Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
01. Современные принципы классификации и таксономии вирусов.
В силу своих особенностей вирусы выделены в отдельное надцарство Vira, в котором по типу нуклеиновой кислоты различают рибовирусы и дезоксирибовирусы (табл. 1).
Подцарства делятся на семейства, которые подразделяются на подсемейства и роды. Вид – совокупность вирусов, имеющих почти идентичные геном (ДНК или РНК), свойства и способность вызывать определенный патологический процесс. Названия семейства имеют окончание viridae, подсемейство – virinae, рода – virus.
Признаки, используемые для классификации вирусов: 1) тип нуклеиновой кислоты – ДНК или РНК; 2) их структура (однонитевая, двунитевая, линейная, кольцевая, фрагментированная, нефрагментированная с повторяющимися и инвертированными последовательностями); 3) структура, размеры, тип симметрии, число капсомеров; 4) наличие или отсутствие внешней оболочки (суперкапсида); 5) антигенная структура; 6) феномены генетических взаимодействий; 7) круг восприимчивых хозяев; 8) географическое распространение; 9) внутриядерная или цитоплазматическая локализация; 10) чувствительность к эфиру и детергентам; 11) путь передачи инфекции.
Для определения принадлежности к семейству ретровирусов обязательно учитывается наличие фермента обратной транскриптазы.
Вирусы, вызывающие инфекционные процессы у человека, входят в состав как ДНК-содержащих, так и РНК-содержащих вирусных семейств.
Например, к РНК-геномным вирусам относятся:семейства Arenaviridae Аренавирусы(фрагментированная, однонитчатая рнк), Coronaviridae Коронавирусы(однонитчатая (+)РНК), Orthomyxoviridae Ортомиксовирусы-вирусы гриппачеловека (однонитчатая, фрагментированная (-)РНК), Paramyxoviridae Парамиксовирусы, Picornaviridae Пикорнавирусы, Reoviridae Реовирусы, Retroviridae
Ретровирусы и т.д.
К семейству ДНК-геномных,относятся: Adenoviridae Аденовирусы(Аденовирусы млекопитающихся и птиц), Hepadnaviridae Гепаднавирусы(Вирус гепатита В), Herpesviridae Герпесвирусы(Вирусы простого герпеса, цитомегалии, ветряной оспы, инфекционного мононуклеоза), Poxviridae Поксвирусы(Вирус осповакцины, вирус натуральной оспы).
02. Структура, свойства и особенности вирусов. Понятие о вирионе, вироиде.
Вирусы – это облигатные внутриклеточные паразиты, имеющие собственный геном, структурные белки и ферменты, способные репродуцироваться только в чувствительных к ним клетках животных, растений, бактериях. Это своеобразная форма жизни, биологически активные структуры, которые подчиняются законам эволюции, не имеют типичного клеточного строения, состоят из белков и одной нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), где закодирована вся генетическая информация вируса. Вирусы не обладают собственными метаболическими и энергетическими системами; их размножение происходит с использованием белоксинтезирующих и энергетических систем клетки хозяина, поэтому они являются облигатными внутриклеточными паразитами и размножаются в цитоплазме или в ядре клеток. Они используют рибосомы клетки хозяина для синтеза собственных белков. Имеют особый способ размножения – дизъюнктивную (разобщенную) репродукцию: в клетке отдельно синтезируются нуклеиновые кислоты и белки вирусов, а затем происходит сборка их в вирусные частицы. Возможен второй путь – генетическая информация вируса интегрируется с геномом клетки и образуется провирус (например, у ретровирусов).
Вирусы имеют малые размеры (от 15 до 250 нм и более). Как и другие формы жизни вирусы обладают наследственностью и изменчивостью, многие вирусы сохраняют жизнеспособность при замораживании, высушивании, резистентны к антибиотикам, но чувствительны к высокой температуре.
Вирус вне клетки – вирион, имеет нуклеиновую кислоту (ДНК или РНК) и белковую оболочку, способен кристаллизоваться, обладает инфекционностью, т.е. благодаря адресным белкам, белкам прикрепления, ферментам проникает в клетку, где его называют «вирус», интегрированный с ДНК хозяина вирус называется провирус.
Кроме типичных вирусов известны необычные инфекционные частицы – прионы и вироиды.
Прионы – белковые инфекционные частицы, которые имеют вид фибрилл размером 10-20х100-200 нм, массу 30 кД, не содержат нуклеиновой кислоты, устойчивы к нагреванию, к действию протеаз, ультрафиолетовых лучей, ультразвука и ионизирующей радиации. Прионы возникают как продукты мутации собственного гена или попадают в организм при употреблении мяса животных, содержащего прионы. Прионы накапливаются в пораженном органе, не вызывая цитопатогенного действия (ЦПД), иммунного ответа и воспалительных реакций. Они могут блокировать или активировать гены человека или животного.
Вироиды – это небольшие молекулы кольцевой суперспирализованной РНК, не содержащие белка, вызывающие заболевания у растений, возможно и у млекопитающих.
По строению различают два типа вирусных частиц – простые и сложные. В составе простых вирионов есть ДНК или РНК и белки. У сложных в суперкапсиде содержатся липиды, полисахариды.
Внутренняя структура простых и сложных вируосв сходна, сердцевина вируса – вирусный геном, который содержит от 3 до 100 и более генов.
Морфология и структура вирусов. Простые вирусы имеют одну белковую оболочку – капсид, который состоит из капсомеров – белковых молекул, форма укладки которых определяет тип симметрии. Капсид представлен -спиральными белками, способными к полимеризации.
Сложные вирусы имеют внешнюю оболочку – суперкапсид, расположенную поверх капсида. В состав суперкапсида входит внутренний белковый слой – М-белок, затем более объемный слой липидов и углеводов, извлеченных из клеточных мембран клетки хозяина. Вирусспецифические гликопротеиды проникают внутрь суперкапсида, образуя фигурные выпячивания (шипы, фибры), которые выполняют рецепторную функцию.
Различают 3 типа симметрии: 1) спиральный, когда капсомеры укладываются по спирали – винтообразная структура нуклеокапсида; 2) кубический (икосаэдрический), когда капсомеры укладываются по граням многогранника (12-20-гранника) – в основе лежит фигура икосаэдра (20-гранника). В зависимости от типа перегруппировки и числа субъединиц число капсомеров будет равным 30, 20, или 12. Вирионы со сложным капсидом, построенным более чем из 60 капсомеров, содержат группы из 5 субъединиц – пентамеры, или из 6 субъединиц – гексамеры; 3) смешанный тип симметрии (у бактериофагов).
Комплекс капсида и генома вируса называют нуклеокапсид. Сложные вирусы имеют суперкапсид (пеплос). Эта поверхностная оболочка вируса, состоит из липидов и белков клеточного происхождения.
Вирусные белки бывают: 1) структурные; 2) неструктурные.
Среди структурных различают: капсидные – входят в состав капсомеров и образуют футляр, защищающий нуклеиновую кислоту; суперкапсидные – это гликопротеиды, которые формируют шипы на поверхности суперкапсида и выполняют: адресную функцию – узнают чувствительную клетку и адсорбируются на ней; прикрепительные белки, которые взаимодействуют со специфическими рецепторами клетки; белки слияния – способствуют слиянию вирусной и клеточной мембран и приводят к образованию симпластов; геномные – обладают антигенными свойсвами, участвуют во взаимодействии с клеткой.
Среди неструктурных белков различают: предшественники вирусных белков (нестабильные); РНК- и ДНК-полимеразы – участвуют в репликации вирусного генома; регуляторные белки – участвуют в репродукции вируса.
Функции белков: обладают антигенными и иммуногенными свойствами; участвуют в распознавании клетки и взаимодействии с ней; защищают геном от нуклеаз; обеспечивают тип симметрии.
Липиды входят в состав суперкапсида и представляют смесь нейтральных фосфо- и гликолипидов, многие из них – продукты мембраны клеток хозяина.
Они обусловливают инфекционность, чувствительность или устойчивость к эфиру; стабилизируют вирусную частицу.
Углеводы входят в состав гликопротеидов суперкапсида. Углеводы и липиды – составная часть гемагглютинина, который вызывает склеивание эритроцитов и обладает антигенной специфичностью.
Различают вирионные и вирусиндуцированные ферменты вирусов. К вирионным относят ферменты транскрипции и репликации (ДНК и РНК-полимеразы); обратную транскриптазу (у ретровирусов), АТФ-азы, эндо- и экзонуклеазы, нейраминидазы.
К вирусиндуцированным относятся ферменты, о которых имеется только информация в вирусном геноме, а появляются они в клетке. Это РНК-полимеразы тога-, орто-, пикорна- и парамиксовирусов; и ДНК-полимеразы у покс- и герпесвирусов.
Нуклеиновые кислоты обеспечивают наследственные признаки; являются хранителями генетической информации; необходимы для репродукции вирусов, многие из них могут вызывать инфекционный процесс самостоятельно, достаточно их проникновения в клетку.
Вирусная ДНК. Молекулярная масса равна 1,106-1,108 дальтон. ДНК может быть одно- или двунитчатой, фрагментированной и сверхспирализованной, линейной или кольцевой, содержит несколько сотен генов. В каждой нити ДНК есть нуклеотидные последовательности, а на концах есть прямые или инвертированные (повернутые на 180о) повторы, которые являются маркерами для отличия вирусной ДНК от клеточной. Эти повторы обеспечивают способность ДНК замыкаться в кольцо для последующих репликации, транскрибирования и встраивания в клеточный геном. Генетическая информация инфекционной ДНК транслируется на мРНК в клетке с помощью полимераз.
Вирусная РНК может быть одно- и двунитчатой, линейной, кольцевой, фрагментированной. У РНК-содержащих вирусов генетическая информация закодирована в РНК таким же кодом, как в ДНК всех других вирусов и клеточных организмов. Вирусные РНК по своему химическому составу не отличаются от РНК клеточного происхождения, но характеризуются разной структурой.
Наряду с типичной для всех РНК однонитевой формой у ряда вирусов имеется двунитевая РНК. В составе однонитевых РНК имеются спиральные участки типа двойной спирали ДНК, образующиеся вследствие спаривания комлементарных азотистых оснований. Вирусы с однонитчатой РНК делятся на 2 группы: (+)РНК (положительный геном) и (-)РНК (отрицательный геном). Вирусная (+)РНК инфекционная и обладает функциями информационной РНК. Она может передовать генетическую информацию на рибосомы, как иРНК. Вирусы с отрицательным геномом не обладают инфекциозностью, т.к. нить (-)РНК выполняет только наследственную функцию и не обладает функцией иРНК. В зараженной клетке на матрице вирусной геномной РНК с помощью фермента транскриптазы осуществляется синтез РНК-комплементарной геному.
Нити (+)РНК вирусов в отличие от (-)РНК имеют специальные концы в виде «шапочки» для специфического узнавания рибосом.
03. Химический состав вирусов, значение различных химических компонентов. Ферменты вирусов.
Вирусные белки бывают: 1) структурные; 2) неструктурные.
Среди структурных различают: капсидные – входят в состав капсомеров и образуют футляр, защищающий нуклеиновую кислоту; суперкапсидные – это гликопротеиды, которые формируют шипы на поверхности суперкапсида и выполняют: адресную функцию – узнают чувствительную клетку и адсорбируются на ней; прикрепительные белки, которые взаимодействуют со специфическими рецепторами клетки; белки слияния – способствуют слиянию вирусной и клеточной мембран и приводят к образованию симпластов; геномные – обладают антигенными свойсвами, участвуют во взаимодействии с клеткой.
Среди неструктурных белков различают: предшественники вирусных белков (нестабильные); РНК- и ДНК-полимеразы – участвуют в репликации вирусного генома; регуляторные белки – участвуют в репродукции вируса.
Функции белков: обладают антигенными и иммуногенными свойствами; участвуют в распознавании клетки и взаимодействии с ней; защищают геном от нуклеаз; обеспечивают тип симметрии.
Липиды входят в состав суперкапсида и представляют смесь нейтральных фосфо- и гликолипидов, многие из них – продукты мембраны клеток хозяина.
Они обусловливают инфекционность, чувствительность или устойчивость к эфиру; стабилизируют вирусную частицу.
Углеводы входят в состав гликопротеидов суперкапсида. Углеводы и липиды – составная часть гемагглютинина, который вызывает склеивание эритроцитов и обладает антигенной специфичностью.
Различают вирионные и вирусиндуцированные ферменты вирусов. К вирионным относят ферменты транскрипции и репликации (ДНК и РНК-полимеразы); обратную транскриптазу (у ретровирусов), АТФ-азы, эндо- и экзонуклеазы, нейраминидазы.
К вирусиндуцированным относятся ферменты, о которых имеется только информация в вирусном геноме, а появляются они в клетке. Это РНК-полимеразы тога-, орто-, пикорна- и парамиксовирусов; и ДНК-полимеразы у покс- и герпесвирусов.
Нуклеиновые кислоты обеспечивают наследственные признаки; являются хранителями генетической информации; необходимы для репродукции вирусов, многие из них могут вызывать инфекционный процесс самостоятельно, достаточно их проникновения в клетку.
Вирусная ДНК. Молекулярная масса равна 1,106-1,108 дальтон. ДНК может быть одно- или двунитчатой, фрагментированной и сверхспирализованной, линейной или кольцевой, содержит несколько сотен генов. В каждой нити ДНК есть нуклеотидные последовательности, а на концах есть прямые или инвертированные (повернутые на 180о) повторы, которые являются маркерами для отличия вирусной ДНК от клеточной. Эти повторы обеспечивают способность ДНК замыкаться в кольцо для последующих репликации, транскрибирования и встраивания в клеточный геном. Генетическая информация инфекционной ДНК транслируется на мРНК в клетке с помощью полимераз.
Вирусная РНК может быть одно- и двунитчатой, линейной, кольцевой, фрагментированной. У РНК-содержащих вирусов генетическая информация закодирована в РНК таким же кодом, как в ДНК всех других вирусов и клеточных организмов. Вирусные РНК по своему химическому составу не отличаются от РНК клеточного происхождения, но характеризуются разной структурой.
Наряду с типичной для всех РНК однонитевой формой у ряда вирусов имеется двунитевая РНК. В составе однонитевых РНК имеются спиральные участки типа двойной спирали ДНК, образующиеся вследствие спаривания комлементарных азотистых оснований. Вирусы с однонитчатой РНК делятся на 2 группы: (+)РНК (положительный геном) и (-)РНК (отрицательный геном). Вирусная (+)РНК инфекционная и обладает функциями информационной РНК. Она может передовать генетическую информацию на рибосомы, как иРНК. Вирусы с отрицательным геномом не обладают инфекциозностью, т.к. нить (-)РНК выполняет только наследственную функцию и не обладает функцией иРНК. В зараженной клетке на матрице вирусной геномной РНК с помощью фермента транскриптазы осуществляется синтез РНК-комплементарной геному.
Нити (+)РНК вирусов в отличие от (-)РНК имеют специальные концы в виде «шапочки» для специфического узнавания рибосом.
04. Репродукция вирусов. Особенности репродукции РНК- и ДНК-содержащих вирусов.
Репродукция вирусов протекает в несколько стадий (рис. 7).
1. Адсорбция вируса на специфических рецепторах чувствительной клетки благодаря белкам прикрепления (адгезинам) и адресным. Число специфических рецепторов на поверхности одной клетки 104-105. Белки адгезины имеют форму нитей (фибры у аденовирусов) или шипов у орто-, парамиксовирусов, рабдовирусов. Адсорбция определяется неспецифическими слоями межмолекулярного натяжения и специфической комплементарностью рецепторов чувствительных клеток и вирусов. Вначале происходит единичная связь вириона с рецептором – такое прикрепление непрочное – адсорбция носит обратимый характер. Чтобы наступила необратимая адсорбция должны появиться множественные связи между рецептором вируса и рецептором клетки, т.е. стабильное мультивалентное прикрепление.
