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HIV重複感染（HIV再感染またはスーパーエイズとも呼ばれる）は、ヒト免疫不全ウイルス感染症が確立した人が、多くの場合は異なるサブタイプの2番目のHIV株に感染する状態です。[1]これらは、最初の感染からの株と共存する組み換え株、および新しいウイルス株による再感染から生じる株を形成し、より急速な病気の進行を引き起こしたり、特定のHIV薬に対する多重耐性をもたらしたりする可能性があります。
HIVの重複感染は、2番目に感染したウイルスが最初のウイルスとは系統学的に異なるインタークレード型の場合と、2つの株が単系統であるイントラクレード型の場合がある。[2]
HIV感染者は、非感染者がHIVに感染するリスクとなるのと同じ行動によって重複感染のリスクにさらされる。これには、HIV陽性の性交渉相手と注射針を共有したりコンドームを使わないことが含まれる。[3]症例は世界中で報告されており、研究では発生率が年間0～7.7%であることがわかっている。[3] 2012年に発表されたウガンダの研究によると、一般集団内のHIV感染者間の重複感染は不明である。[2]さらなる研究によると、2002年以降重複感染の症例が16件記録されている。[2]
最初のウイルスへの血清変換が起こる前に2番目のウイルスに感染した場合、それは二重感染と呼ばれます。血清変換後に2番目の株に感染することは重複感染として知られています。[4]
免疫学
2007年にケニアで実施された研究では、重複感染は潜伏期間中ではなく、初回感染の経過中、つまり急性感染中、または初回感染から1～5年後に発生する傾向があることが示されています。[5]したがって、重複感染は初回感染に対する免疫反応がすでに確立された後に発生します。[5]
HIVに対する自然免疫反応のどの側面が重複感染から人を守るのかは不明ですが、細胞傷害性リンパ球反応は保護的ではないようです。[6]特定のHIV株による最初の感染に対する免疫反応は、異なる株による重複感染に対する保護を提供しません。[5]中和抗体（NAb）の効果も不明ですが、HIVに感染している人は重複感染前にNAb反応を示さない傾向があることが示されています。[1]
さらに、強力な抗HIV抗体反応を示す個人でも重複感染が発生する可能性があることが実証されています。重複感染後の個人では、抗HIV抗体反応が広がり、強化されます。[7] HIVサブタイプ内およびサブタイプ間で重複感染が発生するという発見は、最初のHIV感染に対する免疫反応が新しいウイルス株による感染に対して限定的な防御を提供することを示唆しています。[3]これは、HIV感染に対する宿主の免疫反応を再現するように作られたHIVワクチン戦略が、新しい感染を予防できない可能性があることを意味します。[3]
研究によると、重複感染はHIVの一次感染時に報告されるものと同様のHIVウイルス量の急増とCD4+細胞数の減少を引き起こすことが示されている。 [3] [8] HIV重複感染の初期の研究では、これらの急増を分析して重複感染の症例を診断した。[3]重複感染がウイルス量の持続的な増加を引き起こすかどうかは不明である。[3]重複感染がHIV感染の進行に及ぼす影響は、ウイルス量の増加やCD4細胞数の減少など、病気の代替マーカーに対する影響があいまいであるため、不明である。 [1]重複感染が急速な病気の進行を引き起こす可能性は、ウイルスと宿主の要因に依存する。[3]
重複感染の症例は、重複感染が宿主の免疫反応に及ぼす影響について詳細な研究を行うのに十分な数はまだ特定されていない。[3]
原因
HIV重複感染は、個人が複数の異なるウイルス株に同時に感染するHIV二重感染とは異なります。HIV重複感染では、HIVに感染した個人が、系統学的に異なる新しいHIV株に感染します。[3] HIV重複感染の初期の報告は、HIV-1とHIV-2の同時感染の症例で観察されました。[3]
研究によると、HIV-1感染に対する中和抗体が欠乏すると、患者は重複感染を起こしやすくなることが示されています。[3]さらに、2つのサブタイプが1つの細胞に感染すると、 HIV-1ウイルス粒子が組み換えられる傾向があるため、HIV重複感染に対する感受性が高まります。 [3]重複感染のさらなる証拠は、HIV-1感染の約10％が伝染性の組み換え株に関連しているという事実に由来しています。[3] HIV-1ウイルス粒子は9つのサブタイプに分けられ、それらはすべて、病気の進行速度、ウイルス量、および検出に使用されるアッセイに対する感度が異なるという特徴があります。[3] 1つの細胞が2つのHIV-1サブタイプに感染すると、それらは組み換えられ、新しい伝染性の組み換え株を形成します。[3]
機構
免疫制御の喪失
