Занятие № 51 Герпесвирусы. Аденовирусы. Поксвирусы.папилломавирусы. полиомавирусы. Парвовирусы.вирусный онкогенез

ДНК - СОДЕРЖАЩИЕ ВИРУСЫ

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДНК-ГЕНОМНЫХ ВИРУСОВ

Патогенные для человека ДНК-геномные вирусы входят в состав 6-ти семейств: ADENOVIRIDAE, HERPESVIRIDAE, POXVIRIDAE, PAPOVAVIRIDAE, HEPADNAVIRIDAE и PARVOVIRIDAE. Эти вирусы генетически более консервативны, чем РНК-геномные вирусы, менее изменчивы.

Для них характерна способность к длительной персистенции в организме человека, что нередко связано с интеграцией их генома с клеточным. Все названные семейства включают вирусы с двунитевой ДНК, за исключением парвовирусов, у которых ДНК однонитчатая. Аденовирусы, паповавирусы и парвовирусы - безоболочечные (суперкапсид отсутствует), герпесвирусы, поксвирусы и гепаднавирусы имеют внешнюю оболочку. На этой лекции мы не будем касаться гепаднавирусов и паповавирусов, так как они будут предметом рассмотрения на следующей лекции. Среди остальных ДНК-геномных вирусов наибольшее значение для медицине в настоящее время имеют герпесвирусы и аденовирусы, поэтому им мы уделим основное внимание в этой лекции. Раньше при рассмотрении ДНК-геномных вирусов в первую очередь обращали внимание на поксвирусы, так как к ним относился вирус натуральной оспы и вирус осповакцины. Мы коснемся этого вопроса лишь вкратце.

2. ПОКСВИРУСЫ

К поксвирусам, патогенным для человека, относятся вирус натуральной оспы, вирус осповакцины (вирус оспы коров), а также вирусы оспы обезьян и сходные с ними вирусы Яба и контагиозного моллюска, считающиеся онкогенными вирусами.

Вирус натуральной оспы - возбудитель особо опасного заболевания, которое на протяжении нескольких тысячелетий давало пандемии с высокой смертностью населения. В настоящее время благодаря усилиям мирового сообщества это заболевание полностью ликвидировано на Земле. В 1958 году по предложению советской делегации ВОЗ приняла резолюцию о глобальном искоренении ил для выполнения этой программы 1,5 млрд. прививочных доз оспенной вакцины, активно работали советские специалисты. Натуральная оспа была ликвидирована в результате массовой вакцинации всего населения в остававшихся очагах оспы в Африке и Индии. В 1975 году был зарегистрирован последний случай натуральной оспы в Бангладеш, а в 1976 году - в Сомали. В настоящее время отменена обязательная вакцинация против натуральной оспы. По некоторым данным, на программу по ликвидации натуральной оспы мировое сообщество затратило средства, равные стоимости одного стратегического бомбардировщика.

Поскольку ликвидация натуральной оспы - первый опыт искоренения инфекционного заболевания, мы не можем в полной мере прогнозировать полное исчезновение возбудителя и невозможность его возврата. Поэтому мы должны знать о вирусе натуральной оспы и методах диагностики и профилактики этого заболевания. соответствующий материал имеется в учебниках и будет Вами рассмотрен на практических занятиях.

Необходимо учитывать также то, что сохраняется циркуляция вирусов оспы животных, в частности - оспы обезьян. Имеются случаи заболевания людей оспой обезьян, это заболевание не только напоминает по симптомам легкую форму натуральной оспы, но и передается от человека к человеку воздушно-капельным путем. Не исключается возможность того, что вирус оспы обезьян может послужить основой для возникновения новой формы вируса оспы, высоко патогенного для человека. Последствия этого могут оказаться катастрофическими, поскольку не будет иммунной прослойки населения - нет вакцинации и нет заболеваемости в той мере, которая может обеспечивать коллективный иммунитет. Все это заставляет нас быть постоянно настороже.

