Abkürzungsverzeichnis

Die Schreibweise mancher Wörter ist im Abkürzungsverzeichnis anders als im Fließtext.

A

ADA

Adenosindeaminase

ADC

Aids-Dementia-Complex

ADP

Adenosin-5’-Di-phosphat

AE

Adsorptive Endozytose

AIDP

akute inflammatorische demyelinisierende Polyradikulopathie

AIDS

Acquired immunodeficiency syndrome

ALT

Alaninaminotransferase

AMP

Adenosin-5’-Phosphat

APP

Amyloid precursor protein

ART

Antiretrovirale Therapie

ATN

Antiretroviral-toxische Neuropathie (Nebenwirkung der hochaktiven antiretroviralen Therapie)

ATP

Adenosin-5’-Triphosphat

AZT

Zidovudin (s. auch ZDV)

APZ

Antigen-präsentierende Zellen

B

BCA

B-cell-attractant

bDNA

branched DNA

BDNF

brain derived neurotrophic factor

BMVEC

brain microvascular endothelial cells

BOLD

blood oxygene level dependent (FMRI)

C

CAMP

zyklisches Adenosin-5’-Phosphat

CT

contraction time

CDC

Center for Disease Control (USA)

CEAV

caprine arthritis encephalitis virus

cGMP

zyklisches-Guanosin-5’-Phosphat

CHC

chronisches Hepatitis Virus-C

Cho

Cholin

CIDP

chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy

CMV

Cytomegalie-Virus

CMVE

Cytomegalie-Virus-Enzephalitis

CMVP

Cytomegalie-Virus-induzierte Polyradikulitis

COX

Cyclo-Oxygenase I und -II

CPK

Creatinphosphokinase

Cr

Creatin

cCT

cranielle Computertomographie

CTL

cytotoxische T-Lymphozyten

D

d4T

Stavudine

ddC

Dideoxycytidin (Zalcitabin)

ddI

Didanosin

DTI

diffusion tensor imaging

DSC

dynamic susceptibility contrast

DSN

distal sensorische Neuropathie

DSP

Distal-sensorische Polyneuropathie

E

EAE

Experimentiell allergische Enzephalomyelitis

EBV

Epstein-Barr-Virus

EC

Effektive Konzentration

EC50

Effektive Konzentration zur 50 %-igen Replikationshemmung

EEG

Elektroenzephalogramm

EFV

Efavirenz

EIA

Enzymimmunoassay

ELISA

enzyme linked immunosorbant assay

EMG

Elektromyographie

ENV

envelope protein

EP

evoziertes Potential

EPO

Erythropoietin

EPS

extrapyramidales System

ERP

Event related potential

F

FDA

Food and Drug Administration

FDG-PET

Fluoro-deoxy-Glukose-Positronen-Emissions-Tomographie (PET)

FGF

Fibroblast Growth Factor (FGF-1)

FIV

Feline immunodeficiency virus

FIVE

Feline immunodeficiency virus Enzephalitis

FKN

Fractalkine

Flair

fluid attenuated inversion recovery (MRT)

fMRT

funktionelle Magnetresonanztomographie

FTA-Abs

fluorescent treponemal antibody absorption test

FTC

Emtricitabin

G

GABA

Gamma-Aminobuttersäure

GBS

Guillian-Barré-Syndrom

G-CSF

granulocyte colony stimulating factor

GDP

Guanosin-5’-Di-phosphat

GFAP

glial fibrillary acid protein

GGT

Gamma-Glutamyltransferase

GHB

Gamma-Hydroxybutyrat

GN-CSF

granulocyte macrophage colonies stimulating factor

GP

Glykoprotein

GFK-3-Beta

Glykogen-Synthase-Kinase-3-Beta

H

HAART

highly active antiretroviral therapy

HAD

HIV-1-assoziierte Demenz

HANWS

HIV-associated neuromuscular weakness syndrome

HCV

Hepatitis C-Virus

HHV

human herpes virus (HHV-6, HHV-8)

HIV

human immunodeficiency virus (HIV-1 und HIV-2)

HIVE

HIV-1-encephalitis oder encephalopathy

HIV-SN

HIV-associated sensory neuropathies

HLA

human lymphocyte antigen

HNRC

HIV-Neuro Behavouiral Research Center (USA)

HSV

Herpes simplex-Virus

Hu-PBL

human personal blood lymphocytes

HuF

Haus- und Familienpflegekräfte

I

IC-50

50 %-ige Hemmkonzentration der Virusreplikation

ICAM

intercellular adhesion molecule (ICAM-1)

ICE

interleukin converting enzyme

IDF

Indinavir

IFN-Gamma

Interferon-Gamma

IGF-I

Insulin-like grows factor-I

IHC

immunohistochemistry

IL

Interleukin (IL-4, IL-6)

