass die im Erbgut gespeicherten Bauanleitungen für die Virusproteine Veränderungen aufweisen. In den meisten Fällen sind sie aber nicht so gravierend, dass eine spätere Vermehrung des Virus verhindert würde.
Die Veränderungen in den Proteinen haben aber zur Folge, dass das Immunsystem mit immer wieder veränderten Virusproteinen konfrontiert wird. Und genau deswegen lässt sich das Virus nicht auf konventionellem Wege bekämpfen.
3.5. Wie erfolgt der Einbau des Viruserbguts in das der Wirtszelle?
Im nächsten Schritt wird ein kleineres Protein benötigt, das für die Integration der DNA-Abschrift des Viruserbguts in das Erbgut der Wirtszelle notwendig ist.
Die sogenannte Integrase gelangt nun zusammen mit der DNA-Abschrift des Virus auf bisher nicht bekannte Weise in den Zellkern der Wirtszelle. Dort sorgt sie für den Einbau der DNA-Abschrift in das Erbgut des Wirts an einer beliebigen Stelle.
Etwa zehn Stunden später ist der gesamte Vorgang abgeschlossen.
In dieser Form kann das Virus theoretisch ohne zeitliche Begrenzung in der Zelle überdauern
Es verändert sich nichts mehr.
Sind genügend Zellen des Immunsystems durch Virenbefall abgestorben oder indirekt gehemmt, können erste Symptome von AIDS bereits zu diesem Zeitpunkt festgestellt werden.
Ca. 80 Prozent der Infizierten können aber zunächst eine gute Immunabwehr gegen die von den befallenen Zellen produzierten Viren aufbauen und werden nach den ersten leichten Symptomen scheinbar wieder gesund.
3.6. Wie vermehrt sich das Virus?
In vielen Fällen vermehrt sich HIV gleich nach dem Einbau seiner Gene in das Erbgut der Zelle. Es kann aber auch eine Zeit der Latenz geben - Tage, mehrere Wochen, Monate oder gar Jahre. Plötzlich wird HIV aktiviert, durch Signale, die die Zelle von außen erhält, oder durch eine Infektion mit einem zweiten Virus.
Zur Virusvermehrung werden als erstes alle Einzelteile der Viren gebildet. Danach erfolgt der Zusammenbau zu neuen Viren. Zunächst werden aber Abschriften des integrierten Viruserbguts hergestellt, die dem späteren Virus als Erbgut dienen. Weitere RNA-Kopien werden zur Proteinproduktion verwendet. Sie werden wie jede beliebige zelleigene RNA behandelt, das heißt, die RNA-Abschriften der Virusgene werden geschnitten und wieder verknüpft.
Anschließend gelangen die RNA-Abschriften durch die Poren der Zellkernmembran in das Cytoplasma. An den Ribosomen im Cytoplasma werden zunächst die Proteine für die Virusvermehrung synthetisiert. Dabei handelt es sich um Proteine, die dafür sorgen, dass bevorzugt Virus- RNA hergestellt wird. Erst später werden auch die Kapsidproteine für die Verpackung der Virus-RNA synthetisiert.
Aus einer einzigen Zelle können durch die Vermehrung Tausende neuer AIDS-Viren freigesetzt werden.
Die Vermehrung von HIV schädigt einige Wirtszellen stark. Im Gegensatz zu anderen Retroviren, welche die Zelle zum Wachstum anregen und Krebszellen produzieren, kann die Vermehrung von HIV sogar zum Absterben der Wirtszelle führen.
Bei der Infektion verringert sich nämlich die Zahl der T-Helferzellen deutlich.
Es gibt noch einen weiteren Mechanismus, durch den sich AIDS-Viren in einer infizierten Person verbreiten. Die Anwesenheit viraler Oberflächenproteine während der Knospung neuer Viren bewirkt, dass sich diese Wirtszellen auch ihrerseits an andere Zellen anheften können, die CD4-Proteine auf ihrer Oberfläche tragen.
Der Befall von Nervenzellen führt - am stärksten sichtbar in den Endstadien von AIDS - zu neurologischen Schäden wie Nervenschmerzen, Gedächtnisverlust oder unkoordinierten Bewegungen.
4. Symptome
Innerhalb der ersten Wochen nach der Ansteckung mit dem HI-Virus können Symptome auftreten, die an eine Grippe erinnern (Fieber, eventuell Hautausschlag, Lymphknotenschwellungen). Sie vergehen jedoch bald wieder und es schließt sich eine jahrelange, klinisch symptomfreie Phase an. Nur durch genaue Untersuchungen lassen sich die im Körper stattfindenden massiven Auseinandersetzungen mit dem Virus feststellen.
