Uvod:
HIV-1 je virus kojeg karakterizira izrazita raznolikost kao i konstantna molekularna evolucija. Diversifikacija HIV-a povezana je s karakterističnim virusološkim obilježjima ovog virusa pri čemu su najvažniji čimbenici:
1. transkripcijske pogreške virusne reverzne transkriptaze koja je odgovorna za umnažanje virusa pri čemu po svakom replikacijskom ciklusu nastaje najmanje jedna mutacija u genomu,
2. visoka stopa umnažanja virusa u zaražene osobe,
3. visoka stopa rekombinacije,
3. selektivni pritisak imunološkog sustava.
Stoga je infekcija ovim virusom karakterizirana konstantnim stvaranjem novih virusnih linija, podtipova i rekombinantnih formi koje se mogu razlikovati i do 35% u nekim dijelovima genoma.
Evolucijski biolozi pretpostavljaju da je tijekom prijenosa virusa u humanu populaciju došlo do razvoja neovisnih virusnih linija koje su u konačnici odgovorne za značajnu heterogenost HIV-a. Ovaj virus danas klasificiramo u četiri linije ili grupe: M (engl. major), O (engl. outlier), N (non-M, non-O ili new) i P. Posebno je zanimljiva razlika u proširenosti pojedinih grupa HIV-a u populaciji čovjeka pri čemu je grupa M odgovorna za globalnu epidemiju, grupe O i N su manje zastupljene te najčešće u zapadnoj i središnjoj Africi, dok je grupa P identificirana u svega nekoliko osoba iz Afrike. Grupa M dijeli se u 10 podtipova (A, B, C, D, F, G, H, J, K i L), 8 pod-podtipova unutar podtipa A, 2 pod-podtipa unutar podtipa F i na brojne rekombinantne forme (Slika 1). U epidemiološkom smislu potrebno je istaknuti da su pojedini podtipovi virusa češći u određenih skupina osoba, npr. podtip A najviše je proširen u intravenskih korisnika droge u zemljama istočne Europe.
Rekombinanti oblici HIV-a predstavljaju posebno važan dio istraživanja molekularne epidemiologije HIV-a zbog toga što se svake godine otkrivaju nove rekombinante koje predstavljaju nedvojben dokaz o trajnoj molekularnoj evoluciji ovog virusa u populaciji čovjeka. Rekombinante virusa klasificiraju se u cirkulirajuće rekombinantne forme (engl. Circulating recombinant form, CRF) ukoliko su dokazane u tri ili više epidemiološki nepovezane osobe. Rekombinantne koje su dokazanje u manje od tri epidemiološki nepovezanih osoba nazivamo jedinstvenim rekombinantnim formama (engl. Unique recombinant form, URF). Procjenjuje se da postoji više od 100 CRF-ova HIV-a koje se klasificiraju po redoslijedu kojim su opisane, a njihovo numeriranje nije odraz evolucijske starosti niti kronološkog redoslijeda kojim su se razvile.
Biološka i klinička značajnost genotipizacije HIV-a
Molekularna epidemiologija HIV-a kao i praćenje transmisijskih klastera trajni je znanstveni interes u virusologiji koji omogućuje detaljniju analizu epidemioloških trendova u određenim populacijama. Molekularna raznolikost virusa važna je i u razvoju te optimizaciji molekularnih testova za kvantifikaciju HIV-1 RNA jer se promjene u sekvenci nukleotida u važnim dijelovima genoma virusa moraju uzeti u obzir prilikom dizajna novih testova.
Međutim, uz znanstveni interes, genotipizacija virusa značajna je i u dijagnostičkoj obradi osoba koje žive s HIV-om. Naime, poznato je da su pojedine mutacije povezane s rezistencijom na antiretrovirusne lijekove klinički značajne samo u pojedinim podtipovima virusa, dok njihovu prisutnost u drugim podtipovima interpretiramo kao polimorfizme bez kliničkog značenja. Stoga adekvatna interpretacija rezultata analize rezistencije HIV-a na antiretrovirusne lijekove nije moguća bez točne informacije o genotipovima i rekombinantama virusa.
Molekularna epidemiologija HIV-infekcije u Europi i svijetu
Hemelaar i sur. su 2019.g. i 2020.g. objavili rezultate globalne analize molekularne raznolikosti HIV-a koja je obuhvatila 383,519 ispitanika iz 116 zemalja u razdoblju od 1990. do 2015. godine.
