Открытие вирусов

Приоритет открытия вирусов принадлежит выдающемуся русскому ученому Д. И. Ивановскому. Еще будучи студентом Петербургского университета, в 1887 г. по предложению своих учителей А. Н. Бекетова и А. С. Фаминцына Д. И. Ивановский вместе со студентом В. В. Половцевым приступил к изучению мозаичной болезни табака, наносившей большой вред сельскому хозяйству. Ими было установлено, что описанная в Голландии А. Мейером мозаичная болезнь табака представляет собой не одно, а два совершенно различных заболевания одного и того же растения, одно из которых – рябуха (ее возбудитель – грибок), а другое – собственно мозаичная болезнь табака неизвестного происхождения. Изучение природы этого заболевания Д. И. Ивановский проводил самостоятельно, оно и привело его к открытию первого вируса. Капелькой сока, взятого от больного растения, Д. И. Ивановский заражал здоровое растение и вызывал его заболевание. Это убедило его в том, что инфекционное начало находится в соке. Однако при микроскопии сока он не обнаружил в нем никаких бактерий, а посевы сока на питательные среды не давали никакого роста. Тогда Д. И. Ивановский решил профильтровать такой странный сок через фарфоровые фильтры, через которые бактерии не проходят. Однако профильтрованный сок вызывал мозаичную болезнь у здоровых растений спустя 15 дней после заражения. Еще более любопытным был тот факт, что профильтрованный сок, нагретый до 60 – 70 °C, утрачивал инфекционные свойства. К тому же, при последовательном заражении соком больных растений болезнь проявлялась всегда, т. е. заразное начало не разбавлялось, а будучи введенным в растение, в нем размножалось, значит, являлось живым существом, которое Д. И. Ивановский назвал фильтрующимся вирусом. Результаты своих работ он опубликовал в журнале «Сельское хозяйство и лесоводство» в статье «О двух болезнях табака» и доложил на заседании Российской Академии наук 12 февраля 1892 г. Эта дата и является официальным днем рождения новой науки – вирусологии, а Д. И. Ивановский – ее основоположник.

Только спустя 6 лет (в 1898 г.) опыты Д. И. Ивановского повторил и воспроизвел его результаты М. Бейеринк. Поэтому попытки некоторых иностранных авторов приписать первооткрытие вирусов М. Бейеринку совершенно несостоятельны. Да и сам М. Бейеринк признал приоритет Д. И. Ивановского. Отвечая на замечания, сделанные ему Д. И. Ивановским, М. Бейеринк писал: «Я подтверждаю, что, как я теперь вижу, приоритет опыта с фильтрованием через свечу принадлежит господину Д. И. Ивановскому».

Очень скоро после работ Д. И. Ивановского было установлено, что вирусы широко распространены в природе и вызывают заболевания не только у растений, но и у животных и человека. Открытия вирусов следовали одно за другим: 1897 г. – вирус ящура; 1901 г. – вирус желтой лихорадки; 1903 г. – вирус бешенства; 1908 г. – вирус оспы человека; 1909 г. – вирус полиомиелита. Эти открытия не прекращаются и в наше время: 1970 г. – вирус гепатита В; 1973 г. – вирус гепатита А; 1977 г. – вирус дельта-гепатита; 1983 г. – вирус иммунодефицита человека.

Основные свойства вирусов

Основные свойства вирусов, по которым они отличаются от всех остальных живых существ (кроме плазмид – см. с. 127 – 128), следующие:

1. Ультрамикроскопические размеры.

2. Вирусы содержат нуклеиновую кислоту только одного типа – или ДНК, или РНК. Все другие организмы содержат нуклеиновые кислоты обоих типов, а гено́м у них представлен только ДНК.

3. Вирусы не способны к росту и бинарному делению.

4. Вирусы размножаются путем воспроизводства себя из собственной геномной нуклеиновой кислоты. Размножение всех прочих организмов включает стадии бинарного деления клеток.

5. У вирусов отсутствуют собственные системы мобилизации энергии.

6. У вирусов нет собственных белоксинтезирующих систем.

7. В связи с отсутствием собственных систем синтеза белка и мобилизации энергии вирусы являются абсолютными внутриклеточными паразитами. Средой обитания вирусов являются бактерии, клетки растений, животных и человека.