Dieser symptomfreien Zeit folgen die AIDS-Vorstadien, die als Lymphadenopathie-Syndrom (LAS, chronische Lymphknotenschwellungen) und als AIDS-Related Complex (ARC) bezeichnet werden (mit Allgemeinsymptomen wie Fieber, Durchfälle, Abgeschlagenheit, Nachtschweiß, Gewichtsabnahme und gelegentlich Persönlichkeitsveränderungen).
Wichtig zu wissen ist, dass all diese Symptome einzeln auch bei anderen Krankheiten auftreten können, also allein keinesfalls einen Beweis für eine HIV-Infektion darstellen. Eine HIV-Infektion kann nur durch den HIV-Test festgestellt werden.
Im Endstadium der HIV-Infektion, der AIDS-Erkrankung, kommt es zu einem nahezu völligen Zusammenbruch der körpereigenen Abwehr. Erreger, die bei einem gesunden Menschen keine Erkrankung oder zumindest nur ganz harmlose Infektionen auslösen, sind für Menschen mit einer fortgeschrittenen Abwehrschwäche lebensgefährlich, weil sich die Erreger ungehindert vermehren können.
Viren, Bakterien und Pilze haben nun die Gelegenheit, Infektionen und Erkrankungen auszulösen.
Da unser Abwehrsystem nicht nur Krankheitserreger vernichtet, sondern auch Krebszellen, ist es klar, dass AIDS-Patienten auch vermehrt unter Krebs leiden können. Besonders häufig findet man im Zusammenhang mit AIDS das Kaposi-Sarkom, einen sonst sehr seltenen Hautkrebs, bestimmte Formen von Blutkrebs (Lymphome) und Gebärmutterhalskrebs.
Hinzu kommt die Inakzeptanz unserer Gesellschaft, die zu größeren psychischen Problemen führen kann und die Angst vor dem frühen Tod zu einer erhöhten Suizidgefahr.
5. Der HIV-Test
Die kurz als „HIV-Tests“ bezeichneten Verfahren können eine stattgefundene Infektion mit einem menschlichen HI-Virus nachweisen. Sie leisten dies mit zwei wichtigen Einschränkungen:
· Zum einen zeigen alle Tests die Infektion erst an, wenn die Viren sich eine Zeit lang vermehren konnten und der Körper auf sie zu reagieren beginnt. Diese Zeitspanne, die „diagnostische Lücke“, ist je nach Testverfahren verschieden lang. Bei dem am häufigsten angewendeten Testverfahren, dem Antikörpertest, liegen etwa zwölf Wochen nach einer möglichen Infektion zuverlässige Ergebnisse vor.
· Zum anderen gibt es keinen Routinetest, der etwas darüber aussagt, wie lange die Infektion bereits besteht.
Grundsätzlich kann eine Infektion mit HIV auf zwei Wegen nachgewiesen werden: Entweder anhand der Abwehrstoffe, die der Mensch gegen das Virus bildet (Antikörpertest), oder anhand der Viren im Körper selbst (Virusnachweis).
Die Blutentnahme aus einer Vene liefert das Untersuchungsmaterial.
5.1. Antikörpertest
Etwa zwölf Wochen nach Kontakt mit einer ausreichend großen Virusmenge sind bei Infizierten Antikörper gegen HIV nachweisbar, die das Immunsystem gebildet hat. Vor Ablauf dieser Frist sind sie nicht immer mit Sicherheit feststellbar, und sehr selten treten sie erst später auf.
Der Nachweis der Antikörper erfolgt in einem zweistufigen Laborverfahren:
Suchtests haben das Ziel, Antikörper möglichst „empfindlich“ nachzuweisen, also alle Infektionen zu erkennen und keine zu übersehen („hohe Sensitivität“). In Deutschland dienen als Suchtests zumeist so genannte ELISA (enzyme-linked immuno-sorbent assays), die Antikörper gegen beide Varianten des Virus, HIV-1 und HIV-2, sowie alle Subtypen zuverlässig nachweisen. Ihr Nachteil ist, dass sie manchmal reagieren, obwohl keine Infektion besteht (= falsch positives Testergebnis auf Grund „geringer Spezifität“).
