Вірус імунодефіциту людини

Штучне забарвлення скануючим електронним мікроскопом ВІЛ-1, в зеленому, з відділенням дочірньої клітини від вирощених лімфоцитів.

Вважають, що обидва типи вірусу імунодефіциту людини ВІЛ-1 і ВІЛ-2 виникли в західних і центральних регіонах Субсахарської Африки і передалися від мавп до людей внаслідок прориву міжвидових бар'єрів.

ВІЛ-1 виник на півдні Камеруну внаслідок еволюції ендемічного вірусу імунодефіциту мавп SIV-cpz, який заражає диких шимпанзе (підвиду Pan troglodytes troglodytes)[1][2].

ВІЛ-2 виник на території Західної Африки (від південного Сенегалу до заходу Кот-д'Івуару) внаслідок еволюції вірусу імунодефіциту мавп SIV-smm, який заражає темно-коричневих мангабеїв (Cercocebus atys) і вузьконосих мавп.[3] Проте деякі широконосі мавпи, такі як нічні мавпи, є стійкими до ВІЛ-1, можливо, через геномне злиття двох вірусних генів стійкості.[4] ВІЛ-1, як вважають, перестрибнув видовий бар'єр, принаймні тричі, і породив три групи вірусів: M, N і О.[5]

Існує доказ того, що мисливці на диких тварин (мавп) або постачальники м'яса в Західній і Центральній Африці заражаються вірусом імунодефіциту мавп, причому ймовірність зараження корелює з частотою контактів з мавпами і їх м'ясом[6]. Однак імунна система людини зазвичай пригнічує цей вірус упродовж тижня після зараження. Вважають, що потрібно було декілька передач вірусу від людини до людини в швидкій послідовності, щоб вірусу вистачило часу мутувати у ВІЛ[7]. Хоча передавання вірусу імунодефіциту мавп від людини до людини відбувається рідко, певні соціальні чинники можуть суттєво впливати на частоту заражень. Припускають, що умови для поширення вірусу були несприятливі в Африці до XX століття. Зіставлення періодів прискореної еволюції ВІЛ з соціо-економічними змінами дозволяє робити припущення про природу чинників, що прискорили поширення ВІО і ВІЛ.

Генетичні дослідження показують, що останній спільний предок ВІЛ-1 групи М існував близько 1910 року[8]. Прихильники цієї дати пов'язують поширення ВІЛ з розвитком колоніалізму і зростанням великих колоніальних африканських міст. Ці чинники призвели до соціальних змін у суспільстві, як-от збільшення частоти безладних статевих відносин, поширення проституції та захворювань, що передаються статевим шляхом (ЗПСШ)[9]. ЗПСШ, наприклад, сифіліс, можуть супроводжуватися генітальними виразками. Дослідження показують, що ймовірність передачі ВІЛ під час вагінального статевого акту, досить низька за звичайних умов, може збільшитись у десятки, якщо не сотні разів, коли один з партнерів потерпає від генітальних виразок. Про ступінь поширеності ЗПСШ у колоніальних містах на початку 1900-х можна судити з таких цифр: 1928 року щонайменше 45 % мешканок східного Леопольдвіля (нині — Кіншаса, ранній центр поширення ВІЛ групи М) були повіями, а станом на 1933 рік близько 15 % усіх мешканців цього ж міста були заражені однією з форм сифілісу. Ретроспективний аналіз показав, що початок епідемії ВІЛ-інфекції в Кіншасі збігся з піком епідемії генітальних виразок у середині 1930-х років[9].

Згідно з альтернативним поглядом, основним чинником, що сприяв адаптації ВІЛ до людей і його поширенню, була небезпечна медична практика в Африці в роки після Другої світової війни, як-от використання нестерильних багаторазових шприців під час масових вакцинацій, ін'єкції антибіотиків і протималярійних засобів[7][10][11].

Під час ретроаналізу зразків крові, взятих після Другої світової війни, зафіксовано найбільш ранній документальний випадок наявності ВІЛ в організмі людини, кров у якої взяли 1959 року[12] Вірус, можливо, циркулював у Сполучених Штатах уже в 1966 році[13], але переважну більшість випадків зараження ВІЛ, ідентифікованих за межами Субсахарської Африки, можна простежити до однієї невстановленої особи, яка заразилась ВІЛ на Гаїті, а потім перенесла цю інфекцію в США близько 1969 року[14].

Ще одна теорія припускає, що тривала, але нечисленна неепідемічна циркуляція ВІЛ серед людей в Африці до 1970-х років не мала епідемічного характеру через поширення там натуральної віспи, яка була вкрай смертельною хворобою і досить швидко винищувала багато носіїв ВІЛ. Однак після глобальної ерадикації натуральної віспи у цей період виживаність хворих на ВІЛ-інфекцію стала тривалішою, можливості передачі вірусу збільшилися, циркуляція ВІЛ в Африці стала безперешкодною та досягла епідемічного характеру, а звідти й поширилася по світу зрештою як пандемія[15].

Взимку 1981 року до госпіталю Нью-Йоркського університету поступило декілька молодих чоловіків, близько 30 років, з незвичайною клінічною формою саркоми Капоші. У той час це захворювання траплялося досить рідко: всього 1-2 випадки на 10 мільйонів населення, переважно в людей похилого віку. Саркома мала злоякісний перебіг: пухлини поширювалися по всьому тілу, виявлялися на слизових оболонках, не піддавалися лікуванню й швидко призводили до смерті.