最初の急性HIV感染後、CD8+ T細胞はウイルスの複製を制御し、それをウイルスの設定値に維持します。[9]重複感染後、CD8+ T細胞は複製の制御を失い、設定値から逸脱します。[9]この原因となるメカニズムは不明です。[9]最初のウイルスに対するT細胞応答が弱まると、重複感染株は免疫制御に抵抗できるようになり、複製率の増加とそれに続くウイルス血症を引き起こします。[9] [10]ウイルス量の増加とT細胞応答の低下により、重複感染株は急速に再結合し、免疫制御がさらに低下します。[10]
組み換え
HIVウイルス粒子はそれぞれ二本鎖RNA ゲノムを含む。[8]重複感染が発生すると、細胞には2つの異なるHIV株が含まれる。[8]これらは遺伝物質を交換することができ、各株のRNA鎖が1つのウイルス粒子に含まれる。[8]この子孫ウイルス粒子が新しい細胞に感染すると、ウイルス逆転写酵素によって転写されたRNAテンプレートが変化し、両方の親ウイルスの遺伝物質を含む逆転写が生じる。[8]組み換えによりHIVウイルスの多様性が急速に増加し、宿主の免疫応答への適応が早まり、ARTに対する耐性が増す。[8]組み換えにより2つの異なる組み換え形態が生じる傾向があり、その存在は二重感染の証拠として使用される。[8]インタークレード組み換え体の蔓延率が高いため、重複感染が報告されているよりも広範囲に及ぶ可能性が高くなります。[11]
循環型組換え体
循環組換え型（CRF）はモザイクウイルスであり、系統学的に異なる親ウイルスからランダムに組み合わされた遺伝物質を持つ組換え型です。[8]これらはヒトの繁殖によって地理的に広がり、例えばCRF02_AGは西アフリカと中央アフリカ、および南アメリカで発見されています。[8] CRFは世界中のHIV感染の10％を占めています。[8] 4大陸で報告されている15のCRFが知られています。[8] HIVの流行が拡大し、ウイルス系統が交差する地域では、アフリカ、東南アジア、南アメリカなど、より多くの組換え型が発生する可能性があります。[8]
ユニークな組み換え形態
ユニーク組換え型（URF）は、地理的に広がっていないモザイクウイルスです。[8]また、複数のウイルス系統が交差する地域でも報告されています。[8]
2004年、ケニアのナイロビで行われた性労働者を対象としたAIDSの研究では、最初に系統Aに感染した女性が9年後に系統Cに感染し、それが最初の感染ウイルスと再結合して系統Aと系統Cの組み換え体を形成し、親系統Aウイルス粒子を完全に置き換えたURFの発生が報告された。[12]
診断
初期の報告では、患者が最初のウイルスとは異なる系統のウイルスに感染する系統間の重複感染のみが記録されていました。[1]これは、初期の症例のウイルスがすべてHIV-1のサブタイプであり、エンベロープタンパク質のヌクレオチドに少なくとも30％の違いがあり、このような重複感染を検出しやすくするためです。[1]
重複感染は、系統学的に異なる親株のウイルス組換え体の検出によって特定されます。[2]
多領域ハイブリダイゼーションアッセイは、親株と子孫株間の遺伝的差異を検出することにより、インタークレード重複感染を識別するために使用されます。[3 ]ヘテロ二本鎖移動度アッセイは、ウイルスの遺伝物質の配列を決定するために使用でき、1.5％を超える遺伝的差異を持つサンプルを検出できます。[3]
バルクシーケンシングは、ウイルスRNAを増幅して、時間の経過とともに患者の新しい系統種を特定できるようにするために使用されます。[3]しかし、この方法は20％以下のレベルでの遺伝的差異を検出するのが苦手です。[3]
3番目の方法である次世代シークエンシングアッセイは2005年に開発されました。[13]これにより、ゲノムの迅速なシークエンシングとスクリーニングが可能になり、1%以下の遺伝的差異を検出できます。[3]
重複感染の時期を推定する方法は知られていない。[3]
予後
2種類のHIV株による重複感染患者を対象とした研究では、予後が悪かったことが示されています。 [14]重複感染は、HIV感染の進行の速さと相関しています。[14]研究対象となった患者では、血清変換からエイズを特徴付ける臨床症状や死亡までの期間が短くなることが示されています。 [ 14]ただし、この急速な変換が重複感染の直接的な影響なのか、重複感染によってウイルスに対する免疫反応が弱まった結果なのかは不明です。[14]
疫学
HIV重複感染の頻度を正確に推定することは困難である。なぜなら、ほとんどの研究はHIV-1 Bサブタイプに感染した患者を対象に行われており、組み換え株はこのサブタイプの元の株と区別することが難しいからである。[15]
HIVの重複感染は、米国、カナダ、ヨーロッパ、オーストラリア、アジア、アフリカで報告されています。[3]重複感染の有病率に関するデータは症例報告と観察研究から収集されており、報告が不足していることを示唆しています。[3]