Вирус осповакцины, очень близкий по биологическим свойствам к вирусу натуральной оспы и практически идентичный с ним по антигенной структуре, в настоящее время служит основой для конструирования некоторых генно-инженерных антигенных препаратов.

3. ГЕРПЕСВИРУСЫ

Герпесвирусы получили название от греческого слова herpes -ползучая. Они поражают широкий круг хозяев.

Вирионы герпесвирусов обычно имеют сферическую форму с диаметром 140-210 нм. Это - оболочечные вирусы. Их нуклеокапсид имеет кубический тип симметрии. Геном представлен двунитчатой ДНК из двух ковалентно связанных фрагментов. В геноме имеется 80 генов. Капсид имеет форму икосаэдра, содержит 162 капсомера. Капсид окружен липопротеидной вторичной оболочкой с шипиками на поверхности. Шипики образованы гликопротеидами. В состав вирионов входит более 30 белков. В инфицированных клетках обнаруживаются еще около 20 вирусспецифических белков, неструктурных, т.е. не входящих в состав вирионов.

Белки нуклеокапсида являются группоспецифическими антигенами, выявляемыми в реакции преципитации. Типоспецифические антигены герпесвирусов связаны с гликопротеидами внешней оболочки, они выявляются в реакции нейтрализации, РСК, РИФ и ИФА.

Герпесвирусы культивируются в культурах клеток. ЦПД герпесвирусов проявляется в образовании гигантских многоядерных клеток. Вирусы проникают в чувствительные клетки путем рецепторного эндоцитоза, во время которого вирус освобождается от суперкапсида, нуклеокапсид транспортируется в ядро, где происходит его депротеинизация. Формирование вирионов происходит в ядре, в котором образуются внутриядерные эозинофильные включения. Выход вируса из ядра происходит путем почкования через ядерную мембрану с формированием вторичной оболочки. Затем по эндоплазматической сети вирионы транспортируются в аппарат Гольджи, где окончательно формируются гликопрoтеиды внешней оболочки, после чего вирусы выносятся на поверхность клетки в составе транспортных везикул.

Патогенез заболеваний. Вирусы герпеса обладают полиорганным тропизмом и способностью длительно персистировать в организме хозяина. При этом вирус сохраняется в клетках в форме провируса (в виде вирусного генома, интегрированного в геном клетки). Кроме того, возможна пожизненная персистенция вирусов герпеса в форме двунитчатых кольцевых форм ДНК в нейронах, например - тройничного нерва. Это приводит к развитию хронической и латентной инфекции. Некоторые вирусы герпеса передаются трансплацентарно, вызывают внутриутробные инфекции.

Все герпесвирусы обладают иммуносупрессивным действием, подавляют функцию как Т-, так и В- систем иммунитета.

Семейство HERPESVIRIDAE включает три подсемейства: Alphaherpesvirinae, Betaherpesvirinae и Gammaherpesvirinae.

Альфа-герпесвирусы включают вирусы простого герпеса (І и ІІ типов: ВПГ-1 и ВПГ-2) и вирус ветряной оспы - опоясывающего герпеса (herpes zoster).

Вирусы простого герпеса имеют общие групповые антигены и типоспецифические антигены. Их выявляют в РН, РИФ, ИФА. Основные отличия между вирусами - в характеристике вызываемых ими заболеваний.

ВПГ-1 вызывает острый гингивостоматит, фарингит, афтозный стоматит, герпетическую экзему, кератоконьюнктивит, менингоэнцефалит. Ребенок обычно переносит в раннем детстве герпетический стоматит и фарингит, а в последующем развивается латентная инфекция с обострениями в виде высыпаний на крыльях носа и губах - herpes labialis. Заражение происходит воздушно-капельным путем и через предметы обихода, загрязненные слюной больных и носителей инфекции.

Наиболее опасная форма герпетической инфекции из наиболее часто встречающихся форм - герпетический кератит, который приводит к глубокому поражению роговицы и нарушению зрения. Герпетические менингиты и энцефалиты протекают очень тяжело, являются результатом генерализации инфекции вследствие несостоятельности иммунной системы, но, к счастью, встречаются редко.