Навесні 1981 року в Лос-Анджелесі з'явилася ще одна категорія незвичайних хворих — зі злоякісною формою пневмоцистної пневмонії. У 3-х з них пневмоцистне запалення легень супроводжувалося кандидозом.

Влітку 1981 р. у Центр контролю за захворюваннями США в Атланті(штат Джоджія) надійшла інформація вже про 111 пацієнтів із таким захворюванням. Майже усі вони виникли у чоловіків молодого віку і усі ці особи були гомосексуалами. Висока смертність спонукала організувати обов'язковий облік, спостереження й вивчення усіх випадків нової хвороби.

Появу цих захворювань у молодих людей, що не належать до відповідних груп ризику, спостерігали вперше. Потім виявили такі ж симптоми серед наркоспоживачів, хворих на гемофілію A[16], і гаїтян[17][18]. Найбільш значущим було виявлення зниження співвідношення CD4⁺/CD8⁺-клітин внаслідок відносного і/або абсолютного зменшення кількості CD4⁺-лімфоцитів у поєднанні зі збільшенням кількості CD8⁺-лімфоцитів[19][20].

Літо 1981 року прийнято вважати початком глобальної епідемії ВІЛ-інфекції / СНІДу. Ретроспективний аналіз сироваток, що зберігалися в Національному Центрі контролю за інфекційними захворюваннями у США, показав, що перші випадки СНІДу людини припали на 1950-ті роки, захворювання виникло в Африці, а потім поширилося на території інших країн.

Основою раніше невідомого захворювання було різке ослаблення імунітету. У липні 1982 року для позначення цього стану запропоновано термін «синдром набутого імунного дефіциту» (СНІД, AIDS)[21]. У вересні 1982 року СНІДу дали повноцінне визначення як нозологічній формі на підставі спостереження низки опортуністичних інфекцій у чотирьох груп пацієнтів, зазначених вище[22][23].

У період з 1981 по 1984 рік вийшло кілька робіт, що пов'язували ймовірність розвитку ВІЛ-інфекції / СНІДу з анальним сексом або з впливом наркотиків[24][25][26][27][28][29]. Паралельно йшли роботи над гіпотезою про можливу інфекційну природу СНІДу.

Вірус імунодефіциту людини незалежно відкрили 1983 року в двох лабораторіях: у Інституті Пастера у Франції під керівництвом Люка Монтаньє і в Національному інституті раку в США під керівництвом Роберта Галло. Результати досліджень, у яких із тканин пацієнтів із симптомами СНІДу вперше вдалося виділити новий ретровірус, опубліковано 20 травня 1983 року в журналі Science[30][31]. У цих же роботах виділений з хворих на СНІД вірус був вперше успішно розмножили у культивованих Т-лімфоцитах. Французька група дослідників показала, що серологічно цей вірус відрізняється від HTLV-I, і назвала його LAV («вірус, асоційований з лімфаденопатією»), а американська група назвала його HTLV-III, помилково віднісши до групи HTLV-вірусів. Дослідники висунули припущення, що вірус може викликати синдром набутого імунного дефіциту[22].

1986 року виявлено, що віруси, відкриті 1983-го французькими та американськими дослідниками, генетично ідентичні. Початкові назви вірусів скасовано і запропоновано одну спільну назву — вірус імунодефіциту людини[32]. 2008 року Люк Монтаньє і Франсуаза Барр-Сінуссі удостоєні Нобелівської премії в області фізіології або медицини «за відкриття вірусу імунодефіциту людини»[33].

Вірус може передаватися через прямий контакт пошкодженої або непошкодженій слизової оболонки або пошкодженої шкіри здорової людини з біологічними рідинами зараженої людини: кров'ю, передсім'яною рідиною (виділяється протягом всього статевого акту), спермою, секретом піхви, грудним молоком. Вірус може передаватись під час незахищеного анального, вагінального або орального сексу[34][35].

Інтактна (неушкоджена) шкіра є ефективним бар'єром для інфекції, тому що в шкірі відсутні клітини, які можуть бути заражені ВІЛ. Для успішного інфікування потрібен прямий контакт з кровоносною системою або з мембранами клітин слизових оболонок. Під час статевого акту слизові оболонки статевих органів і прямої кишки часто зазнають незначних пошкоджень, через які вірус може потрапляти в кров. Такі пошкодження частіше виникають за наявності захворювань, що передаються статевим шляхом, наприклад, у разі простого герпесу. Тому особливо небезпечною формою статевого акту для партнера, що приймає, є незахищений анальний секс, бо за цієї форми виникає найбільша кількість дрібних і великих пошкоджень[36][37]. З іншого боку, зараження можливе і в разі непошкодженої слизової оболонки, оскільки слизова оболонка містить значну кількість дендритних клітин (зокрема, клітин Лангерганса), які можуть відігравати роль «носіїв» вірусних частинок у лімфатичні вузли.

З більшою ймовірністю вірус передається внаслідок використання заражених голок і шприців (особливо споживачами ін'єкційних наркотиків), а також під час переливання крові (якщо медичний персонал порушив встановлені процедури перевірки донорської крові)[38]. Також вірус може передатись від матері до дитини під час вагітності, пологів (зараження через кров матері)[39][40] та під час грудного вигодовування (причому і від зараженої матері до здорової дитини через грудне молоко, і від зараженої дитини до здорової матері внаслідок покусування грудей під час годування)[41].

