HIV

Mit Humanes Immundefizienz-Virus ( ), zumeist abgekürzt als HIV (auch HI-Virus) oder auch Menschliches Immunschwäche-Virus werden zwei Viren aus unter­schied­lichen Spezies (Arten) Lentivirus humimdef1 und Lentivirus humimdef2 der Gattung Lentivirus (Lentiviren) bezeichnet. Diese Gattung behüllter Viren gehört der Familie Retroviridae (Retroviren) an. Von beiden Viren sind jeweils eine Reihe von Subtypen und Isolaten bekannt, von HIV-2 u. a. die Isolate BEN und NWK08.NCBI Taxonomy Browser: Human immunodeficiency virus 1.NCBI Taxonomy Browser: Human immunodeficiency virus 2.

Eine unbehandelte HIV-Infektion führt nach einer unterschiedlich langen, meist mehrjährigen symptomfreien Latenzphase in der Regel zu AIDS ().

Die Verbreitung des im Vergleich etwa zu Grippeviren schwer über­trag­barenLudwig Demling: Tödliche Bedrohung AIDS. In Johannes Gründel (Hrsg.): AIDS. Herausforderung an Gesellschaft und Moral (= Schriften der Katholischen Akademie in Bayern. Band 125). Mit Beiträgen von Otto Braun-Falco, Ludwig Demling, Johannes Gründel, Gundolf Keil, Henrik Kreutz und Otfried Seewald. Mit einem Anhang Gesetzestexte, staatliche Maßnahmen, kirchliche Orientierungen. Patmos, Düsseldorf 1987, ISBN 3-491-77686-4, S. 24–30, hier: S. 26 (Übertragbarkeit). HIV hat sich seit Anfang der 1980er Jahre zu einer Pandemie entwickelt, die nach Schätzungen des Gemeinsamen Programms der Vereinten Nationen für HIV/Aids (UNAIDS) bisher mindestens ca. 42 Millionen Menschenleben gefordert hat.

Ende 2023 waren geschätzt 40 Millionen Menschen weltweit mit HIV infiziert, bei etwa gleichmäßiger Verteilung auf beide Geschlechter. In Deutschland lebten Ende 2023 96.700 Menschen mit einer HIV-Infektion, in Österreich 2020 etwa 9.000 infizierte Menschen und in der Schweiz 2021 etwa 17.000 HIV-Infizierte.

Struktur und Aufbau des HI-Virus mini|hochkant=1.3|Aufbau des HI-Virions

Das Viruspartikel (Virion) hat einen Durchmesser von etwa 100 bis 120 Nanometer und ist damit für ein Virus überdurchschnittlich groß, jedoch deutlich kleiner als zum Beispiel Erythrozyten (Durchmesser 7500 Nanometer). Umgeben ist das umgangssprachlich auch als „AIDS-Virus“ bezeichnete HIV von einer Lipiddoppelschicht, die bei der Knospung von der menschlichen Wirtszelle abgetrennt wurde. Dementsprechend befinden sich verschiedene Membranproteine der Wirtszelle in der Virushülle, beispielsweise HLA-Klasse-I- und -II-Moleküle sowie Zelladhäsionsmoleküle.

Ebenfalls eingebettet in diese Hülle sind pro Virion etwa 12 bis 16 sogenannte Spikes (dt. ‚Dornen‘), ca. zehn Nanometer große virale Glykoproteinkomplexe (envelope, Env); die Dichte der Spikes ist somit recht niedrig, hätten doch 73 ± 25 dieser Fortsätze auf der Oberfläche eines HIV-Partikels Platz. Ein HIV-Spike ist ein Hetero­dimer und besteht daher aus zwei Untereinheiten: Je drei Moleküle des externen Oberflächen-(englisch )-Glykoproteins gp120 sind nicht-kovalent an drei Moleküle des transmembranen Hüll-(englisch )-Glykoproteins gp41 gebunden. Die Bezeichnungen spiegeln deren Molekülmasse in Kilodalton wider. Gp120 ist für die Bindung des Virus an die CD4-Rezeptoren der Zielzellen von entscheidender Bedeutung.

mini|links|Konisches Kapsid bei HIV-1, zu­sammen­ge­setzt aus Hexameren (blau) und wenigen Pentameren (türkis)

Mit der Innenseite der Membran sind die durch gag codierten Matrixproteine p17 assoziiert. Im Inneren des Virions findet sich das Viruskapsid, das aus den durch gag codierten Kapsidproteinen p24 aufgebaut ist, deren Struktur schrittweise 1996 und 1997 aufgeklärt wurde. Das Kapsid besteht aus etwa 1500 Kapsidproteinen und nimmt dabei eine Fulleren-ähnliche, konische Struktur ein, dieses Strukturmodell wurde erstmals 1999 vorgeschlagen. 2013 wurde mittels Kryoelektronenmikroskopie die dreidimensionale Struktur mit einer Auflösung von 8 Å abgebildet. p24 formen mit etwa 250 Hexameren und genau 12 Pentameren das Kapsid.