При герпетической инфекции в крови появляются антитела к вирусу герпеса, однако они не обеспечивают ни удаления вируса из организма, ни рецидивов болезни. Антитела к ВПГ-1 обнаруживаются у 70-90 % взрослых.

ВПГ-2 вызывает половой герпес и герпес новорожденных. Он передается от больных и носителей половым путем и распространяется как венерическая болезнь. Новорожденные заражаются во время родов. Генитальный герпес характеризуется везикулярным поражением мужских или женских половых органов и чаще встречается у лиц половозрелого возраста. Заболевание протекает хронически с периодическими обострениями. В настоящее время отмечается высокая частота генитального герпеса, что связано как с его широким распространением, так и с возросшими возможностями современной диагностики.

У новорожденных герпетическая инфекция встречается редко, по данным зарубежных авторов - от 1 на 3000 до 1 на 20000, но протекает очень тяжело с высокой летальностью и тяжелыми неврологическими и глазными осложнениями.

Лечение герпетической инфекции проводят ацикловиром и его современными производными. При хронических рецидивирующих формах инфекций обоими типами вирусов с успехом используют инактивированную герпетическую вакцину. Ее готовят в Одесском НИИЭВ им. И.И.Мечникова. Специфическая профилактика не разработана.

Диагностика осуществляется по общим принципам вирусологической диагностики: цитологическое исследование мазков-отпечатков и осадков ликвора (наличие гигантских многоядерных клеток с внутриядерными включениями), РИФ; выделение вируса на куриных эмбрионах и культурах клеток, серодиагностика (прирост антител в парных сыворотках в РСК и ИФА).

Вирус ветряной оспы и опоясывающего герпеса вызывает названные два заболевания. Вирус полностью соответствует характеристике вирусов герпеса.

Ветряная оспа - обычно относительно легко протекающая инфекция с папулезно-везикулярными высыпаниями на коже и слизистых. Ветряная оспа - одно из самых распространенных заболеваний человека. Наиболее восприимчивы дети от 2 до 6 лет, но заболевают и взрослые. Отмечается преимущественно зимой и весной.

Болезнь передается воздушно-капельным путем и, реже, контактным путем в результате вскрытия везикул. Инкубационный период длится 14-21 день. После нескольких дней продромального периода везикулярная сыпь появляется вначале на туловище, а затем на лице и конечностях. Обычно заболевание заканчивается выздоровлением с формированием пожизненного иммунитета. Ветряная оспа у новорожденных протекает значительно тяжелее и у 20 % заканчивается смертельным исходом. Ветряная оспа у женщин в первые три месяца беременности может приводить к врожденным уродствам у плода.

При опоясывающем герпесе после недомогания и повышения температуры возникают сильные боли по ходу нервов. Через несколько дней на этих участках появляются высыпания, например - по ходу интеркостальных нервов.

. Инфекция в виде ветрянки начинается в раннем детском возрасте, но вирус не покидает организм, а персистирует в ганглиях спинного мозга. При снижении сопротивляемости организма (изменение температуры - похолодание или потепление на улице, опухолевый процесс, СПИД, иммунодепрессивная терапия и др.) латентная инфекция обостряется. Это особенно характерно для пожилого возраста - после 50-ти. Ацикловир, эффективный против простого герпеса, мало помогает при герпес жостер.

В настоящее время - сдвиг в лучшую сторону. Появились производные ацикловира, более эфективные при герпес жостер, например - ванцикловир.:

Применение этого препарата на 2 месяца укорачивает постгерпетические невриты при приеме 7 дней три раза в день. Эти препараты рассматриваются как пролекарства. Они вводятся в неактивной форме, активируются в организме, что дает меньше побочных эффектов. Они лучше подавляют вирусную репродукцию, чем ацикловир. Другое направление - использование ганглиоблокаторов для снижения болевого синдрома.

