תרגום הגנום הנגיפי (הכולל בסך-הכל 9 גנים) גורם ליצירת עותקים רבים של הנגיף בתוך הלימפוציט. ה-RNA הנגיפי מכיל, למעשה, "הוראות הרכבה" ליצירת נגיפים חדשים. הנגיף מנצל את מנגנון השכפול של הלימפוציט (שכן לנגיפים אין מנגנון שכפול עצמאי), משתכפל בצורה מסיבית וגורם למותו של הלימפוציט. לאחר מכן גורמים הנגיפים החדשים להרס ממברנת הלימפוציט; עתה יכולים הנגיפים לצאת מן התא ולהדביק לימפוציטים חדשים. במונוציטים ובתאים דנדריטיים משתכפל הנגיף גם כן, אך בדרך-כלל אינו מביא למות התא. תאים אלו מהווים, אם כן, מעין מאגר של נגיפים.
בחודשים הראשונים להידבקות מנסה מערכת החיסון להתמודד עם הנגיף, ומייצרת תאי B, אשר בתורם מייצרים נוגדנים הנצמדים לנגיף ומביאים להשמדתו. בהמשך, מערכת החיסון אינה מסוגלת יותר לעמוד בעומס, המוערך ב-109 לימפוציטים מודבקים בכל יום וב-1010 נגיפים חדשים המיוצרים בכל יום. כמעט כל הלימפוציטים הנגועים שוכנים בקשרי הלימפה.
איידס.
אדם מוגדר כחולה באיידס כשספירת תאי ה-+CD4 שלו נמוכה מ-200 תאים למק"ל; למרות זאת, תסמינים וזיהומים משניים מופיעים כבר לפני כן (כשהספירה נמוכה מ-500 תאים למק"ל), כפי שצוין לעיל. כ-80% מחולי האיידס הלא מטופלים נפטרים תוך חמש שנים מרגע הגדרתם כחולי איידס; רבים מהם מתים לפני כן. אך יש שנושאים את המחלה, אף ללא טיפול, גם 20 שנה.
מותם של תאי ה-T המסייעים נגרם בשלוש דרכים:
זיהומים ומוות.
שיאה של מחלת האיידס הוא דיכויה של מערכת החיסון וכתוצאה מכך הידבקות בפתוגנים אופורטוניסטיים - מיקרואורגניזמים אשר נמצאים בסביבת האדם או בגופו כמעט תמיד, אך המעוררים מחלות רק במצב של כשל חיסוני. לא כל פתוגן מסוגל להדביק חולי איידס; רכיבים רבים של מערכת החיסון אינם נפגעים כתוצאה מהמחלה, וחולי איידס נדבקים רק בפתוגנים המחוסלים בדרך כלל על ידי התגובה החיסונית התאית (כלומר, התגובה החיסונית המופעלת על ידי תאים, כגון תאי T מסייעים ומקרופאג'ים, זאת בניגוד לתגובה החיסונית ההומוראלית, המופעלת על ידי חלקיקים הזורמים בדם ובלימפה - בעיקר נוגדנים).
הידבקות בפתוגנים מתחילה בשלב התסמיני (ראו לעיל). בתחילה מופיעים זיהומים הנגרמים על ידי הפטרייה "Candida albicans". הפטרייה גורמת לפּטֶרֶת הפה (כיסוי מסיבי של חלל הפה במושבות של הפטרייה), לדלקת ריאות קלה ולדלקת הוושט. בנוסף מתרחשת הדבקה בחיידק "Mycobacterium tuberculosis", הגורם לשחפת, ובחיידק אחר מאותו הסוג, "M. avium", העלול לגרום למחלת קרוהן. הישנות מחלת השחפת שכיחה הרבה יותר בנשאי HIV הסובלים מחוסר ברזל בפלזמה, מאשר בנשאי HIV שרמת הברזל בדמם תקינה, ושיעור התמותה שלהם גבוה יותר באופן מובהק. לכן מומלץ לנשאי HIV הסובלים מחוסר ברזל ונדבקו בשחפת ליטול תוספי ברזל מתאימים.
בהמשך מופיעים הנגיפים "Varicella zoster" ו-"Herpes simplex", הגורמים למחלת המין שלבקת (הרפס). שני נגיפים נוספים ממשפחת ההרפס הם "ציטומגלווירוס" (בקיצור: CMV; סוג בעל כמה מינים) ונגיף אפשטיין בר (Epstein-Barr; בקיצור: EBV), שניהם גורמים למחלת הנשיקה. הנגיף האחרון מעודד גם לימפומה על-שם ברקיט, סוג של סרטן הלימפה. סרקומת קפוסי היא סרטן של כלי הדם ורקמות החיבור, אשר עד להופעת האיידס היה נדיר ביותר. סרטן זה, הנגרם לעיתים על ידי נגיף ההרפס, מופיע בחולי איידס בשכיחות הגבוהה עשרות מונים מזו של האוכלוסייה הבריאה. הסרטן גורם לשלפוחיות כהות בעור ולעיתים לדימומים פנימיים בגוף - זהו גורם המוות העיקרי מהמחלה.