IL-IRA

IL-1-receptor antagonist

IN

Integrase

INH

Isoniazid

iNOS

inducible nitric-oxide synthase

INS

inhibitory/instability sequencies

IPC

Interferon-producing cell

IRAK

IL-1-receptor associated kinase

ISH

In-situ-Hybridisierung

i. v.

intravenös

i. v. IG

intravenöses Immunglobulin

J

JAKs

Janus-Kinasen

JCV

JC-Virus

K

KS

Kaposi-Sarkom

L

LDH

Lactatdehydrogenase

LMP

Latentes Membranprotein

LPS

Lipopolysaccharide

LPV/R

Lopinavir/Ritonavir

LTC-4

Leukotrien-4

LTNP

long-term non-progressor

LTR

long terminal repeat

M

MAC

Mycobacterium avium intracellulare complex

MACS

Multi Center AIDS Cohort Study (USA)

MAI

Mycobacterium avium intracellulare

MAIDS

Mouse-AIDS

MAPK

Mitogen-aktivierte Proteinkinase

MBP

Myelin-basisches Protein

MCMD

minor cognitive/motor-disorder

MCP-1

macrophages chemo-attractant proteine-1

MDC

monocyte derived cells

MDK

Medizinischer Dienst der Krankenkassen

MDM

monocyte derived macrophages

MEP

motorisch-evoziertes Potential

MHC

major histocompatibility complex

MI

Myo-Inositol

MIP-1

macrophage inflammatory protein-1

MN

Mononeuritis Multiplex

M/M

Monozyten/Makrophagen

MMP

Matrix-Metalloproteinasen

MMSE

Mini Mental State Examination

MND

mildes neurokognitives Defizit

MOR

μ-Opioid-Rezeptor

MRA

Magnetresonanzangiographie

MRI

Magnetresonanz-Imaging

MRS

Magnetresonanzspektroskopie

MRSI

Magnetresonanzspektroskopie-Imaging

MS

Multiple Sklerose

MSK

Memorial Sloan Kettering Skala

MSM

Men having sex with men

MVV

Maedi Visna Virus

N

NA

N-Acetyl

NAA

N-Acetyl-Aspartat

Nef

negative factor (Protein)

NF-Kappa-b

nuclear factor Kappa-b

NFV

Nelfinavir

NGF

nerve growth factor

NHL

Non-Hodgkin-Lymphom

NIMH

National Institute of Mental Health (USA)

NMDA

N-Methyl-D-Aspartat

nNOS

neuronal Nitric-Oxide-Synthase

nNRTI

non-nucleoside reverse transcriptase inhibitor

NOD

non-obese diabetic

NOS

Nitric-Oxid-Synthase

NRTI

Nukleosidische Reverse-Transkriptase-Hemmer

NSI

non-syncytium inducing

NRTI

Nukleotide Reverse-Transkriptase-Inhibitoren

NVP

Nevirapin

O

OI

Opportunistische Infektionen

P

PAF

platelet activating factor

PBL

peripheral blood lymphocyte

PBMC

peripheral blood mononuclear cells

PCP

Pneumocystis carinii-Pneumonie

PCr

Phosphocreatin

PCR

Polymerase-Kettenreaktion

peg-IF

pegyliertes Interferon

PET

Positronen-Emissions-Tomographie

PGE2

Prostaglandin E2

Pgp

P-Glykoproteine

PI

Proteaseinhibitoren

PKC

Protein-Kinase 3

PLA

Phospholipase A

PLC

Phospholipase C

PML

Progressive multifokale Leukenzephalopathie

pMRI

Perfusions-Kernspintomographie

PNS

peripheres Nervensystem

PR

Protease

Q

Qin

Quinolinsäure

R

rCBF

regional cerebral blood flow

rCBV

regional cerebral blood volume

Rev

regulatory expression ofviral proteins

RNA-P-II

RNA-Polymerase II

RP

rapid progressors

RPR

rapid plasma reagin

RRE

rev responsive element

RRF

ragged red fibers

RT

Reverse Transkriptase

RTC

Reverser Transkriptions-Komplex

RTI

Reverse Transkriptase-Inhibitor

RTPCR

Reverse Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion

RTV

Ritonavir

S

SCID

severe combined immunodeficiency

SDF-1

stromal cell-derived factor-1

SSEP

somatosensibel evozierte Potentiale

SIV

simian immunodeficiency virus

SI

syncytium-inducing

SIE

sis-inducible element

sIL-6R

IL-6-soluble receptor

SMA

supplementary motor area

SOD

Superoxyddismutase

SP

slow progressor

SPECT

Single Photon Emission Computed Tomography

SQV

Saquinavir

SSRI

selective serotonin re-uptake inhibitor

STI

Strukturierte Therapiepausen (Inhibition)