На клетках существуют различные структуры-рецепторы, к которым прикрепляются вирусы своими рецепторами. У орто- и парамиксовирусов их роль выполняют ганглиозиды (сиалосодержащие гликолипиды), у вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) – гликопротеид 120 и др. Примеры клеточных рецепторов: CD4 – молекула для ВИЧ, рецепторы для С3-комплемента – для вируса Эпштейна-Барра, -адренергические рецепторы – для реовирусов.
2. Проникновение вируса в клетку может идти двумя путями: виропексиса и слияния вирусной и клеточной мембран.
При виропексисе (эндоцитозе) происходит инвагинация участка клеточной мембраны, образование внутриклеточной вакуоли, а далее вакуоль с вирусом может попадать в разные участки цитоплазмы или в ядро клетки.
Процесс слияния осуществляется с помощью вирусных белков капсидной или суперкапсидной оболочек, которые сливаются с плазматической мембраной клетки хозяина.
У парамиксовирусов имеется специальный F-белок, вызывающий слияние клеточных и вирусных мембран. Сходные белки имеются у других вирусов. У вируса гриппа это гемагглютин, который обусловливает адсорбцию его на мембране клетки. Белки слияния служат важнейшими факторами вирулентности вирусов. Они приводят к образованию клеточного синцития (например, при ВИЧ-инфекции).
3. «Раздевание» вирионов или депротеинизация – это процесс освобождения нуклеиновой кислоты вируса от окружающей ее оболочки с последующим проникновением ее в цитоплазму или в ядро клетки. «Раздевание» вириона начинается сразу же после его прикрепления к клеточным рецепторам и продолжается в эндоцитарной вакуоли, а также в ядерных порах и околоядерном пространстве.
4. Биосинтез компонентов вирусов. Нуклеиновая кислота, проникшая в клетку, несет генетическую информацию, которая конкурирует с генетической информацией клетки. Она дезорганизует работу клеточных систем, подавляет метаболизм клетки и заставляет ее синтезировать вирусные белки и нуклеиновые кислоты, которые идут на построение вирусного потомства.
Так как генетический аппарат вирусов различен, то передача наследственной информации и синтез ДНК и РНК отличаются.
При инфицировании ДНК-содержащим вирусом идет транскрипция ДНК-вируса на иРНК с помощью ДНК-зависимой РНК полимеразы, которая может быть вирусной при репродукции его в цитоплазме или клеточной, если это происходит в ядре (аденовирусы и др.). Причем, если это происходит в цитоплазме (поксвирусы), то вирусная РНК-полимераза считывает часть ДНК-генома и запускает синтез мРНК, а она – образование первичных ферментов для репликации вирусной ДНК. Эти ферменты индуцируют считывание второй части исходной ДНК – появляется «поздняя» мРНК, обеспечивающая синтез структурных белков.
При инфицировании РНК-содержащим вирусом РНК синтезируется с помощью РНК-полимеразы на матрице вирусной РНК; синтез вирусных белков происходит в цитоплазме, а РНК в ядре или в цитоплазме (пикорнавирусы, тогавирусы).
Для (+)РНК-нитевых вирусов (флави-, пикорна-, тогавирусы) функцию информационной РНК выполняет сам геном, который является матрицей для новых молекул РНК, на основе которых в рибосомах синтезируются вирусные белки.
У (-)РНК-вирусов (орто-, парамиксо-, рабдовирусы) геном не выполняет функцию информационной РНК, не обладает инфекционностью, но вирусы имеют РНК-полимеразы, необходимые для синтеза РНК, комлементарных геному, т.е. мРНК, которые обеспечивают синтез вирусных белков.
Иначе осуществляется репликация РНК-содержащих ретровирусов (онкогенные, ВИЧ), в составе которых есть обратная транскриптаза или ревертаза (см. рис. 7). Уникальность этого фермента состоит в его способности индуцировать синтез цепи вирусной ДНК на матрице вирусной РНК. Этот процесс называется обратной транскрипцией. На матрице одной ДНК-цепи синтезируется комплементарная ей вторая; образовавшаяся двунитевая ДНК переносится в ядро. Клеточная ДНК подвергается сплайсингу (под влиянием эндонуклеаз) с образованием рекомбинантов с этой вирусной ДНК. Возникает ДНК-провирус. С помощью клеточной ДНК-зависимой РНК-полимеразы интегрированный в ДНК клетки ДНК-провирус считывается с последующим синтезом вирусных (+)РНК и мРНК, которые определяют образование вирусных структурных белков и ферментов. Продолжающийся синтез цепей ДНК обеспечивает новые вирионы геномом.
Количество генов в вирусном геноме ограничено, поэтому есть дополнительные механизмы для передачи большей информации, чем несет вирусная нуклеиновая кислота. Например, транскрипция информации с переписывающихся участков ДНК на иРНК может происходить путем сплайсинга (вырезание бессмысленных кодонов и сшивание концов), а также вследствие считывания антикодонами тРНК с разных нуклеотидов одной и той же молекулы иРНК, в результате возникают новые триплеты и увеличивается транслируемая информация.
Формирование нуклекапсидов происходит, когда синтезированные вирусные нуклеиновые кислоты и белки специфично узнают друг друга и соединяются гидрофобными солевыми и водородными связями. Основой самосборки простых вирионов служит способность вирусных полипептидов соединяться в капсомеры, образующие многогранник. Полипептиды могут также окружать в виде спирали вирусную нуклеиновую кислоту.
Для вирусов важен синтез М-белка (матриксный белок), который участвует в сборке вирионов.
Нередко простые вирионы монтируются на репликативных комплексах, которыми служат мембраны эндоплазматического ретикулума. Сборка нуклеокапсида сложных вирионов начинается на репликативных комплексах и продолжается на плазматической мембране, где присутствуют гликопротеиды суперкапсида.
Нуклеокапсиды вируса герпеса и многих ДНК-содержащих вирусов монтируются в ядре клетки на ее мембране. Затем они отпочковываются и приобретают суперкапсидную оболочку. Окончательное формирование вириона осуществляется в мембранах эндоплазматического ретикулума и в аппарате Гольджи.
Выход вирусов из клетки происходит: 1) путем взрыва оболочки (клетка при этом погибает), что характерно для вирусов, не имеющих суперкапсида (пикорнавирусы); 2) путем почкования, что присуще вирусам, имеющим суперкапсид. На заключительном этапе сборки нуклеокапсиды фиксируются на клеточной плазматической мембране и выпячивают ее, образуется «почка», которая затем отделяется от клетки (орто-, парамиксо-, рабдовирусы). Клетка при этом сохраняет жизнеспособность.
Время, необходимое для репродукции, колеблется от 5-6 часов (для вируса гриппа) до нескольких суток (вирусы кори, аденовирусы).
Интеграция с клеточным геномом. Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) вирусов могут быть включены в геном клетки с помощью эндонуклеаз, рестриктаз и лигаз. Вирусная ДНК в кольцевой форме интегрируется в клеточный геном. Место включения в геном определяется гомологичными нуклеотидными последовательностями определенных участков (ДНК-сайтов). После включения в геном клетки ДНК-вируса становится провирусом, который может изменять клеточный метаболизм, что приводит к возникновению аутоиммунных, хронических заболеваний и опухолей. Под влиянием физических и химических факторов ДНК-провирус вырезается из клеточной хромосомы и становится обычным вирусом.
Геном РНК-вирусов включается в клеточный геном при участии обратной транскриптазы, образующей ДНК-транскрипт одной цепи на матрице РНК (см. рис. 7). Образовавшаяся нить ДНК служит матрицей для образования второй нити, а затем двуцепочечный ДНК-транскрипт замыкается в кольцо и встраивается в клеточный геном. Этот процесс интеграции РНК-вируса в геном клетки называют вирогенией. Как и в случае с ДНК-провирусами в клетке могут изменяться свойства, что приводит к заболеваниям.
05. Методы культивирования, индикации и идентификации вирусов.
Культивирование вирусов человека проводят с целью лабораторной диагностики вирусных инфекций, для изучения вопросов патогенеза и иммунитета, для получения диагностических и вакцинных препаратов. Так как вирусы абсолютные паразиты, то их культивируют в организме или в живых клетках.
Для культивирования вирусов используют лабораторных животных, развивающиеся куриные эмбрионы, культуры клеток.
Лабораторных животных разными способами заражают (учитывают тропизм вирусов: ортомиксовирусами заражают интраназально, нейровирусами – субдурально). На основании типичных признаков заболевания и патоморфологических изменений органов животных можно судить о репродукции вирусов, т.е. проводить индикацию вирусов.
Куриный эмбрион является удобной моделью для культивирования вирусов, т.к. полости его стерильны, защищены твердой оболочкой. Индикацию вируса в курином эмбрионе проводят: по гибели эмбриона; помутнению хорион-аллантоисной оболочки; образованию бляшек на оболочке; в реакции гемагглютинации (происходит склеивание эритроцитов под действием гемагглютинина вирусов, который расположен в шипах суперкапсида).
Метод культур клеток. Для приготовления культур клеток используют различные ткани человека и животных. Чаще применяют культуры клеток из эмбриональных (куриные фибробласты, человеческие фибробласты) и опухолевых (злокачественно перерожденных) тканей, обладающих активной способностью к росту и размножению.
Различают три типа культур клеток: однослойные культуры клеток; культуры суспензированных клеток; органные культуры.
Однослойные культуры клеток по числу жизнеспособных генераций разделяют на первичные или первично трипсинизированные (куриные фибробласты, человеческие фибробласты); перевиваемые (способны размножаться в лабораторных условиях длительное время); полуперевиваемые (способны размножаться в течение 40-50 пассажей).
Для культивирования клеток необходимы питательные среды, которые по своему назначению делятся на ростовые и поддерживающие. В составе ростовых питательных сред должно содержаться больше питательных веществ, чтобы обеспечить активное размножение клеток для формирования монослоя. Поддерживающие среды должны обеспечивать лишь переживание клеток в уже сформированном монослое при размножении в клетке вирусов.
Широкое применение находят стандартные синтетические среды, например, синтетическая среда 199 и среда Игла. Независимо от назначения все питательные среды для культур клеток конструируются на основе сбалансированного солевого раствора. Чаще всего им является раствор Хенкса. Неотъемлемый компонент большинства ростовых сред – наличие 5-10 % сыворотки крови животных (телячьей, бычей, лошадиной), без наличия которой размножение клеток и формирование монослоя не происходит. В состав поддерживающих сред сыворотка не входит.
Культуры суспензированных клеток растут и размножаются во взвешенном состоянии при постоянном интенсивном перемешивании среды. Они используются для накопления вирусов.
Некоторые вирусы размножаются в органных культурах – это кусочки органов, выращенные вне организма и сохраняющие структуру данного органа.
О размножении вируса в культуре клеток судят по следующим признакам: цитопатогенному действию (ЦПД); образованию в клетках включений; появлению бляшек; феномену гемадсорбции; цветной пробе.
Цитопатогенное действие может проявляться полной дегенерацией клеток – слущиванием клеток с поверхности стекла после их гибели (энтеровирусы полиомиелита, Коксаки); частичной дегенерацией – округлением клеток, слиянием и образованием симпластов (вирус кори).
Образование включений в клетках – это скопление вирионов или отдельных компонентов в цитоплазме или в ядре клеток, выявляемые под микроскопом при специальном окрашивании. Вирус натуральной оспы образует цитоплазматические включения – тельца гварниери, вирусы герпеса, аденовирусы – внутриядерные включения.
Появление бляшек – зоны клеток, разрушенных вирусом (негативные колонии вирусов), обнаруживают в клеточных культурах, растущих на стекле и покрытых тонким слоем агара. Бляшки различаются по величине, форме, времени появления, поэтому данный тест используют для дифференциации вирусов.
Реакция гемадсорбции заключается в способности клеток, зараженных вирусами, адсорбировать на своей поверхности эритроциты, потому что эти клетки несут на поверхности гемагглютинины вируса.
Цветная реакция основана на изменении цвета питательной среды с индикатором, используемой для культур клеток. При росте клеток, не пораженных вирусом, идет накопление продуктов метоболизма, которые изменяют цвет питательной среды. При репродукции вирусов в культуре нарушается метаболизм клеток, и среда сохраняет первоначальный цвет.
При отсутствии ЦПД можно поставить реакцию интерференйии – исследуемая культура повторно заражается вирусом, вызывающим ЦПД. В положительном случае ЦПД будет отсутствовать (реакция интерференции положительная), если в исследуемом материале вируса не было, наблюдается ЦПД.
06. Методы лабораторной диагностики вирусных инфекций
Используют методы экспресс-диагностики для обнаружения возбудителя или его антигенов в клиническом материале (ИФА, РИА, метод молекулярной гибридизации, ИФА, ПЦР, ВИЭФ, РПГА, электронной микроскопии, иммуно электронной микроскопии).
Выделение вируса и его индикацию и идентификацию проводят в вирусологическом методе диагностики. С этой целью необходимо обеспечить взятие материла от больного, правильную транспортировку его в лабораторию и грамотного заполнения сопроводительных документов. Выделение вируса из клинического материала проводят путем заражения культур клеток куриных эмбрионов и лабораторных животных. Индикацию вирусов проводят по гибели эмбрионов, постановке РГА, ЦПД в культуре клеток.
Идентификацию вирусов проводят с помощью серологических методов (постановки РТГА, РСК, ИФА, РИА, РН). Серологическая диагностика вирусных инфекций проводится с парными сыворотками больного, взятыми в острой фазе заболевания и через 10-14 дней. Обнаружение четырехкратного и более повышения титра антител рассматривается как диагностический признак острой вирусной инфекции.
07. Ортомиксовирусы. Классификация и характеристика семейства. Вирусы А, В, С. Структура вириона
Вирусы гриппа.
К семейству ортомиксовирусов (греч. orthos – правильный, myxa – слизь) относятся вирусы гриппа родов Influenzavirus А, В, С, имеющие тропизм к эпителию слизистых оболочек дыхательных путей. Вирусы гриппа типа А патогенны для человека и некоторых животных (лошади, свиньи), а также для птиц. Вирусы типа В и С поражают только людей. Вирус гриппа человека типа А был выделен В. Смитом, К. Эндрюсом и П. Лейдлоу в 1933 г. В 1940 г. Т. Френсис и Т. Меджилл выделили вирус типа В, а в 1949 г. Р. Тэйлор – вирус типа С.
Грипп – острое инфекционное заболевание, чаще поражающее слизистые оболочки верхних дыхательных путей и сопровождающееся лихорадкой, головными болями, недомоганием.
Морфология и свойства. Вирионы имеют сферическую форму, диаметр 80-120 нм, сердцевину и липопротеидную оболочку (рис.20).
Сердцевина содержит геном-линейную, фрагментированную однонитевую (-)РHK, каждый из 8 ее фрагментов кодирует свой вирусный протеи (семь сегментов вирусного генома кодируют структурные белки, восьмой сегмент кодирует неструктурные белки NS1 и NS2). Важное значение имеет матриксный белок (М) и нуклеопротеидный (NP). РНК покрыта белковым капсидом, который окружен слоем матриксного белка М, учавствующего в сборке вирионов. Нуклеокасид имеет спиральный тип симметрии, содержит фермент РНК-полимеразу, фосфопротеин, ассоциированный с РНК (NP). В транскрипции и репликации вируса принимают участие внутренние белки (Р1, Р2, Р3).