נגיף ממשפחת הפוליומה, המכונה נגיף JC, גורם לחולי מוח מתקדם רב-מוקדי (PML), מחלה קשה הגורמת לניוון המוח, לירידה קוגניטיבית, לשיתוק, להפרעות ראייה ולמוות מהיר (תוך כארבעה חודשים). הנגיף שכיח מאוד ונמצא בגופם של כ-70% מכל בני האדם, אך גורם ל-PML רק בחולים בעלי כשל חיסוני; בין 2% ל-7% מחולי האיידס מתים מ-PML. זיהומים נוספים של מערכת העצבים המרכזית נגרמים על ידי הפטרייה "Cryptococcus neoformans" והפרוטיסט "Toxoplasma gondii".
בעבר הייתה דלקת ריאות גורם המוות העיקרי מאיידס. נגיפים וחיידקים רבים עלולים לגרום למחלה, ביניהם הפטרייה "Pneumocystis jiroveci" וחיידקי המיקובקטריה שהוזכרו לעיל. טיפול מונע באנטיביוטיקה ופיתוח תרופות אנטי-פטרייתיות חדישות הביאו לירידה בשיעור המוות מדלקת ריאות בחולי איידס. פתוגנים רבים גורמים לשלשול חמור בחולי איידס: החיידק "Salmonella", הגורם לטיפוס הבטן והפרוטיסטים "Cryptosporidium" ו-"Isospora", למשל. השלשול החמור, המביא גם לאיבוד משקל, הוא אחד הגורמים העיקריים למוות בחולי איידס במדינות העולם השלישי.
עמידות בפני HIV.
הנגיף נקשר באופן כימי לכמה קולטנים הנמצאים על גבי ממברנת הלימפוציט. אצל אנשים מסוימים חלה מוטציה בגן המקודד לייצור אחד הקולטנים (אשר תפקידו לקלוט כימוקינים), CCR5, ולפיכך הקולטן אינו מיוצר בגופם. היעדר הקולטן אינו גורם לתופעות שליליות, והיכולת החיסונית של האדם אינה נפגמת. לעומת זאת, דווקא היעדר הקולטן באנשים אלו מקנה להם עמידות בפני איידס; נגיף ה-HIV אינו מסוגל להיצמד אצל אנשים אלה לממברנת הלימפוציטים, ולפיכך הם אינם יכולים לחלות במחלה.
במוטציה המוזכרת לעיל קיים חֶסֶר של 32 נוקלאוטידים בגן המקודד ל-CCR5. המוטציה מועברת בתורשה באופן אוטוזומי רצסיבי (ראו גם: פגם גנטי). הומוזיגוטים (אנשים בעלי שני אללים פגומים) אינם מייצרים את הקולטן כלל, ועמידים לפיכך בפני המחלה; הטרוזיגוטים (אנשים בעלי אלל אחד תקין ואלל אחד פגום) מייצרים את הקולטן בכמות מועטה. הם עשויים להידבק באיידס, אלא שמהלך המחלה אצלם איטי בצורה ניכרת מהרגיל.
כמות הקולטן CCR5 על גבי ממברנות הלימפוציטים אינה קבועה. המנגנון הגנטי של הלימפוציטים מצויד במנגנוני בקרה אשר מעודדים או מעכבים את ייצור הקולטן על פי הצורך. כשפתוגנים פולשים לגוף, מיוצרת כמות רבה יותר של קולטנים; לימפוציטים בעלי מספר רב של קולטנים חשופים יותר לתקיפה על ידי HIV, שכן עתה מסוגל הנגיף להיצמד טוב יותר אל הלימפוציט. הסיכוי להדבקה ב-HIV וקצב התפתחות המחלה תלויים, לפיכך, בפעילותה של מערכת החיסון באותה נקודת זמן ובמצב הבריאותי הכללי של האדם.
האלל הפגום נפוץ בעיקר בקרב אנשים לבנים, וכמעט ואינו קיים בגזעים אחרים. כ-10% מהלבנים בארצות הברית הם נשאים של המוטציה (הטרוזיגוטים), וכ-1% הם הומוזיגוטים (בסך-הכל כמיליון איש בארצות הברית).