Бета-герпесвирусы включают цитомегаловирус (ЦМВ). Этот вирус сходен с вирусом простого герпеса, но имеет более продолжительный цикл репродукции, культивируется в ограниченном числе культур клеток (обычно для культивирования используют культуры фибробластов эмбриона человека и диплоидные культуры клеток легких эмбриона человека, которые наиболее чувствительны к ЦМВ). Цитопатогенное действие ЦМВ очень характерно и проявляется в возникновении гигантских клеток из-за увеличения как цитоплазмы, так и ядра. В клетках содержатся крупные внутриядерные включения, состоящие из вирусных частиц и ядерного хроматина, окруженные светлым ободком. Обычно такие клетки называют «совиный глаз». Такого же типа клетки обнаруживаются и в исследуемом материале от больных - в осадках мочи, слюны, в пораженных тканях.

Различают два серотипа цитомегаловируса. Их дифференцируют в реакции нейтрализации.

Цитомегаловирусная инфекция широко распространена в мире. Антитела к ЦМВ обнаруживаются более чем у 80 % людей старше 35 лет. Более чем 20 % детей первых лет жизни выделяют ЦМВ с мочой и слюной.

Заражение происходит через слюну. Заболевание длится практически пожизненно в виде длительных ремиссий и обострений. Основные клинические проявления связаны с поражением центральной нервной системы, печени, легких. Наиболее опасна вертикальная передача ЦМВ от матери к плоду транплацентарно, что может приводить к преждевременным родам, врожденным дефектам развития плода. Вирус персистирует в слюнных железах.

Как и все герпесвирусы, ЦМВ обладает выраженной лимфотропностью, поражает иммунную систему с развитием вторичного иммунодефицита.

Разработаны живые вакцины из аттенуированных штаммов. Их применяют в виде моновакецины либо в составе дивакцины в сочетании с вакциной против краснухи.

Лечение проводят в основном ацикловиром, но он менее эффективен, чем при альфа-герпесвирусных инфекциях.

К гамма-герпесвирусам относится вирусЭпстайна Барр, который по основным свойствам не отличается от других представителей семейства герпесвирусов. Однако этот вирус обладает способностью вызывать не разрушение лимфоцитов, а размножение пораженных клеток - В-лимфоцитов. Он является В-лимфоторопным вирусом и способен к длительной персистенции в В-лимфоцитах. Мы используем свойство вируса стимулировать размножение В-лимфоцитов в биотехнологии, для получения моноклональных антител в культурах гибридом. Без этого вируса не происходит непрерывное размножение гибридомных клеток.

В странах умеренного климата вирус Эпстайна-Барр вызывает инфекционный мононуклеоз. Это детская капельная инфекция, хотя могут болеть взрослые. Заболевание характеризуется подъемом температуры, увеличением лимфоузлов и селезенки. В крови резко увеличивается число моноцитов и лимфоцитов. Обычно заболевание протекает относительно нетяжело и заканчивается выздоровлением.

В условиях тропиков вирус Эпстайна-Барр вызывает лимфому Беркитта (опухоль верхней челюсти у детей и подростков в странах Африки), а в Китае - назофарингеальную карциному (рак носоглотки). Вирус Эпстайна-Барр является одним из наиболее хорошо изученных онкогенных вирусов человека.

4. АДЕНОВИРУСЫ

Аденовирусы были выделены в 1953 году из культуры клеток миндалин детей, они вызывали дегенерацию аденоидной ткни. Поэтому вначале их называли АД-вирусами.

В настоящее время известно много типов аденовирусов, которые выделены в семейство Adenoviridae.

Это семейство включает два рода - Mastodenovirus (аденовирусы млекопитающих) и Aviadenovirus (аденовирусы птиц). Аденовирусы млекопитающих включают аденовирусы человека, обезьян, крупного рогатого скота и др.

