미국 머크가 세계에이즈의 날을 맞아 에이즈의 원인이 되는 HIV(인간 면역 결핍 바이러스)에 대한 매뉴얼을 발행해 이를 소개한다.

HIV가 인체에 침입하면 여러 종류의 백혈구에 부착한다. 가장 중요한 사실은 특정 헬퍼 T 림프구와 관련된다. 인체 면역의 핵심이 되는 헬퍼 T 림프구는 면역계의 다른 세포를 활성화시킨다. 헬퍼 T림프구는 그 표면에 HIV가 부착 할 수 있는 CD4라는 수용체를 가지고 있다. 이 때문에 이러한 헬퍼 림프구는 CD4+로 지정되어 있다.

HIV는 리보 핵산 (RNA)에다 자신의 유전 정보를 저장한다. 일단 CD4+ 림프구의 내부에 침입하면 HIV바이러스는 RNA의 복사본을 만들기 위해 역전사 효소라는 효소를 이용하여 복사본 디옥시리보 핵산 (DNA)이 만들어진다. HIV는 이 때 쉽게 변이한다. 이는 역전사 효소가 DNA에 대한 HIV RNA의 변환 시에 오류가 생기는 경향이 있기 때문이다. 이러한 돌연변이는 HIV를 통제하기 더 어렵게 만든다. 그것은 수많은 돌연변이가 침입한 사람의 면역계와 항레트로바이러스약물에 의한 공격에 저항 할 수 있는 HIV를 만들어낼 가능성을 늘리기 때문이다.

HIV DNA 사본은 감염된 림프구의 DNA에 합쳐진다. 림프구 자체 유전 기제는 HIV를 복제하기에 결국 림프구를 파괴한다. 감염된 림프구마다 다른 림프구를 감염시킬 뿐만 아니라 그들을 파괴하여 새로운 HIV바이러스의 수없이 많이 만들어낸다. 며칠 또는 몇 주 내에, 혈액과 체액은 매우 많은 양의 HIV를 포함할 수 있게 되며, CD4+ 림프구는 실질적으로 감소될 수 있다. 이는 혈액과 생식기 체액에서 HIV의 양이 HIV 감염 후 신속하게 증가하기 때문에, 새로 감염된 사람은 아주 쉽게 다른 사람에게 HIV를 전파한다.

HIV의 생명주기를 단순화하면 다음과 같다.

HIV는 모든 바이러스와 마찬가지로, 감염된 세포 가운데 주로 CD4+ 림프구의 복제 기제를 사용하여 자신을 복제한다.

-HIV는 표적 세포에 부착하여 침투한다.

-HIV는 자신의 유전자 암호인 RNA 바이러스의 유전자 코드를 방출한다. 바이러스가 복제하기 위해서는 HIV는 자신의 RNA를 DNA로 변환해야 한다. HIV가 방출한 RNA는 HIV가 만들어낸 역전사 효소라는 효소에 의해 변환된다. 바이러스 RNA가 DNA로 변환 중 역전사 효소는 오류가 생기는 경향이 있기 때문에 HIV는 이 시점에서 쉽게 변이합니다.

-그 다음에 바이러스의 DNA는 세포의 핵에 들어간다.

-이때 HIV가 만들어내는 효소 인테그라제(숙주세균의 DNA에 프로파지의 주입을 촉매하는 효소)의 도움으로, 바이러스 DNA는 세포의 DNA에 합쳐진다.

-감염된 세포의 DNA는 바이러스의 RNA 뿐만 아니라 새로운 HIV를 조합해내기 위해 필요한 단백질을 생성한다. -새로운 바이러스는 RNA와 단백질의 짧은 조각에서 조립된다.

-바이러스 세포막을 통해 바이러스가 들어가며 자신을 세포막의 조각 안에 감싸고 감염된 세포막을 뚫고 나간다.

-다른 세포를 감염시킬 수 있기 위해 싹난 바이러스는 성숙해야 한다. 다른 HIV 효소 (HIV 프로테아제/단백질분해효소)이 바이러스 안의 구조 단백질을 절단하여 이 바이러스들이 재정렬하게 될 때 성숙하게 된다.

