Scientist examining test tube in a laboratory.

HIV

Overview

ヒト免疫不全ウイルス（HIV）はT細胞やマクロファージなどの免疫細胞を標的とし、未治療の場合、後天性免疫不全症候群（AIDS）を引き起こします。世界中で3,800万人がHIVに罹患しています。このうち、2019年には170万人が新たに感染し、69万人がAIDS関連の病気で亡くなりました¹。HIVには主にHIV-1とHIV-2の2種類があります。それらは構造的に非常に類似しており、どちらもAIDSを引き起こします。世界的に、HIV-1はより普及していますが、HIV-2は西アフリカと中央アフリカに限定されています。HIV-2は毒性が低く、AIDS発症までの潜伏期間が長く、中枢神経系の疾患をより頻繁に誘発します。

HIV感染の段階は何ですか？

HIV感染の進行には3つの段階があります²。

急性-通常、曝露後約3週間で発症します。この段階では、ウイルスはCD4 陽性細胞で急速に複製します。これは、高いウイルス量と高いCD4 陽性細胞破壊率によって示されます。これは、ホストが最も感染性が高い場合です。
慢性—臨床潜伏期または無症候性HIV感染としても知られ、慢性期は感染の第2段階です。ウイルス複製は低く、治療をしなければ、感染者は10年以内にAIDSに進行します。
AIDS —この時点で、ウイルスは免疫系に甚大な被害を与えており、宿主は日和見感染と戦うことができなくなっています。

進行したHIV疾患の定義

世界保健機関（WHO）は、症状と重感染の重症度、およびAIDSへの進行に基づいて、HIV疾患の4つの臨床段階（段階1から4）を定義しています。

成人、青年、および5歳以上の子供にとって、進行したHIV疾患は、CD4T細胞数が200細胞/ mm³未満またはWHOステージ3または4のイベントであると定義されます。5歳未満のHIV感染者はすべて、進行したHIV疾患を患っていると見なされます。

HIVはどのように診断されますか？

抗体検査は、HIV感染を検出するために最も広く使用されている診断検査です。HIV特異的抗体が検出されるまで、曝露後（ウィンドウ期間）に約28日かかる場合があります。核酸検査（NAT）は、患者のウイルス量を決定するのに役立ちます。2015年の世界保健機関（WHO）の「臨床ガイドライン：HIV診断」では、さまざまな患者グループに診断テストの推奨事項を提供しています⁴。

HIV感染の生物学

HIVは、非常に少数のタンパク質をコードし、突然変異率が高い9.8キロベースのゲノムを持つレトロウイルスです。コアを取り巻く脂質エンベロープは宿主細胞に由来し、感染中および免疫原性を誘発するために最も重要な糖タンパク質がちりばめられています。エンベロープタンパク質gp120はCD4に結合し、T細胞やマクロファージと融合します。宿主細胞に入ると、ウイルスRNAはDNAに逆転写され、DNAは宿主ゲノムに組み込まれ、ハイジャックされた宿主機構を使用して複製されます。これにより、免疫応答が即座に活性化され、最終的にはさまざまなメカニズムを通じてCD4 + T細胞集団が枯渇します⁵。

HIV-mediated CD4+ T-cell depletion

HIV-mediated CD4+ T-cell depletion is believed to occur through several stages—(i) enhanced T-cell production upon infection, (ii) accelerated destruction of T-cells through immune responses, (iii) accelerated T-cell production as a response to T-cell depletion through cytokine signaling in the lymph nodes, (iv) accelerated viral replication resulting in the destruction of progenitor cells in the bone marrow, thymus and peripheral lymphoid systems.⁶

Diagram showing the stages of HIV infection.

Mechanisms of HIV-mediated CD4+ T-cell depletion. (Image adapted from McCune, 2001).⁶

References

World Health Organization. HIV/AIDS Fact Sheet. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/hiv-aids. Published July 6, 2020. Accessed September 30, 2020.
Naif HM. Pathogenesis of HIV Infection. Infect Dis Rep. 2013;5(Suppl 1):e6. Published 2013 Jun 6. doi:10.4081/idr.2013.s1.e6
World Health Organization. Guidelines for managing advanced HIV disease and rapid initiation of antiretroviral therapy. https://www.who.int/hiv/pub/guidelines/advanced-HIV-disease/en/. Published July 2017. Accessed September 30, 2020.
World Health Organization. Clinical Guidelines: HIV Diagnosis. Chapter 2. https://www.who.int/hiv/pub/arv/chapter2.pdf?ua=1 Accessed October 4,2020.
Cowley S. The biology of HIV infection. Lepr Rev. 2001;72(2):212-220. doi: 10.5935/0305-7518.20010028
McCune JM. The dynamics of CD4+ T-cell depletion in HIV disease. Nature. 2001;410(6831):974-979. doi: 10.1038/35073648

HIVを介したCD4 + T細胞の枯渇

HIVを介したCD4 + T細胞の枯渇は、いくつかの段階で発生すると考えられています。（i）感染時のT細胞産生の増強、（ii）免疫応答によるT細胞の破壊の加速、（iii）T細胞産生の加速、リンパ節でのサイトカインシグナル伝達を介したT細胞枯渇への応答、（iv）骨髄、胸腺、末梢リンパ系の前駆細胞の破壊をもたらすウイルス複製の加速⁶。

HIVを介したCD4+ T細胞のメカニズム。（画像はMcCune、2001年改訂）⁶

参考文献

世界保健機構.HIV / AIDSファクトシート.https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/hiv-aids
ナイフHM.HIV感染の病因.感染症担当者2013; 5（補足1）：e6.doi：10.4801 / idr.2013.s1.e6
世界保健機構.進行したHIV疾患と抗レトロウイルス療法の迅速な開始を管理するためのガイドライン.https://www.who.int/hiv/pub/guidelines/advanced-HIV-disease/en/
世界保健機構.臨床ガイドライン：HIV診断.第2版https://www.who.int/hiv/pub/arv/chapter2.pdf？ua = 1
カウリーS.HIV感染の生物学.Lepr Rev.2001; 72（2）：212-220.doi：10.5935 / 0305-7518.20010028
マキューンJM.HIV疾患におけるCD4+ T細胞枯渇のダイナミクス.自然.2001; 410（6831）：974-979.doi：10.1038 / 35073648

HIV Monitoring

HIVはどのように監視されていますか？

ウイルス量モニタリングとCD4+ T細胞数は、HIVモニタリングに日常的に使用されています。CD4+ T細胞数の測定は、HIV疾患の進行に関する洞察を得るため、抗ウイルス療法（ART）を開始するかどうかの臨床的決定を下すため、およびART^1,2への反応を監視するために重要です。

フローサイトメトリーを使用したCD4+ T細胞のパーセントと絶対数の決定

フローサイトメトリーは、正確性、精度、再現性を提供するため、CD4カウントを決定するために使用される標準的な手法です。フローサイトメトリーは、ハイスループット機能も提供します。リンパ球中のCD4+ Tリンパ球の割合と絶対リンパ球数の両方は、フローサイトメトリーを使用して決定できます。CD4+ T細胞数を決定するためのデュアルプラットフォームアプローチでは、フローサイトメーターを使用してCD4+ Tリンパ球の割合を測定し、血液分析装置を使用してリンパ球の絶対数を列挙します。シングルプラットフォームアプローチでは、CD45ゲーティング³によって特定の量の血液中のCD4+ Tリンパ球の数を直接カウントするか、既知の量のCD4染色血液サンプルにマイクロビーズを追加することにより、血液分析装置を使用せずにCD4+ T細胞数を決定します。またはCD3+ CD4+ リンパ球の数は、HIV感染者のモニタリングに役立ちます⁵。HIV患者は通常、感染が進行するにつれてCD3+ CD4+ リンパ球数が着実に減少します⁶。感染の最終段階では、CD4+ T細胞数の絶対数は200/μLを下回り、重度の免疫不全を引き起こします⁷。

CD4+ ヘルパーT細胞活性を再構成するために共刺激CD4+ T細胞の養子移入を使用することは、HIV-1感染に対する自然免疫を増強するための可能な方法であることが実証されています⁸。ニューモシスチス肺炎（PCP）、トキソプラズマ脳炎、サイトメガロウイルス（CMV）感染症、結核などの疾患につながる日和見感染症は、AIDSの特徴です。

進行したHIV疾患を持つ人々の特定と管理におけるCD4細胞数検査の役割

2016年の世界保健機関（WHO）の「HIV感染の治療と予防のための抗レトロウイルス薬の使用に関する統合ガイドライン」では、CD4+ 細胞数に関係なくARTを開始すること、およびART応答モニタリングにCD4陽性細胞数を使用することを推奨しています。そして定期的なウイルス負荷モニタリングが利用可能です⁸。ただし、HIVとともに生きるすべての人々のベースラインでのCD4+ 細胞数検査は依然として重要です⁹。