Аденовирусы человека (49 типов) имеют форму икосаэдра диаметром 70-90 нм. Их капсид построен из 252 капсомеров диаметром 7-9 нм. 240 капсомеров образуют собственно капсид, от 12 вершин которого отходят выступы (фибры - нити) длиной от 8 до 20 нм, на конце которых находятся утолщення - капсомеры диаметром 4 нм. Их называют пентонами. Внутри капсида находится дезоксирибонуклеотид вируса в виде организованой структуры с 12 петлями соответственно 12 вершинам икосаэра. Таким образом, аденовирусы имеют кубический тип симметрии и лишены суперкапсида. Соответственно аденовирусы не имеют липидов. В составе аденовирусов есть гликопротеиды в составе фибр. Геном аденовирусов имеет размеры 20-25х10⁶.

Аденовирусы обладают гемагглютинирующей активностью, которая связана с гликопротеидами пентонов. В зависимости от свойства аденовирусов агглютинировать эритроциты разнообразных видов животных выделяют три подгруппы аденовирусов. Типоспецифическая идентификация большинства аденовирусов проводится в РТГА.

Аденовирусы более стойки во внешней среде, чем другие вирусы человека, они выдерживают прогревание при 50 °С.

Аденовирусы культивируются в первичных культурах клеток почек эмбриона человека, клетках НеLa и др. ЦПД аденовирусов проявляется в дегенерации клеток с нарушением целостности монослоя, часто создаются скопления клеток в виде гроздьев винограда, в клетках обнаруживаются внутриядерные включения аденовирусов.

Цикл репродукции аденовирусов в клетках продолжается 14-24 часов. Аденовирусы адсорбируются на клеточных рецепторах фибрами и проникают внутрь клеток путем рецепторного эндоцитоза. Депротеинизация начинается еще в цитоплазме, а заканчивается в ядре. Транскрипция и репликация вирусного генома происходит также в цитоплазме, а заканчивается в ядре. Транскрипция и репликация вирусного генома происходит при помощи клеточных ферментов. Сборка вирионов происходит в ядре, где формируются кристаллоподобные образования из полноценных вирионов и пустых капсидов, лишенных ДНК. Выход аденовирусов сопровождается разрушением клетки. В одной клетке может создаваться до миллиона вирионов, и только небольшая часть из них (несколько сотен) выходит из клетки, основная масса остается связанной с ядром разрушенной клетки.

Аденовирусы могут интегрировать свой геном в клеточный геном. Некоторые аденовирусы обладают онкогенними свойствами, которые проявляются в культурах клеток и при заражении лабораторных животных. Онкогенность аденовирусов для человека не доказана.

Патогенез заболевания у человека. Заражение происходит от людей с острой или латентной аденовирусной инфекцией. Главным путем передачи является воздушно-капельный, возможна передача через предметы обихода и воду бассейнов.

Аденовирусы размножаются в эпителии слизистой верхних дыхательных путей, в конъюнктиве глаза и лимфоидной ткани миндалин. Аденовирусы 40 и 41 типов вызывают гастроентериты, они попадают в организм фекально-оральним путем и размножаются первично в эпителии кишечника и мезентериальных лимфоузлах.

В результате болезни часто развивается вирусемия. При циркуляции вирусов в крови поражается эндотелий сосудов, что приводит к развитию воспалительных изменений слизистых с образованием фибринозных пленок и развитием некроза. Аденовирусы могут проникать через плаценту, вызывая внутриутробные поражения плода с аномалиями развития и последующими смертельными пневмониями новорожденных.

Аденовирусы являются одними из частых возбудителей острых респираторных вирусных инфекций (ОРВИ). Они вызывают фарингиты, ларингиты, трахеобронхиты. Характерно комбинированное поражение слизистых оболочек, аденоидов и конъюнктивы глаза (фаринго-конъюнктивальна лихорадка). Поэтому ранее аденовирусы называли «адено-фаринго-конъюнктивальные вирусы». Аденовирусные конъюнктивиты и кератоконъюнктивиты могут возникать в виде вспышек госпитальных инфекций.

Заболевания имеют осенне-зимнюю сезонность. Чаще поражаются дети в возрасте в 2 лет, с возрастом частота аденовирусных инфекций снижается.