גילוי המוטציה המקנה עמידות בפני איידס הביא לפיתוח תרופות בעלות רעיון דומה: הללו דומות לכימוקין הנקשר באופן שגרתי לקולטן CCR5; הן נקשרות אליו באופן קבוע וחוסמות אותו בפני הנגיף. לתרופות אלו הצלחה מסוימת, ובצידה חשש גדול: CCR5 אינו הקולטן היחיד אליו מסוגל הנגיף להיצמד; זן נדיר יחסית (שכיחות של 5% מכלל הזנים) של HIV נצמד לקולטן אחר, CXCR4. מיעוט של החולים שטופלו בתרופה חוסמת CCR5 חלו בכל זאת באיידס, לאחר שנדבקו בזן הנצמד לקולטן האחר. זן זה אלים יותר, וגורם להופעת תסמיני המחלה (ולמוות) בקצב מהיר. החשש הוא שדיכוי הזן השכיח של HIV יביא לשגשוג הזן האלים במרוצת הדורות. תופעה דומה גורמת לסלקציה של זני חיידקים עמידים לאחר חשיפה לסוגי אנטיביוטיקה שונים, וכן התרחשה במחלת המלריה בשנות ה-70; תרופות שהביאו להכחדת הזן השכיח והמתון של הפרוטיסט פלסמודיום, גורם המחלה, הביאו לחיזוקו של זן אלים יותר, הנפוץ כיום בעולם השלישי.
ב 2019 התגלה גן שאלל שלו מקנה עמידות לזן האיידס החודר דרך קולטן ה CXCR4. מוטציה בגן TNPO3 מונעת את כניסת וירוס האיידס דרך קולטן ה CXCR4.
מקרי החלמה.
התיעוד הראשון של החלמה מלאה מאיידס נרשם ב-2007: טימותי ריי בראון, בן 44, אזרח ארצות הברית המתגורר בגרמניה. בראון חלה בלוקמיה, בנוסף לנגיף האיידס, ובמסגרת השתלת מח עצם שעבר כחלק מהטיפול בלוקמיה התברר שהושתל בו מח עצם שבגלל מוטציה גנטית היו חסרים בו קולטני ה-CCR5, קולטנים אשר באמצעותם חודר נגיף ה-HIV לתאים. לאחר שבראון החלים מהסרטן, נודע כי גופו התנקה לחלוטין גם מנגיף האיידס.
בשנת 2019 דווח על המקרה המתועד השני של החלמה מהנגיף: אדם קסטילייחו, בן 40, במקור מוונצואלה וכעת מתגורר באנגליה, לקה בנגיף ה-HIV בשנת 2003. בשנת 2012 החל לקבל תרופות עבור הנגיף, ומאוחר יותר באותה השנה התגלתה אצלו לימפומת הודג'קין בדרגה 4. בשנת 2016 עבר קסטילייחו השתלת מח עצם מתורם שהסתבר שקיימת בגופו אותה מוטציה גנטית נדירה שמשפיעה על קולטני ה-CCR5, בדומה למקרה של בראון. הוא היה במעקב אצל צוות חוקרים מיוניברסיטי קולג' לונדון בהובלתו של פרופ' , אשר חשפו את ממצאיהם ב-4 במרץ 2019 במגזין Nature ובכנס בסיאטל. באותה תקופה הוא זוהה בתור "פציינט לונדון", עד אשר חשף את זהותו במרץ 2020. במאמר הראשוני דווח על 18 חודשים ללא זיהוי הנגיף בגוף, ועם חשיפת זהותו התפרסם מאמר המשך במגזין the Lancet אשר דיווח על 30 חודשים ללא זיהוי. הדבר גרם לחוקרים להאמין כי קסטילייחו אכן החלים לחלוטין מהנגיף, שכן בספרות הרפואית הם נוטים להשתמש במונח "נסיגה" מפני שהמחקר הרפואי אודות הנגיף מקשה על קביעת החלמה מוחלטת.
דרכי ההידבקות בנגיף.
נגיף ה-HIV מועבר באמצעות כניסתו לגוף האדם באחת מהדרכים הבאות, שהמשותף לכולן הוא מגע ישיר בין נוזלי הגוף. נגיף ה-HIV אינו עמיד במיוחד: מחוץ לגוף מסוגל הנגיף לשרוד במשך כ-20 דקות בלבד, והוא רגיש לחום ולכימיקלים שונים. עיקור פשוט באמצעות חימום או באמצעות חיטוי מביא להשמדה כמעט ודאית של הנגיף.