Gibt ein Suchtest keinen Hinweis auf eine Infektion („negativer“ Suchtest), gilt dieser Befund wegen der hohen Empfindlichkeit des Testverfahrens als sicher und wird an die Betreffenden so weitergegeben. Ist das Ergebnis dagegen unklar oder sind Antikörper nachgewiesen („positiver“ Suchtest), muss immer in einem weiteren Test geprüft werden, ob es sich tatsächlich um HIV-Antikörper handelt (Bestätigungstest). Erst dann gilt das Ergebnis als sicher und wird den Untersuchten mitgeteilt.
Bestätigungstests haben das Ziel, HIV-Antikörper möglichst eindeutig nachzuweisen, also keine anderen Antikörper als solche gegen HIV-1 oder HIV-2. In Deutschland wird hierfür in der Regel ein Western blot genanntes Verfahren verwendet, das Antikörper als Streifen („Banden“) auf einer Folie sichtbar macht.
Seltener werden auch Immunfluoreszenztests durchgeführt, bei denen unter dem Mikroskop eine Immunreaktion der Blutprobe beurteilt wird. Der Bestätigungstest wird (wenn möglich) aus derselben Blutprobe bestimmt, die auch für den Suchtest verwendet wurde. Die Durchführung der zweistufigen Untersuchung (Suchtest plus Bestätigungstest) dauert je nach Labor und Region bis zu zwei Wochen. Die Ärztin/der Arzt gibt Auskunft darüber, wann mit dem Ergebnis zu rechnen ist.
5.2. Virusnachweis
Schon vor dem Auftreten von Antikörpern befinden sich im Blut Viren und Virusbestandteile (HIV-Antigene). Um HIV nachzuweisen, müssen die Viren aus einer Blutprobe künstlich vermehrt werden: entweder durch die Polymerasekettenreaktion (PCR - Methode) oder durch Wachstum auf lebenden Zellen (Viruskultur).
Beide Verfahren sind (noch) teurer, zeitaufwändiger und weisen größere Fehlerquellen auf als Antikörpertests.
6. Die Therapiemöglichkeiten
Das erste Medikament, das die Krankheitserscheinungen und die Virusvermehrung dämpfte, war Zidovudin und wurde 1986/87 entwickelt. Es wird noch heute erfolgreich eingesetzt.
In letzter Zeit kamen weitere Präparate auf den Markt oder wurden erfolgreich erprobt. Dazu zählt der inzwischen an Patienten erfolgreich getestete Wirkstoff PMPA, der Retroviren bereits bekämpft, bevor sie Körperzellen infizieren.
Er blockiert ein Enzym, auf das die Viren zu ihrer Vermehrung angewiesen sind, so dass das Immunsystem bis zu zehn Monate nach der Behandlung auf annähernd normalem Niveau bleibt.
Mittlerweile gibt es viele Medikamente, die die Symptome aber nur unterdrücken oder schwächen können, bzw. lebensverlängernd wirken. Das Virus bleibt jedoch im Körper und ist bei Abbruch der Behandlung sofort wieder unkontrollierbar. Außerdem kann das Virus dann eine Resistenz entwickeln, so dass das Mittel gänzlich nutzlos wird
AIDS verläuft in der Regel tödlich; allerdings sind mittlerweile einige Fälle dokumentiert, in denen der Körper die HI-Viren erfolgreich bekämpfen konnte. Solange es keine wirklich erfolgreichen Behandlungsmethoden gibt, besteht die einzige Schutzmaßnahme darin, eine Ansteckung durch entsprechendes Verhalten zu verhindern.
7. Zahlen, Daten, Fakten
- weltweit inzwischen über 33 Millionen Menschen infiziert
- täglich infizieren sich 16.000 Menschen nach Schätzungen der WHO neu
- die Infektionsraten steigen am schnellsten in großen Teilen Asiens, Osteuropa und im südlichen Afrika
- Rund zwei Drittel aller AIDS-Erkrankten, etwa 20 Millionen, sind Schwarzafrikaner
- Insgesamt forderte die Krankheit bis Anfang 2000 ungefähr 16 Millionen Menschenleben
7.1. Epidemiologie
*Nordamerika ~ 860.000
*Lateinamerika ~ 1.610.000
und Karibik
*Westeuropa ~ 480.000
*Osteuropa und ~ 190.000
Zentralasien
*Süd- und ~ 5.806.000
Südostasien
*Ostasien und ~ 420.000
Pazifik
*Nordafrika und ~ 210.000
mittlerer Osten
*Subsahara-Afrika ~21.000.000
*Australien und ~ 12.000
Neuseeland
*Europa ~ 700.000
*Asien ~ 6.400.000
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