T

TAR

»tat«-assoziierte Region

tat

Transaktivierungsprotein

TBP-1

»tat« binding protein-1

TDF

Tenofovir

TDM

Therapeutisches Drug-Monitoring

TE

Toxoplasma-Enzephalitis

TGF

Transforming Growth Factor

TIP

»tat« interacting protein

TLR

toll like receptor

TMT

Trail Making Test

TNF-Alpha

Tumornekrosefaktor-Alpha

TIP

Treponema pallidum-Immobilisationstest

TK

Tyrosinkinase

V

VCAM-1

vascular adhesion molecule-1

VDRL

venereal disease research laboratory Test

VEGF

vascular endothelial growth factor

Vif

viral infectivity factor

Vpr

viral protein-R

Vpu

viral protein-U

VZV

Varizella zoster-Virus

W

WIAES-R

Wechsler Adult Intelligence Scale-Revised

Z

ZDV

Zidovudin

ZNS

Zentrales Nervensystem

1 Einleitung

Bereits seit den fünfziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts sind tierpathogene Retroviren bekannt, die in der Folgezeit als ätiologisches Agens von Leukämien und Lymphomen in Tierspezies erkannt wurden. Bald danach wurden diese Viren als Urheber von aplastischen Anämien sowie immunsuppressiven und neurologischen Erkrankungen identifiziert. Die Suche nach Menschen-pathogenen Retroviren begann. Diese wurden in den Folgejahren nach und nach isoliert. Gallo und Mitarbeiter entdeckten 1976 Interleukin-2, den sogenannten T-Zell-Wachstumsfaktor, der in vitro Experimente mit T-Zell-Linien ermöglichte. Diese Arbeitsgruppe wies 1980 ein menschliches Retrovirus in einem aggressiven Haut-T-Zell-Lymphom nach und nannte es »human T-lymphotropic virus type I (HTLV I)«. Bald daraufwurde ein zweites, eng verwandtes Virus, das HTLV II genannt wurde, aus einem Patienten mit einer Haarzell-Leukämie isoliert.

HTLV I wurde als Ursache der Erwachsenen T-Zell-Leukämie identifiziert. HTL-Viren wurden weiterhin als Urheber für Myelopathien und die tropische spastische Paraparese identifiziert. Zunächst wurde HTLV I auch als Ursache der Acquired immunodeficiency syndrome-(»Aids«)Pandemie vermutet, wie die erworbene Immunschwäche, die Gottlieb und Mitarbeiter 1981 im New England Journal of Medicine als Ursache einer merkwürdigen Häufung von Infekten mit seltenen Erregern beschrieben, genannt wurde. Es war in einer Kohorte homosexueller Männer vermehrt zu Lungenentzündungen durch Pneumocystis carinii und zu oralen Candida-Infektionen gekommen. Bereits zwei Jahre später wurden kreuzreaktive Antikörper gegen HTLV I-Proteine in Patienten mit »Aids« festgestellt.

Bald aber wurde klar, dass der Erreger dieser erworbenen Immunschwäche ein drittes, bis dahin unbekanntes Retrovirus war, das Ende 1983 von Montagnier und Mitarbeitern (Barré-Sinoussi et al., 1983) sowie kurz daraufvon Robert Gallo und Mitarbeitern identifiziert und Lymphadenopathie-Virus (LAV) oder »human T-lymphotropic virus type III (HTLV III)« genannt wurde. In der ersten zusammenfassenden Arbeit beschrieb Luc Montagnier 1985 in den Annals of Internal Medicine die Wirkung des Virus auf das menschliche Immunsystem mit gezieltem Befall von T-Lymphozyten, insbesondere der CD4+-Zellen sowie von Makrophagen, wobei später auch Zellen dendritischen Ursprungs als suszeptibel für die Infektion bekannt wurden.

In einer Konsensuskonferenz 1986 in Atlanta wurde das zwischen 70 und 160 μm große und von einer Glykoproteinhülle umgebene Virus »HIV« (human immunodeficiency virus) genannt. Es besteht aus zwei RNS-Einzelsträngen, die durch das Enzym »Reverse Transkriptase« in DNS-Provirus umgeschrieben werden. Die Hüllproteine gp120 und gp41 spielen eine bedeutsame Rolle für die Rezeptorbindungsfähigkeit und die immunologischen Eigenschaften des Virus. Zellmitogene und Regulatorproteine (z. B. das Transaktivierungsprotein »tat«) aktivieren die »long terminal repeats (LTR)« und somit die m-RNS-Produktion, wohingegen andere Virusproteine (z. B. negative factor=nef) sie hemmen. Das »pol«-Gen kodiert für die Reverse Transkriptase, »gag« für die Kernproteine. P24 und p17 bestimmen die Antigenität der Kernproteine, p51 und p65 kodieren für die Reverse Transkriptase, p15 kodiert für die RNS.

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Abb. 1.1: Stilisierte Darstellung des humanen Immundefizienzvirus (HIV) (erstellt von Sgame – Fotolia).

Alle Retroviren werden über virushaltige Körpersekrete (z. B. Blut) übertragen. Das Virus bindet an CD4+-Rezeptor tragende T-Lymphozyten. Alle Retroviren – so auch das HIV – sind neurotrop, d.h., sie befallen prädilektiv bestimmte Strukturen des Nervensystems und können die meisten uns bekannten neurologischen Erkrankungen hervorrufen (Arendt und Nolting, 2005). Erste Publikationen hierzu erschienen 1983 (Snider et al., 1983).