В сыворотках переболевших сначала обнаруживаются антитела класса IgM, а потом IgG. В носовом секрете и отделяемом носоглотки появляются секреторные IgA, а также IgG-антитела.

Для профилактики и раннего лечения аденовирусных инфекций применяют лейкоцитарный интерферон, а также дезоксирибонуклеазу.

Получены живые и инактивированные аденовирусные вакцины из отдельных типов аденовирусов. Их достаточно широко применяют в США.

5. ПарвовирусЫ

Парвовирусы получили свое название от латинского слова parvus - маленький. Это действительно наименьшие ДНК-геномные вирусы. Размеры их вирионов всего 18-26 нм в диаметре. Их геном представлен однонитчатою ДНК с молекулярной массой 1,5-2,0 МДа. Вообще в разных вирионах содержатся или “плюс”, или “минус” - нити ДНК. Вирусы не имеют вторичной оболочки, а их капсид с икосаедральноq симметрией составлен из 32 капсомеров диаметром 3-4 нм каждый.

Парвовирусы относительно высокоустойчивы: они сохраняют инфекционные свойства в течение часа при 60 °С, не разрушаются органическими растворителями и детергентами и чувствительны к ультрафиолетовому облучению.

Парвовирусы подразделяются на две большие группы - недефектные вирусы, способные к самостоятельной репродукции в клетке (роды Parvovirus и Densovirus) и дефектные, которые репродуцируются только в присутствии вируса-помощника (род Dependovirus от лат. dependere - зависимый). Относительно недавно считали, что патогенными для человека являются только представители рода Dependovirus - аденоассоциированные вирусы или аденосателлиты.

Известно 5 серотипив аденосателлитов. Они выявлены во время выделения аденовирусов человека на культурах клеток. Все они имеют общий антиген, который проявляется в РИФ.

Репродукция этих вирусов происходит в ядре, она возможна только при участии вируса-помощника, причем транскрибируется только минус-нитевая ДНК.

Допускают, что присоединение аденассоциированных вирусов к основному заболеванию осложняет течение аденовирусных инфекций.

В последнее время установлено, что представители рода Parvovirus вызывают не только заболевания у млекопитающих, птиц и насекомых, но и патогенны для человека. Парвовирус, названный RA-1, обнаружен в фекальных массах и синовиальной оболочке суставов при ревматоидном артрите.

Наиболее патогенным для человека считают вирус В19, который признаётся возбудителем инфекционной эритемы, поражающей суставы, а также возбудителем хронической гемолитической анемии. Вирус выделен из крови больных.

Заражение этим вирусом происходит воздушно-капельным путем, после чего вирус репродуцируется в клетках респираторного эпителия. Потом вирус попадает в кровь и основная его репродукция происходит в ядрах клеток костного мозга. Вирус поражает эритробласты и ретикулоциты, имеет тропизм в эндотелию сосудов.

Считают, что этот вирус обладает эмбриопатическим действием и может быть причиной поражения плода и мертворождений.

Инфекция вирусом В19 распространенная широко. Антитела к вирусу отмечаются у 60 % взрослого населения.

Лабораторная диагностика парвовирусных инфекций основывается на выявлении вирусного антигена в пораженных клетках при помощи РИФ, на определении вирусной ДНК методом молекулярной гибридизации, а также на определении повышения титров антител в парных сыворотках.

Лечение и профилактика этих инфекций до сих пор не разработаны.

ОНКОГЕННЫЕ ВИРУСЫ

Вирусы, которые вызывают опухоли у своих естественных хозяев или у подопытных животных, или же стимулируют злокачественное преобразование в культуре клеток, известны как онкогенные вирусы. Трансформация представляет собой различные изменения, которые сопровождают преобразование нормальной клетки в злокачественную. Трансформация из нормальных в злокачественные клетки является многостадийным процессом, и может быть частичной или полной. Например, некоторые вирусные агенты могут превращать инфицированные клетки в «неумирающие», так что они становятся способными к непрерывному размножению в культуре, без приобретения других особенностей злокачественного развития.

Поиск по сайту: