Retroviren: HIV

Das humane Immundefizienzvirus (HIV) gehört zur Familie der Retroviren und Gattung der Lentiviren und verursacht die HIV-Infektion HIV-Infektion HIV-Infektion und AIDS und das erworbene Immundefizienzsyndrom (Englisches Akronym: Acquired Immunodeficiency Syndrome; AIDS AIDS HIV-Infektion und AIDS). Das humane Immundefizienzvirus besitzt eine einzelsträngige RNA RNA Die Ribonukleinsäure – Aufbau, Struktur und verschiedene Arten von RNA mit positiver Polarität und eine Virushülle mit Glykoproteinen. Das Virus weist eine hohe genetische Variabilität auf und wird in die zwei Haupttypen HIV Typ 1 (HIV-1) und HIV Typ 2 (HIV-2) unterteilt. Das Virus bindet anhand seiner verschiedenen Glykoproteine Glykoproteine Chemie der Kohlenhydrate an CD4+ Zellen. Hauptzielzellen sind CD4+-T-Zellen, monozytäre Zellen oder Mikrogliazellen des ZNS. Die Übertragung erfolgt meist über ungeschützten Geschlechtsverkehr, kann aber auch parenteral erfolgen. Es kann auch zu einer vertikalen Übertragung von der Mutter auf das Kind kommen. Die Infektion kann lange asymptomatisch verlaufen. Falls die Erkrankung symptomatisch wird, entwickeln sich meist Mononukleose-ähnliche Symptome. Wenn die CD4+-Zellzahl zu stark sinkt, kommt es vermehrt zum Auftreten opportunistischer Krankheiten und AIDS-definierenden Erkrankungen.

Aktualisiert: 23.06.2023

Redaktionelle Verantwortung: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

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Klassifikation und Subtypen

Klassifikation

RNA-Viren Flussdiagramm Klassifizierung

Klassifizierung von RNA-Viren:
Viren können auf viele Arten klassifiziert werden. Die meisten Viren haben jedoch ein Genom, das entweder aus DNA oder RNA besteht. RNA-Genom-Viren können weiter unterschieden werden als einzel- oder doppelsträngig. “Behüllte” Viren sind von einer dünnen Hülle aus Zellmembranen bedeckt, die in der Regel von der Wirtszelle stammt. Fehlt die Hülle, werden die Viren als “unbehüllte, nackte” Viren bezeichnet. Viren mit positiv-einzelsträngigen Genomen werden als “positive-sense”-Viren bezeichnet, wenn die Abfolge der Basen der RNA, der Abfolge der zukünftigen mRNA entspricht, die in Proteine übersetzt wird. Einzelsträngige Viren mit negativer Polarität verwenden die RNA-abhängige RNA-Polymerase, ein virales Enzym, um ihr Genom in eine mRNA umzuschreiben.

Bild von Lecturio. LizenzCC BY-NC-SA 4.0
  • Familie der Retroviridae: Viren nutzen Enzyme der reversen Transkriptase, um aus ihrem Ribonukleinsäure-Genom (RNA) Desoxyribonukleinsäure (DNA) zu produzieren (umgekehrte Reihenfolge des üblichen Ablaufs = “retro”).
  • Gattung Lentivirus:
    • Verursachen chronische tödliche Krankheiten
    • Lange Inkubationszeiten
    • Integrieren virale cDNA in die Wirts-DNA und infizieren nicht-teilende Zellen

Zwei Subtypen des humanen Immundefizienzvirus (HIV)

  • HIV-1 (zuerst entdeckt, virulenter und infektiöser als HIV-2):
    • Gruppe M: steht für “Major”; mehr als 90 % der HIV/AIDS-Fälle (pandemisch relevante Form), weitere 9 Subtypen oder rekombinante Formen (CRF) durch Koinfektionen. In Deutschland ist der Subtyp B am häufigsten verbreitet. Insgesamt werden die meisten Infektionen durch HIV-1 Subtyp C verursacht.
    • Gruppe N: steht für “Non-M, Non-O”
    • Gruppe O: steht für “Outlier”; isoliertes Vorkommen in West- und Zentralafrika.
    • Gruppe P: steht für “pending the identification of further human cases”; entdeckt im August 2009, isoliert in Kamerun.
  • HIV-2:
    • Geringere Infektiosität, weniger virulent
    • Größtenteils auf Westafrika beschränkt
    • 8 bekannte Untergruppen (A bis H)