In den Jahren 1983 bis 1991 wurde der Befall von Makrophagen und Gliazellen beschrieben. Später wurde gezeigt, dass Neurone zwar infiziert werden können, das Virus sich in ihnen aber nicht reproduzieren kann. Lipton und Mitarbeiter (Kaul et al., 2001) fassten In-vitro-Daten in einem Schema zusammen, das noch heute Gültigkeit hat.

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Abb. 1.2: Schematische Darstellung der Neuropathogenese der HIV-assoziierten Enzephalopathie (modifiziert nach Kaul M et al., 2001).

Heute ist bekannt, dass die Mechanismen, die das Virus beim Eindringen in das Nervensystem benutzt, komplex sind und Verbindungen zu vielen neurodegenerativen Erkrankungen darstellen. Zur Aufklärung des Infektionsgeschehens müssen molekularbiologische, immunologische und virologische Ergebnisse zusammengeführt werden. Außer In-vitro-Ergebnissen müssen aber auch epidemiologische und neuropsychiatrische Aspekte berücksichtigt und weiter geklärt werden, insbesondere, da es in den letzten Jahren zu einer relativen Zunahme neuropsychiatrischer Auffälligkeiten bei HIV-Trägern gekommen ist (Dore et al., 2003), die man nach der Einführung der hochaktiven antiretroviralen Therapie in die Behandlung der HIV-Infektion 1996 bereits besiegt geglaubt hatte.

Das vorliegende Buch soll zunächst einen Überblick über die aktuelle epidemiologische Entwicklung geben, die klinischen Bilder, die das HI-Virus hervorrufen kann, im Detail präsentieren, einen Überblick über diagnostische Methoden bieten, das moderne Wissen über die Neuropathogenese zusammenfassen, die moderne antiretrovirale Therapie darstellen und schließlich in einem Patienten-relevanten Informationsteil sozial-, berufs- und finanzrechtliche Folgen darstellen.

2 Epidemiologie und Genetik des Virus

Weltweit leben zurzeit 40,3 Millionen Menschen mit HIV/Aids. 2005 infizierten sich knapp fünf Millionen Menschen neu mit dem Virus; 3,1 Millionen Menschen starben allein 2005 an der Seuche, wobei nach wie vor der Pandemie-Gipfel im subäquatorialen Afrika liegt.

Die antiretroviralen Therapien haben bewirkt, dass die Zahl der Aids-Toten in industrialisierten Ländern zu begrenzen ist.

Präventionsstrategien wurden insbesondere in Ländern, in denen sich die Hauptmuster der HIV-Übertragung verlagern, viel zu langsam angepasst.

Ende 2005 erschienen weltweite Mitteilungen – auch in Deutschland – zu steigenden Infektionszahlen in der Hauptbetroffenengruppe der homo- und bisexuellen Männer, wobei bereits seit 2003 Berichte zu steigendem Risikoverhalten zu verzeichnen sind. Eine amerikanische Studie in Baltimore, Los Angeles, Miami, New York City und San Francisco zeigte deutliche regionale Unterschiede; so ist die HIV-Inzidenz unter homo- und bisexuellen Männern in San Francisco geringer als in der Vergangenheit geschätzt; in Baltimore fand sich jedoch eine HIV-Inzidenz von 8 % in der gleichen Hauptbetroffenengruppe. 40 % der an der Studie teilnehmenden Männer wurden HIV-positiv getestet; 62 % dieser positiven Teilnehmer waren sich ihrer Infektion nicht bewusst. In den Vereinigten Staaten nimmt man an, dass etwa ein Viertel der HIV-positiven Patienten sich seiner Infektion nicht bewusst ist.

Aids hat sich unter männlichen Afro-Amerikanern der Altersgruppe zwischen 25 und 54 Jahren zu einer der drei häufigsten Todesursachen entwickelt und ist die Todesursache Nr. 1 unter weiblichen Afro-Amerikanerinnen in der Altersgruppe zwischen 25 und 34 Jahren.

In Westeuropa leben mehr als eine halbe Million Menschen mit dem HI-Virus, wobei es in einigen Ländern Anzeichen für ein Wiederaufflammen risikoreicher Verhaltensweisen gibt. Die große Veränderung war die Entwicklung heterosexueller Kontakte als dominante Ursache neuer HIV-Infektionen in mehreren Ländern. Ein Drittel der Neuinfektionen betrifft Frauen.

Seit 2002 ist die Gesamtzahl der jährlichen HIV-Neudiagnosen, die aus homosexuellem Geschlechtsverkehr resultieren, leicht zurückgegangen. Betrachtet man jedoch die einzelnen Länder, ist es in Belgien, Dänemark, Portugal und der Schweiz zu einem leichten, in Deutschland zu einem bedeutenden Anstieg gekommen. So hat sich die Zahl der HIV-Neudiagnosen bei homo- und bisexuellen Männern von 2001 bis 2004 verdoppelt. Auch der dramatische Anstieg anderer sexuell übertragbarer Erkrankungen wie der Syphilis zeigt das Versagen der Präventionsstrategien. Eine Studie in einer ambulanten Klinik für sexuell übertragbare Krankheiten in Barcelona verzeichnete einen Anstieg der Syphilis-Diagnosen für den Zeitraum 2002 bis 2003 im Vergleich zum Zeitraum 1993 bis 1997 (Vall Mayans et al., 2004). Außer dem offensichtlich veränderten Risikoverhalten von homo- und bisexuellen Männern in den letzten Jahren zeichnet auch der stetige Anstieg der HIV-Infektion bei Frauen verantwortlich für die Zunahme der HIV-Neudiagnosen. In Belgien, Dänemark, Frankreich, Deutschland und Schweden sind etwa ein Drittel der HIV-Infektionen heterosexuellen Kontakten zuzuschreiben, die sehr oft im Ausland, so im subäquatorialen Afrika stattfinden. Problematisch ist hier insbesondere in den industrialisierten Ländern die Gruppe der Migranten, die sich oft ihres Virusstatus nicht bewusst ist. So stellen in den 18 westlichen europäischen Ländern mit HIV-Daten für das Jahr 2004 Frauen einen Anteil von 35 % aller Neudiagnosen (im Vergleich zu 25 % im Jahr 2000).

Westeuropa und Nordamerika sind die Regionen der Welt, in denen die überwiegende Mehrzahl von Menschen mit einer HIV-Infektion auch die notwendigen antiretroviralen Medikamente bekommt.

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Abb. 2.1: Schätzung HIV-positiver Erwachsener und Kinder 2005, nach UN-AIDS, 2005. In den letzten zwei Jahren ist die Zahl der HIV-Positiven nahezu überall in der Welt gestiegen; in der Karibik, der am zweitstärksten betroffenen Region der Welt, hat sich die HIV-Prävalenz 2005 im Vergleich zu 2003 jedoch nicht verändert.

So geht in Westeuropa die Zahl der Todesfälle, die auf Aids zurückzuführen sind, in den letzten Jahren deutlich zurück, von 2000 bis 2005 um 42 %. In Osteuropa, wo Betroffene nur eingeschränkten Zugang zu wirksamen Medikamenten haben, hat sich die Zahl der Aids-Toten hingegen seit 2000 verdreifacht (EuroHIV 2005).

Trotz Einführung der hochaktiven antiretroviralen Therapien in den meisten Regionen der Erde hat die Aids-Pandemie im Jahr 2005 insgesamt 3,1 Millionen Opfer gefordert, darunter mehr als eine halbe Million Kinder.

Abbildung 2.1 zeigt eine Schätzung der Anzahl HIV-positiver Menschen weltweit im 3. Jahrtausend.

Tabelle 2.1 zeigt den Anteil der weiblichen Bevölkerung an der Pandemie als Vergleich zwischen Ende 2003 und 2005. Man sieht, dass in West- und Mitteleuropa sowie Nordamerika der Anteil betroffener Frauen zwischen 25 und 27 % liegt, in den meisten anderen Regionen der Welt jedoch bei etwa 50–57 %.

Alle Anstrengungen, die in den vergangenen Jahrzehnten im Kampf gegen Aids unternommen wurden, werden der Geschwindigkeit der sich ständig ausbreitenden Epidemie nicht gerecht. Die hochaktive antiretrovirale Therapie wird zwar auch in Ländern wie Argentinien, Brasilien, Chile und Teilen der Karibik eingesetzt, erreicht jedoch längst nicht alle Menschen, die ihrer bedürften. In Ländern Lateinamerikas, der Karibik, Osteuropas, weiten Teilen Asiens und nahezu allen Ländern des südlichen Afrika: bestenfalls einer von zehn Afrikanern und einer von sieben Asiaten erhielt 2005 im Bedarfsfall eine hochaktive antiretrovirale Therapie. Um gegen die Pandemie erfolgreich zu sein, müssen Faktoren wie soziales Ungleichgewicht und Armut politisch mit sehr viel mehr Entschlossenheit angegangen werden. Neben dem Kampf gegen Diskriminierung, Ungleichgewicht zwischen den Geschlechtern und anderen Menschenrechtsverletzungen, müssen die durch Aids entstehenden sozialen Probleme gelöst werden, wie z. B. die Verwaisung ganzer Generationen von Kindern.

Festzuhalten bleibt, dass bestimmte Präventionsstrategien greifen, jedoch nicht in ausreichendem Maß, und dass zu fürchten ist, dass sie, wenn sie kein Ziel finden, ihre Wirksamkeit wieder einbüßen, was sich bedauerlicherweise an der Zunahme der Infektionsraten homo- und bisexueller Männer in Nordamerika und Westeuropa zeigt. Dies macht Abbildung 2.2 deutlich.