Вірус не передається повітряно-крапельним шляхом, побутовим шляхом, стикаючись з непошкодженою шкірою, через укуси більшості кровосисних комах[42] (виняток мухи-жигалки), сльози і слину (через те, що концентрація віріонів ВІЛ у цих рідинах нижча за інфікувальну дозу, а також завдяки тому, що слина — агресивне середовище, руйнує своїми ферментами віріони ВІЛ)[43].

Динаміка кількості CD4⁺-лімфоцитів та копій РНК вірусу за період від моменту інфікування до термінальної стадії[44]                      кількість CD4+лімфоцитів в 1 мкл крові                      кількість копій РНК вірусу в 1 мл плазми крові

У перебігу хвороби виділяють три стадії: гостру інфекцію, латентний період і термінальну стадію (СНІД) (див. ілюстрацію). У ході розвитку ВІЛ-інфекції в однієї й тієї ж людини внаслідок мутацій виникають нові штами вірусу, які різняться за швидкістю відтворення та здатністю інфікувати[45][46]. Розмножившись, вірусні частинки вивільняються з уражених клітин і впроваджуються в нові — цикл розвитку повторюється. Інфіковані вірусом Т-хелпери поступово гинуть через руйнування вірусом, апоптозу або знищення Т-кілерами. У процесі розвитку ВІЛ-інфекції кількість Т-хелперів (CD4⁺-клітин) знижується настільки, що організм вже не може протистояти збудників опортуністичних інфекцій, які безпечні або мало небезпечні для здорових людей з нормально функціонуючою імунною системою. На термінальній стадії (СНІД) ослаблений організм вражають бактеріальні, грибкові, вірусні і протозойні інфекції, а також пухлини[47][48][49]. У відсутність антиретровірусної терапії смерть пацієнта настає не в результаті розмноження вірусу в CD4⁺-клітинах, а з причини розвитку опортуністичних захворювань (вторинних по відношенню до ВІЛ-інфекції).

Ураженість ВІЛом дорослого населення віком від 15 до 49 р. по країнах станом на 2008

Згідно з доповіддю «Об'єднаної програми ООН по ВІЛ/СНІД» 2008 р.  

Кількість людей, які живуть з ВІЛ/СНІД, у 2008 р.

Усього — 39,5 мільйона (34,1 — 47,1 мільйона).

Дорослих — 37,2 мільйона (32,1 — 44,5 мільйона).

Жінок — 17,7 мільйона (15,1 — 20,9 мільйона).

Дітей молодших 15 років — 2,3 мільйона (1,7 — 3,5 мільйона)

Кількість людей, які заразилися ВІЛ у 2008 р.

Усього — 4,3 мільйона (3,6 — 6,6 мільйона).

Дорослих — 3,8 мільйона (3,2 — 5,7 мільйона).

Дітей молодших 15 років — 530,000 (410,000 — 660,000)

Кількість смертей від СНІД у 2008 р.

Усього — 2,9 мільйона (2,5 — 3,5 мільйона).

Дорослих — 2,6 мільйона (2,2 — 3,0 мільйона).

Дітей молодших 15 років — 380,000 (290,000 — 500,000)

При цьому, з загальної кількості інфікованих, дві третини (63 % — 24,7 млн.[21,8 — 27,7 млн.]) усіх дорослих та дітей з ВІЛ у світі живуть в країнах Африки на південь від пустелі Сахара, переважно у Південній Африці. Одна третина (32 %) усіх людей з ВІЛ у світі живе в цьому регіоні, і тут також сталися 34 % усіх смертей від СНІДу 2008 році.

19 липня 2016 року Американський Інститут показників і оцінки здоров'я оприлюднив дослідження щодо інфікування ВІЛ та захворювання на СНІД у 2005—2015 роках, у якому на тлі глобальних успіхів Україна показала невтішну статистику. Показники смертності від захворювання на СНІД, на глобальному рівні скорочується. Про це йдеться у звіті американського Інституту показників і оцінки здоров'я (англ. IHME).

Водночас, зазначається в документі, в окремих країнах за минуле десятиріччя показники нових інфікувань ВІЛ суттєво зросли. Серед країн найбільшу кількість випадків нових інфікувань зафіксували у Росії (57 340) та Україні (13 490)[50].

Серед світових антилідерів за зростанням відносного показника нових захворювань у 2005—2015 роках опинилися також Єгипет, Пакистан, Кенія, Філіппіни, Мексика та Камбоджа. Загалом кількість нових інфікувань за 10 років в середньому падала лише на 0,7 відсотка на рік порівняно із річним спадом на 2,7 відсотка у 1997—2005 роках. Дослідники занепокоєні, що через це світові зусилля з подолання пандемії СНІДу до 2030 року можуть зійти нанівець. 

За даними на 2011 рік, у світі за весь час на ВІЛ-інфекцію захворіли 60 мільйонів осіб, з них: 25 мільйонів померли, а 35 мільйонів живуть з ВІЛ-інфекцією[51]. Понад дві третини з них мешкають в Субсахарській Африці[52]. Епідемія почалася тут наприкінці 1970-х — на початку 1980-х років. Потім епідемія перекинулася в США, Західну Європу та країни Південної Африки. За винятком країн Африки, найшвидше вірус поширюється в Центральній Азії та Східній Європі (зокрема в Росії). Епідемічна ситуація в цих регіонах стримувалася до кінця 1990-х, потім з 1999 по 2002 роки кількість інфікованих майже потроїлася — здебільшого за рахунок ін'єкційних наркоманів. Значно нижче середнього ВІЛ-інфекція поширена в Східній Азії, Північній Африці і на Близькому Сході. У масштабі планети епідемічна ситуація стабілізувалася, кількість нових випадків ВІЛ-інфекції знизилася з 3,5 мільйонів 1997 року до 2,7 мільйонів 2007 року.