Najčešća molekularna forma HIV-a na globalnoj razini je podtip C koji je odgovoran za 46.6% infekcija, a zatim slijede podtip B (12.1%), podtip A (10.3%), podtip G (4.6%) i podtip D (2.7%). Podtipovi F, H i J globalno su zastupljeni sa samo 0.9%. Rekombinantne forme HIV-a CRF zastupljene su s 16.7%, dok su URF bile prisutne u 6.1% ispitanika pri čemu je ukupni postotak infekcija rekombinantnim formama HIV-a iznosio 22.8%.
Analiza trendova u molekularnoj epidemiologji HIV-infekcije pokazala je značajne promjene tijekom vremena pri čemu je u razdoblju 2005. do 2015.g. došlo do porasta udjela podtipa B, podtipvi A i D su bili stabiln, a smanjio se udio podtipova C i G kao i rekombinante CRF02_AG. Učestalost rekombinante CRF01_AE kao i drugih rekombinanti (CRF i URF) postepeno se povećavao u ovom vremenskom periodu, posebno u istočnoj i jugoistočnoj Aziji, zapadnoj i središnjoj Africi, na Bliskom istoku, te u istočnoj Europi. Najčešća rekombinantna na globalnoj razini bila je CRF02_AG zastupljena s čak 33.9% u svim rekombinantnim formama.
Regionalna varijabilnost HIV-a vrlo je različita pri čemu je važno istaknuti da su u središnjoj Africi identificirani svi podtipovi HIV-a kao i gotovo 50% svih rekombinantnih oblika ovog virusa. Zanimljive su i razlike u dijelovima Afrike, pri čemu su u zapadnoj Africi najčešće infekcije podtipom G, CRF02_AG te URF-ovima, u istočnoj Africi najčešći su podtipovi A, C i D te URF-ovi dok je u južnoj Africi najčešći podtip C.
Također je zanimljivo da su u nekim geografskim područjima najčešće molekularne forme HIV-a bile upravo rekombinante poput CRF35_AD na Bliskom istoku, u zapadnoj Africi, CRF07_BC i CRF08_BC u Kini te CRF01_AE u jugoistočnoj i istočnoj Aziji.
U većini Europskih zemalja, posebice u zapadnoj Europi dominiraju infekcije podtipovima B i A (ovisno o rizičnim čimbenicima za infekciju), dok molekularna epidemiologija u migrantskim populacijama koje žive u tim zemljama odražava njihovo domicilno područje. Stoga migracije stanovništva značajno mijenjaju molekularnu epidemiologiju HIV-a u Europi.
Zanimljiva su i istraživanja podtipa A iz Grčke i Cipra koja pokazuju da je taj podtip uvezen iz sub-saharske Afrike kasnih 70-ih godina 20. stoljeća, a nakon toga se virus proširio i u Albaniji. Epidemija u Rumunjskoj je također iznimno specifična jer je više od 90% infekcija tijekom 80-ih godina 20. stoljeća bilo uzrokovano podtipom F1 koji inače dominira u južnoj Americi i Africi. Mehanizam unosa podtipa F1 u pedijatrijsku populaciju u Rumunjskoj nije u potpunosti razjašnjen, no poznato je da su recentne infekcije uzrokovane podtipovima A i B te da je prevalencija podtipa F1 stabilna. Williams i sur. su 2023.g. objavili rezultate prve metanalize globalne distribucije podtipova HIV-a u koje su uključili čak 454 studije s ukupno 610 000 ispitanika iz 91 zemlje. Rezultati ove prve meta-analize pokazali je da na globalnoj razini dominiraju rekombinante HIV-a i njihovi rezultati se u određenoj mjeri razlikuju od prethodnih studija. Prema ovoj metaanalizi, rekombinantne forme HIV-a (CRF/URF) zastupljene su s 29% na globalnoj razini, a zatim slijede podtipovi C (23%) i A (17%) (Slika 2.)
Obzirom na to da je genotipizacija HIV-a trajni znanstveni interes, kontinuirano se objavljuju podatci o novootkrivenim molekularnim formama virusa, posebice u području rekombinantnih sojeva. U Tablici 1. prikazani su znanstveni radovi objavljeni 2025.g. koji prikazuju novootkrivene rekombinante HIV-a iz područja Kine (sastav rekombinanti prikazuje Slika 3).