На поверхности суперкапсида есть шипы – гликопротеины со свойствами гемагглютинина и нейраминидазы (рис. 21).
Репликация ортомиксовирусов первично осуществляется в цитоплазме инфицированной клетки. Вирусная РНК синтезируется в ядре клетки хозяина.
08. Антигенная структура, серотипы, антигенная изменчивость (дрейф и шифт). Особенности различных серотипов вируса гриппа (H1N1, H5N1) и др.
Антигенная структура. Вирусы гриппа имеют внутренние и поверхностные антигены. Сердцевинные антигены определяют роды вируса гриппа А, В, С. Поверхностные (рис. 21) представлены гемагглютинином (НА) и нейраминидазой (NА). Гемагглютинин – основной специфический антиген, который вызывает образование вируснейтрализующих антител и обеспечивает адсорбцию вируса на клетках, в том числе на эритроцитах человека и животных, поэтому вызывает их склеивание – гемагглютинацию. Нейраминидаза расщепляет нейраминовые кислоты клеточных мембран, участвует в освобождении вирусов из клетки, обладает токсичностью.
Характерной особенностью вирусов гриппа типа А является высокая изменчивость антигенов НА и NА. Известно 13 антигенных подтипов по гемагглютинину (Н1-Н13) и 10 по нейраминидазе (N1-N10). Из них в состав вирусов гриппа человека типа А входит три гемагглютинина (Н1-Н3) и две нейраминидазы (N1-N2). В зависимости от их сочетания выделяют три подтипа вируса гриппа А человека Н1N1, Н2N2, Н3N2, Н5N1.
Изменчивость поверхностных антигенов обусловлена двумя генетическими процессами – дрейфом и шифтом. Дрейф – это небольшие изменения гемагглютинина и нейраминидазы, не выводящие штамм вируса за пределы данного подтипа. Он обусловлен точечными мутациями генов. Шифт – скачок – определяет полную замену антигенов НА и NА, в результате чего появляется новый подтип вируса. Антигенный шифт связан с заменой генов в связи с генетическими рекомбинациями между вирусами человека, животных и птиц.
Вирусы типов В и С стабильны.
09. Патогенез гриппа. Иммунитет.
Патогенез. Вирус репродуцируется в клетках цилиндрического эпителия дыхательных путей. Благодаря короткому циклу репродукции (6-8 часов) при попадании в дыхательные пути одной вирусной частицы уже через 8 часов появляется 103, а к концу суток 1027 вирионов. Эти расчеты объясняют инкубационный период заболевания – от 6-12 часов до суток. С места внедрения вируса процесс быстро распространяется на слизистую оболочку глотки, гортани, трахеи, бронхов, при этом эпителий разрушается. Через эрозированную поверхность слизистой оболочки вирус попадает в кровь и повреждает эндотелиальные клетки кровеносных сосудов (капилляров), в результате повышается их проницаемость, что приводит к отеку мозга, легких, поражается вегетативная нервная система. В процесс вовлекаются все отделы воздухоносных путей, вплоть до альвеол, отмечаются кровоизлияния в легких, миокарде, паренхиматозных органах.
Под воздействием вируса гриппа активные формы О2, которые генерируют нейтрофилы, превращаются в высокотоксичные химические соединения (гипохлорид, сульфоксид и др.), обладающие мощным цитотоксическим действием на мембраны клеток. Утрата барьерных функций клеточных мембран является условием распространения вируса от клетки к клетке. Разрушается сурфактант, альвеолы деформируются, спадаются, заполняются транссудатом, что способствует развитию пневмонии.
Тяжесть процесса обусловлена вирулентностью вируса, состоянием иммунитета, особенно интенсивностью интерферонообразования, а также состоянием Т-клеточного иммунитета и неспецифической резистентностью организма. Но развитие иммунитета обычно запаздывает (антитела – с 7-8 дня болезни).
Частые бактериальные осложнения обусловлены разрушением эпителия и вирусной супрессией иммунитета. Вирус попадает в лимфатические узлы, повреждает лимфоциты, может развиваться приобретенный иммунодефицит, который способствует возникновению вторичных бактериальных осложнений. Такой осложненный грипп формируется чаще у людей пожилого возраста, детей, ослабленных больных.
Клинические проявления. Заболевание начинается остро с лихорадки, озноба, гиперемии кожи лица, головной боли (из-за токсического действия нейраминидазы), боли в глазных яблоках. Возникает воспаление дыхательных путей, лающий кашель, одутловатость лица, боли в мышцах и суставах, шаткая походка (действие вируса на ЦНС).
Наиболее частое осложнение гриппозной инфекции – пневмония; в большинстве случаев она вызвана присоединением вторичной бактериальной инфекции за счет избыточной колонизации аутомикрофлоры зева и носоглотки. При поражении ЦНС возникают арахноидит, энцефалит.
Иммунитет. После перенесенного заболевания формируется типоспецифический иммунитет, который обеспечивается неспецифическими (интерферон и ЕК) и специфическими (антигемагглютинины, антинейраминидазные АТ и секреторные антитела IgA) факторами защиты.
Пассивный естественный иммунитет сохраняется у детей после рождения в течение 6-8 месяцев. Активный иммунитет создается вакцинацией.
10. Лабораторная диагностика, лечение и профилактика гриппа.
Лабораторная диагностика. Материал для исследования – носоглоточный смыв (в первые 3-5 дней), в поздние сроки – сыворотка больного, в летальных случаях – кусочки легочной ткани или мозга. В основе диагностики гриппа лежат 3 группы методов (табл. 3).
Экспресс-метод: используют РИФ для обнаружения вируса или его антигенов в материале. Для постановки РИФ готовят мазки-отпечатки, прикасаясь узким стеклом к нижним раковинам носовых ходов. За счет дегенерации клеток они остаются на стекле (пластами). На мазки наносят типоспецифические противогриппозные люминесцирующие сыворотки. В люминесцентном микроскопе в цитоплазме клеток выявляют свечение.
Вирусологический метод. Для выделения вируса заражают 10-12-дневные куриные эмбрионы в аллантоисную полость смывом с носоглотки, обработанным антибиотиком. С целью выявления вируса ставят реакцию гемагглютинации (РГА), если она положительна, то для идентификации ставят реакцию торможения гемагглютинации (РТГА) с антисыворотками против типа А (Н3 N2), (Н2 N2) и др. род вируса определяют в РСК.
Для выделения вируса гриппа используют также перевиваемые тканевые культуры МД СК, Hela, Hep 2, первичную культуру клеток почек эмбриона человека, фибробласты легкого эмбриона человека.
Серологический метод – ретроспективный, его используют для выявления антител с помощью РТГА, РСК, ИФА, реакции преципитации в геле, реакции нейтрализации. Исследуют парные сыворотки больного с интервалом в 8-12 дней. Увеличение титра АТ во 2-й сыворотке в 4 и более раз расценивают как признак острой вирусной инфекции.
Этот метод используют для оценки коллективного иммунитета: если титры антител низкие, то прогнозируют возможную эпидемию.
Метод применяют также для отбора донорской плазмы с высоким титром антител с целью приготовления противогриппозного иммуноглобулина.
Профилактика и лечение. Для профилактики гриппа используют противовирусные препараты (ремантадин, адапромин, дейтифорин, арбидол), интерферон, оксолиновую мазь и вакцины (живые и инактивированные). Живая гриппозная вакцина представляет собой поливалентный препарат, содержащий в одной ампуле три варианта вируса гриппа А (H1N1), A (H3N3), B. Известны следующие типы инактивированных гриппозных вакцин: цельновирионные, сплит (расщепленные), где структурные компоненты разъединены, и субъединичные, содержащие только поверхностные вирионные белки (H и N). Цельновирионная и сплит-вакцины примерно одинаковы по эффективности стимуляции антител; субъединичная вакцина более эффективна для лиц, имеющих довакцинальный иммунитет.
К противогриппозным вакцинам нового поколения относится полимерсубъединичная вакцина «гриппол», которая содержит протективные поверхностные антигены геммагглютинина и нейраминидазы вирусов гриппа типов А и В, связанных с иммуностимулятором (полиоксидонием).
Противогриппозные препараты: ремантадин, дейтифорин, адапромин, оксолин защищают клетки человека от проникновения в них вируса гриппа (блокируют места связывания вируса с поверхностью клеточной мембраны). Их применяют для индивидуальной или массовой профилактики гриппа у лиц, находящихся в контакте с больными или в период эпидемии. Заболевшим назначают только в первые 2 дня болезни для ограничения распространения вируса в организме и уменьшения тяжести болезни.
11. Парамиксовирусы (Рaramyxoviridae)
В семейство Paramyxoviridae включены 4 рода, включающие возбудителей, патогенных для человека: Paramyxovirus – (вирусы парагриппа 1 и 3 серотипов), Rubulavirus (вирусы парагриппа 2 и 4 типов и вирус эпидемического паротита), Morbillivirus – (вирус кори, подострого склерозирующего панэнцефалита, чумы крупного рогатого скота и собак), Pneumovirus – респираторно-синтициальный вирус (RS).
Эти вирусы имеют спиральную симметрию, геном образован линейной, несегментированной молекулой (-)РНК, связанной с NP-белком (рис.22). Средний размер вириона 100-200 нм. Оболочка содержит два гликопротеида: HN (обладает гемагглютинирующей и нейраминидазной активностью), F (ответственный за слияние, проявляет гемолитическую и цитотоксическую активности) и белок слияния М (формирует внутренний слой вирусной оболочки). Репликация вируса происходит в цитоплазме клеток хозяина, в результате чего образуются многоядерные клетки-симпласты.
12. Вирусы парагриппа человека
Эти вирусы имеют спиральную симметрию, геном образован линейной, несегментированной молекулой (-)РНК, связанной с NP-белком (рис.22). Средний размер вириона 100-200 нм. Оболочка содержит два гликопротеида: HN (обладает гемагглютинирующей и нейраминидазной активностью), F (ответственный за слияние, проявляет гемолитическую и цитотоксическую активности) и белок слияния М (формирует внутренний слой вирусной оболочки). Репликация вируса происходит в цитоплазме клеток хозяина, в результате чего образуются многоядерные клетки-симпласты.
Эпидемиология. Основной путь передачи ВПГЧ – воздушно-капельный, доминирующий возбудитель – ВПГЧ–3.
Патогенез. Возбудитель репродуцируется в клетках эпителия верхних отделов дыхательных путей, проникает в кровь и вызывает вирусемию.
Клинические проявления. Инкубационный период составляет 3-6 суток. Больные выделяют вирус в течении 3-10 суток. Для заболевания характерно воспаление слизистой оболочки верхних отделов дыхательных путей. Вирусы парагриппа обладают тропизмом к эпителию гортани, поэтому ведущим признаком в клинической картине является отек голосовых связок, охриплость голоса, может возникнуть стенозирующий ларинготрахеит.
Ларинготрахеобронхит чаще вызывают вирусы 1 и 2 типов; бронхиолит и пневмонии у детей в возрасте до года – вирус 3 типа. В клинической картине болезни преобладают упорный сухой кашель, насморк, заложенность носа, изменение тембра голоса. Заболевание продолжается в течение 8-10 дней, сопровождается небольшой лихорадкой.
Вирусы могут персистировать и вызывать хронические медленные инфекции – подострый склерозирующий панэнцефалит – поражение оболочек головного мозга.
Иммунитет – типоспецифический за счет секреторных IgA. Через 3-4 недели развивается ПЧЗТ. Несмотря на наличие нейтрализующих антител возможна реинфекция одним и тем же типом вируса.
Лабораторная диагностика. Выявляют АГ вируса в мазках из слизи в клетках носовых ходов методами ИФА и прямой РИФ.
Вирусологический метод. Смыв с носоглотки вносят в культуру клеток, индикацию проводят по ЦПД (симпласты), РГА, реакции гемадсорбции. Для идентификации вирусов применяют РТГА.
Серологический диагноз – ставят РН, РИФ, ИФА, РТГА, РСК (исследуют парные сыворотки).
Профилактика – неспецифическая, изоляция заболевших.
Лечение симптоматическое.
13. Вирус паротита
Эти вирусы имеют спиральную симметрию, геном образован линейной, несегментированной молекулой (-)РНК, связанной с NP-белком (рис.22). Средний размер вириона 100-200 нм. Оболочка содержит два гликопротеида: HN (обладает гемагглютинирующей и нейраминидазной активностью), F (ответственный за слияние, проявляет гемолитическую и цитотоксическую активности) и белок слияния М (формирует внутренний слой вирусной оболочки). Репликация вируса происходит в цитоплазме клеток хозяина, в результате чего образуются многоядерные клетки-симпласты.
Вирусная инфекция характеризуется преимущественным поражением околоушных слюнных желез («свинка») у невакцинированных детей; может вызывать эпидемические вспышки.
Эпидемиология. Основной путь передачи – воздушно-капельный, заболевания регистрируют в течение всего года, чаще в осенне-зимние месяцы, через каждые 2-3 года отмечают вспышки инфекции. Чаще болеют невакцинированные дети от 3 до 15 лет, мальчики. Источник инфекции – больной человек.
Патогенез. Возбудитель репродуцируется в эпителии носоглотки, затем попадает в кровь и в период вирусемии заносится в различные органы – околоушные слюнные железы, яички или яичники, поджелудочную, щитовидную железы, головной мозг.
Клинические проявления. Инкубационный период – 14-21 день, типичная форма проявляется как одно- и двухсторонний паротит – воспаление и увеличение околоушных желез, сопровождается лихорадкой. Вирусемия приводит к диссеминации вируса и возникновению серозного менингита, орхита (у 30% мальчиков в пубертатном периоде), панкреатита, гепатита, поражению слюнных желез с отеком и припухлостью.
Иммунитет после перенесенного заболевания стойкий, пожизненный.
Дети до 6 месяцев не болеют (естественный пассивный иммунитет), позже поствакцинный.
Лабораторная диагностика. Материал – слюна, отделяемое носоглотки, моча (вирус можно выделить из мочи через 10 суток после начала заболевания), ликвор.
Вирусологический метод. Вирус выделяют в культуре клеток и на куриных эмбрионах. Идентификацию проводят с помощью РИФ, РН, реакции торможения гемадсорбции, РТГА, РСК, ИФА.
Серологический диагноз – исследуют парные сыворотки в РТГА, РСК, ИФА. Положительную реакцию отмечают при 4-х кратном увеличении титра АТ.
Специфическая профилактика проводится живой комбинированной вакциной тримовакс против кори, эпидемического паротита и краснухи. Вакцинируют детей в возрасте 12 месяцев.
14. Пневмовирусы – респираторно-синтициальный вирус
Морфология и свойства сходны с парамиксовирусами, но РС отличается большим полиморфизмом. У РС вируса отсутствует гемагглютинин и нейраминидаза, он не обладает гемолитической активностью.
Эпидемиология. Естественный резервуар вируса – человек и приматы. Основной путь передачи – воздушно-капельный.
Патогенез поражений. Вирус реплицируется в эпителии дыхательных путей, вызывая гибель зараженных клеток. Он снижает уровень секреторных IgA-антител, что приводит к частым бактериальным инфекциям, особенно пневмониям у детей младшего возраста.
После выздоровления формируется нестойкий иммунитет, полностью зависящий от уровня секреторных антител.