Станом на 2016 рік перше місце у світі за відносною кількістю хворих займав Есватіні, де було інфіковано 27,2 % дорослого населення (віком від 15 до 49 років).[53][54]

Аналіз крові дозволяє виявити антитіла до білків вірусу (ІФА), реакцію антитіл на білки вірусу (вестерн-блот), РНК вірусу (ЗТ-ПЛР)[55]. Визначення вірусного навантаження (підрахунок кількості копій РНК вірусу в мілілітрі плазми крові) дозволяє судити про стадію захворювання та ефективність лікування[56][57].

Обов'язкова перевірка донорської крові в розвинених країнах значною мірою скоротила можливість передачі вірусу через неї. Тестування на ВІЛ вагітних жінок дозволяє своєчасно розпочати вживання ліків і народити здорову дитину.

Існує думка, що примусове тестування населення безперспективне з погляду стримування епідемії[58] і порушує права людини[59]. У Росії проведення тесту без згоди людини є незаконним[60], однак існують ситуації, в яких надання результатів тестування на ВІЛ є обов'язковим, але не насильницьким (донорство, працевлаштування медичних працівників, для іноземних громадян, які отримують дозвіл на перебування в РФ, в місцях позбавлення волі за наявності клінічних показань)[61].

Зовнішні відеофайли
	1. Наскільки близько ми до звільнення від ВІЛ-інфекції // Канал «Цікава наука» на YouTube, 26 лютого 2020.

З-поміж 35 мільйонів осіб, що живуть з ВІЛ-інфекцією, частина залишається в живих завдяки антиретровірусній терапії. За відсутності антиретровірусної терапії ВІЛ-інфекції, смерть настає в середньому через 9-11 років після зараження[45][62]. Якщо проводити антиретровірусну терапію тривалість життя пацієнта зростає до 70-80 років[63][64][65]. Антиретровірусні препарати заважають ВІЛ розмножуватися в клітинах імунної системи людини, блокуючи проходження віріонів у клітини й порушуючи на різних етапах процес збирання нових віріонів. Своєчасно розпочате лікування антиретровірусними препаратами в сотні разів знижує ризик розвитку СНІДу та подальшої смерті[66][67][68]. Антиретровірусні препарати у частини пацієнтів спричинюють побічні ефекти, в деяких випадках навіть вимагають змінити схему лікування (набір ліків).

Терапію призначають у разі зниження імунітету та/або високого вірусного навантаження. Якщо кількість CD4⁺-лімфоцитів велика й вірусне навантаження низьке, терапію не призначають. Після призначення терапії ліки потрібно вживати щодня в один і той же час і довічно, що створює незручності для пацієнтів. Крім того, слід враховувати високу вартість місячного курсу ліків. 2014 року необхідні ліки отримувала менш як половина з 9,5 млн осіб, що потребують противірусної терапії[69].

Також усі вагітні жінки з ВІЛ-інфекцією повинні починати негайну ВААРТ, щоб запобігти передаванню ВІЛ плоду[70].

Згідно з рекомендаціями ВООЗ, ВААРТ слід негайно починати всім ВІЛ-інфікованим дітям до півтора року[71]. Початок терапії у дітей, які набули ВІЛ від матері, впродовж 3 місяців після пологів знижує смертність на 75 %[72]. За відсутності лікування третина ВІЛ-інфікованих дітей помирає протягом першого року життя і 50 % — протягом другого року. Якщо діагностика ВІЛ неможлива, лікування слід починати у віці 9 місяців, або раніше, у разі з'яви симптомів[73].

Станом на лютий 2016 року було оголошено, що групі німецьких вчених вдалося повністю видалити тип ВІЛ-1 з живих клітин. Випробування проводили на клітинах людини, вживлених піддослідним мишам. Випробування на людях повинні проводити найближчим часом[74][75][76].

2018 року Адміністрація з контролю над продуктами і ліками (FDA) схвалила ібалізумаб (ibalizumab-uiyk) для застосування в терапії пацієнтів із мультирезистентним ВІЛ-1. Препарат являє собою моноклональне антитіло, що зв'язується з CD4 рецепторами T-клітин та пригнічує процес проходження вірусу в клітину людини. Ібалізумаб можна застосовувати в терапії з іншими антиретровірусними препаратами. За результатами клінічних досліджень за участю 40 пацієнтів, які раніше лікувались більш ніж 10 різними антиретровірусними агентами, вірусне навантаження знизилось у більшості випробовуваних через один тиждень після введення першої дози препарату. Через 24 тижні терапії вірусологічної супресії досягнуто в 43 % учасників клінічних випробувань[77].

ВІЛ 2019 року вносили в список десяти основних проблем охорони здоров'я, які потребують особливої уваги ВООЗ[78].

Більшість діючих речовин блокують зворотну транскриптазу вірусу.

Попередні експериментальні лікування ВІЛ шляхом пересадки кісткового мозку, який мав властивість рідкісної природної стійкості до вірусу (мутація в CCR5, що протидіє входженню вірусу в Т-лімфоцити) показали, що можна досягти стійкої ремісії. Станом на 2019 рік відомі два пацієнти, так званий «Берлінський пацієнт» Тімоті Рей Браун та «Лондонський пацієнт», у яких було отримано стійку ремісію до ВІЛ.[79][80]

У 2022 році пацієнтка з США одужала після пересадки стовбурових клітин та стала першою у світі жінкою, яка вилікувалась від ВІЛ. Випадок одужання жінки є частиною дослідження під керівництвом лікаря Івонни Брайсон з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі (UCLA) та лікаря Дебори Персо з Університету Джона Хопкінса у Балтіморі.[81][82][83]

За оцінками, 2,1 мільйона підлітків жили з ВІЛ у 2016 році, переважно з більшості країн Африканського регіону за даними ВООЗ. Хоча загальна кількість смертей, пов'язаних із ВІЛ, зменшується з моменту піку 2006 року, за оцінками, це не стосується підлітків. Це відображає той факт, що більшість сучасних підлітків народилися до того, як профілактика передачі ВІЛ від матері до дитини антиретровірусною терапією набула широкого поширення. Однак значна частина ВІЛ-позитивних підлітків не знає про свій статус, і багато хто з тих, хто знає про свій статус, не отримують ефективного, тривалого антиретровірусного лікування.

Однією з конкретних цілей цілі сталого розвитку в галузі охорони здоров'я (SDG 3) є те, що до 2030 року слід припинити епідемію СНІДу, туберкульозу, малярії та занедбаних тропічних захворювань, гепатитів, захворювань, що передаються водою та інших інфекційних захворювань. Враховуючи високу поширеність ВІЛ у багатьох країнах, для досягнення цієї мети підліткам потрібно буде займати центральне місце для контролю зусиль та сталої профілактики ВІЛ.

Молоді люди повинні знати, як захистити себе від ВІЛ-інфекції та повинні мати засоби для цього:

• можливість отримання презервативів для запобігання передачі вірусу статевим шляхом.
• необхідний кращий доступ до тестування та консультування на ВІЛ та посилення наступних зв'язків із службами лікування ВІЛ для тих, хто отримав ВІЛ-позитивний результат.[84]

ВІЛ має велику здатність мутувати. Наприклад, відомо більше 20 мутацій (підвидів) протеїну NC (p7). Більшість таких вірусів менш шкідливі (патогенні), ніж вихідний й розмножуються повільніше. З іншого боку, вони можуть мати вищу стійкість проти певного медикаменту. Під час лікування певним препаратом існує етап, коли більшість «старого» типу вірусу загинула, а «мутант» все ще не викорінений. Переривання лікування на цій стадії призводить до резистентності й пацієнт виявляється ураженим формою вірусу стійкою до даного препарату. Найпоширенішою є мутація кількох амінокислот зворотної транскриптази, що приводить до стійкості до одного з перших препаратів-блокаторів зворотної транскрипції вірусу.

У грудні 2021 року група вчених у США заявила про успішне проходження випробувань експериментальної мРНК-вакцини від вірусу імунодефіциту людини (ВІЛ) на мишах та макаках. Вакцини з мРНК містять «набір з інструкціями», який навчає клітини імунної системи виявляти і знищувати клітини вірусів.[85][86][87]

ВІЛ-1 описаний 1983 року і є найбільш поширеним і патогенним видом ВІЛ[92]. Глобальна епідемія ВІЛ-інфекції головним чином обумовлена поширенням ВІЛ-1. У переважній більшості випадків, якщо не зазначено інше, під ВІЛ мають на увазі ВІЛ-1[93].

Вид ВІЛ-1 поділяють на головну групу М і кілька побічних груп. Вважають, що групи M, N, O, P утворилися внаслідок незалежних випадків передачі SIV від мавпи до людини, і подальшої мутації вірусу до ВІЛ[94].

• Віруси групи М (англ. main — основна) є причиною понад 90 % випадків ВІЛ-інфекції. Групу М поділяють на кілька клад, званих підтипами, що їх також позначають літерами:
  • підтип A масово поширений, наприклад, у Західній Африці та Росії[95];
  • підтип B домінує в Європі, Північній Америці, Південній Америці, Японії, Таїланді, Австралії[96];
  • підтип C переважає у Південній і Східній Африці, Індії, Непалі, деяких частинах Китаю;
  • підтип D виявлений тільки в Східній і Центральній Африці;
  • підтип E не виявлений у нерекомбинантному вигляді, лише спільно з підтипом А як CRF01_AE в Південно-Східній Азії;
  • підтип F виявлений у Центральній Африці, Південній Америці та Східній Європі[97];
  • підтип G і рекомбінантна форма CRF02_AG виявлені в Африці і Центральній Європі;
  • підтип H виявлений тільки в Центральній Африці;
  • підтип I запропоновано для опису штаму-продукту множинної рекомбінації CRF04_cpx декількох підтипів[98];
  • підтип J поширений в Північній, Центральній і Західній Африці і країнах Карибського басейну[99];
  • підтип K виявлений тільки в Конго і Камеруні.
• Група O (англ. outlier — несхожий) виявлена у Центральній Африці і Західній Африці. Найбільш поширена в Камеруні, де 1997 року понад 2 % пацієнтів були заражені вірусом групи[100] (близько 100 000 осіб, за даними на 2013 рік)[101]. Віруси цієї групи не визначалися ранніми версіями тест-систем на ВІЛ-1; сучасні тести визначають віруси і групи O, і групи N[102].
• Група N (англ. non-M, non-O — ні M, ні O) позначає штами не М і не O, описана 1998 року і виявлена тільки в Камеруні. Від 2006 року виявлено лише 10 заражень вірусами групи N[103].
• Група P — 2009 року визначено нуклеотидну послідовність РНК ВІЛ, значною мірою схожу з вірусом імунодефіциту мавп, описаним у горил (SIVgor), але не із SIV, характерним для шимпанзе (SIVcpz). Вірус виділено зі зразків, отриманих від жінки камерунського походження, що проживає у Франції[104][105][106].