Im Kapsid findet sich, an die durch gag codierten Nukleokapsidproteine assoziiert, das virale Genom (9,2 kb) in Form zweier Kopien der einzelsträngigen RNA. Die Nukleokapsidproteine haben die Aufgabe, die RNA nach Eindringen in die Wirtszelle vor Degradierung zu schützen. Ebenso befinden sich im Kapsid die Enzyme reverse Transkriptase (RT), Integrase sowie einige der akzessorischen Proteine. Die Protease ist maßgeblich beteiligt an der Partikelbildung und findet sich daher im gesamten Viruspartikel. Das Kapsidprotein p24 kann als Antigen in HIV-Tests der vierten Generation nachgewiesen werden.

mini|Unreifes und reifes HIV-1-Virion im Querschnitt

Das HIV gehört zu den komplexen Retroviren, das heißt, die Viren besitzen neben den kanonischen retroviralen Genen gag (gruppenspezifisches Antigen), pol (Polymerase) und env (envelope) weitere Leseraster, namentlich tat und rev (für regulatorische Prozesse) sowie vif, vpu, vpr und nef (für akzessorische Prozesse). Durch die teils überlappenden offenen Leseraster können trotz der geringen Genomgröße (ca. 9.700 bp) neun verschiedene Proteine kodiert werden. Sogenannte LTR-Regionen (Long Terminal Repeat) befinden sich am 5'- und 3'-Ende, die u. a. die Transkription und Integration ins Wirtsgenom regulieren.

Das gag-Gen kodiert für die Strukturproteine p24, p17, p7 und p6, env für die Oberflächenproteine gp120 und gp41. Die Reverse Transkriptase, die HIV-Protease sowie die Integrase finden ihren Ursprung in pol.

Für die regulatorische Prozesse ist tat für die Initiierung der Transkription und rev neben der Bindung an das HIV Rev Response Element des Genoms (RRE) am Export viraler mRNA aus dem Zellkern in das Cytoplasma beteiligt.

Die Expression verschiedener Rezeptoren und Antigene (zum Beispiel CD4, CD8, CD28, CD3, SERINC3/5, Tetherin und HLA-Klasse-I-Antigene) wird bei HIV-infizierten Zellen mittels nef herunterreguliert. Dies hat zur Folge, dass das Immunsystem solche Zellen schlechter erkennen und damit bekämpfen kann. Außerdem erhöht es die Replikationsrate von HIV in diesen befallenen Zellen, was die Infektiosität steigert.

Die antivirale Aktivität von APOBEC3G wird durch vif beeinträchtigt; APOBEC3G verursacht Mutationen in der viralen RNA und schädigt diese, es handelt sich um ein Element des Immunsystems zur Abwehr von Retrovirus-Infektionen. Vpr vermittelt den Transport des viralen Genoms in den Zellkern. Tetherin wird schließlich durch vpu gehemmt, infolgedessen werden gereifte Viren besser freigesetzt. Außerdem baut vpu CD4-gp120-Komplexe ab, wodurch env-Proteine freigesetzt werden, welche für Virionen benötigt werden.

HIV-1 und HIV-2 haben eine RNA-Identität von 50 %.

Geschichte HIV ist die vom International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) 1986 empfohlene Bezeichnung. Es ersetzt die ehemaligen Benennungen wie Lymphadenopathie-assoziiertes Virus (LAV), humanes T-Zell-Leukämie-Virus III (HTLV-III) oder AIDS-assoziiertes Retrovirus (ARV).

hochkant|mini|Françoise Barré-Sinoussi (2008) hochkant|mini|Luc Montagnier (2008) hochkant|mini|Robert Gallo (Anfang der 1980er Jahre)

HIV Typ 1 wurde 1983 zum ersten Mal von Luc Montagnier, Françoise Barré-Sinoussi und Mitarbeitern vom Institut Pasteur in Paris beschrieben und bereits im Juni 1983 behandelte der Spiegel in seiner Titelgeschichte HIV („Die tödliche Seuche Aids“).