С учетом перечисленных особенностей вирусам можно дать следующее определение: вирусы – особое царство ультрамикроскопических размеров организмов, обладающих только одним типом нуклеиновых кислот, лишенных собственных систем синтеза белка и мобилизации энергии и являющихся поэтому абсолютными внутриклеточными паразитами (А. И. Коротяев).

Существует и другой взгляд на природу вирусов: «…вирусы можно рассматривать как генетические элементы, одетые в защитную оболочку и способные переходить из одной клетки в другую» (Альберт Б. [и др.], 1986). Однако эти же авторы там же называют репродукцию вируса в клетке его жизненным циклом.

Молекулярно-генетическая организация вирусов

Основой таксономии вирусов является вирион, который представляет собой конечную фазу развития вируса. Вирион состоит из геномной нуклеиновой кислоты, окруженной одной или двумя оболочками. По строению вирусы можно разделить на четыре типа, которые различаются по характеру упаковки морфологических субъединиц:

1) вирусы со спиральной симметрией;

2) изометрические вирусы с кубической симметрией;

3) вирусы с бинарной симметрией, например фаги: у них головка имеет кубический тип симметрии, а хвостик – спиральный;

4) более сложно организованные вирусы, имеющие вторую оболочку.

Оболочка, в которую упакована геномная нуклеиновая кислота, называется капсидом (греч. capsa – ящик). Наиболее просто организованные вирусы представляют собой нуклеокапсиды: они состоят только из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки, построенной из идентичных пептидных молекул. Поскольку число аминокислотных остатков в белковой молекуле всегда меньше числа нуклеотидов в гене (код триплетный), то для того, чтобы упаковать геномную нуклеиновую кислоту, требуется большое число одинаковых белковых молекул. А многократное повторение белок-белковых взаимодействий возможно лишь при условии симметричного расположения субъединиц. Существует всего два способа упаковки одинаковых белковых молекул в капсид, при которых он обладал бы стабильностью. Полимер будет стабильным, если он соответствует наименьшему уровню свободной энергии. Процесс образования такого полимера родствен процессу кристаллизации, он протекает по типу самосборки. Один из вариантов такой самосборки происходит с использованием спиральной симметрии, другой – кубической симметрии.

При спиральной симметрии (ее имеют нитевидные вирусы) белковые субъединицы располагаются по спирали, а между ними, также по спирали, уложена геномная нуклеиновая кислота. Лучше всего этот тип молекулярной организации вириона изучен у вируса мозаичной болезни табака. Он представляет собой нуклеопротеид, имеющий длину 300 нм и диаметр 18 нм. Молекулярная масса вириона 40 МД. Капсид вириона состоит из 2130 белковых молекул, винтообразно уложенных вокруг РНК, содержащей около 6000 нуклеотидов (рис. 76, а). Каждая белковая молекула имеет м. м. 18 240 Д и состоит из 158 аминокислотных остатков. С каждой белковой субъединицей связано три нуклеотида. Белковая спираль состоит из 130 витков, на каждый из которых приходится 16 1/3 субъединиц. Период идентичности (3 оборота спирали) равен 6,9 нм.

При спиральной симметрии белковый чехол лучше защищает геномную нуклеиновую кислоту, но при этом требуется большее количество белка, чем при кубической симметрии. Большинство вирусов с замкнутым чехлом обладает кубической симметрией. В ее основе лежат различные комбинации равносторонних треугольников, образующихся из сочетания шаровидных белковых субъединиц. Сочетаясь определенным образом друг с другом, они могут формировать замкнутую сферическую поверхность. Из различных сочетаний равносторонних треугольников, которые образуют общую вершину и общую ось симметрии, могут возникать различные варианты многогранников: тетраэдры, октаэдры и икосаэдры. Икосаэдры имеют 20 граней (каждая представляет равносторонний треугольник), 12 вершин и пятикратную тройную и двойную оси вращательной симметрии (рис. 76, б). Икосаэдры – самая эффективная и экономичная симметрия для формирования замкнутого чехла, так как в этом случае при его сборке используются строительные белки минимального размера и обеспечивается наибольший внутренний объем вириона. Видимо, поэтому сферические вирусы животных чаще всего имеют форму икосаэдра.