Клинические проявления. Вирус вызывает ежегодные эпидемические инфекции дыхательных путей у новорожденных и у детей раннего возраста. Инфицирование происходит в течение первых 6 месяцев жизни. Первичная локализация поражений – эпителий верхних дыхательных путей с развитием ринита, бронхита, позже преобладает поражение нижних дыхательных путей с развитием бронхиолита (одышки с затрудненным выдохом, упорным кашлем).
Лабораторная диагностика
Экспресс-метод – определение АГ вируса в носовом отделяемом и клетках слизистой оболочки с помощью ИФА, РИФ.
Вирусологический метод включает выделение возбудителя, выявление его АГ и АТ к ним. Вирус выделяют в клетках Hela, HeP-2, где он дает ЦПД в виде синцития. Идентификацию проводят в РН, РСК.
Серологический метод. Антитела в сыворотке крови выявляют в РСК и РН.
Лечение симптоматическое, аэрозоль рибавирина.
15. Морбиливирусы, вирус кори
Свойства. Вирус содержит (-)РНК; размеры 120-250 нм; не имеет фермента нейраминидазы; на поверхности суперкапсида гемагглютинин расположен гнездно и не в каждой ворсинке (рис. 23); гемагглютинация происходит только с эритроцитами обезьян; при размножении в культуре ткани образует многоядерные симпласты и синцитий, а также клетки с включениями в цитоплазме и ядре; вызывает гемадсорбцию и бляшкообразование.
Механизм передачи – воздушно-капельный.
Патогенез. Первоначально вирус размножается в эпителии верхних дыхательных путей и регионарных лимфатических узлах, затем проникает в кровоток. Вирусемия носит кратковременный характер и развивается на 3-5 сутки инкубационного периода. Возбудитель гематогенно разносится по всему организму, фиксируется в РЭС.
Разрушение инфицированных клеток приводит к высвобождению вируса и развитию второй волны вирусемии. Тропность возбудителя к эпителиальным клеткам приводит к вторичному инфицированию конъюнктивы, слизистых оболочек дыхательных путей и полости рта.
Циркуляция вируса в крови и иммунные реакции обусловливают повреждение стенок сосудов, отек тканей, некротические изменения в органах.
Клинические проявления. Инкубационный период составляет 8-20 суток, в течение которых вирус размножается в эпителии дыхательных путей и ассоциированных лимфоидных тканях. Затем наступает вирусемия, которую сопровождают продромальные симптомы, протекающие по типу острого респираторного заболевания (ОРЗ): острое начало, температура 39оС, головные боли; наблюдается конъюнктивит с выраженной светобоязнью, вплоть до блефароспазма. Через 5 дней, за 24-36 ч до появления сыпи, во рту на слизистой оболочке щек появляются пятна Филатова-Коплика (инфильтраты воспаления). Папулезная сыпь появляется за ушами, на лице, туловище, конечностях. Появление сыпи – это васкулит – проявление действия иммунных комплексов на сосудистую стенку. Возбудитель кори вызывает слияние клеток, что обусловлено экспрессией F белка на их мембранах, образуется синцитий.
Осложнения коревой инфекции: вирусные бронхопневмонии и воспаление среднего уха, часто осложняющиеся бактериальной инфекцией; гигантоклеточная пневмония (возможна у больных с возникшими иммунодефицитами); энцефалиты.
Иммунитет после заболевания или вакцинации стойкий, пожизненный. Пассивный иммунитет сохраняется до 6 месяцев (антитела матери IgG).
Лабораторная диагностика. Материал для исследования – отделяемое из носоглотки, соскобы с кожи из участков сыпи, кровь, моча, в летальных случаях – мозговая ткань.
Экспресс диагностика основана на обнаружении специфического антигена методом РИФ, а также антител IgМ в ИФА.
Вирусологический метод. Для выделения вируса используют культуру клеток. Индикацию проводят по наличию симпластов и синцития, а также клеток с зернистыми включениями в ядре и цитоплазме. Идентификацию выделенного вируса проводят с помощью РИФ, РТГА, РН в культуре клеток.
Серологический диагноз. Ставят РН, РСК, РТГА с парными сыворотками.
Специфическая профилактика. Проводится живой аттенуированной вакциной тримовакс, в которой коревая вакцина представлена ослабленным штаммом Шварц. Вакцинацию проводят детям в 12 месяцев.
Для лечения больных и контактным лицам назначают противокоревой иммуноглобулин, который получают из плацентарной или абортной крови. Он содержит АТ против кори, а также против вирусов гриппа, гепатита, полиомиелита, коклюша. Назначают детям старше 3-х месяцев.
16. Семейство пикорнавирусов: классификация и характеристикасемейства (Picornaviridae)
Вирусы из семейства Picornaviridae (образовано от двух слов: picos – маленький, RNA – содержит РНК) имеют размеры 17-40 нм; кубический тип симметрии; содержат (+)РНК, линейную, однонитчатую, обладающую инфекциозностью; состоят из 60 капсомеров; суперкапсида нет. Вирусы не имеют липидов, устойчивы к эфиру и детергентам.
В семействе имеются роды: Enterovirus,Parechovirus,Hepatovirus, Rhinovirus, Cardiovirus, Aphtovirus.
Энтеровирусы
К роду энтеровирусов относятся: 3 типа (1, 2, 3) вируса полиомиелита, патогенные для человека; вирусы Коксаки А 1-22, 24; Коксаки В 1-6 серотипы; вирус ECHO 1-33 серотипы (кроме 10, 22, 23, 28 типов); пареховирусы – типы 22, 23; энтеровирусы серотипов 68-71.
Риновирусы
В настоящее время выделено более 100 серологических вариантов, вызывающих ОРВИ и известных как «простудные вирусы». Их разделяют на две большие подгруппы по способности к репродукции в клетках приматов: вирусы группы Н размножаются и вызывают цитопатические изменения в ограниченной группе диплоидных клеток, человеческого эмбриона и клетках Hela; вирусы группы М размножаются и вызывают цитопатические изменения в клетках почек обезьян и клетках Hela.
17. Вирус полиомиелита:свойства, патогенез, иммунитет (Poliovirus).
Вирус полиомиелита вызывает полиомиелит – одно из древнейших заболеваний человека, о чем свидетельствуют археологические материалы. Полиомиелит – воспаление серого вещества мозга (polies – серый, myelitis – воспаление спинного мозга). Открыт в 1909 г. Ландштейнером и Поппером при заражении обезьян мозговой тканью ребенка, умершего от полиомиелита. Полиовирус представлен тремя серотипами, которые относятся к роду Enterovirus семейства Picornaviridae.
Морфология и свойства. Вирион представляет икосаэдрическую частицу диаметром 27 нм, капсид состоит из 60 субъединиц, каждая из которых содержит 4 белка (VP1-VP4) и окружает геном, представленный одноцепочной (+)РНК. Капсидные и некапсидные белки вириона формируются путем расщепления крупных полипротеинов-предшественников. Три более крупных белка (VP1-VP3), сходны по строению. Полипептидная цепь каждого из них образует плотно лежащие петли и формирует структуру типа «бочонка» из 8 цепей, которые удерживаются водородными связями. Между «бочонком» и аминным и карбоксильным концевыми участками белка аминокислотная цепь образует петли, на которых находятся поверхностные антигенные детерминатны вириона, которые вызывают синтез антител, нейтрализующих инфекциозность вируса. Малый внутренний белок VP4 связан с вирусной РНК, участвует во встраивании ее в капсид вириона.
Вирус имеет особенности: не содержит гемагглютинина, не культивируется в курином эмбрионе и в организме экспериментальных животных.
Патогенез и клиника. Источник инфекции – больные люди и вирусоносители. Путь заражения – фекально-оральный, чаще алиментарный или водный. Инкубационный период 7-14 дней. Вирус попадает в носоглотку (лимфоглоточное кольцо Пирогова), далее в лимфатический аппарат тонкого кишечника, а затем проникает в кровь. Из кровяного русла вирус может проникать в ЦНС, если нейтрализующие антитела не вырабатываются в количествах, достаточных для блокирования этого пути. В ЦНС вирус распространяется вдоль нервных волокон и в процессе внутриклеточного размножения может повредить или полностью разрушить нервные клетки, результатом чего может быть вялый паралич. Чаще поражаются клетки передних рогов спинного мозга, в тяжелых случаях вирус проникает в головной мозг. Нарушение функций периферических нервов и двигательной мускулатуры являются следствием размножения вируса в мотонейронах. Изменения в этих клетках развиваются быстро.
Если человек инфицируется вирулентным полиовирусом, могут быть: бессимптомная инфекция, легкие клинические формы без параличей, асептический серозный менингит, паралитический полиомиелит (отмечается в 1% случаев полиовирусной инфекции).
Легкие формы заболевания могут протекать с лихорадкой, головными болями, тошнотой, рвотой, запором, ангиной. В течение нескольких дней больной выздоравливает. Асептический менингит кроме перечисленных признаков может проявляться ригидностью и болями в затылке и спине; болезнь длиться 2-10 дней и заканчивается выздоровлением.
При паралитическом полиомиелите возникает вялый паралич, обусловленный поражением мотонейронов. Некоторое восстановление утраченных функций может произойти в течение 6 месяцев после начала болезни, но остаточные параличи сохраняют постоянный характер.
Иммунитет. После заболевания остается стойкий иммунитет к соответствующему серотипу вируса. Пассивный иммунитет (после рождения) сохраняется в течение 4-5 недель жизни ребенка. Протективными свойствами обладают вируснейтрализующие антитела, которые появляются до появления параличей. Образование антител в ранние сроки инфекции является результатом размножения вируса в кишечном тракте и глубоких лимфатических структурах до внедрения его в нервную систему. Антитела, появившиеся в крови рано, могут предотвратить переход вируса в ЦНС, поэтому вакцинация способна защищать ЦНС, если проводится до появления неврологических симптомов.
Понижение устойчивости к полиовирусной инфекции наступает после удаления миндалин и аденоидов, так как после операции резко снижается уровень секреторных антител в носоглотке.
18. Лабораторная диагностика, профилактика, лечение полиомиелита
Вирусологический метод – выделение вируса и его идентификация. Материал – фекалии больного (в 1 г фекалий содержится до 1 млн инфекционных доз), реже носоглоточный смыв, кровь, ликвор. Материал фильтруют, обрабатывают антибиотиком, вносят в культуру клеток Hep-2 и RD (из рабдомиосаркомы человека). Использование только двух клеточных линий для лабораторной диагностики полиомиелита позволяет стандартизировать полученные результаты. Через 5-7 дней возникает ЦПД в виде мелкозернистой деструкции клеток.
Идентификация вируса проводится в реакции нейтрализации, т. е. в культуры тканей вносят вирус в смеси с поливалентной противополиомиелитной сывороткой типов 1, 2, 3, а затем для определения типа – с отдельными типовыми сыворотками. При идентичности типа вируса и данной сыворотки ЦПД не возникает. Для установления внутритиповых различий между штаммами полиовирусов используют штаммоспецифические адсорбированные поликлональные и моноклональные иммунные сыворотки, молекулярную гибридизацию, полимеразную цепную реакцию и секвенирование вирусного генома.
Для программы ликвидации полиомиелита важное значение имеет дифференциация между штаммами дикого и вакцинного штамма.
Серологический диагноз используют для определения нарастания титра АТ в крови переболевших людей. С этой целью применяют реакцию нейтрализации в культуре ткани с парными сыворотками, полученными в острой стадии болезни и в период реконвалесценции. Ставят РСК, ИФА. При положительном результате выявляют четырехкратное нарастание титра антител во второй сыворотке по сравнению с первой.
Специфическая профилактика осуществляется живыми и убитыми вакцинами, благодаря которым достигнут значительный прогресс в борьбе с полиомиелитом. ВОЗ принято решение о глобальной ликвидации полиомиелита после 2000 г.
Убитая вакцина получена американским ученым Солком в 1953 г. и содержит вирусы полиомиелита 1, 2, 3 типов, выращенные в почечной ткани обезьян. Она вызывает гуморальный иммунитет – образование IgG и IgM, но не препятствует репродукции вирусов в клетках слизистой оболочки кишечника.
Пероральная живая вакцина типов 1, 2, 3, получена в 1956 г. Сейбиным из аттенуированных штаммов вируса полиомиелита, культивированных в культуре клеток почек африканских зеленых мартышек. Помимо IgG и IgM-антител она индуцирует образование секреторных IgA-антител в слизистой оболочке пищеварительного тракта, особенно тонкого кишечника, и тем самым препятствует циркуляции диких штаммов вируса полиомиелита.
В настоящее время вакцина выпускается в жидком виде, применяется для вакцинации детей, начиная с 3-х месячного возраста, (вводят трехкратно, чтобы создать иммунитет против всех трех типов вируса) с интервалом в 4-6 недель и далее по схеме (в два года и 7 лет).
Для лечения используют сывороточный человеческий иммуноглобулин против полиомиелита, полученный из сыворотки доноров.
19. Вирусы Коксаки и ECHO, свойства и роль в патологии человека, лабораторная диагностика, профилактика, лечение
Выделены в 1947 г. Долдорфом и Сиклсом в местечке Коксаки от больного ребенка с симптомами полиомиелита. В настоящее время известно 30 серотипов Коксаки-вирусов, из них к группе Коксаки А относятся 1-24 серотипа (тип 23 отсутствует), к В – 1-6 серотипы.
Строение вирусов типично для всех пикорнавирусов, но есть следующие особенности: содержат гемагглютинин; патогенны для новорожденных мышей-сосунков. Причем, внутримышечное введение вируса Коксаки А вызывает вялые параличи и участки омертвения мышц, а Коксаки В – поражение внутренних органов и энцефаломиелит.
Клиника. Вирусы вызывают разнообразные по клинике заболевания:
а) герпангину – острую лихорадку с болями в животе, зеве и пузырьковыми высыпаниями на слизистой ротовой полости, иногда с ригидностью затылочных мышц;
б) эпидемическую миалгию – протекает с высокой температурой и колющими мышечными болями в области грудной клетки и живота;
в) эпидемическую плевродинию – сопровождается лихорадкой, плевритами, болевыми приступами в области груди (болезнь Борнхольма);
г) асептический серозный менингит – острая лихорадка с менингеальными симптомами;
д) энцефаломиокардит новорожденных – миокардит и паралитичекие формы, похожие на полиомиелит, кардиотропность больше выражена у вирусов Коксаки В.
В целом для вирусов Коксаки характерен полиорганный тропизм.
Диагностика осуществляется при выделении вируса из фекалий, смыва из носоглотки, ликвора путем заражения материалом мышей-сосунков и культур клеток. Для идентификации ставят реакцию нейтрализации в культуре клеток, на новорожденных мышах со специфическими сыворотками.
Серологический диагноз проводят путем выявления нарастания титра антител в парных сыворотках больного в РН, РТГА, ИФА.
Вирусы ЕСНО.
Вирусы ECHO описаны в 1941 г. Эндерсом. Название представляет собой аббревиатуру из первых букв английских слов enteric cytopathogenic human orphans. Так как их роль в патологии человека долго оставалась неизвестной, они были названы «сиротами». Отличаются от других энтеровирусов тем, что не патогенны для новорожденных мышей, имеют гемагглютинин. Известны 1-33 серотипы (кроме 10, 22, 23, 28), которые идентифицируются в реакции нейтрализации, ПЦР, ИФА.
Вирусы вызывают различные заболевания преимущественно в детском возрасте. Сродство к лимфоидной ткани – одна из характерных особенностей этих вирусов. После размножения вирусы проникают в лимфу, а затем в кровь, наступает вирусемия и генерализация инфекции. Дальнейшее развитие болезни зависит от свойств вируса, его тканевого тропизма и иммунного статуса организма. Многие серотипы способны поражать ЦНС, вызывая полиомиелитоподобные заболевания, асептический серозный менингит (серовары 2-9, 12, 14, 16, 21), желудочно-кишечные заболевания с синдромом диареи, респираторные заболевания (серовары 8-11, 20), увеит – воспаление слизистой оболочки глаза, заболевания паренхиматозных органов.
