HIV virus jako etiologický původce AIDs onemocnění byl poprvé identifikován v roce 1983. Dosud byly popsány dva typy virů - typ 1 a 2, které, jak se zdá, jsou agresivní a velmi rychle se rozmnožující v těle infikované osoby. Oba patří mezi cytopatické retroviry, zahrnuté do podskupiny lentavirů. Lentaviry obecně produkují charakteristicky pomalou, progresivní infekci, kdy virus vyvolá onemocnění po dlouhém období latence a perzistuje v hostiteli, přestože jeho přítomnost v těle infikované osoby vyvolává aktivní imunitní odpověď. Dosavadní údaje naznačují, že člověk bývá infikován různými podtypy především typem 1 viru HIV, které se v poslední polovině 20. století velmi rychle rozšířily.

Fylogeneze prokázala existenci minimálně 10 geneticky odlišných subtypů HIV-1, označované jako A až J, mimo majoritní (M) a okrajové (O) skupiny vyskytující se v Kamerunu a Gabonu. Subtyp B se vyskytuje hlavně v Severní Americe a Evropě, subtypy A a D hlavně ve střední Africe, subtyp C od jižní až po východní Afriku, Indii a Čínu, subtyp E v Thajsku a okolních zemích jihovýchodní Asie a také ve střední Africe a subtyp F v Rumunsku a Brazílii. V posledních letech dochází k progresivnímu rozšiřování non-B subtypů do dalších lokalit.

HIV virus infikuje buňky, které na svém povrchu mají CD4 receptory, což jsou např. T-helper buňky, makrofágy, dendritické buňky, kožní Langerhansovy buňky, mikroglie centrálního nervového systému apod.

Ukazuje se, že HIV virus při primární infekci vykazuje zejména tropismus vůči makrofágům, což se označuje jako tzv. M-tropismus. Teprve v pozdějším stádiu AIDs dochází ke změně tropismu, který je namířen vůči T lymfocytům, jako tzv. T-tropismus. Duální tropismus HIV-1 viru je podmíněn specifickými determinantami lokalizovanými především v hypervariabilní oblasti obálkového glykoproteinu, který vytváří tzv. "hlavní neutralizační determinantu" HIV-1 viru.

Dlouhodobé studie ukázaly, že u osob nakažených virem HIV-1 během primární infekce a asymptomatického stádia převládají virové klony, které se pomnožují pomalu, bez tvorby syncycií, a které vykazují zejména M-tropismus. Naopak při terminální klinické fázi tohoto onemocnění vznikají rychle se pomnožující virové klony, které vytvářejí syncycie, a virus vykazuje T-tropismus.

Při epidemiologických sběrech dat z různých geografických lokalit byly zjištěny významné odlišnosti HIV viru zejména u obálkového glykoproteinu, které tvoří téměř 30% odchylku u různých kmenů HIV-1 viru. K těmto odchylkám dochází především v hypervariabilní oblasti tohoto glykoproteinu. Genetická variabilita se stává překážkou v přípravě dostatečně účinné očkovací látky.

Naopak HIV-2 virus podléhá mnohonásobně nižšímu stupni variability. Přestože HIV-2 virus neprochází tak značnými mutacemi jako HIV-1 virus, jejich vzájemná genetická podobnost dosahuje pouze 40 až 50%, přičemž jejich obálkové glykoproteiny nedosahují vzájemné antigenní kompatibility.

Při přípravě a vývoji vhodné očkovací látky je nutné překonávat typovou i subtypovou odlišnost HIV virů, jejich genetickou variabilitu kmenů a jejich duální tropismus k cílovým buňkám.

Počáteční klinické studie byly prováděny hlavně se subjednotkovými vakcínami, které obsahovaly obálkové glykoproteiny (gp120, gp160, gp140 a gp41) získané z vakcinačních kmenů HIV-1 viru adaptovaného na T buňkách (kmen IIIB, MN a SF2), formulované v jejich izolované podobě jako rozpustné glykoproteiny nebo jako syntetické peptidy (s hypervariabilní oblastí, na kterou se vážou neutralizační protilátky) se širokým spektrem adjuvantních látek. Jiným klinicky zkoušeným typem byly živé rekombinantní vakcíny, využívající vektorové viry nebo bakterie (nejčastěji vakcínia virus nebo kanarypoxvirus), které nesou gen vyjadřující obálkový protein nebo jádrové proteiny HIV-1 viru.

Výsledkem očkování subjednotkovými vakcínami bylo obvykle dosažení vyšších hladin neutralizačních protilátek, které protektivně působily hlavně vůči homologním kmenům HIV-1 viru. Naopak protektivní účinnost selhávala při reinfekci heterologními kmeny HIV-1 viru, i když některé typy těchto očkovacích látek obohacené o nové adjuvantní látky či získané izolací z hybridních kmenů tento nedostatek zmírňovaly. Experimentální testy ukázaly, že účinná protekce před HIV nákazou je zprostředkována nejen protilátkami, ale také cytolitickou buněčnou imunitou, kterou zajišťují CTL buňky. Ve všech klinických studiích byla CTL buněčná imunita získaná po imunizaci subjednotkovými vakcínami velmi slabá. Naopak živé rekombinantní vakcíny, s genem kódujícím obálkový glykoprotein, indukovaly nižší hladiny neutralizačních protilátek, ale významně vyšší hladiny specifických CTL buněk. Tato skutečnost vedla k myšlence kombinovaného schématu očkování oběma typy vakcín: subjednotkovou i živou rekombinantní očkovací látkou.

Skladbu indukovaných protilátek, po základním a boosterujícím kombinovaném očkování, u většiny dobrovolníků tvořily protilátky vůči hypervariabilní oblasti glykoproteinového obálkového proteinu HIV-1 viru, specifické protilátky působící v součinnosti s NK buňkami a protilátky neutralizující oba vakcinační kmeny MN a SF2 HIV-1 viru, adaptovaného na T buňkách, a rovněž neutralizující minimálně jeden primární HIV-1 izolát. Obvykle jsou potřebné tři až čtyři dávky živé rekombinantní anti-HIV vakcíny pro vyvolání protilátek i antigenně specifické lymfoproliferace a CTL buněčné odpovědi. Hlavní význam tohoto očkování spočívá v tvorbě protektivní odpovědi, zprostředkované zejména CTL buňkami, které jsou schopny lyzovat autologní lymfoblasty infikované HIV-1 viry vakcinačního kmene nebo infikované primárními HIV-1 izoláty geneticky odlišných virových subtypů. CTL buňky stimulované vakcínou s kanarypoxvirem vykazují širokospektrální cytolytický charakter vůči prakticky všem subtypům HIV-1 viru a jsou konzistentně zaměřené na spektrum cílových buněk infikovaných primárními izoláty.

Ze všech dosavadních klinických studií vyplývá, že kanarypoxvirová vakcína s genetickým vyjádřením obálkových a jádrových proteinů HIV-1 viru subtypu B může alespoň u některých imunizovaných dobrovolníků vyvolat širokospektrální CTL aktivitu schopnou rozpoznat viry patřící do odlišných HIV-1 subtypů. Tyto závěry navíc potvrzují důležitost zahrnout do genetického vyjádření vektorového nosiče nejen obálkový protein, ale také ostatní jádrové proteiny HIV-1 viru. Koncept kombinované imunizace, kdy základní očkování se provádí živou rekombinantní vakcínou a boosterující očkování subjednotkovou vakcínou, nabízí pravděpodobně nejlepší způsob imunizace, který vede k tvorbě jak humorální tak buněčné imunitní odpovědi s protektivním účinkem. Na základě dosavadních výsledků byla připravena kombinovaná vakcína obsahující nejen živý rekombinantní vektorový virus, ale také subjednotkový proteinový antigen.

Dosavadní výsledky klinických studií naznačují, že očkovací látky mohou být prevencí HIV nákazy. Je pravděpodobné, že dnes již existuje vhodný kandidát pro celoplošné očkování, ačkoli bude třeba zoptimalizovat poměr subjednotkové a živé rekombinantní složky v konečné vakcíně a zvolit správné imunizační schéma, které zajistí dlouhodobou a dostatečně účinnou ochranu před touto zákeřnou nemocí.