Epidemiologie

  • Weltweite Prävalenz: ca. 37,7 Millionen Infizierte
  • Prävalenz in Deutschland: ca. 91 400 Infizierte
  • Jährliche Anzahl an Neuinfektionen in Deutschland: ca. 2000

Struktur und Genom

HI-Virus

  • Annähernd kugelförmig
  • Durchmesser von ungefähr 110 nm
  • Struktur:
    • Die Virushülle enthält 2 Membran-Glykoproteine:
      • Gp41 (membranständig)
      • Gp120 (Oberflächen-/Dockingprotein)
    • Netzartiges Matrixprotein p17: umgibt den Viruskern
    • Virus-Kern:
      • Capsid-Protein p24
      • 2 einzelsträngige, umhüllte RNAs mit positiver Polarität, umhüllt von Nukleokapsidprotein
      • Enzyme Enzyme Grundlagen der Enzyme (reverse Transkriptase, Integrase, Protease)
  • Der Mensch gilt als einziges Reservoir.

HIV-Genom (9 Gene, die für 15 virale Proteine Proteine Proteine und Peptide kodieren)

  • Das Env-Gen kodiert für das Glykoprotein env (gp160). Gp160 ist für die Adsorption und Penetration des Virus zuständig. Es setzt sich zusammen aus folgenden Proteinen:
    • gp120-Protein: Bindung an die CD4+-Reeptoren der T-Zelle des Wirts
    • gp41-Protein: Verschmelzung und Eintritt in die Wirtszelle (fusogene Kapazität)
  • Das Gag-Gen kodiert für das Kapsidprotein p24 und das Matrixprotein p17.
  • Das Pol-Gen kodiert für die verschiedenen Enzyme Enzyme Grundlagen der Enzyme des HI-Virus: Reverse Transkriptase, Integrase und Protease.
  • Regulatorische Elemente/akzessorische Proteine Proteine Proteine und Peptide: tat, rev, vpr, vif, nef und vpu.

Genetische Variabilität (sehr hoch)

  • Rekombination zwischen 2 RNA-Kopien in jedem Partikel
  • Schnelle Replikation.
  • Hohe Mutationsrate
Schematische Darstellung des HI-Virus

Schematische Darstellung des HI-Virus: Zu sehen ist der Aufbau, das Genom, die wichtigsten Enzyme und Glykoproteine (gp120 und gp 41).

Bild von Lecturio

Lebenszyklus

Tropismus

HIV-Replikationszyklus

HIV-Replikationszyklus

HIV-Replikationszyklus:
1. Das Virion bindet über das Glykoprotein gp120 an den CD4-Rezeptor und einen Chemokinrezeptor, woraufhin eine Konformationsänderung erfolgt, die die Fusion des Virions mit der Wirtszelle erleichtert.
2. Die Proteinhülle des Kapsids (welche die virale RNA und die Proteine umgibt) ist unbeschichtet, wenn das Virion das Zytoplasma durchquert. Die HIV-RNA wird freigesetzt.
3. Die reverse Transkriptase synthetisiert die provirale DNA.
4. Die virale DNA wird durch den Zellkern transportiert und durch die Integrase in die Wirts-DNA integriert.
5. Die virale DNA wird transkribiert, und es bilden sich mehrere Kopien der neuen HIV-RNA, die ins Zytoplasma transportiert werden. Die neue HIV-RNA wird zum Genom eines neuen Virus. Es kommt auch zu einer Zytokinaktivierung der Zelle.
6. Die neue virale RNA + Proteine + Enzyme wandern zur Zelloberfläche und bilden ein nicht-infektiöses Partikel.
7. Das Partikel (virale RNA + Proteine) wird schließlich mit dem unreifen HIV aus der Wirtszelle freigesetzt. Die virale Protease (Enzym) spaltet dann die neu synthetisierten Polyproteine und erzeugt ein reifes HIV.