Диагностика проводится так же, как и при вирусах Коксаки.
Энтеровирус 70 вызывает субконъюнктивальные кровоизлияния и кератит. Иногда возникают осложнения со стороны ЦНС – боли в области корешков спинномозгового нерва, слабость мышц конечностей, парезы лицевого и языкоглоточного нервов. Основной путь передачи – контактный, реже фекально-оральный.
Энтеровирус 71 по свойствам занимает промежуточное положение между вирусами полиомиелита и нейротропными штаммами вируса Коксаки. Против энтеровируса 71 разработана эффективная инактивированная вакцина.
Специфическая профилактика. Получены положительные результаты при применении формалинизированных вакцин из наиболее патогенных энтеровирусов (Коксаки А-9, В-1, ЕСНО-6).
20. Ротавирусы
Название рода связано со своеобразием морфологии (rota – колесо). Возбудитель был впервые обнаружен в 1973 г. Bischop в эпителиальных клетках слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки детей с острым гастроэнтеритом.
Морфология и свойства. Вирионы ротавирусов при электронно-микроскопическом исследовании имеют вид колес диаметром 70 нм с круговым ободком по периферии и отходящими от него внутрь спицами. Они окружены наружным и внутренним капсидом, внутри которого содержится двунитчатая фрагментированная РНК (состоит из 11 сегментов), в сердцевине, кроме геномной РНК, располагается вирионная РНК-полимераза. В составе вириона имеется 8 белков (VP1-VP8). Имеют кубический тип симметрии, нет липидов – устойчивы к эфиру и детергентам.
Патогенез. Источник инфекции – больные люди с острой бессимптомной формой инфекции, а также вирусоносители.
Механизм заражения – фекально-оральный. Наиболее опасны больные в первые 3-5 дней заболевания, когда в фекалиях накапливается максимальное количество вирусов.
Вирус размножается в клетках эпителия ворсинок тонкого кишечника. Происходит разрушение клеток, что приводит к нарушению пищеварительной и всасывательной функции тонкого кишечника, снижению количества ферментов, уровня дисахаридов (мальтозы, сахарозы, лактозы) и нарушению процесса всасывания простых сахаров. Переходя в толстый кишечник, моно- и дисахариды создают повышенное осмотическое давление, что препятствует всасыванию воды из кишечного содержимого и приводит к поступлению в кишечник воды из тканей. Усиливается перистальтика, возникает выраженная диарея.
Лабораторная диагностика. Вирусные антигены в фекалиях определяют в ИФА, радиоиммунным методом, в реакции иммунофлуоресценции. Электронной или более чувствительной иммуноэлектронной микроскопией вирус выявляют в фекалиях больного через 7-8 дней от начала заболевания (в 1 г фекалий обнаруживается 1010 вирусных частиц).
Серодиагностика. Ставят РН, РСК, РТГА, ИФА с парными сыворотками.
Специфическая профилактика. Используется убитая вакцина.
Лечение ротавирусной диареи должно быть направлено на устранение дегидратации, восстановление и поддержание нормального водносолевого обмена.
21. Аденовирусы: класс-ция и хар-ка сем. Аденовирусы чел-ка, стр-ра вириона, патогенез, иммунитет, диагностика аденовирусных инфекций.
Аденовирусные инфекции – группа острых респираторных вирусных инфекций, которая характеризуется поражением эпителия миндалин и слизистых оболочек дыхательных путей, глаз, кишечника и симптомами интоксикации. Возбудители аденовирусных инфекций относятся к семейству Adenoviridae, роду Mastadenovirus (вирусы млекопитающих) и роду Aviadenovirus (птичьи).
Вирион в форме икосаэдра, имеет капсид, нити, дезоксинуклеопротеид, кубический тип симметрии, диаметр – 70-90 нм. Геном представлен линейной молекулой двунитевой ДНК. В состав капсида входят 252 капсомеров. Каждый из 180 боковых капсомеров (гексоны) контактирует с шестью соседними. Гексоны содержат группоспецифический антиген А, общий для аденовирусов. У основании пентонов имеется антиген В, по которому аденовирусы делят на три группы. В фибрах присутствуют антиген С, определяющий типоспецифические свойства. Антигенные свойства положены в основу классификации аденовирусов.
Патогенез. Источник инфекции – больной человек, который выделяет вирусы из носоглотки в острый период заболевания, а в более поздние сроки – с фекалиями. Механизм заражения – воздушно-капельный, в некоторых случаях – фекально-оральный. Наиболее восприимчивы дети от 6 месяцев до 5 лет. До 6 месяцев у детей естественный пассивный иммунитет от матери.
Входные ворота – слизистые оболочки верхних дыхательных путей, глаз, кишечника. Инкубационный период – 5-9 дней. По типу поражений чувствительных клеток выделяют три варианта инфекций: продуктивная инфекция сопровождается гибелью клеток после выхода вирусов; персистирующая инфекция протекает хронически, бессимптомно; трансформирующая инфекция – при заражении новорожденных грызунов аденовирусы группы А вызывают у них образование опухолей.
Иммунитет после инфекции типоспецифический за счет sIgA-антител. Повторные инфекции вызывают другие типы (серовары) вирусов.
Лабораторная диагностика. Материал – смыв из носоглотки, отделяемое конъюнктивы, реже – фекалии, обработанные антибиотиками.
Вирусологический метод: заражение материалом культур клеток, индикация и идентификация по данным РГА, РН, ЦПД, РТГА.
Экспресс-метод: прямая РИФ с диагностическими сыворотками против наиболее часто встречающихся сероваров.
Серологический метод: исследуют парные сыворотки в РН, РСК, РТГА, ИФА.
Лечение: При легкой форме – симптоматические средства. При среднетяжелых и тяжелых формах – противовирусные препараты, донорский иммуноглобулин. Профилактика: Изоляция больных, в детских коллективах – стимуляторы интерферона, по показаниям применяют вакцину из инактивированных серотипов 3,4,7,8.
22. Рабдовирусы: класс-ция, стр-ра вириона, патогенез бешенства, иммунитет.
Семейство Rhabdoviridae включает более 60 вирусов, патогенных для млекопитающих, рыб, насекомых. В семействе выделяют два рода: Vesiculovirus и Lyssavirus. Наибольшую опасность для человека представляет вирус бешенства. Рабдовирусы имеют пулевидную форму, размером 75-180 нм; спиральный тип симметрии, в состав генома входят однонитевая нефрагментированная (–)РНК. Наружная оболочка состоит из двойного липидного слоя.
Вирус бешенства (Род Lyssavirus). Бешенство – острая инфекция ЦНС, возникающая после укусов бешеных животных, сопровождающаяся дегенерацией нейронов головного и спинного мозга. Без своевременно начатого после контакта с бешеным животным лечения летальность заболевания составляет 100%. Различают следующие варианты вируса бешенства: типичный, уличный вирус бешенства; вирус африканского собачьего бешенства; вирус американского бешенства летучих мышей; вирус дикования оленей, песцов, лис; фиксированный вирус бешенства. Все варианты вируса имеют один антигенный тип. Вирус бешенства культивируют в мозговой ткани белых мышей, сирийских хомяков, кроликов, крыс, овец, в диплоидных клетках человека. У зараженных животных развиваются параличи конечностей, затем они погибают.
Патогенез. Бешенство – инфекционное заболевание, которое возникает после укуса человека бешеными животными (лисы, шакалы, волки, летучие мыши, собаки, кошки, рыси). Вирус передается при укусах и попадании слюны на поврежденные кожные покровы и слизистую оболочку. В месте входных ворот вирус остается несколько дней.
Первичная репродукция происходит в клетках мышечной и соединительной ткани на месте укуса, а затем вирусные частицы достигают окончаний чувствительных периферических нервов и передвигаются по осевым цилиндрам и периневральным пространствам, поражая нейроны спинного и головного мозга. Происходит демиелинизация белого вещества. Вирус репродуцируется в нейронах и в результате в цитоплазме появляются тельца Бабеша-Негри, которые содержат вирусные нуклеокапсиды. Особенно интенсивно поражаются нейроны аммонова рога продолговатого мозга, клетки Пуркинье мозжечка, что ведет к глубокому расстройству ЦНС.
Инкубационный период варьирует и зависит от вирулентности штамма, места укуса, его массивности, от различной скорости продвижения вируса по нервным стволам. Наиболее опасны укусы в лицо, голову, т.к. в этом случае наблюдается наиболее короткий инкубационный период (7-10 дней). При укусах в нижние конечности инкубационный период длится до 1,5 месяцев. Вследствие поражения нервной системы отмечаются слезотечение, расширение зрачков, потливость, обильное слюноотделение. У больного отмечается болезненность при глотании, появляется чувство страха, особенно при виде воды – водобоязнь; появляется агрессивность, буйство, в финальной стадии параличи мышц конечностей, языка, лица. Смерть наступает через 3-5 дней от начала заболевания от паралича дыхательного и сосудодвигательного центров.
23. Лабораторная диагностика, специфич профилактика бешенства.
Лабораторная диагностика. Вирусоскопический метод, основан на обнаружении специфических ацидофильных включений телец Бабеша-Негри в цитоплазме клеток аммонова рога, продолговатого мозга, мозжечка. Готовят гистологические препараты и окрашивают по методу Манна, Туревичу, Муромцеву. Выявление вирусного антигена в пораженных тканях и в слюнных железах проводят с помощью реакции иммунофлюоресценции, ПЦР, ИФА.
Биологический метод проводят при отрицательных результатах вирусоскопии. Материал – эмульсию мозга, слюну вводят внутрицеребрально белым мышам или кроликам. Они быстро погибают и при вскрытии обнаруживают тельца Бабеша-Негри. Для идентификации вируса ставят реакцию нейтрализации на белых мышах, ПЦР, ИФА.
Серологический метод диагностики используют только для определения уровня иммунитета у людей и животных после вакцинации, ставят РН. ИФА, РИА.
Специфическая профилактика – вакцинация. В настоящее время применяется инактивированная культуральная вакцина, полученная в культуре клеток почек сирийского хомячка (на основе фикс-вируса бешенства) из штамма Внуково-32, инактивированная ультрафиолетовыми лучами. Она менее реактогенна. Антирабическую вакцину вводят внутримышечно в дельтовидную мышцу сразу после укуса, на 3-й, 7-й, 30-й и 90-й день. Детям вводят вакцину в мышцу бедра. Разработаны вакцины, полученные методом генной инженерии. При множественных укусах опасной локализации (голова, шея, верхние конечности) вводят паралельно с вакциной гетерологичный (лошадиный) либо гомологичный антирабический иммуноглобулин. В качестве медикаментозной химиопрофилактики бешенства назначают рифампицин.
24. Герпесвирусы: класс-ция сем, стр-ра вириона.
Вирусы семейства Herpesviridae вызывают герпетические инфекции. Представители этого семейства очень широко распространены в природе, известно около 80 герпесвирусов, 8 из них выделены от человека. На основании особенностей биологических свойств они разделены на 3 подсемейства: – альфа-герпесвирусы – Alphaherpesvirinae. Включают род Simplexvirus (вирусы простого герпеса 1 и 2 типа – ВПГ 1, 2) и род Varicellovirus (вирус varicella zoster (3 тип), вызывающий ветряную оспу и опоясывающий лишай).
– бета-герпесвирусы – Betaherpesvirinae. Род Cytomegalovirus, представителем которого является вирус цитомегалии – 5 тип; род Roseolovirus – вирусы герпеса типов 6А, 6В, 7.
– гамма-герпесвирусы – Gammaherpesvirinae. Род Lymphocryptovirus, представителями яаляются вирус Эпштейна-Барр (4 тип), вызывающий инфекционный мононуклеоз у человека, и вирус болезни Марека у птиц.
Недавно открытый вирус герпеса 8 типа связан с развитием саркомы Капоши у ВИЧ-инфицированных лиц.
Размеры вирионов 150-200 нм; содержат линейную двухнитевую ДНК, в которой присутствуют около 80 генов. Вирусы имеют капсид и суперкапсид; кубический тип симметрии; в капсиде 162 капсомера. Культивируются в культурах различных клеток, где вызывают образование многоядерных клеток; чувствительны к нагреванию. После проникновения в клетку эти вирусы реплицируются в ядрах. Структурные полипептиды, синтезируются в цитоплазме, а затем переносятся на внутреннюю поверхность ядерной оболочки, где происходит сборка вириона. В ядрах клеток накапливаются вирусные капсиды. Сборка вируса заканчивается, когда нуклеокапсид покрывается белковыми капсидами, вирион покидает ядро путем почкования ядерной мембраны.
25. ВПГ-1 и ВПГ-2: роль в патологии чел-ка, патогенез простого герпеса, иммунитет, лаб диагностика, профилактика, лечение.
На основе типоспецифических различий и ДНК-структуры различают ВПГ 1 и ВПГ 2.
Герпесвирусные инфекции широко распространены, особенно лабиальный, генитальный и офтальмогерпес. Источник инфекции – больной человек и вирусоноситель. Пути передачи – контактно-бытовой, воздушно-капельный, половой, трансплацентарный. Возможно бессимптомное вирусоносительство. Вирус содержится в слюне и биологических жидкостях. Заражение происходит через посуду, полотенца, игрушки, при поцелуях. Контактный путь может реализоваться при использовании нестерильных медицинских инструментов. Воздушно-капельный путь: герпетическая инфекция протекает в форме ОРЗ.
Патогенез. Первичная инфекция возникает при попадании возбудителя на слизистые оболочки, герпесвирусы не способны проникать через неповрежденную кожу. После проникновения в эпителий слизистых оболочек возбудитель активно в нем размножается. Возбудитель взаимодействует со специфическими рецепторами, проникает в клетку и запускает литический продуктивный тип инфекции. Клетки увеличиваются в размерах, приобретают округлую форму, появляются гигантские клетки с включениями. Эпидермис отслаивается, образуются пузырьки, которые лопаются, возникает местное воспаление, часто на губах и носогубных складках. Из первичного очага возбудитель проникает в чувствителные нервные ганглии: ВПГ-1 – в тройничный, а ВПГ-2 – в поясничные узлы. Рецидивы возникают у вирусоносителей после ослаблениия резистентности на фоне переохлаждения, менструации, при стрессовых воздействиях. Вирус из ганглиев по нервным стволам проникает в эпителий кожи и слизистых оболочек, снова возникают пузырьки и повреждение эпителия. Цикл репродукции вируса – 10 часов. Заболевание сопровождается вторичным иммунодефицитом.
Иммунитет. При первичном инфицировании образуются IgМ-антитела, при рецидивах – IgG и IgА. У инфицированных иммунитет является нестерильным и временным – при снижении иммунитета наступает рецидив инфекции. Вирус герпеса сам индуцирует иммунодефицит. У людей, резистентных к инфекции, иммунитет осуществляется системой интерферонов, ЕК и Т-киллерами, и sIgA-антителами. При иммунодефиците, вызванном ВИЧ-инфекцией, часто наблюдается тяжелое течение герпетической инфекции.
Лабораторная диагностика. Цитологический метод – делают соскоб из пораженного участка эпителия, готовят мазок, окрашивают по Романовскому-Гимзе и обнаруживают многоядерные клетки с внутриклеточными включениями.