Рис. 76. Типы вирусных симметрий:

а – спиральная симметрия (вирус мозаичной болезни табака); б – один из возможных вариантов кубической симметрии

Основные различия между спиральными и сферическими вирусами, по мнению Д. Каспара, таковы.

Упаковка по типу икосаэдра позволяет осуществлять переход от структурных единиц (белковых субъединиц) к морфологическим – капсомерам (греч. meros – часть). Например, 60 молекул субъединиц могут быть представлены в виде 30 молекул димеров или 20 молекул тримеров, морфологически такие олигомеры будут отличаться друг от друга. Число капсомеров для вирусов данного вида является постоянным, оно имеет диагностическое значение. Например, вирион аденовирусов имеет 252 капсомера, причем группы из 9 капсомеров располагаются на поверхности 20 граней (180 капсомеров), а группы из 6 капсомеров образуют 12 вершин (72 капсомера). Число капсомеров у парвовирусов – 32, у паповавирусов – 72. Молекулярная организация всех простых вирусов сводится к использованию спиральной и кубической симметрии.

Более сложно устроены вирусы, у которых имеется вторая оболочка. Вначале она получила название «пеплоса» (накидка греческих солдат). Позднее ее стали называть суперкапсидом. Он представляет собой обычную биологическую мембрану, состоящую из двух слоев липидов, имеющих клеточное происхождение, и заключенных в них гликозилированных суперкапсидных вирусных белков, которые выступают над наружной поверхностью вириона в виде своеобразных шипов (рис. 85, 91). Суперкапсидные вирусные белки, образующие шипы, обладают жизненно важными для вируса функциями: они распознают клеточные рецепторы и связываются с ними, обеспечивают слияние вирусной мембраны с мембраной клетки и ее лизосом, способствуют распространению вируса в организме за счет слияния клеток, многие из них обладают свойствами протективных антигенов и т. д. Многие сложные вирусы, такие как ортомиксовирусы, парамиксовирусы, коронавирусы и др., устроены таким образом, что их нуклеокапсид, имеющий палочковидную спиральную структуру, свернутую определенным образом, окружен суперкапсидной липопротеиновой оболочкой, придающей вириону сферическую форму (см. рис. 85). Вирионы рабдовирусов содержат спиральный нуклеокапсид, образующий цилиндрическую структуру, покрытую липидсодержащим суперкапсидом, который придает вириону пулевидную форму (рис. 78, 8). У других вирусов, например у тогавирусов, нуклеокапсид имеет форму икосаэдра, который окружен суперкапсидной оболочкой, придающей вириону шаровидную форму. Вирион ретровирусов имеет икосаэдрический капсид, внутри которого располагается спиральный нуклеокапсид, а сам вирион покрыт липидсодержащей оболочкой, придающей ему сферическую форму (см. рис. 91).

Рис. 77. Форма и относительные размеры вирионов некоторых семейств ДНК-содержащих вирусов животных:

1 – Poxviridae; 2 – Herpesviridae; 3 – Adenoviridae; 4 – Papovaviridae; 5 – Parvoviridae

Рис. 78. Форма и относительные размеры вирионов некоторых семейств РНК-содержащих вирусов животных:

1 – Paramyxoviridae; 2 – Orthomyxoviridae; 3 – Coronaviridae; 4 – Arenaviridae; 5 – Retroviridae; 6 — Reoviridae; 7 — Picornaviridae; 8 — Rhabdoviridae; 9 — Orbiviridae; 10 — Togaviridae; 11 — Bunyaviridae

Наиболее сложное строение имеют самые крупные вирусы, относящиеся к семейству поксвирусов. Их вирионы имеют форму параллелепипеда (или овоидную), размером 300 – 450 × 170 – 260 нм. Вирионы покрыты внешней оболочкой, под которой располагаются сложное образование из тубулярных структур и внутреннее ядро, состоящее из ДНК-содержащей сердцевины и одного или двух боковых телец. Вирион содержит более 30 структурных белков и несколько ферментов. Таким образом, структура вириона у каждого семейства вирусов имеет отличительные особенности. Форма и относительные размеры ДНК– и РНК-содержащих вирусов представлены на рис. 77 и 78.

Вироиды и прионы

В природе помимо вирусов обнаружены другие очень мелкие загадочные инфекционные агенты с необычными свойствами. К ним относятся вироиды и прионы.