ВІЛ-2 ідентифіковано 1986 року[107], генетично дуже близький до T-лімфотропного вірусу SIVsmm мангабеїв, і меншою мірою до вірусу ВІЛ-1. Геноми ВІЛ-1 і ВІЛ-2 мають гомологію консервативних генів gag і pol близько 60 %, і до 45 % генів білків оболонки[108]. Станом на 2010 рік описано 8 груп ВІЛ-2, лише групи A і B є епідемічними. Віруси групи А поширені в Західній Африці, Анголі, Мозамбіку, Бразилії, Індії і мало поширені в США і Європі[109][110]. Віруси групи В поширені в Західній Африці[7][111].

Поліпротеін-попередник Gag/p55 синтезується з повнорозмірною геномною РНК (яка в цьому разі слугує мРНК) у процесі стандартної кеп-залежної трансляції, але можлива й IRES-залежна трансляція. Попередники функціональних білків розташовуються у складі поліпротеїну Gag/p55 в такому порядку: p17…p24…p2…p7…p1…p6[34]^:8 (р1 і р2 — з'єднувальні пептиди; інші продукти розщеплення Gag/p55 описано вище). Нерозщеплений протеазою Gag/p55 містить три основні домени: домен мембранної локалізації (М, membrane targeting), домен взаємодії (I, interaction) і «пізній» домен (L, late). Домен М, розташований всередині області p17/МА, міристилюється (приєднуються залишки міристинової кислоти) і направляє Gag/p55 до плазматичної мембрани. Домен I, що розташований всередині області p7^NC (NC, nucleocapsid), відповідає за міжмолекулярні взаємодії окремих мономерів Gag/p55. Домен L, також локалізований в області p7^NC, опосередковує відбрунькування віріонів від плазматичної мембрани; в цьому процесі бере участь також р6 область поліпротеїну Gag/p55^:8[122].

Двома важливими функціями білка Vpu є: 1) руйнування клітинного рецептора CD4 в ендоплазматичному ретикулумі шляхом залучення убіквітинлігазних комплексів і 2) стимуляція виділення дочірніх віріонів з клітини шляхом інактивації інтерферон-індукованого трансмембранного білка CD317/BST-2, що дістав також назву «tetherin» за його здатність пригнічувати виділення новоутворених дочірніх віріонів, утримуючи їх на поверхні клітини[119][120][123][124][125][126].

Білок Vpr потрібний для реплікації вірусу в неподільних клітинах, зокрема, макрофагах. Цей білок, поряд з іншими клітинними та вірусними білками, активує транскрипцію з використанням довгих кінцевих повторів геному ВІЛ як промоторів. Білок Vpr відіграє важливу роль у перенесенні вірусної ДНК в ядро і викликає затримку поділу клітини в періоді G2[127].

Білок Vif відіграє важливу роль у підтримці реплікації вірусу. Vif індукує убіквітинілювання і деградацію клітинного антивірусного білка APOBEC3G, який викликає деамінування ДНК, що призводить до мутаційних замін G на A у вірусній ДНК, синтезованій у процесі зворотної транскрипції. Штами, позбавлені Vif, не реплікуються в CD4⁺-лімфоцитах, деяких лініях T-лімфоцитів і макрофагах. Ці штами здатні проникати в клітини-мішені й починати зворотну транскрипцію, проте синтез вірусної ДНК залишається незавершеним[127].

Білок Nef виконує кілька функцій. Він пригнічує експресію молекул CD4 і HLA класів I і II на поверхні інфікованих клітин, чим дозволяє вірусу уникати атаки цитотоксичних T-лімфоцитів і розпізнавання CD4⁺-лімфоцитами. Білок Nef може також пригнічувати активацію T-лімфоцитів, пов'язуючи різні білки-компоненти систем внутрішньоклітинного передавання сигналу[127].

В інфікованих вірусом імунодефіциту макак-резусів активна реплікація вірусу і розвиток хвороби можливі лише коли ген nef інтактний. Делеції гена nef виявлено в штамах ВІЛ, виділених у групи австралійців з тривалим непрогресивним перебігом інфекції[128]. Однак у частини з них з часом з'явилися ознаки прогресування інфекції, зокрема, знизилась кількість CD4⁺-лімфоцитів. Отже, хоча делеції гена nef і можуть сповільнювати реплікацію вірусу, це не гарантує повної неможливості прогресування захворювання[129].