Вирусологический метод – заражают культуры клеток, выявляют ЦПД в виде гигантских многоядерных клеток с включениями, которые разрушаются. Идентификацию осуществляют в РН ЦПД, РИФ с моноклональными АТ. На хорионаллантоисной мембране куриных эмбрионов через 2-3 суток образуются белые бляшки.
Серологический метод – определяют нарастание титра АТ в парных сыворотках в ИФА. При первичной инфекции характерно появление IgM. При рецидивах – IgG, IgА.
Биологический метод: при нанесении материала на скарификацию роговицы кролика возникает кератиат, а в мозгу новорожденных мышат – энцефалит.
Экспресс-метод – РИФ с моноклональными антителами против вируса.
Реакция гибридизации и полимеразная цепная реакция применяется для молекулярно-генетической диагностики герпеса.
Лечение. Используют противовирусные препараты: ацикловир (зовиракс, виролекс), а также теброфен, идоксуридин, видарабин, которые назначают не позже 72 часов после появления первых признаков инфекции. При использовании противогерпетических и противоцитомегаловирусных средств через 2 дня необходимо делать анализ крови.
Для профилактики рецидивов многократно вводят инактивированную вакцину.
26. Вирус ветряной оспы и опоясывающего лишая
(Род Varicellovirus)
Вызывает 2 типа поражений – ветряную оспу (varicella) и опоясывающий лишай (herpes zoster).
Ветряная оспа – острая вирусная антропонозная инфекция, наиболее характерным признаком которой является специфическая сыпь. В 80% случаев болеют дети до 7 лет. У 80-90% людей в анамнезе отмечается ветряная оспа.
Вирус отличается быстрым распространением в клеточной культуре и вызывает ЦПД в виде некроза клеток, включений в цитоплазме, симпластов.
Эпидемиология и клиника. Источник инфекции – больной человек (ребенок).
Механизм заражения – воздушно-капельный и контактный (через отделяемое везикул). Заразность очень велика для невакцинированных детей. Чаще заболевание возникает в осенне-зимний период. Инфекция очень легко переносится на большие расстояния.
Входные ворота – слизистые оболочки верхних дыхательных путей, далее вирус попадает в лимфоузлы, затем в кровь.
Инкубационный период – 13-14 дней, но может увеличиваться до 21 дня. Начало заболевания острое. Вирус обладает тропизмом к эпителию кожи. Первые симптомы – высыпания: сначала розовое пятно, потом возникает папула, которая переходит в везикулу, язвочку, корочку. Величина сыпи различна (напоминает «разбросанные капли воды»). Обычно заболевание протекает благоприятно.
Иммунитет после инфекции стойкий, пожизненный.
Herpes zoster – опоясывающий лишай – эндогенная инфекция, возникает при активации вируса, персистирующего в ганглиях задних корешков спинного мозга через много лет после перенесенной ветряной оспы. Вирус мигрирует по ходу межреберных нервов, появляются сильные боли и на 2-3 день везикулезная сыпь по ходу нервов (боковая поверхность кожи груди).
Лабораторная диагностика
Основана на типичной клинической картине.
Вирусологический метод: выделяют вирус в культурах клеток (материал – жидкость из везикул, ликвор). Индикация – по ЦПД. Идентификация – в РН ЦПД, РИФ, РСК.
Серологический метод: в парных сыворотках определяют нарастание титра АТ в РСК, ИФА. При ветряной оспе выявляют IgМ-антитела, а при опоясывающем лишае – IgG.
Лечение. Элементы сыпи смазывают водными растворами метиленового синего, бриллиантового зеленого, риванола. Больным с иммунодефицитами или диссеминированными поражениями назначают противовирусные препараты, нарушающие репликацию ДНК вирусов (ацикловир, видарабин).
Профилактика. Изоляция больных. Для профилактики ветряной оспы детям до года вводят вакцину. Контактным вводят нормальный донорский иммуноглобулин, содержащий антитела к вирусу.
27. Цитомегаловирус (ЦМВ) (подсемейство Betaherpesvirinae)
В настоящее время установлено, что инфицирование ЦМВ широко распространено, но редко проявляется клинически из-за резистентности людей. При внутриутробном заражении или заражении сразу после рождения возникает генерализованная инфекция новорожденных – цитомегалия. Заболевание характеризуется появлением крупных внутриядерных включений в клетках слюнных и других желез, легких, печени.
Особенности вируса:
- тропизм к лейкоцитам, клеткам слюнных и других желез;
- инфицированные клетки увеличиваются в размерах – гигантские клетки (цитомегалия, клетки Микулича);
- вирус культивируется в культурах клеток, где вызывает появление гигантских клеток с внутриядерными включениями, повреждение хромосом, однако размножается медленно;
- хорошо сохраняется при комнатной температуре, но чувствителен к нагреванию, замораживанию, к эфиру, к дезсредствам, кислой среде.
Эпидемиология. Источник инфекции – больной или вирусоноситель, который выделяет вирус со слюной, мочой, молоком, спермой, калом.
Механизм заражения: воздушно-капельный, контактный, половой, трансплацентарный.
У 90-96% взрослых людей есть АТ к вирусу. Это свидетельствует о том, что инфицирование широко распространено. При наличии АТ вирус может циркулировать в организме и инфицировать контактных лиц.
Клиника. Наблюдается гриппоподобное состояние. Генерализованная форма развивается у детей до 3 лет и у людей с иммунодефицитами. Протекает очень тяжело, с поражением легких, почек, желудочно-кишечного тракта, печени, ЦНС.
При инфицировании беременной в ранние сроки цитомегаловирусная инфекция приводит к гибели плода и самопроизвольному аборту; в более поздние сроки возникают уродства плода, отставание в развитии, слепота, поражение ЦНС.
Лабораторная диагностика
Материал для исследования: моча, слюна, ликвор.
Цитологический метод: готовят мазки, окрашивают их по Романовскому, выявляют гигантские клетки с внутриядерными включениями.
Вирусологический метод: заражают культуру клеток, выявляют гигантские клетки.
Серологический: выявляют IgM- и IgG-антитела в ИФА. Обнаружение в сыворотке IgM-антител свидетельствует о свежей инфекции (опасно для беременных).
Полимеразная цепная реакция позволяет выявить вирус в любой клетке по наличию его ДНК.
Лечение. Применяют противовирусные препараты, гипериммунный противоцитомегаловирусный иммуноглобулин. В частности, назначают ганцикловир, который ингибирует репликацию всех герпесных вирусов in vitro, включая цитомегаловирусы, Herpes simplex и Herpes zoster. Основное клиническое применение препарата заключается в лечении цитомегаловирусной болезни.
Также он назначается больным СПИДом для лечения случаев цитомегаловирусного ретинита, пневмонии, эзофагита и колита.
Профилактика. Разработаны вакцины, которые применяют по показаниям, например, вводят перед пересадкой органов.
Данный вирус вызывает острое вирусное заболевание – инфекционный мононуклеоз, характеризующееся лихорадкой, поражением зева, лимфатических узлов, печени, селезенки и изменениями в крови. Это заболевание встречается повсеместно, болеют люди всех возрастных групп. У детей и юношей в Центральной Африке ВЭБ вызывает лимфому Беркитта, а у мужчин в Китае – назофарингеальную карциному.
Особенности вируса:
- способен репродуцироваться только в культуре В-лимфоцитах человека и обезьян, вызывая их пролиферацию, без лизиса пораженных клеток;
- способен длительно персистировать в клетках, оставаясь в интегрированном состоянии с ДНК клетки хозяина.
Отличается от других герпесвирусов по антигенным свойствам. Обнаружены мембранный АГ (МА), комплементсвязывающий ядерный АГ (ЕВNA), антиген вирусного капсида (VCA).
Эпидемиология и клиника. Источник инфекции – больной человек и вирусоноситель.
Механизм передачи – воздушно-капельный. Восприимчивость у людей низкая. Заражению способствует тесный контакт. Болеют обычно дети и люди молодого возраста.
Вирус проникает через эпителий слизистых оболочек верхних дыхательных путей.
Инкубационный период при инфекционном мононуклеозе – 5-12 дней (до 60). Характерно постепенное развитие заболевания: повышение температуры, головная боль, недомогание, потливость, боли в горле.
В лимфатических узлах, миндалинах, селезенке происходит пролиферация ретикулярных и лимфоидных клеток с образованием крупных мононуклеаров, возникают очаги некроза. В печени образуется лимфоидные клеточные инфильтраты.
Главные признаки инфекционного мононуклеоза – лихорадка, поражение зева (ангина), увеличение лимфоузлов, печени, селезенки. В крови увеличивается количество лимфоцитов и моноцитов с измененной морфологией. Лимфома Беркитта представляет собой опухоль из трансформированных вирусом В-лимфоцитов. Вирус вызывает мутации в с-myc-протоонкогене В-лимфоцита, что в итоге подавляет апоптоз трансформированных клеток. В этих клетках содержатся копии интегрированного генома вируса.
Иммунитет после перенесенного заболевания стойкий. Появляются специфические Т-киллеры, мишенью которых является вирусный антиген МА на поверхности В-лимфоцитов. Активируются естественные киллеры, увеличивается активность супрессоров, которые тормозят пролиферацию В-лимфоцитов. При выздоровлении появляются Т-клетки памяти, которые уничтожают зараженные вирусом В-лимфоциты. Синтезируются также вируснейтрализующие АТ. В крови больных появляются сначала IgM, затем IgG-антитела к антигенам вируса.
Лабораторная диагностика
В крови при инфекционном мононуклеозе выявляются атипичные мононуклеары – средние и крупные лимфоциты с широкой цитоплазмой (от 10 до 40%). Повышен титр антител к эритроцитам барана и других животных (реакция агглютинации Буннеля, титр выше 1:32).
Специфические АТ к вирусу выявляют в ИФА и в реакции непрямой иммунофлюоресценции. Для выявления вирусной ДНК применяют ПЦР.
Лечение. Симптоматическое, в тяжелых случаях – глюкокортикостероиды.
Вирус герпеса человека 6-го и вирус герпеса человека 7-го типов (ВГЧ-6: ВГЧ-6А, ВГЧ-6 Б ВГЧ-7) - Лимфотропные вирусы (предполагают этиологическую связь ВГЧ-6 Б с внезапной экзантемой, а ВГЧ-7 -с синдромом хронической усталости)
Вирус герпеса человека 8-го типа (ВГЧ-8) вызывает
- многоочаговое заболевание Кастлемана
- лимфома первичного экссудата
- Саркома Капо ш и у ВИЧ-серонегативных людей
- Саркома Капоши, ассоциированная с ВИЧ-инфекцией и СПИДом
- Лимфопролиферативные заболевани я:
29. Семейство тогавирусов (Togaviridae), флавивирусы. клещевой энцефалит.
Семейство Togaviridae (toga – плащ, накидка) включает представителей группы арбовирусов, которые передаются через укусы членистоногих (комаров, клещей и др.). Обязательным условием принадлежности к арбовирусам является доказанная биологическая трансмиссия определенному теплокровному хозяину и кровососущим членистоногим.
Необходимо обязательно заражение переносчика (членистоногого) на теплокровном инфицированном хозяине с последующей репродукцией вируса в организме переносчика и передачей его через определенный инкубационный период восприимчивому хозяину при кровососании.
Структура и свойства. Все тогавирусы содержат (+)РНК, линейную, однонитевую, обладающую инфекциозностью. Они имеют сферическую форму с диаметром частиц 60-65 нм, кубический тип симметрии, содержат группоспецифический антиген, который связан с нуклеокапсидом и видовой, типоспецифический антиген входит в состав гликопротеинов внешней оболочки и является гемагглютинином. Вирусы содержат липиды в составе суперкапсида, поэтому чувствительны к эфиру.
Культивирование. Тогавирусы хорошо размножаются в желточном мешке куриного эмбриона, культурах клеток, где вызывают ЦПД в виде частичной дегенерации монослоя, и в организме экспериментальных животных при внутримозговом способе заражения. У животных отмечается поражение ЦНС, развиваются параличи конечностей, заболевание заканчивается гибелью животных.
Резистентность. Тогавирусы чувствительны к эфиру и другим детергентам, а также к формалину, низким значениям РН, ультрафиолетовому облучению, инактивируются при 56оС в течение 30 минут. Длительно сохраняются в замороженном и лиофилизированном состоянии.
Семейство Flaviviridae включает 59 видов, из них 31 патогенен для человека.
Структура вириона и свойства вирусов. Размеры флавивирусов 40-45 нм, имеют (+)РНК, линейную, однонитевую. В составе нуклеокапсида содержится один белок с группоспецифическими антигенными свойствами. На внешней оболочке есть шиповидные выросты, содержащие гликопротеин, который придает гемагглютинирующие свойства, обладает типовой специфичностью.
Культивирование. Вирусы культивируют в куриных эмбрионах, культурах тканей, где образуются многоядерные клеточные симпласты; в организме белых мышей при заражении в мозг. Флавивирусы имеют цикл репродукции около 20 часов. Адсорбируясь на фосфолипидных или гликолипидных рецепторах клеток вирионы проникают в них путем эндоцитоза. После депротеинизации и синтеза вирусных белков и репликации РНК формируются зрелые вирионы, которые выходят из клетки путем почкования, но только через модифицированные мембраны эндоплазматического ретикулума клетки.
Вирус клещевого энцефалита
Вирус клещевого энцефалита был выделен в 1937 г. Л.А. Зильбером и М.П. Чумаковым.
Различают европейский и дальневосточный клещевой энцефалит. Ареал распространения вируса – обширное пространство тайги и лесов от Атлантического до Тихого океана. Встречаются 3 генотипа вируса клещевого энцефалита: Дальневосточный генотип, Западный генотип (маркерный штамм Neudorf), который церкулирует в Европейском регионе и Урало-Сибирский генотип, который циркулирует в Центральном регионе.
На территории Беларуси циркулируют Neudorf-подобные штаммы, отмечено за период официальной регистрации более 2000 больных клещевым энцефалитом, наиболее высокая заболеваемость в Брестской области.
Переносчики дальневосточного энцефалита – клещи Ixodes persulcatus, а европейского – I.riсinus.
Размножение вируса может происходить в организме более 130 видов животных (кроты, мыши, дикие и домашние животные).
Человек заражается от клещей трансмиссивно, а также алиментарным путем при употреблении в пищу сырого молока (чаще козьего). В настоящее время чаще болеют городские жители; заражение происходит при работе на садово-огородных участках.
Патогенез. Вирус поражает двигательные нейроны передних рогов шейного сегмента спинного мозга, мозжечка, мягкую оболочку головного мозга. До проникновения в мозг вирус репродуцируется в лимфоцитах, в клетках печени, селезенки, эндотелии сосудов (экстраневральное поражение).
Клиника. При дальневосточном энцефалите инкубационный период 8-14 дней, заболевание начинается внезапно с лихорадки, головной боли, тошноты, рвоты, светобоязни. Затем развивается упадок сил, психические расстройства, менингеальные симптомы, нарушение чувствительности и параличи обычно плечевого пояса, которые остаются на всю жизнь. Летальность составляет 25-30%.
В европейской части отмечается двухволновая форма заболевания. Фебрильная вирусемическая фаза с головными болями и слабостью, которая продолжается около недели, а затем наступает мним мнимое улучшение на несколько дней, после чего начинается фаза с сильными головными болями и менингоэнцефалитами. Летальность не более 5%.
Лабораторная диагностика. Материал – кровь, ликвор, носоглоточный смыв, моча – берут на 1-5 день от начала заболевания. Обработанный материал вводят внутрь мозга белым мышам. Внутрицеребральный пассаж проводят 2 раза. Если после второго пассажа животные в течение 21 дня остались живы, то результат отрицательный. Вирус размножается в аллантоисной полости и желточном мешке куриного эмбриона, а также в первичных и перевиваемых тканевых культурах.