BD バイオサイエンスは、HIV患者の管理に役立つさまざまな臨床CD4検査ソリューションを提供しています。

BD FACSLyric™ フローサイトメーターは、高感度、自動化、標準化を提供する臨床細胞分析装置です。

BD Trucount™ チューブで使用するように調整されたBD Multitest™ 試薬は、絶対数カウント機能を提供します。

4色のBD Multitest™ 試薬と6色のTBNK分析用のテンプレートを備えたBD FACSuite™ クリニカルアプリケーションは、再現性のある結果を提供します

各試薬には、高品質の染色を確実にするために適切な力価で事前に混合された、複数の蛍光標識モノクローナル抗体のカクテルが含まれています

BD FACSLyric™ フローサイトメトリーシステムを使用したCD4細胞分析の合理化された方法論。

参考文献

Bouteloup V,Sabin C.Mocroft A,他HIV-1に感染した治療歴のない患者における抗レトロウイルス療法の併用に対するCD4+ T細胞数の反応の参照曲線. HIVメッド.2017; 18（1）：33-44.doi：10.1111 / hiv.12389
Sabin CA,Lundgren JDHIV感染の自然史. CurrOpinHIVエイズ.2013; 8（4）：311-317.doi：10.1097 / COH.0b013e328361fa66
疾病管理予防センター.ヒト免疫不全ウイルスに感染した人のためにCD45ゲーティングを使用して単一プラットフォームの絶対CD4+ T細胞測定を実行するためのガイドライン.https://www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/rr5202a1.htm
PattanapanyasatK.リソースが限られた環境でのHIV / AIDS患者の免疫状態のモニタリング：CD4+ Tリンパ球の測定に重点を置いたレビュー.Asian Pac J Allergy Immunol.2012; 30（1）：11-25.
ジョルジJV,ハルティンLE.HIV疾患におけるリンパ球サブセットの変化とフローサイトメトリーによる免疫表現型検査.Clin Immunol Newslett.1990; 10（4）：55-61.土井：10.1016 / 0197-1859（90）90024-3
Landay A,Ohlsson-Wilhelm B,Giorgi JVHIV感染の研究へのフローサイトメトリーの応用.AIDS.1990; 4（6）：479-497.doi：10.1097 / 00002030-199006000-00001
Streicher HZ,Reitz MS Jr,Gallo RCヒト免疫不全ウイルス.Mandell GL,Bennett JE,Dolin R,eds.感染症の原則と実践.ニューヨーク：チャーチルリビングストーン; 2000年
Levine BL,Bernstein WB、Aronson NE,他.共刺激されたCD4+ 細胞の養子移入は、末梢T細胞の増殖を誘発し、HIV感染におけるCCR5発現を減少させます。ナットメッド.2002; 8（1）：47-53.doi：10.1038 / nm0102-47
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世界保健機構.HIV感染の治療と予防のための抗レトロウイルス薬の使用に関する統合ガイドライン：公衆衛生アプローチの推奨事項–第2版https://www.who.int/hiv/pub/arv/arv-2016/en.Jume 公開2016　アクセス2020年9月23日
Ford N、Meintjes G,Vitoria M,Greene G,ChillerT.HIVケアにおけるCD4+ 細胞数の進化する役割.CurrOpinHIVエイズ.2017; 12（2）：123-128.doi：10.1097 / COH.0000000000000348

BD FACSLyric™ フローサイトメーターはクラス1レーザー製品です。

BD FACSLyric™ フローサイトメーターは、最大12色のBD FACSuite™ クリニカルアプリケーションでの体外診断用です。

オプションのBD Trucount™ チューブを備えたBD Multitest™ 6色TBNK試薬は、BD FACSLyric™ 、BD FACSCanto™ II、およびBD FACSCanto™ フローサイトメーターで使用して、以下の成熟ヒトリンパ球サブセットのパーセンテージと絶対数を測定することを目的としています。免疫表現型検査のための末梢全血中：

•Tリンパ球（CD3 +）

•Bリンパ球（CD19 +）

•ナチュラルキラー（NK）リンパ球（CD3–CD16 +および/またはCD56 +）

•ヘルパー/インデューサーTリンパ球（CD3 + CD4 +）

•サプレッサー/細胞傷害性Tリンパ球（CD3 + CD8 +）

この試薬は、免疫不全を患っている、または患っている疑いのある正常な個人および患者の免疫学的評価に使用することが示されています。

BD Trucount™ チューブは、血液中の白血球の絶対数を測定するために使用されます。

BD Trucount™ チューブは、BD Tritest™ 試薬や適切に装備されたフローサイトメーターなどの in vitro診断製品で使用するように設計されています。BD Trucount™ チューブはBD FACS™ ローダーで使用できます。