Es ist bewiesen, dass präventive Bemühungen am erfolgreichsten sind, wenn sie umfassend und langfristig angelegt sind. So führten intensive Präventionsprogramme in der Mbeya-Region in Tansania von 1994 bis 2000 zu einem stärkeren Gebrauch von Kondomen und einer konsequenteren Therapie von Geschlechtskrankheiten. Diese Fortschritte waren von einem Rückgang der HIV-Prävalenz unter den 15- bis 24-jährigen Frauen begleitet (Jordan-Harder et al., 2004). Epidemiologen sprechen von unterschiedlichen Aids-Epidemien je nach betroffener Bevölkerungsgruppe und von sogenannten gruppenspezifischen Präventionsstrategien. Außerdem werden in der Prävention Entwicklung und Umsetzung neuer Methoden ein entscheidender Faktor werden, so z. B. der Einsatz von Mikrobiziden und die Verbesserung bereits vorhandener Produkte wie des Kondoms für Frauen. Ein wesentlicher Schritt in die richtige Richtung wäre die Entwicklung von Impfstoffen, die sich allerdings problematisch gestaltet (s. Kap. 8). Behandlungs- und Präventionsstrategien müssen komplimentär sein. Mathematische Modelle zeigen, dass bei rechtzeitigem Ausbau effizienter Prävention und Behandlung parallel zueinander die Vorteile sowohl im Hinblick auf die HIV-Neuinfektionen als auch auf die Zahl der verhinderten Todesfälle am größten ist (Salomon et al., 2005). Präventionsprogramme müssen, um wirklich erfolgreich zu sein, deshalb die Lebensumstände der Menschen berücksichtigen.

Tab. 2.1: Regionaler, prozentualer Anteil HIV-infizierter Frauen an der Gesamtbevölkerung – Vergleich zwischen Ende 2003 und 2005.

Region

Jahr

Anzahl der HIV-positiven Frauen (15–49)

Prozentsatz der Frauen an HIV-positiven Erwachsenen (15–49) (%)

Südliches Afrika

2005

13,5 Mio. [12,5–15,1 Mio.]

57

2003

13,1 Mio. [12,1–14,6 Mio.]

57

Nordafrika und Naher Osten

2005

220.000 [83.000–660.000]

47

2003

230.000 [78.000–700.000]

50

Südasien und Südostasien

2005

1,9 Mio. [1,1–2,8 Mio.]

26

2003

1,6 Mio. [950.000–2,4 Mio.]

25

Ostasien

2005

160.000 [82.000–260.000]

18

2003

120.000 [59.000–190.000]

17

Ozeanien

2005

39.000 [20.000–62.000]

55

2003

27.000 [14.000–43.000]

44

Lateinamerika

2005

580.000 [420.000–770.000]

32

2003

510.000 [370.000–680.000]

32

Karibik

2005

140.000 [88.000–250.000]

50

2003

140.000 [87.000–250.000]

50

Osteuropa und Zentralasien

2005

440.000 [300.000–620.000]

28

2003

310.000 [210.000–430.000]

26

West- und Mitteleuropa

2005

190.000 [140.000–240.000]

27

2003

180.000 [150.000–220.000]

27

Nordamerika

2005

300.000 [150.000–440.000]

25

2003

270.000 [130.000–400.000]

25

Gesamt

2005

17,5 Mio. [16,2–19,3 Mio.]

46

2003

16,5 Mio. [15,2–18,2 Mio.]

47

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Abb. 2.2: Infektionsraten homo- und bisexueller Männer in Nord- und Westeuropa, nach RKI 11/05.

Die Rechte der Frauen und jungen Mädchen müssen in diesem Zusammenhang besonders beachtet werden. In der gesamten Welt – angefangen im subäquatorialen Afrika und Asien bis hin zu Europa, Lateinamerika und dem Pazifikraum – werden mehr und mehr Frauen mit dem HI-Virus infiziert. Dies resultiert aus politischen, sozialen, kulturellen und menschlichen Ungleichheiten. Im subäquatorialen Afrika ist die Wahrscheinlichkeit, eine HIV-Infektion zu erwerben, für junge Frauen in der Altersgruppe von 15–24 Jahren 3-mal so hoch wie in der vergleichbaren männlichen Gruppe (WHO, 2005).

In bestimmten Ländern der Welt werden Ehefrauen über ihre Ehemänner infiziert, Gewalteinwirkung gegen Frauen trägt ebenfalls zur steigenden Infektionsrate der weiblichen Bevölkerung bei. So müssen hier HIV-Präventionsmaßnahmen den Kampf gegen die Gewalt im Umgang mit Frauen und Mädchen einschließen, so z. B. die Reform antiquierter Hierarchiestrukturen (Maman et al., 2000).