HIV 감염 치료제들은 HIV의 생명주기에 기반하여 개발되었다. 이 약물들은 바이러스가 복제 되거나 세포에 부착될 때나 세포가 들어갈 때 사용하는 세 가지 효소 (역전사 효소, 인테그라제 및 단백질 분해 효소)를 억제한다.

HIV 감염은 CD4+ 림프구를 파괴하여 많은 감염증과 암을 방지하는 인체의 면역 체계를 약화시킨다. 이러한 면역계 약화가 일단 시작되면 HIV 감염을 제거 할 수 없는 원인이 된다. 하지만 일부 면역계 반응을 이끌어낼 수 있다. 감염 후 한두 달 안에 인체는 혈액에서 HIV의 수치를 낮게 하는 것을 도와주는 항체와 림프구를 생성합니다. 이 때문에 HIV 감염 후 2년에서 15 년 이상에 이르기까지 평균 약 10 년 동안 아무런 증상이 없거나 몇 가지 가벼운 증상을 일으킨다.

한편 CD4의 숫자는 HIV감염이 에이즈로 진행되었는지를 확인해 주는 지표가 될 수 있다.

혈액 내의 CD4+ 림프구(CD4 수)수치는 인체의 면역계가 감염증으로부터 자신을 보호하고 심각한 HIV의 공격력으로부터 인체를 얼마나 보호하는지를 잘 보여주는 것으로 판단하는데 도움이 될 수 있다. 대부분의 건강한 사람들은 혈액 중 마이크로리터 당 500~1,000 CD4 세포가 있다. 통상적으로 CD4+ 림프구의 수는 감염 후 첫 몇달 동안은 감소된다. 약 3~6개월 후에는 CD4 수가 안정화되지만, 치료받지 않으면 그 숫자는 일반적으로 매우 느리게 줄어드들다가 빠른 속도로 감소가 진행된다.

CD4수가 혈액 중 마이크로리터 당 약 200 세포 아래로 떨어지면, (뉴모시스티스 이베로치(폐포자충) 폐렴 같은) 특정 감염증과 싸울 수 있는 인체 면역계의 능력이 떨어지게 된다.이러한 감염의 대부분은 건강한 사람에 드물지만 HIV감염자들은 면역계가 약해져 있어 이같은 감염증이 일반적이다. 감염증들이 약해진 면역 체계를 활용하기 때문에 이러한 감염을 기회 감염이라고 한다. 매우 심한 체중 감소, 실명 또는 사망을 일으킬 수있 는 추가 기회 감염이 일반적으로 발생하기 때문에 혈액 마이크로리터당 약 50 세포 아래의 수치는 매우 위험하다. 이같은 감염에는 거대 세포 바이러스 감염(거대 세포 바이러스 (CMV) 감염)과 마이코박테리움 아비움 복합감염 (결핵 (TB)를 닮은 감염) 등이 있다.

HIV에서 있어서 에이즈 진행 여부와 관련하여 바이러스 부하도 중요하다. 혈액에서 발견되는 HIV의 양 (특히 HIV RNA의 사본수) 바이러스 부하라고 한다. 바이러스 부하는 HIV가 얼마나 빨리 복제되는지를 보여준다. 처음에 감염되면 바이러스 부하가 급격하게 증가한다. 그 다음에 약 3~6개월 후에 치료처치가 없다면 세트포인트라고 하는 변동이 없는 수준으로 낮은 수준에 머무르게 된다. 이 수준은 혈액의 마이크로 리터 당 수백개 이상의 복사본 몇 백만 개가 될 정도로 개인별로 매우 다르게 나타난다.

세트포인트가 높을수록 CD4 수가 더 빨리 낮은 수치로 (200세포수보다 적은) 떨어져 증상이 없는 사람에게도 기회감염 위험을 높인다.

성공적인 치료를 받는 중에는 바이러스 부하가 매우 낮거나 검출되지 않는 수준 (혈액의 마이크로리터 당 약 20 ~ 40 사본 이하)로 감소한다. 하지만 비활성 (잠복) HIV는 여전히 세포 내에 존재하고, 치료가 중지되면 그 때 HIV가 복제하기 시작해 바이러스 양이 증가한다. 치료 기간 동안 바이러스 부하의 증가는 HIV가 내성을 가졌음을 의미하거나 그 사람이 처방 약물을 복용하고 있지 않음을 의미하거나 둘 다일 수 있다.