重複感染に関する初期のケア報告と観察研究は、男性同性愛者、静脈注射薬物使用者、女性性労働者を対象に行われた。[3]異性愛者集団における発生率は、アフリカの農村部で初めて報告された。[3]
発生率は年間0%～7.7%と報告されているが、これは人口によって異なり、抗レトロウイルス薬の使用頻度、追跡期間の長さ、重複感染の検出方法によっても異なる。[3]しかし、次世代ディープシーケンシングアッセイを使用してウガンダで実施された研究では、重複感染率がHIVの一次感染率に匹敵するほど高いことが判明した。[2]
重複感染の危険因子は、記録された症例数が少ないため、明確には理解されていない。[3]しかし、一次感染の危険因子は重複感染にも当てはまると考えられており、その中には以下が含まれる。
- 性交渉の相手の数が多い[3]
- コンドームの使用制限[3]
- 抗レトロウイルス薬の使用なし[3]
- 検出可能な血漿ウイルス量[16]
- 男性の割礼の欠如[3]
- 非婚姻関係[3]
HIV重複感染がウイルス組換えに与える影響をモデル化した研究の結果は、重複感染がコミュニティ組換え率の促進に役立っていることを示唆している。[17]しかし、これらの研究は、まだ検証されていないいくつかの疫学的仮定に基づいている。[17]これらには、 HIV-1の感染パターンに関する仮定や、重複感染が感染していない性的パートナーへの感染を引き起こすという仮定が含まれる。[3]
歴史
1987年 -チンパンジーの研究で重複感染の最初の証拠が報告された。[18]
1991年 - HIV患者のサンプルから培養した細胞に感染を誘導することで、HIV-1がHIV-2に感染した細胞に重複感染することが研究で発見された。[19]
1999年 -豚尾ザルにおいて、新しいウイルス株による重複感染は、最初の感染後にのみ起こり得ることを示して、「感受性の窓」が実証された。[20]
2002年 - タイのバンコクで静脈注射薬物使用者から症例が報告された後、重複感染に関する最初の決定的な研究。[21]最初の症例はすべてインタークレード重複感染でした。[21]
2003年 - HIV-1の1つの系統に対する免疫反応による系統内感染は、同じ系統からの2番目のウイルスによる重複感染を防ぐことができない。[22]
2005年 - HIV重複感染がART耐性を引き起こす可能性[11]
治療とケアへの影響
薬剤耐性
ウイルスの組み換えにより、少なくとも1つの薬剤耐性株に感染した重複感染患者は、多剤耐性のモザイク組み換え株を発症する可能性があります。[11]これにより、抗レトロウイルス療法（ART）の成功の可能性が低下します。[11]さらに、宿主内にウイルスの複数の株が存在すると、系統間および系統内組み換えが促進され、HIVの世界的なウイルス多様化が加速します。[16]
ワクチン開発への影響
HIV-1ワクチン開発の研究では、HIV-1複製の制御に役割を果たすウイルス特異的CD8+ T細胞応答を再現しようとしてきました。[10]重複感染の症例報告では、重複感染株は一般に最初の感染細胞とは異なるウイルスエピトープを持っていることが示されています。 [10]したがって、最初の感染に対する免疫応答は重複感染株に対して効果がなく、重複感染株の増殖につながります。[10]
特定のウイルスエピトープを認識するように設計されたHIV-1ワクチンは、同じエピトープを共有しないHIV-1ウイルスに対する防御を提供しないため、効果がありません。[10]このような効果のないワクチンは、ワクチン接種を受けていない人よりも病気の進行を早める可能性もあります。[8]したがって、効果的なワクチンには、いくつかのウイルスサブタイプに由来するウイルスエピトープを組み込む必要があります。[21]
臨床ケアへの影響
抗レトロウイルス療法（ART）の使用率の増加により、重複感染によって伝染する可能性のある薬剤耐性株の発生が懸念されています。[3]薬剤耐性株を持つ人は、ウイルスの感受性株との重複感染に対して脆弱であり、HIV感染の臨床的側面におけるARTの効果が逆転します。[3] HIV感染者でウイルス量の突然の増加が見られたり、CD4数の減少が見られたりした場合は、二次株の耐性プロファイルを特定するために、耐性ウイルス株の検査を行う必要があります。[3]
血清選別などの性行為は、HIV感染者を重複感染やその他の性感染症（STD）のリスクにさらします。[14] HIV陽性者が血清一致パートナーと無防備な性行為を行う場合、重複感染やSTDのリスクについてカウンセリングを受ける必要があります。HIV患者は免疫抑制状態にあるため、どちらもより毒性が強く現れます。[14] HIV重複感染のリスクについてHIV患者にカウンセリングを行い、安全な性行為や注射を奨励することで、より安全な性行為が改善され、重複感染のリスクが軽減されることが示されています。[3]
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