Регуляторні білки Tat (транс-активатор) і Rev накопичуються в ядрі клітини і пов'язують певні ділянки вірусної РНК. Білок Tat має молекулярну масу близько 14-15 кДа, пов'язує вторинну структуру геномної РНК поблизу 5'-нетрансльованої області[127][130], активує зворотну транскрипцію геномної РНК ВІЛ, синтез вірусних мРНК, необхідний для реплікації вірусу майже у всіх культурах клітин, регулює вихід віріонів із заражених клітин, потребує клітинного кофактора — цикліну T1. Білок Rev регулює експресію білків віріона, пов'язує мРНК гена env в області RRE (англ. Rev response element) інтрона, що розділяє екзони генів Tat і Rev.

Білки Tat і Rev стимулюють транскрипцію провірусної ДНК і транспорт РНК з ядра в цитоплазму, а також потрібні для трансляції. Білок Rev забезпечує також транспорт компонентів вірусу з ядра і переключення синтезу регуляторних білків вірусу на синтез структурних[127].

Потрапивши на поверхню та всередину організму, віріони ВІЛ опиняються в різних за агресивністю біологічних рідинах. Слина та шлунковий сік містять ферменти, що більшою мірою руйнують віріони ВІЛ, ніж інші біологічні рідини (це не стосується немовлят перших місяців життя, у яких ще не виробляються відповідні ферменти травлення, тому немовлята можуть заразитись через грудне молоко). Віріони ВІЛ проходять у кровоносну і лімфатичну систему організму і переміщуються по організму в потоці крові і лімфи. Опинившись поруч з CD4-клітиною, віріони ВІЛ приєднуються до рецептора CD4 на її плазматичній мембрані[131].

Механізм злиття віріона ВІЛ і плазматичної мембрани Т-лімфоцита людини 1. Взаємодія вірусного білка gp120 з клітинним рецептором CD4 (зазначено червоною стрілкою) 2. Конформаційні зміни вірусного білка gp120 забезпечують зв'язування з клітинним рецептором CCR5 (зазначено червоною стрілкою) 3. Кінцеві ділянки вірусного білка gp41 проходять у плазматичну мембрану клітини (зазначено червоною стрілкою) 4. Вірусний білок gp41 зазнає значних конформаційних змін (зазначено червоною стрілкою), що призводить до зближення і злиття мембран віріона і клітини

Вірусний глікопротеїн gp120 міцно пов'язує рецептор CD4. Внаслідок такої взаємодії gp120 зазнає конформаційних зміни, які дозволяють йому зв'язувати молекулу корецептора CXCR4 або CCR5 (експресованих на поверхні Т-лімфоцитів, макрофагів, дендритних клітин мікроглії)[132][133]. Залежно від здатності зв'язувати ці корецептори, ВІЛ класифікують на R5-тропні (пов'язують тільки корецептор CCR5), X4-тропні (пов'язують тільки корецептор CXCR4) і R5X4-тропні (можуть взаємодіяти з обома корецепторами) варіанти. При зараженні здебільшого передаються R5-тропні і R5X4-тропні варіанти[134]. Препарати, що блокують корецептори, можуть протидіяти ВІЛ[135].

Після описаних подій вірусний білок gp41 проходить у мембрану клітини і зазнає значних конформаційних змін, внаслідок яких мембрана клітини і мембрана віріона ВІЛ зближуються одна з одною й потім зливаються. Вірусний білок gp41 дуже важливий для злиття мембран, тому його розглядають як мішень для розробки противірусних препаратів.

Після злиття мембран вміст віріона проходить всередину клітини. Всередині клітини вірусна РНК вивільняється з капсиду. Потім під дією зворотної транскриптази відбувається зворотна транскрипція — процес синтезу ДНК на підставі інформації в одноланцюговій геномній РНК вірусу[136]. Більша частина лікарських препаратів, затверджених для застосування при ВІЛ-інфекції, спрямована на порушення роботи зворотної транскриптази[45].

Після завершення зворотної транскрипції в CD4⁺-лімфоциті вірусний геном представлений невбудованою ДНК. Для вбудування вірусної ДНК в геном клітини-господаря і для утворення нових вірусів потрібна активація T-лімфоцитів. Активація CD4⁺-лімфоцитів відбувається коли вони контактують з антигенпредставленими клітинами в лімфоїдній тканині. Наявність вірусів на поверхні фолікулярних дендритних клітин і присутність прозапальних цитокінів (ІЛ-1, ІЛ-6 і ФНОа) сприяють розмноженню ВІЛ в інфікованих клітинах. Саме тому лімфоїдна тканина є найсприятливішим середовищем для реплікації ВІЛ.

Синтезована вірусна ДНК транспортується всередину ядра клітини в складі пре-інтеграційного комплексу, до якого також належать білки ВІЛ p17/MA, Nef та інтеграза[137]. Далі вірусна ДНК вбудовується в хромосому активованого T-лімфоцита під дією інтегрази. Кілька препаратів, що інгібують інтегрази, широко застосовують у сучасній комплексній антиретровірусній терапії. Вірусна ДНК, що вбудувалась у хромосому клітини, називається провірусом[45].