Индикацию вируса проводят в реакции гемагглютинации с гусиными эритроцитами, а идентификацию в РТГА, ИФА, РИА, ПЦР.
Для быстрого обнаружения антигена вируса клещевого энцефалита в ликворе больного ставят РПГА с эритроцитарным антительным диагностикумом.
Серодиагностика: исследуются парные сыворотки в РТГА, РСК, ИФА.
Для специфической профилактики применяют инактивированную (формалином) культуральную сорбированную жидкую вакцину. Обязательной вакцинации подлежат лица, работающие в природных очагах инфекции.
В первые дни болезни эффективно введение специфического иммуноглобулина.
30. Вирус краснухи (Род Rubivirus)
Вирус краснухи относится к роду Rubivirus. Структура и химический состав такие же, как у всех тогавирусов.
Антигены: нуклеопротеин, связан с капсидом, выявляют в РСК; наружный антиген, связан с суперкапсидом, выявляют в реакции гемагглютинации.
Свойства. Вирус обладает гемагглютинирующей, гемолитической и нейраминидазной активностью. Размножается в первичных и перевиваемых культурах ткани, где дает включения в цитоплазме клеток. ЦПД возникает непостоянно.
Вирус неустойчив во внешней среде, легко разрушается под действием УФ лучей и многих химических веществ.
Патогенез. Краснуха – высококонтагиозная инфекция, распространена повсеместно, чаще болеют невакцинированные дети 3-6 лет, но могут болеть и взрослые. Источник инфекции – больной человек и вирусоноситель. Входными воротами для возбудителя является слизистая оболочка верхних дыхательных путей. После заражения воздушно-капельным путем вирус попадает в лимфатические клетки шейных, затылочных, заушных лимфоузлов, в которых происходит первичная репродукция вируса. Далее вирус проникает в лимфу и кровь и разносится по организму. При заражении беременной может поражать плод (рис. 28).
Клиника. Продолжительность инкубационного периода составляют 11-22 дня. Характерные симптомы болезни: повышение температуры тела, мелкопятнистая несливающаяся сыпь розового цвета (ruber – красный) по всему телу, которая возникает на неизмененном фоне кожи; отмечается припухание заднешейных лимфатических узлов, могут быть боли в суставах, мышцах. Осложнения – энцефалиты.
Возможно внутриутробное заражение от матери плода, так как вирус обладает эмбриотоксическим действием. Он адсорбируется на клетках эмбриональной ткани и вызывает пороки развития и гибель плода. Отмечаются: пороки сердца, поражение органа зрения, поражение органа слуха, поражение костей черепа. При инфицировании беременных женщин в первые три месяца беременности риск развития уродств достигает 80%. В дальнейшем снижается до 10-25%. Нередко возникают выкидыши, поэтому заболевание беременной краснухой в этот период может служить прямым показанием к прерыванию беременности.
Иммунитет после перенесенной инфекции или вакцинации – стойкий, пожизненный.
Лабораторная диагностика
Материал – кровь, моча, слюна, испражнения, ликвор вносят в культуру клеток. Идентификацию проводят в РТГА, РСК, РН, ИФА.
Серологический диагноз: определение АТ-IgМ в ИФА, РИА, РТГА в парных сыворотках больного.
Специфическая профилактика. Для предупреждения заболевания разработана живая аттенуированная вакцина (из штаммов НР V77 или RA 27/3). Так как вакцинный штамм способен размножаться в организме, иммунизацию женщин детородного возраста следует проводить лишь при отсутствии беременности. При этом женцины должны избегать зачатия в течение 3 месяцев.
В Республике Беларусь вакцинация осуществляется живой вакциной тримовакс, в которой содержатся аттенуированные штаммы вирусов кори, краснухи и эпидемического паротита. Детей вакцинируют в 12 месяцев.
31. Вирус гепатита А. Классификация и общая характеристика, роль в патологии человека, патогенез, иммунитет, лабораторная диагностика и профилактика гепатита А.
Морфология и свойства. Вирус гепатита А вызывает эпидемический гепатит. Он имеет сферическую форму, диаметр вириона 27 нм, геном представлен однонитевой (+)РНК с массой 2,6 МД (рис.24). Суперкапсид отсутствует. Тип симметрии кубический (икосаэдр). Капсид имеет 32 капсомера, он образован четырьмя полипептидами (VP1 – VP4). По своим свойствам вирус гепатита А выделен в отдельный род Hepatovirus. В антигенном отношении вирус гепатита А является однородным. Вирус размножается в организме шимпанзе, мармозет.
В настоящее время вирус удается культивировать в культуре клеток почек зеленых мартышек (культура 46 47).
Особенности вируса. Отмечается большая устойчивость к физико-химическим факторам. При 60˚С не утрачивает инфекционную активность в течение 12 часов, при 20˚С сохраняется годами, высокорезистентен к хлору, благодаря чему способен проникать в водопроводную воду через барьеры водоочистных сооружений, при 100˚С разрушается в течение 5 минут.
Чувствителен к формалину, УФ-лучам. Имеют более длительный цикл репродукции; отмечается строгий тропизм к паренхиматозным клеткам печени; репродукция в культуре клеток не сопровождается ЦПД.
Патогенез. Источник инфекции – больной человек. Путь передачи – фекально-оральный, чаще водный. Инкубационный период варьирует от 15 до 50 дней. Вирус с пищей, водой попадает в желудочно – кишечный тракт, где репродуцируется в эпителиальных клетках слизистой оболочки тонкой кишки и регионарных лимфатических узлах. Далее возбудитель проникает в кровь, где он обнаруживается в конце инкубационного периода и в первые дни заболевания.
Основная мишень действия вируса гепатита А – клетки печени, в цитоплазме которых происходит репродукция. Гепатоциты могут поражаться натуральными или естественными киллерами (ЕК), которые в активированном состоянии взаимодействуют с гепатоцитами, вызывая их разрушение. Активация ЕК происходит в результате их взаимодействия с интерфероном, индуцированным вирусом. Поражение гепатоцитов приводит к нарушению углеводного, белкового, пигментного обмена и сопровождается: желтухой, повышением ферментов (альдолазы, аспартатаминотрансферазы).
Далее возбудитель с желчью попадает в просвет кишечника и выделяется с фекалиями, в которых отмечается высокая концентрация вируса в конце инкубационного периода и в первые дни болезни (до желтухи).
Иммунитет после заболевания формируется пожизненный, обусловлен вируснейтрализирующими антителами секреторными IgA и клетками иммунной памяти. IgM исчезает из сыворотки через 3-4 месяца после начала заболевания, а IgG сохраняется годами. 80% населения к 40 годам имеют АТ. Чаще болеют дети в возрасте до 14 лет.
Лабораторная диагностика
Вирусные частицы в фекалиях выявляют методом иммуноэлектронной микроскопии, РИА, ИФА, ПЦР.
Чаще проводят серологический диагноз: определение Ig M в течение первых 3-6 недель в сыворотке больного путем постановки ИФА.
Специфическая профилактика. Применяют вакцину против гепатита А «Хаврикс», которая представляет собой стерильную суспензию, содержащую вирус гепатита А (штамм НМ 175), инактивированный формальдегидом и адсорбированный на гидроксиде алюминия. Вакцинный штамм вируса культивирован в диплоидных клетках человека MRS 5. Первичную вакцинацию проводят детям начиная с 12 месяцев, вводят одну дозу вакцины (0,5 мл), через 6-12 месяцев проводят ревакцинацию. Вакцина обеспечивает иммунитет не менее, чем на 20 лет.
Для лечения используют гаммаглобулин.
32. Вирус гепатита В. Классификация и общая характеристика, роль в патологии человека, патогенез, иммунитет, лабораторная диагностика и профилактика гепатита В.
Гепатит В – инфекционное заболевание человека, характеризуется избирательным поражением печени и вызывается гепадновирусом (семейство Hepadnaviridae, род Orthohepadnavirus). В состав семейства включены ДНК-геномные вирусы млекопитающих, птиц, пресмыкающихся.
Антиген вируса гепатита В был обнаружен Б. Блюмбергом в 1964 г. в сыворотке крови австралийского аборигена, а вирусные частицы были обнаружены в 1970 г. Д. Дейном с соавторами и названы частицы Дейна. В дальнейшем в составе частиц Дейна были обнаружены геномная ДНК и вирусная ДНК-зависимая ДНК-полимераза, что указывало на их вирусное происхождение.
Морфология и структура. Вирионы гепатита В человека имеют сферическую форму, диаметр 42 нм, кубический тип симметрии, состоят из 180 капсомеров. Геном образует кольцевая двухнитевая молекула ДНК, состоящая из 3200 нуклеотидов, но ее «плюс»-нить на 20-50% короче «минус»-нити. Полный вирион состоит из внешней липид-гликопротеидной оболочки (суперкапсид), включающей белковые молекулы, несущие поверхностный антиген – HBs АГ (рис.32).
Суперкапсид HВV состоит из главного или основного S-белка, среднего М-белка и большого или длинного L-белка; имеется внутренний нуклеокапсид (ядро) диаметром 25-27 нм, фермент ДНК-полимераза и HBc АГ, который содержится в сердцевине вирионов. При протеолитическом гидролизе белка капсида образуется полипептид – НВе АГ – который отщепляется от НВс АГ при прохождении его через мембрану гепатоцитов и обнаруживается в крови.
В составе поверхностного HBs АГ имеется один общий антиген а и две пары взаимоисключающих детерминант d/у и w/r. Известны геномы HВV четырех основных субтипов, названные по сочетанию антигенных эпитопов HBs Аg: adw, ayw, adr, ayr. Антигены обеспечивают формирование общего перекрестного иммунитета ко всем субтипам вируса. Субтипы вируса имеют различное распространение в регионах мира. HBs АГ, его полипептидный фрагмент preS2, играет важную роль в прикреплении вируса к гепатоцитам за счет связывания их с альбуминовым рецептором. Полипептид preS1 обладает иммуногенными свойствами и используется для приготовления вакцины. В зараженной клетке HBs АГ синтезируется в цитоплазме и участвует в сборке вирионов. Наряду с полными вирионами (частицами Дейна) в сыворотке инфицированных лиц присутствует свободный HBs Аg в виде сферических частиц диаметром 20-22 нм или волокнистых образований до 200 нм. Эти частицы не содержат вирусной ДНК и являются неинфекционными. Ядерный антиген HBс АГ в свободной форме локализован в ядре гепатоцитов и экспрессируется на поверхности зараженных гепатоцитов, на которых и может быть обнаружен, но не выявляется в сыворотке крови больного.
При попадании HBс АГ в кровь он трансформируется в HBе АГ, что свидетельствует о высокой инфекционной опасности больного.
HBх АГ менее изучен. Считают, что он имеет отношение к раковой трансформации гепатоцитов.
Резистентность. Вирус гепатита В обладает высокой устойчивостью к температуре, выдерживает кипячение в течение 15-20 минут, 600С – несколько часов, в комнатной температуре сохраняет жизнеспособность в течение 3 месяцев, в замороженном виде – несколько лет. Вирус погибает при обработке 3% Н2О2, 5% хлорамином, при УФ-облучении, при обработке сухим жаром при 180С в течение 60 минут.
Эпидемиология. Источником заражения является больной человек и вирусоноситель. Заражение может происходит при медицинских манипуляциях, при переливании крови; при половом контакте, плод может заражаться трансплацентарно или через инфицированные пути матери. Инфицирование возможно через зубные щетки.
Репродукция. Вирус гепатита В не репродуцируется в культурах клеток и куриных эмбрионах. Репликация происходит в ядрах гепатоцитов. Она является весьма сложной и состоит из нескольких этапов. Первоначально ДНК-полимераза достраивает короткую (+)цепь ДНК до полной молекулы. Эта ДНК проникает в ядро клетки, где с нее синтезируется РНК-копия, получившая название прегенома. После этого вирусная ДНК-полимераза начинает строить на матрице РНК прегенома его ДНК-копию (обратная транскрипция). Прегеном одновременно разрушается. Эта ДНК может встраиваться в геном гепатоцита (интегративная инфекция). С вирусного генома транслируется информация для синтеза на рибосомах гепатоцитов HBs АГ, HBе АГ, капсидных белков, вирусспецифических ферментов. Новая вирусная частица выходит из гепатоцита (рис. 33). Наряду с вновь образованными вирусными частицами из инфицированной клетки высвобождаются также «пустые» вирусные частицы, содержащие HBs АГ и HBе АГ. При типичной острой форме гепатита В в крови появляются HBs АГ, HBе АГ, и антитела IgM, IgG анти-HBс АГ, анти-HBе АГ и анти-HBs АГ.
Патогенез и клиника. Входными путями служат кровеносные сосуды слизистых оболочек. Вирус попадает в кровь, заносится в печень и фиксируется на гепатоцитах. Вирус не обладает цитопатогенным действием, поэтому патологический процесс в печени возникает не с момента внедрения возбудителя в гепатоциты, а только после распознования иммуноцитами его антигенов на клеточной мембране, которые индуцируют появление аутоантител и Т-киллеров к клеткам печени. Поэтому развивающийся хронический гепатит и цирроз печени можно рассматривать как аутоиммунное заболевание.
При развитии иммунного ответа, представленные на мембране макрофагов вирусные антигены индуцируют гуморальный ответ, при котором образуются антитела IgM и IgG-классов к HBs АГ, HBс АГ, HBе АГ. Одновременно появляются антигенспецифические Т-киллеры, разрушающие гепатоциты, на месте которых развивается соединительная ткань, печень подвергается склерозу, функция ее нарушается.
Инкубационный период длится от 30 дней до 6 месяцев. Болезнь может протекать в латентной форме, выявляемой только лабораторными методами, в типичной желтушной форме и тяжелой («фульминантной») форме, заканчивающейся летально от печеночной недостаточности. На фоне увеличения сывороточных аланиновой и аспарагиновой аминотрансфераз у 30% взрослых больных развивается желтуха, которая сохраняется несколько недель, реже несколько месяцев. В разгар заболевания и до 8 недель после него определяются HBs АГ и HBе АГ. Почти одновременно начинается продукция АТ к HBс.
Опасность представляет переход болезни в хроническую форму, который возможен у 15% взрослых больных и до 90% новорожденных от больных матерей. В свою очередь, хронический В-гепатит является фактором риска развития цирроза и гепатоцеллюлярной карциномы.
Лабораторная диагностика
Для диагностики применяют определение АГ и АТ в ИФА, РИА, ПЦР:
- НВs АГ – основной маркер острой или хронической формы инфекции, а также вирусоносительства;
- ДНК НВV – непосредственный показатель инфицирования НВV, свидетельствует о репликации вируса;
- Нbе АГ – маркер острой формы гепатита, кратковременно выявляемый в крови; его сохранение более 2 месяцев служит признаком развития хронического гепатита;
- IgМ антитела анти-НВс – главный маркер острой формы заболевания;
- антитела анти-НВs, анти-НВс, анти-НВе – маркеры завершения острой формы инфекции, указывающие на формирование иммунитета к НВV; наличие только IgG анти-НВs АГ может быть результатом предшествующей вакцинации или ранее перенесенной инфекции.