Bild von Lecturio. Lizenz: CC BY-NC-SA 4.0

HIV-Infektion

Infektionsweg

  • Ungeschützter Geschlechtsverkehrt (über infizierte Körperflüssigkeiten):
    • > 80 % weltweit durch heterosexuellen Kontakt.
    • Das Risiko steigt:
      • Bei Vorliegen anderer sexuell übertragbarer Krankheiten
      • Bei wiederholtem Geschlechtsverkehr mit einer infizierten Person
      • Im Falle einer hohen Viruslast
    • Eine antiretrovirale Therapie verringert das Übertragungsrisiko.
    • HIV kann nicht über Küssen, Tröpfcheninfektion, Schmierinfektionen oder Nahrungsmittel, die von HIV-Infizierten zubereitet wurden, übertragen werden.
  • Parenterale Übertragung:
    • Intravenöse Drogenabusus
    • Bluttransfusionen
    • Nadelstiche bei medizinischem Personal
  • Vertikal (von der Mutter zum Kind):

Pathophysiologie

  • Häufige Eintrittspforte ist die Anogenitalschleimhaut.
  • Interstitielle dendritische Zellen können als erste Zielzellen des Virus fungieren.
  • Neuinfektionen werden eher durch Makrophagen-tropische Viren verursacht.
  • Die infizierten Zellen fusionieren dann mit CD4+ T-Zellen T-Zellen T-Zellen und die Infektion breitet sich aus.
  • Der anfängliche schnelle Anstieg der viralen RNA RNA Die Ribonukleinsäure – Aufbau, Struktur und verschiedene Arten von RNA entspricht der Serokonversion (akute Phase).
  • Die Virus-RNA-Konzentration sinkt dann als Reaktion auf das Auftreten HIV-spezifischer CD8+ T-Zellen T-Zellen T-Zellen.
  • Mit der Zeit erreicht der RNA-Gehalt einen “Sollwert” (über 6 Monate).
  • Langsam fortschreitender Rückgang der CD4+-Zellen:
    • Direkte zytotoxische Wirkungen des Virus.
    • gp120-vermittelte Zytotoxizität.
    • Aktivierungsinduzierter apoptotischer Zelltod Zelltod Zellschäden und Zelltod.
    • CD8+-Zellen töten infizierte CD4+-Zellen ab.
  • Das erworbene Immunschwächesyndrom (Englisches Akronym: Acquired Immunodeficiency Syndrome; AIDS AIDS HIV-Infektion und AIDS) entwickelt sich, wenn die CD4+ T-Zellzahlen < 200 Zellen/μL liegen.

Klinik

Nachweis

  • HIV-Antikörpernachweis (Enzyme-Linked-Immunosorbent-Assay (ELISA))
  • HIV-Antikörper- und Antigennachweis
  • HIV-Antigennachweis
  • HIV-RNA-Nachweis

Quellen

  1. Cloyd M.W. (1996). Human Retroviruses. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK7934/ (Zugriff am 8. Januar 2021).
  2. Quinn T.C. (2019). Global epidemiology of HIV infection. https://www.uptodate.com/contents/global-epidemiology-of-hiv-infection (Zugriff am 9. Januar 2021).
  3. Sax P.E. (2020). Acute and early HIV infection: Pathogenesis and epidemiology. https://www.uptodate.com/contents/acute-and-early-hiv-infection-clinical-manifestations-and-diagnosis (Zugriff am 10. Januar 2021).
  4. Sax P.E. (2020). Acute and early HIV infection: Clinical manifestations and diagnosis. https://www.uptodate.com/contents/acute-and-early-hiv-infection-clinical-manifestations-and-diagnosis (Zugriff am 10. Januar 2021).
  5. Sax P.E., Wood B.R. (2019). The natural history and clinical features of HIV infection in adults and adolescents. https://www.uptodate.com/contents/the-natural-history-and-clinical-features-of-hiv-infection-in-adults-and-adolescents (Zugriff am 8. Januar 2021).
  6. Herbert Hof, Rüdiger Dörries und Mitarbeiter. Duale Reihe Medizinische Mikrobiologie. 6. unveränderte Auflage. Thieme Verlag. 2017.
  7. Bundesministerium für Gesundheit. 19.07.2022. HIV und AIDS. https://www.bundesgesundheitsministerium.de/service/begriffe-von-a-z/a/hiv-und-aids.html#:~:text=HIV%20steht%20f%C3%BCr%20die%20englische,in%20der%20Regel%20unproblematisch%20verlaufen. (Zugriff am 21. Juli 2022).
  8. HIV-Arbeitskreis Südwest. November 2018. HIV-Leitfaden. https://www.hivleitfaden.de/cms/index.asp?inst=hivleitfaden (Zugriff am 21. Juli 2022).
  9. RKI-Ratgeber. 16.06.2022. HIV-Infektion/AIDS https://www.rki.de/DE/Content/Infekt/EpidBull/Merkblaetter/Ratgeber_HIV_AIDS.html (Zugriff am 22. Juli 2022).

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Simon Veiser

Simon Veiser beschäftigt sich seit 2010 nicht nur theoretisch mit IT Service Management und ITIL, sondern auch als leidenschaftlicher Berater und Trainer. In unterschiedlichsten Projekten definierte, implementierte und optimierte er erfolgreiche IT Service Management Systeme. Dabei unterstützte er das organisatorische Change Management als zentralen Erfolgsfaktor in IT-Projekten. Simon Veiser ist ausgebildeter Trainer (CompTIA CTT+) und absolvierte die Zertifizierungen zum ITIL v3 Expert und ITIL 4 Managing Professional.

Dr. Frank Stummer

Dr. Frank Stummer ist Gründer und CEO der Digital Forensics GmbH und seit vielen Jahren insbesondere im Bereich der forensischen Netzwerkverkehrsanalyse tätig. Er ist Mitgründer mehrerer Unternehmen im Hochtechnologiebereich, u.a. der ipoque GmbH und der Adyton Systems AG, die beide von einem Konzern akquiriert wurden, sowie der Rhebo GmbH, einem Unternehmen für IT-Sicherheit und Netzwerküberwachung im Bereich Industrie 4.0 und IoT. Zuvor arbeitete er als Unternehmensberater für internationale Großkonzerne. Frank Stummer studierte Betriebswirtschaft an der TU Bergakademie Freiberg und promovierte am Fraunhofer Institut für System- und Innovationsforschung in Karlsruhe.

Sobair Barak

Sobair Barak hat einen Masterabschluss in Wirtschaftsingenieurwesen absolviert und hat sich anschließend an der Harvard Business School weitergebildet. Heute ist er in einer Management-Position tätig und hat bereits diverse berufliche Auszeichnungen erhalten. Es ist seine persönliche Mission, in seinen Kursen besonders praxisrelevantes Wissen zu vermitteln, welches im täglichen Arbeits- und Geschäftsalltag von Nutzen ist.

Wolfgang A. Erharter

Wolfgang A. Erharter ist Managementtrainer, Organisationsberater, Musiker und Buchautor. Er begleitet seit über 15 Jahren Unternehmen, Führungskräfte und Start-ups. Daneben hält er Vorträge auf Kongressen und Vorlesungen in MBA-Programmen. 2012 ist sein Buch „Kreativität gibt es nicht“ erschienen, in dem er mit gängigen Mythen aufräumt und seine „Logik des Schaffens“ darlegt. Seine Vorträge gestaltet er musikalisch mit seiner Geige.

Holger Wöltje

Holger Wöltje ist Diplom-Ingenieur (BA) für Informationstechnik und mehrfacher Bestseller-Autor. Seit 1996 hat er über 15.800 Anwendern in Seminaren und Work-shops geholfen, die moderne Technik produktiver einzusetzen. Seit 2001 ist Holger Wöltje selbstständiger Berater und Vortragsredner. Er unterstützt die Mitarbeiter von mittelständischen Firmen und Fortune-Global-500- sowie DAX-30-Unternehmen dabei, ihren Arbeitsstil zu optimieren und zeigt Outlook-, OneNote- und SharePoint-Nutzern, wie sie ihre Termine, Aufgaben und E-Mails in den Griff bekommen, alle wichtigen Infos immer elektronisch parat haben, im Team effektiv zusammenarbeiten, mit moderner Technik produktiver arbeiten und mehr Zeit für das Wesentliche gewinnen.