В ядрі клітинна РНК-полімераза синтезує попередник вірусних інформаційних РНК (мРНК), довжина якого дорівнює довжині геномної РНК ВІЛ-1. Цей попередник мРНК піддається 5'-кінцевому кепуванню і 3'-кінцевому поліаденілюванню. Крім того, попередник мРНК піддається сплайсингу, внаслідок якого утворюються понад 40 різних мРНК, що їх можна поділити на 3 класи[138]:

1. несплайсована РНК завдовжки близько 9.3 kb — далі використовується як мРНК для синтезу білків Gag і Gag-Pol, а також як геномна РНК;
2. неповністю сплайсовані РНК завбільшки близько 4 kb — використовуються як мРНК для синтезу білків Vif, Vpr, Tat, Vpu і Env;
3. повністю сплайсовані РНК завбільшки близько 2 kb — використовуються як мРНК для синтезу білків Vpr, Tat, Rev і Nef.

На ранній стадії експресії генів, за відсутність білка Rev, несплайсована і неповністю сплайсовані РНК ВІЛ-1 нестабільні й швидко руйнуються в ядрі. Водночас повністю сплайсовані мРНК ВІЛ-1 є стабільними і транспортуються з ядра в цитоплазму[138]. В цитоплазмі за допомогою рибосом відбувається процес трансляції — біосинтез білка з амінокислот за заданою матрицею на основі генетичної інформації, що міститься в мРНК. Синтезований в цитоплазмі білок Rev транспортується в ядро, де зв'язується з областю RRE несплайсованої й неповністю сплайсованих РНК, що стабілізує ці РНК. Крім того, Rev взаємодіє з клітинним білком CRM1 (експортин 1), і ця взаємодія стимулює транспорт несплайсованої й неповністю сплайсованих РНК з ядра в цитоплазму, де відбувається синтез закодованих у них білків.

Геномна РНК вірусу, а також вірусні білки транспортуються до місць збирання віріонів — до мембрани. Віріони спочатку формуються з поліпротеїнів-попередників структурних білків і ферментів і на цій стадії не є інфекційними. Під час дозрівання вірусної частинки вірусна протеаза розщеплює білки-попередники до функціональних компонентів[45]. Кілька схвалених противірусних препаратів інгібують роботу протеази і перешкоджають формуванню зрілих віріонів.

Нові вірусні частинки відбруньковуються від поверхні клітини, захоплюючи частину її мембрани, і виходять у кров'яне русло, а клітина хазяїна, що несе рецептор CD4, гине[139]. Нещодавні дослідження показали, що процес відбруньковування віріонів може бути більш складним, ніж вважали раніше. Так було виявлено, що завдяки взаємодії білка Gag з компонентами клітини віріони накопичуються в особливих внутрішньоклітинних мультивезикулярних тільцях, які зазвичай слугують для експорту білків. Таким чином вірусні частинки вивільняються з клітини, експлуатуючи її власну систему транспорту макромолекул[45].

Віріон ВІЛ, що тільки-но виділився з зараженого лімфоцита у плазмі крові живе в середньому близько 8 годин[131]. Тривалість напівжиття (час, за який гине 50 % віріонів ВІЛ) у плазмі крові становить приблизно 6 годин. В інших середовищах тривалість напівжиття віріонів ВІЛ на порядки менше.

Під час гострої фази ВІЛ-інфекції відсутність специфічної імунної відповіді дозволяє вірусу активно реплікуватися й досягати високих концентрацій у крові. Вірус заселяє органи лімфатичної системи, CD4⁺-лімфоцити, макрофаги, а також інші клітини: альвеолярні макрофаги легень, клітини Лангерганса, фолікулярні дендритні клітини лімфатичних вузлів, клітини олігодендроглії й астроцити мозку і епітеліальні клітини кишки[140][141]. У лімфоїдній тканині ВІЛ розмножується протягом усього захворювання, вражаючи макрофаги, активовані і спокійні CD4⁺-лімфоцити і фолікулярні дендритні клітини[142][143]. Кількість клітин, що містять провірусну ДНК, у лімфоїдній тканині в 5-10 разів вища, ніж серед клітин крові, а реплікація ВІЛ в лімфоїдній тканині на 1-2 порядки вища, ніж у крові. Основним клітинним резервуаром ВІЛ є CD4⁺-Т-лімфоцити імунологічної пам'яті[144].

Для активації CD8⁺-лімфоцитів і утворення антиген-специфічних цитотоксичних T-лімфоцитів потрібна презентація пептидного антигену в комплексі з людським лейкоцитарним антигеном класу I. Дендритні клітини, потрібні для початку первинних антиген-специфічних реакцій, захоплюють антигени, переробляють і переносять їх на свою поверхню, де ці антигени в комплексі з додатковими стимулювальними молекулами активують Т-лімфоцити. Заражені клітини часто не виділяють додаткових стимулювальних молекул і тому не здатні викликати активацію достатньої кількості B-лімфоцитів  і T-лімфоцитів, функція яких залежить від дендритних клітин.

На 2018 рік ВІЛ-інфекція досі залишається невиліковним захворюванням, оскільки геном вірусу інтегрується в хромосоми клітин і може реактивуватися навіть після курсу антиретровірусної терапії. Нині йде пошук безпечних способів редагування геному людини та виключення з нього провірусної ДНК[145][146]. 2014 року запропоновано метод видалення геному ВІЛ-1 інфікованих клітин за допомогою системи CRISPR/Cas9. За допомогою цього методу дослідникам вдалося вирізати фрагмент провірусної ДНК, розташований між 5'- і 3'-кінцевими LTR-областями з хромосом заражених клітин у культурі. Крім того, цей метод виявився також ефективним для профілактики зараження неінфікованих клітин. Описаний підхід може привести до розробки способу повного позбавлення від ВІЛ-інфекції[147][148].