Ferner muss die Diskriminierung von Randgruppen der Gesellschaft, die durch die HIV-Infektion schwer betroffen sind, wie die der Homosexuellen noch deutlicher unterbunden werden. Homosexuelle Männer können hervorragende Werbeträger im Rahmen der Prävention sein, müssen jedoch gestärkt und ermutigt sowie anerkannt werden, damit sie diese Rolle konsequent übernehmen. Präventionsziele müssen darin bestehen, die Ansteckung mit weiteren Geschlechtskrankheiten zu verhindern, den Fortschritt der Krankheit zu verlangsamen und die Weitergabe der Infektion an andere zu verhindern. Die spezifische Beratung soll das Wissen über die HIV-Übertragung lehren und sogenannte Safer-Sex-Strategien stärken.

Eine der problematischsten Regionen im Hinblick auf eine Ausbreitung der HIV-Infektion ist Osteuropa. Dort wächst die Epidemie mit ungebrochener Geschwindigkeit und betrifft immer größere Teile der Gesellschaft. Im Jahr 2005 hatte dort die Infektionsrate 1,6 Millionen erreicht, wobei hier der Lebensraum Osteuropa und Zentralasien zusammengefasst ist, das entspricht einem 20fachen Anstieg in weniger als zehn Jahren. In dieser Region starben 2005 doppelt so viele Menschen an Aids wie 2003. Allein 75 % der im Zeitraum 2003 bis 2004 gemeldeten HIV-Infektionen betreffen in Osteuropa und Zentralasien Menschen unter 30 Jahren. Es zeigen sich in mehreren Ländern mit dem Anstieg der Neuinfektionen auch Veränderungen im Epidemiemuster. Im Jahr 2004 waren mindestens 30 % aller neugemeldeten HIV-Infektionen in der Ukraine und Kasachstan sowie mindestens 45 % der Fälle in Weißrußland und der Republik Moldau aufungeschützten heterosexuellen Geschlechtsverkehr zurückzuführen, betrafen also nicht gesellschaftliche Randgruppen. Der Hauptinfektionsweg ist der heterosexuelle Geschlechtsverkehr mit einem intravenös drogengebrauchenden Partner. Junge Menschen tragen die Hauptlast neuer Infektionen. Besonders bedeutsam ist die außerordentlich hohe Zahl junger Drogengebrauchender in der russischen Förderation. Experten gehen davon aus, dass die tatsächliche Zahl der intravenös Drogengebrauchenden etwa 4- bis 10-mal so hoch ist wie amtlich vermittelt (340.000 registrierte Drogengebraucher).

Es zeigte sich auch in diesen Regionen, dass sogenannte »harm reduction programs« sehr erfolgreich Neuinfektionsraten senken können. Die unter Drogenabhängigen in Osteuropa und Zentralasien herrschende HIV-Epidemie gewinnt eine deutliche Dynamik in Form der Drogenbeschaffungs-Prostitution und breitet sich entsprechend in der heterosexuellen Bevölkerung aus, wenn auch weniger schnell. Auf diese Weise wird eine gewisse Femininisierung der Infektion unterstützt. Im Jahr 2004 stellten Frauen in der Altersgruppe zwischen 15 und 20 Jahren einen größeren Anteil unter den neu gemeldeten HIV-Infektionen als Männer dar. Im Gegensatz zu Nordamerika und Westeuropa, wo vertikale Infektionswege gegen Null konvergieren, ist die Mutter-Kind-Übertragung in Osteuropa zunehmend Thema, da sich die gemeldeten HIV-Infektionen unter Schwangeren in den letzten sechs Jahren vervierfacht haben. Die Epidemie in Osteuropa ist durch die geographische Nähe für Deutschland von besonderer Relevanz. Die dortige Entwicklung sollte verantwortliche Gesundheitsbehörden mit Sorge erfüllen. Regional verschieden sind die HIV-Subtypen, die für die HIV-Infektion verantwortlich zeichnen. Abbildung 2.3 zeigt die Verteilung der verschiedenen HIV-Subtypen über den Globus.

In Deutschland herrscht der Subtyp B vor. Alle HIV-Subtypen können neurotrope Varianten bilden, wobei unklar ist, ob diesbezüglich zwischen den verschiedenen Virus-Subtypen Unterschiede bestehen.

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Abb. 2.3: Die Verteilung der serologischen Subtypen von HIV weltweit (nach R. Hunt, Univ. of South Carolina).

Für die Zukunft werden neben Impfstoffen konsequente Präventionsstrategien das wirksamste Mittel gegen eine Verstärkung der Pandemie sein.

3 Neuropathogenese der HIV-Infektion

3.1 HIV-Biologie, -Immunologie und -Neurovirulenz

HIV gehört zur Gruppe der komplexen Retroviren, deren Replikation von verschiedenen regulatorischen und akzessorischen Proteinen kontrolliert wird, die zusätzlich zu klassischen retroviralen Strukturproteinen exprimiert werden.