Frank Eilers

Frank Eilers ist Keynote Speaker zu den Zukunftsthemen Digitale Transformation, Künstliche Intelligenz und die Zukunft der Arbeit. Er betreibt seit mehreren Jahren den Podcast „Arbeitsphilosophen“ und übersetzt komplexe Zukunftsthemen für ein breites Publikum. Als ehemaliger Stand-up Comedian bringt Eilers eine ordentliche Portion Humor und Lockerheit mit. 2017 wurde er für seine Arbeit mit dem Coaching Award ausgezeichnet.

Yasmin Kardi

Yasmin Kardi ist zertifizierter Scrum Master, Product Owner und Agile Coach und berät neben ihrer Rolle als Product Owner Teams und das höhere Management zu den Themen agile Methoden, Design Thinking, OKR, Scrum, hybrides Projektmanagement und Change Management.. Zu ihrer Kernkompetenz gehört es u.a. internationale Projekte auszusteuern, die sich vor allem auf Produkt-, Business Model Innovation und dem Aufbau von Sales-Strategien fokussieren.

Leon Chaudhari

Leon Chaudhari ist ein gefragter Marketingexperte, Inhaber mehrerer Unternehmen im Kreativ- und E-Learning-Bereich und Trainer für Marketingagenturen, KMUs und Personal Brands. Er unterstützt seine Kunden vor allem in den Bereichen digitales Marketing, Unternehmensgründung, Kundenakquise, Automatisierung und Chat Bot Programmierung. Seit nun bereits sechs Jahren unterrichtet er online und gründete im Jahr 2017 die „MyTeachingHero“ Akademie.

Andreas Ellenberger

Als akkreditierter Trainer für PRINCE2® und weitere international anerkannte Methoden im Projekt- und Portfoliomanagement gibt Andreas Ellenberger seit Jahren sein Methodenwissen mit viel Bezug zur praktischen Umsetzung weiter. In seinen Präsenztrainings geht er konkret auf die Situation der Teilnehmer ein und erarbeitet gemeinsam Lösungsansätze für die eigene Praxis auf Basis der Theorie, um Nachhaltigkeit zu erreichen. Da ihm dies am Herzen liegt, steht er für Telefoncoachings und Prüfungen einzelner Unterlagen bzgl. der Anwendung gern zur Verfügung.

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Zach Davis ist studierter Betriebswirt und Experte für Zeitintelligenz und Zukunftsfähigkeit. Als Unternehmens-Coach hat er einen tiefen Einblick in über 80 verschiedene Branchen erhalten. Er wurde 2011 als Vortragsredner des Jahres ausgezeichnet und ist bis heute als Speaker gefragt. Außerdem ist Zach Davis Autor von acht Büchern und Gründer des Trainingsinstituts Peoplebuilding.

Wladislav Jachtchenko

Wladislaw Jachtchenko ist mehrfach ausgezeichneter Experte, TOP-Speaker in Europa und gefragter Business Coach. Er hält Vorträge, trainiert und coacht seit 2007 Politiker, Führungskräfte und Mitarbeiter namhafter Unternehmen wie Allianz, BMW, Pro7, Westwing, 3M und viele andere – sowohl offline in Präsenztrainings als auch online in seiner Argumentorik Online-Akademie mit bereits über 52.000 Teilnehmern. Er vermittelt seinen Kunden nicht nur Tools professioneller Rhetorik, sondern auch effektive Überzeugungstechniken, Methoden für erfolgreiches Verhandeln, professionelles Konfliktmanagement und Techniken für effektives Leadership.

Alexander Plath

Alexander Plath ist seit über 30 Jahren im Verkauf und Vertrieb aktiv und hat in dieser Zeit alle Stationen vom Verkäufer bis zum Direktor Vertrieb Ausland und Mediensprecher eines multinationalen Unternehmens durchlaufen. Seit mehr als 20 Jahren coacht er Führungskräfte und Verkäufer*innen und ist ein gefragter Trainer und Referent im In- und Ausland, der vor allem mit hoher Praxisnähe, Humor und Begeisterung überzeugt.

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