Cпецифическая профилактика. Вакцины получены геноинженерным путем, содержат НВs антиген. По рекомендации ВОЗ прививки против гепатита В являются обязательными и должны проводиться детям на первом году жизни. Используют генноинженерную вакцину (например, «Engerix B»), в которой использован рекомбинантный клон дрожжей, содержащий ген НВs+ и вырабатывающий HBs АГ. Полный курс прививки состоит из 3 инъекций: 1 доза – сразу после рождения, 2 доза – через 1-2 месяца, 3 доза – до конца 1-го года жизни.
Вакцинировать необходимо также лиц, которые имеют повышенный риск инфекции: персонал медицинских учреждений, больных, которым проводилось переливание крови и др. Для экстренной пассивной иммунопрофилактики используют гамма-глобулин.
Для лечения больным в зависимости от формы заболевания назначают интерферон, ингибитор обратной транскрипции ламивудин, а также глюкокортикостероиды.
33. Вирус гепатита D. Классификация и общая характеристика, роль в патологии человека, патогенез, иммунитет, лабораторная диагностика и профилактика гепатита D.
Вирус гепатита D (дельта). Дельта-вирус (HDV) – возбудитель гепатита, впервые был обнаружен в 1977 г. М. Ризетто в ядрах гепатоцитов у больных с хроническим гепатитом В.
Вирион имеет сферическую форму (рис.34), диаметр 36 нм, содержит небольшую, однонитевую, кольцевидную РНК. Он дефектен и неспособен к репликации в гепатоцитах. Для репродукции данного вируса необходимо участие вируса гепатита В. В составе вируса имеется два белка: поверхностный – HBs АГ, который кодируется геномом вируса гепатита В и внутренний белок, который кодируется геномом вируса дельта-гепатита. Внутренний белок – основной, фосфорилированный, обладает способностью взаимодействовать с РНК, что определяет его способность к формированию нуклеокапсида.
HDV является дефектным вирусом, который неспособен к самостоятельной репродукции в отсуствии вируса гепатита В.
Источником вируса служат больные острым или хроническим HDV и вирусоносители. Передача вируса происходит через кровь, возможна при медицинских манипуляциях, но инфицирующая доза HDV значительно выше по сравнению с НВV. Возможна передача HDV половым путем, при бытовых контактах и вертикально.
Для дельта-инфекции известны две формы заражения: коинфекция, при которой происходит одномоментное инфицирование НВV и HDV, и суперинфекция – заражение HDV носителя НВV. Наличие дельта-инфекции утяжеляет течение НВV-гепатита и ухудшает прогноз.
Лабораторная диагностика
Базируется на определении методами ИФА, РИА, ПЦР маркеров инфицирования HDV: антигена HDV, РНК HDV, IgМ и IgG анти- HDV. Антиген HDV может быть выявлен как в печеночных клетках, так и в сыворотке крови. При коинфекции он впервые определяется на 4-7 день заболевания и сохраняется в течение 1-8 недель. При суперинфекции антиген в сыворотке крови выявляется кратковременно, чаще вообще не обнаруживается, хотя в гепатоцитах продолжается его синтез. При хронической форме инфекции в крови выявляются IgМ и IgG анти-HDV и антиген HDV. Одновременно с обнаружением антигена HDV и некоторое время после его исчезновения выявляют РНК HDV.
IgМ анти-HDV являются показателем активной репликапии вируса. Для заболевания характерно повышение титров IgМ анти- HDV. При хронической D-инфекции отсутствуют маркеры репликации НВV, но регистрируются тяжелые поражения печени, включая цирроз.
34. Вирус гепатита C. Классификация и общая характеристика, роль в патологии человека, патогенез, иммунитет, лабораторная диагностика и профилактика гепатита C.
Вирус гепатита С (HCV) относится к семейству Flaviviridae, роду Hepacivirus. Диаметр вирионов 30-60 нм; они имеют суперкапсид, чувствительны к хлороформу. Содержат однонитевую нефрагментированную позитивную РНК, которая включает 9400 нуклеотидов. РНК кодирует синтез трех структурных и пяти неструктурных белков, которые участвуют в регуляции репродукции вируса. Основные компоненты: 2 оболочных гликопротеида (E1, E2/N3), две вирусные протеазы (NS2 и NS3), хеликаза (NS4) и РНК-полимераза (NS5). Вирус обладает выраженной генетической изменчивостью, отсюда эффективной вакцины к нему до настоящего времени не существует.
Главный путь передачи НСV – парентеральный. Гепатит С распространен среди наркоманов и среди лиц, получавших многочисленные переливания компонентов крови. Частота передачи НСV половым путем, а также от матери новорожденному ребенку значительно ниже, чем при гепатите В. У большинства людей, зараженных НСV, отмечается персистирующая виремия, в результате чего они длительное время служат источником инфекции.
Для вирусного гепатита С характерно постепенное начало заболевания, часто протекающее в легкой, безжелтушной форме, сопровождаемое увеличением печени и селезенки и периодическими обострениями. До 40% гепатитов С заканчивается выздоровлением. Остальные формы течения гепатита С, особенно в сочетании с гепатитом В, приводят к хроническому гепатиту (до 60-70% от всех случаев хронического гепатита). В дальнейшем может развиваться цирроз печени (до 40% от всех случаев цирроза, страдает приблизительно 20% больных гепатитом С), и нередко возникает гепатокарцинома (до 60% от всех случаев рака печени, который может развиться у 1-4% больных).
Через 2-6 недель после заражения НСV в крови обнаруживается вирусная РНК, а еще через 3-5 недель – анти-НСV антитела.
Лабораторная диагностика
Базируется на выявлении антител к антигенам НСV в ИФА. Более ранней диагностикой является постановка ПЦР для определения РНК вируса в сыворотке крови.
35. Ретровирусы: классификация и характеристика семейства. Вирусы иммунодефицита человека (ВИЧ – 1 и ВИЧ – 2), структура вириона.
Данное семейство объединяет 3 подсемейства: Onkovirinae (вынесено в раздел онковирусы), Spumavirinae и Lentivirinae. Представители семейства имеют фермент обратную транскриптазу, обеспечивающую считывание генной информации с РНК вируса на ДНК.
Подсемейство Spumavirinae малопатогенно для человека, его представители вызывают слияние клеток в культуре.
Подсемейство Lentivirinae (медленных вирусных инфекций) включает виды, патогенные для человека и животных. Основной патогенный возбудитель – вирус иммунодефицита человека (ВИЧ).
20.1.12.1. Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ)
Относится к семейству Retroviridae, подсемейству Lentivirinae. Вызывает медленно протекающее инфекционное заболевание, связанное с первичным поражением клеток системы иммунитета, развитием вторичного иммунодефицита, на фоне которого активируется условно-патогенная и непатогенная микрофлора. Период выраженных клинических проявлений болезни назван «синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД)». Для обозначения всего заболевания принят термин «ВИЧ-инфекция».
ВИЧ открыт в 1983 г. Л. Монтанье в Париже и Р. Галло в США.
Структура вируса. Вирионы ВИЧ имеют сферическую форму, 100-120 нм в диаметре (рис. 29). Внешняя оболочка образована двойным липидным слоем с гликопротеиновыми «шипами». Каждый «шип» состоит из двух субъединиц (gp41 и gp120). Липидный слой происходит из внешней мембраны клетки хозяина. Оба белка (gp41 и gp120) образуются при разрезании белка внешней оболочки ВИЧ-gр160.
Под внешней оболочкой расположена сердцевина вируса, образованная белками р18 и р24. В сердцевине заключены РНК, обратная транскриптаза и внутренние белки (р7 и р9).
Геном ВИЧ представлен двумя идентичными копиями однонитевой РНК, соединенными на одном из концов водородными связями. В геноме ВИЧ содержится 9 генов. Три структурных гена gag (group specific antigen), pol (polymerase), env (envelope) кодируют компоненты вируса: ген gag – внутренние белки, входящие в состав сердцевины и капсида, ген pol – обратную транскриптазу, ген env – гликопротеины gр 41 и gр 120 (рис.29).
Остальные гены являются регуляторами структурных генов. Фермент обратная транскриптаза (РНК-зависимая ДНК-полимераза, ревертаза) осуществляет обратную транскрипцию – синтез ДНК по матрице РНК вируса. Эта ДНК встраивается в клеточный геном и называется провирусом.
Антигены. Антигенными свойствами обладают поверхностные гликопротеины (gp160, gp120, gp41), внутренние белки (р24, р18 и др.) и нуклеопротеиды р7, р9.
В настоящее время выделяют две антигенные разновидности вируса: ВИЧ-1, ВИЧ-2. К основным антигенам у инфицированных людей образуются антитела. Вначале появляются АТ к gp120, gp41, затем к р24, которые длительно сохраняются в крови.
ВИЧ обладает уникальной антигенной изменчивостью, которая в тысячи раз превосходит изменчивость вируса гриппа. Это связано с высокой скоростью его транскрипции, в сотни раз превышающей данный показатель других вирусов.
Интенсивная антигенная изменчивость ВИЧ дает возможность вирусу «скрыться» от специфических антител и факторов клеточного иммунитета, что приводит к хронизации инфекции. С другой стороны, повышенная антигенная изменчивость затрудняет создание вакцины для профилактики ВИЧ-инфекции.
Культивирование и репродукция. Для культивирования используют культуры Т-лимфоцитов, имеющих рецепторы СD4 (Т-хелперы).
Взаимодействие ВИЧ с чувствительными клетками (Т-хелперами, макрофагами) происходит в несколько стадий:
– адсорбция, которая происходит при связывании gр120 с СD4-АГ на поверхности Т-хелперов и макрофагов;
– проникновение в клетки путем рецепторного эндоцитоза; для успешного проникновения вируса требуется дополнительное взаимодействие gp120 вируса с клеточным хемокиновым рецептором CCR5;
– высвобождение вирусной РНК;
– синтез молекулы вирусной ДНК на матрице РНК при помощи обратной транскриптазы;
– встраивание вирусной ДНК с помощью вирусной интегразы в геном Т-хелперов и образование провируса, который сохраняется в клеточных поколениях длительное время;
– репродукция ВИЧ – происходит только при транскрипции провирусной ДНК в геноме Т-хелперов при участии клеточной ДНК-зависимой РНК-полимеразы, т.е. РНК ВИЧ самостоятельно не реплицируется;
– синтез РНК, трансляция и формирование вирусных белков, важную роль в этом процессе играет вирусная протеаза;
– сборка и выход новых вирусов через мембрану клетки, при этом возможен прямой переход вируса из инфицированной клетки в неинфицированную.
Резистентность. ВИЧ малоустойчив в окружающей среде. При комнатной температуре сохраняется до 4 суток, после обработки спиртом, эфиром инактивируется через 5-10 минут, быстро гибнет при действии моющих средств. Нагревание до 60С обезвреживает вирус в течении 30 минут, до 80С – в течении 6-7 минут, при кипячении быстро погибает. Полная инактивация вируса происходит при действии 0,3% раствора перекиси водорода, 0,5% раствора фенола, 0,2% раствора гипохлорита натрия.
ВИЧ достаточно устойчив к высушиванию, малочувствителен к УФ-лучам.
Эпидемиология. Источником инфекции являются больной и вирусоноситель. ВИЧ выделяется со всеми биологическими жидкостями. В достаточной для заражения концентрации вирус содержится в сыворотке крови и в сперме.
Механизм передачи – парентеральный, через кровь и другие биологические жидкости.
Пути передачи:
– половой (при обычном и при гомосексуальном контакте);
– при медицинских манипуляциях (при переливании крови, плазмы, сыворотки и через нестерильные медицинские инструменты);
– трансплацентарный (от матери к плоду) и через грудное молоко от ВИЧ-инфицированной матери к ребенку.
Группы риска: гомо- и бисексуалы, наркоманы, больные гемофилией, дети больных родителей, медработники.
ВИЧ-инфекция распространена на всех континентах в большинстве стран. Число больных удваивается каждые 8-10 месяцев. Это кризисная инфекция, угрожающая существованию человечества, поэтому ВОЗ разработала меры по ограничению ее распространения. На конец 2002 года в мире выявлено 42 млн лиц, инфицированных ВИЧ. За этот год более 3 млн из них умерло. В Беларуси выявлено более 4500 ВИЧ-инфицированных.
36. Патогенез ВИЧ-инфекции. СПИД-ассоциацированные заболевания.
Патогенез. Основной мишенью для ВИЧ являются клетки, несущие СD4-рецепторы. В первую очередь это Т-хелперы и моноциты, а также астроциты, сперматозоиды и др. Репродукция вируса из провируса начинается при стимуляции Т-хелперов любыми антигенами.
Разрушение Т-хелперов приводит к глубокому нарушению системы иммунитета. Соотношение Тх/Тс становится меньше 1,0 (норма 1,4-2,0). Снижается абсолютное число Тх (менее 400 клеток в 1 мл крови при норме 800-1000 клеток /мл). Ослабляются иммунные реакции, снижается продукция иммуноглобулинов В-лимфоцитами, интерферона, комплемента, интерлейкинов.
В результате заражения макрофагов они активируются, выделяют ИЛ1 и ФНО, которые индуцируют воспаление. Эти цитокины, особенно ФНО, стимулируют транскрипцию вируса, интегрированного в геном клетки. Макрофаги становятся основным резервуаром вируса в организме. Они переносят вирус в разные органы (мозг, почки и др.), а также инфицируют Т-хелперы при контакте с ними в лимфоузлах.
В результате организм становится беззащитным против экзогенных и эндогенных инфектов. На фоне иммунодефицита развиваются тяжелейшие инфекции, вызванные условно-патогенными микроорганизмами (Pneumocystis carinii, криптококками, вирусами герпеса, цитомегалии, токсоплазмами, кандидами), опухоли (саркома Капоши, вызываемая вирусом герпеса 8 типа).
СПИД-ассоциированный симптомокомплекс (пре-СПИД). Эта стадия характеризуется следующими признаками: потерей массы тела до 10% и более; необъяснимой лихорадкой на протяжении 3-х месяцев и более; диареей, длящейся более 1 месяца; синдромом хронической усталости; грибковыми, вирусными, бактериальными поражениями кожи и слизистых; повторным или диссеминированным опоясывающим лишаем, саркомой Капоши; повторными или стойкими вирусными, бактериальными, грибковыми, протозойными поражениями внутренних органов.
37. Лабораторная диагностика и профилактика ВИЧ.
Лабораторная диагностика. Исследуют сыворотку больного на наличие АТ к антигенам вируса ВИЧ. У 90% больных антитела появляются в течение первых 3 месяцев после заражения, у 5-9% – через 6 месяцев, а у 1% – позже. Это исследование проводят в 2 этапа: на первом из них определяют АТ к вирусным белкам при помощи иммуноферментного анализа (ИФА). На втором этапе положительные сыворотки исследуют методом иммуноблотинга, в котором выявляют антитела против индивидуальных антигенов вируса. При выявлении антител не менее чем к трем антигенам (gp120, gp41, р24) человека считают ВИЧ-инфицированным.
Методом ПЦР определяют РНК вируса в плазме крови, что используется для контроля за лечением.
Профилактика.
1. Выявление ВИЧ-инфицированных лиц среди угрожаемых контингентов (лица, контактные с инфицированными, проститутки, наркоманы, подозрительные больные).
2. Предупреждение инфицирования медицинского инструментария, лекарств, препаратов крови.
3. Пропаганда знаний по предупреждению заражения ВИЧ при половых контактах (исключение случайных связей, применение средств индивидуальной защиты).
4. Предупреждение заражения медработников при контакте с больными и их биологическими жидкостями (кровь, секреты, экссудаты, моча и т.д.).
Сейчас предпринимаются попытки создания вакцины на основе белка gр120 и антиидиотипических вакцин на основе АТ против СD4, однако по-прежнему главными остаются неспецифические профилактические меры.