In derselben Ausgabe des Journals Science veröffentlichte Robert Gallo, der Leiter des Tumorvirus-Labors am NIH in Bethesda, ebenfalls die Entdeckung eines Virus, das seiner Meinung nach AIDS auslösen könnte. Er beschrieb in dieser Veröffentlichung jedoch die Isolierung von Humanen T-Zell-Leukämie-Viren Typ I (HTLV-1; kurze Zeit später auch von HTLV-2) bei AIDS-Patienten, die in seinen Proben zufällig neben dem HI-Virus vorlagen, und isolierte erst etwa ein Jahr später auch das HI-Virus. In einer Pressekonferenz mit der damaligen Gesundheitsministerin der Vereinigten Staaten, Margaret Heckler, gab er am 23. April 1984 öffentlich bekannt, dass AIDS durch ein Virus ausgelöst werde, das er entdeckt habe.ORF: Als Robert Gallo das HI-Virus nicht entdeckte, April 2009

Sowohl Montagnier als auch Gallo beanspruchten jeweils die Erstentdeckung für sich. Daraufhin folgte ein jahrelanger Rechtsstreit, bei dem es auch um das Patent für den neu entwickelten HIV-Test ging. 1986 wurde HIV-2 entdeckt.

Die beiden Forscher Barré-Sinoussi und Montagnier wurden 2008 für die Entdeckung des HI-Virus mit dem Nobelpreis für Medizin ausgezeichnet. Die Tatsache, dass Gallo dabei nicht berücksichtigt wurde, stieß zum Teil auf Kritik in der Virologen-Gemeinde.

Im Mai 2005 gelang einem internationalen Forscherteam erstmals der Nachweis, dass der Ursprung von HIV beim Affen liegt. Das Forscherteam nahm dazu in der Wildnis des zentralafrikanischen Kamerun 446 Kotproben freilebender Schimpansen. Etliche Proben wiesen Antikörper gegen Simianes Immundefizienz-Virus (kurz SIV; ) auf, die Schimpansenversion des HI-Virus, wie das Team im US-Fachjournal Science veröffentlichte. Zwölf Proben waren fast identisch mit dem HIV-1 bei Menschen. Das Team betonte, dass die Antikörper zuvor nur bei Schimpansen in Gefangenschaft nachgewiesen wurden. Ursprüngliche Quelle des HI-Virus sind die Schimpansen jedoch nicht. Sie sollen sich im westlichen Zentralafrika mit SIV oder einem Vorläufer dieses Virus bei anderen Affenarten infiziert haben. Etwa zu Beginn des 20. Jahrhunderts infizierten sich erstmals Menschen mit dem SIV, das anschließend in deren Organismen zum AIDS verursachenden HIV mutiert ist. Damit hat das Virus bereits mindestens zweimal die Artengrenze übersprungen, nämlich vom Affen zum Menschenaffen und anschließend zum Menschen. Wie das Virus auf den Menschen übertragen wurde, ist unklar. Man geht davon aus, dass Jäger, die Affen gejagt und verspeist haben, mit dem Virus erstmals infiziert wurden, etwa durch kleinere offene Wunden.Jan Osterkamp: Wie Affen-Immunschwächeviren plötzlich den Menschen eroberten. In: Spektrum.de. 23. August 2019.

Eine andere These war, dass ein Impfstoff gegen Poliomyelitis (Kinderlähmung) im Jahre 1959 durch Affen, die das Virus trugen, verunreinigt worden sei (siehe auch Kontroverse um die Entstehung von AIDS). Nach dieser These wurden im ehemaligen Belgisch-Kongo Schimpansennieren zur Vermehrung des Impfstoffes verwendet und anschließend hunderttausende Menschen durch eine Schluckimpfung geimpft, wodurch SIV auf den Menschen übertragen worden und zum HIV mutiert sei.Edward Hooper: Aids and the Polio Vaccine. In: London Review of Books, Band 25, Nr. 7, 2003.Edward Hooper: uow.edu.au, 2004; abgerufen am 28. Oktober 2014.AIDS Origins. Auf: aidsorigins.com – Website von Edward Hooper; abgerufen am 28. Oktober 2014. Allerdings zeigte eine Analyse der Mutationen, dass mit 95-prozentiger Wahrscheinlichkeit der Ursprung des Stammes HIV-1 vor das Jahr 1930 zu datieren ist. Im Februar 2000 wurde eine Probe der verteilten Schluckimpfungen gefunden und untersucht. Darin zeigten sich weder Spuren von HIV noch von SIV.