Tablica 1. Nove rekombinante HIV-a tipa 1
| Istraživanje | Geografsko područje | Novi soj/rekombinanta HIV-a |
| Li i sur., Viruses, 2025 | Ningxia, Kina | Nova rekombinanta CRF85_BC |
| Yu i sur., AIDS Res Hum Retroviruses, 2025 | Peking, Kina | Rekombinantna druge generacije koja se sastoji od dvije rekombinante: CRF01_AE/CRF07_BC |
| Shen i sur., AIDS Res Hum Retroviruses, 2025 | Hebei, Kina | Dvije nove jedinstvene rekombinantne forme (engl. unique recombinant forms, URFs)CRF01_AE/CRF79_0107CRF01_AE/CRF07_BC |
| Guan i sur., Curr HIV Res, 2025 | Kina | Nova rekommbinanta koja se sastoji od CRF01_AE i podtipa C |
Nacionalni podatci
Molekularna epidemiologija HIV infekcije u Hrvatskoj sustavno se prati od 2005.g. u Klinici za infektivne bolesti „Dr. Fran Mihaljević“ u Zagrebu. Recentniji podatci o molekularnoj raznolikosti HIV-a u Hrvatskoj objavljeni su u radu Planinić i sur. (2023) u kojem je analizirana distribucija podtipova i rekombinantni HIV-a u 270 osoba koje žive s HIV-om i koje su uključene u skrb nacionalnog Referentnog centra za dijagnostiku i liječenje HIV/AIDS-a u razdoblju od 2019. do 2022.g. Rezultati istraživanja pokazali su da je u Hrvatskoj otkriveno osam različitih podtipova i rekombinantni HIV-a pri čemu je podtip B bio najčešći (73.3% ispitanika), a zatim su slijedili podtip A1 (4.4%), CRF 12_BF (1.5%), CRF01_AE (1.5%), podtip C (1.1%), podtip F1 (1.1%), i CRF06_CPX (0.7%). Uz prethodno definirane cirkulirajuće rekombinante s definiranom nomenklaturom (CRF), otkrivene su i rekombinante podtipova B-D (10.7% ispitanika), A1-C (1.5%) i F1-B (1.1%). Iz navedenih rezultata vidljivo je da je molekularna epidemiologija u Hrvatskoj vrlo slična onoj u Sloveniji i Mađarskoj, te da je globalni trend širenja različitih rekombinantni ovog virusa vidljiv i u Hrvatskoj.
Zaključak:
Literaturni podatci ukazuju na iznimno veliku molekularnu raznolikost HIV-a koja je značajna za epidemiološka istraživanja, ali i za kliničko praćenje osoba koje žive s HIV-om, posebice u interpretaciji rezultata analize rezistencije virusa na antiretrovirusne lijekove.
Autorica: izv.prof.dr.sc. Snježana Židovec Lepej, ESCMID Fellow
Institucija: Klinika za infektivne bolesti „Dr. Fran Mihaljević“, Zagreb
Reference:
1. Giovanetti M, Ciccozzi M, Parolin C, Borsetti A. Molecular Epidemiology of HIV-1 in African Countries: A Comprehensive Overview. Pathogens. 2020 Dec 21;9(12):1072.
2. Hemelaar J, Elangovan R, Yun J, Dickson-Tetteh L, Fleminger I, Kirtley S, Williams B, Gouws-Williams E, Ghys PD; WHO–UNAIDS Network for HIV Isolation Characterisation. Global and regional molecular epidemiology of HIV-1, 1990-2015: a systematic review, global survey, and trend analysis. Lancet Infect Dis. 2019 Feb;19(2):143-155. doi: 10.1016/S1473-3099(18)30647-9. Epub 2018 Nov 30. Erratum in: Lancet Infect Dis. 2020 Mar;20(3):e27.
3. Hemelaar J, Elangovan R, Yun J, Dickson-Tetteh L, Kirtley S, Gouws-Williams E, Ghys PD; WHO-UNAIDS Network for HIV Isolation and Characterisation. Global and regional epidemiology of HIV-1 recombinants in 1990-2015: a systematic review and global survey. Lancet HIV. 2020 Nov;7(11):e772-e781.
4. Williams A, Menon S, Crowe M, Agarwal N, Biccler J, Bbosa N, Ssemwanga D, Adungo F, Moecklinghoff C, Macartney M, Oriol-Mathieu V. Geographic and Population Distributions of Human Immunodeficiency Virus (HIV)-1 and HIV-2 Circulating Subtypes: A Systematic Literature Review and Meta-analysis (2010-2021). J Infect Dis. 2023 Nov 28;228(11):1583-1591. 5. Planinić A, Begovac J, Rokić F, Šimičić P, Oroz M, Jakovac K, Vugrek O, Zidovec-Lepej S. Characterization of Human Immunodeficiency Virus-1 Transmission Clusters and Transmitted Drug-Resistant Mutations in Croatia from 2019 to 2022. Viruses. 2023 Dec 11;15(12):2408.