Die »HIV-1 long terminal repeats (LTRs)« sind zwei identische Regionen an der viralen DNA, die während des Prozesses der Reversen Transkription, also der Umschreibung von Virus-RNA in DNA, generiert werden. In der integrierten, proviralen DNA dienen die LRTs hauptsächlich der Regulation der viralen RNA-Synthese und während der Virusreplikation auf DNA- und RNA-Ebene verschiedenen Zwecken. Die Hauptfunktion der LTR ist es aber, als »Promoter-Region« zu fungieren. Das HIV-1-Genom kodiert für drei Faktoren, nämlich Vif, Vpr und tat. Die Regulation der HIV-1-Genom-Expression spielt eine entscheidende Rolle in der Replikation des Virus und der Pathogenese der Infektion, wobei die LTR-Region eine zentrale Bedeutung hat.

Das »Tat responsive element« (TAR) ist die Zielsequenz für die virale Transaktivierung und somit die Bindestelle für das virale transaktivierende Protein »tat« und seine zellulären Partnerproteine, die in die HIV-Transkription involviert sind. TAR funktioniert als ein RNA-Element, das zelluläre A-Polymerase-Aktivität rekrutriert und somit die virale Transkription stimuliert.

Das responsive Element (RRE) ist ein Cis-RNA-Element, das in der viralen Messenger-RNA enthalten ist. Es ist Bindestelle für rev, ein virales Regulatorprotein, das den Export von virale Introns-enthaltender RNA aus dem Zellkern steuert.

Das Virusstrukturprotein »Gag« ist die genomische Region, die für gruppenspezifische Antigene kodiert. Gag-Proteine sind für die Formation von nicht-infektiösen, Virus-ähnlichen Partikeln notwendig. Das gag-Protein ist der Plasmamembran assoziiert und spielt bei der sogenannten »virus-assembly« eine Rolle. Das pol-Gen repräsentiert die genomische Region, die für die viralen Proteasen, die Reverse Transkriptase und die Integrase, kodiert.

Das pol-Gen ist die stabilste Region des HIV-1-Genoms. Alle pol-kodierten viralen Enzyme sind Ziel der gegenwärtigen, hochaktiven antiretroviralen Therapie.

So spielen die HIV-Proteasen eine kritische Rolle in den Spätstadien des Virusreplikationszyklus. Sie vermitteln die Produktion reifer, infektiöser Virionen. Die Reverse Transkriptase schreibt die Virus-RNA in DNA um und steuert somit die Synthese sogenannter »Minus- und Plus-Stränge« der viralen DNA. Die Integrase fügt das Virusgenom in das Genom der Zelle ein.

Ein drittes Strukturprotein ist das envelope-Glykoprotein (gp160). Es besteht aus dem gp120- und gp41-Anteil, die beide eine wesentliche Rolle für die Neurovirulenz von HIV spielen. Das gp120 enthält die Bindungsstellen für den CD4+-Rezeptor und die Chemokinrezeptoren. Beide Proteine sind in die Fusion der viralen und zellulären Membranen involviert (Clapham und McKnight, 2001). Gp120 ist also die antigene Determinante des HIV, die die Antikörperantwort infizierter Individuen provoziert.

Die wichtigsten Regulatorproteine von HIV sind tat und rev. Das Transaktivator-Gen »tat« erhöht den »steady state-Level« der viralen RNA 700fach (Marcello et al., 2001). Es befindet sich im Nucleolus, wie mit Immunfluoreszenzmethoden nachgewiesen wurde, und wird durch Bindung an das sogenannte »TAR«-RNA-Element wirksam. Tat wird auch im extrazellulären Milieu gefunden und kann von Zellkulturen aufgenommen werden. Rev bindet an die RRE-Sequenz der viralen RNA und bewirkt den Export der messenger-RNA aus dem Zellkern.

Man bezeichnet vif, vpr, vpu und nef als akzessorische Proteine, da sie zunächst als unwesentlich für die HIV-Replikation eingeschätzt wurden. Inzwischen weiß man, dass sie im Gegenteil für die In-vivo-Virusreplikation sogar eine bedeutsame Rolle spielen. Der »viral infectivity factor« (vif) antagonisiert ein zelluläres HIV-Kennprotein (Goff, 2003), das virale Protein R (vpr) bewirkt den Import von viralen Präintegrationskomplexen in den Zellkern, den Wachstumsstopp der Zielzellen in der G2-Phase und die Induktion der Apoptose in den infizierten Zellen sowie die Transaktivierung der viralen Transkription. Das virale »U«-Protein (vpu) ist spezifisch für HIV-1. Es handelt sich um ein integrales Membranprotein mit zwei biologischen Aktivitäten, nämlich der Herunterregulierung von CD4+-Rezeptoren im endoplasmatischen Retikulum und der Steigerung von Virionen-Export aus der Plasmamembran.

Es ist allgemein akzeptiert, dass die primäre Wirtszelle für eine produktive HIV-Infektion im Gehirn perivaskulär gelegene Makrophagen und Mikrogliazellen sind.