Вироиды. Название «вироид» было предложено в 1971 г. Т. Динером. Оно свидетельствует о том, что симптомы заболеваний, которые вызывают эти агенты у различных растений, похожи на симптомы заболеваний, вызываемых у них вирусами. Однако вироиды отличаются от вирусов по крайней мере по следующим четырем признакам.

1. Вироиды, в отличие от вирусов, не имеют белковой оболочки и состоят только из инфекционной молекулы РНК. Они не обладают антигенными свойствами и поэтому не могут быть обнаружены серологическими методами.

2. Вироиды имеют очень малые размеры: длина молекулы РНК вироидов равна 1 ⋅ 10– 6 мм, она состоит из 300 – 400 нуклеотидов. Вироиды – самые маленькие способные к размножению единицы, известные в природе.

3. Молекулы вироидов представляют собой одноцепочечные кольцевые РНК. Такую кольцевую структуру имеет еще только один вирус – вирус дельта-гепатита.

4. Молекулы РНК вироидов не кодируют собственных белков, поэтому их размножение может происходить либо аутокаталитически, либо с участием клетки-хозяина.

С 1971 г. обнаружено более 10 различных вироидов, отличающихся по первичной структуре, кругу поражаемых хозяев, по симптомам вызываемых ими заболеваний. Все известные вироиды построены по одному плану: 300 – 400 нуклеотидов образуют кольцо, которое удерживается парами оснований и образует двухцепочечную палочковидную структуру с перемежающимися короткими одно– и двухцепочечными участками.

Поскольку вироиды не имеют собственных генов и белков, их нельзя считать живыми существами. Поэтому вопрос о природе, происхождении вироидов и о том, каким способом они распространяются, остается открытым. Существует предположение, что вироиды образуются из нормальных клеточных РНК, однако убедительных подтверждений этому не было представлено.

Прионы. Название«прионы» предложил открывший их в 1982 г. С. Прузинер. Прионы – низкомолекулярные, не содержащие нуклеиновых кислот белки, которые вызывают так называемые трансмиссивные губкообразные энцефалопатии. Последние выделены в особую группу медленных летальных прионных инфекций, для которых характерны очень длительный инкубационный период, медленно прогрессирующее течение, дегенеративные изменения в ЦНС, отсутствие признаков воспаления и выраженного иммунного ответа и летальный исход.

Синтез прионов контролирует ген prnP, который несет у человека 20-я хромосома. Установлено 18 различный мутаций этого гена, которые связаны с различными прионовыми болезнями.

Прионы состоят из особого белка, который существует в виде двух изомеров. Один из них – нормальный клеточный прионовый протеин – изоформа PrPC. Он состоит из 254 аминокислотных остатков и имеет м. м. 33 – 35 кД. PrPC растворим в детергентах, чувствителен к действию протеинкиназы К. Он, как полагают, участвует в регуляции суточных циклов многих гормонов. У здоровых животных содержание его составляет 1 мкг/г ткани мозга (больше всего его в нейронах).

Другой изомер прионового протеина PrPSc – аномальный, имеет такую же м. м. Он отличается от PrPC вторичной структурой, устойчив к протеолизу, не растворяется детергентами, способен к самоагрегации / олигомеризации. Конверсия PrPC в PrPSc присходит очень медленно, но ускоряется в присутствии экзогенного приона. Прионы PrPSc – возбудители прионных медленных инфекций.

Содержание PrPSc в ткани мозга больных животных в 10 раз больше, чем у здоровых.

Известны 12 нозологических единиц прионных болезней, из них 6 наблюдаются у животных (скрепи у овец, губкообразные энцефалопатии крупного рогатого скота, экзотических копытных и кошачьих, хроническое истощение у лосей и трансмиссивная энцефалопатия норок). Шесть болезней прионной этиологии описаны у человека.

Ку́ру (папуасское curu – дрожать, трястись) впервые описано в 1957 г. К. Гайдушеком у папуасов-каннибалов в Новой Гвинее. Характеризуется прогрессирующей мозжечковой атаксией, общим дрожанием, адинамией, а также психическими изменениями (эйфория, беспричинный смех и т. п.).

Болезнь Крейтцфельда – Якоба (БКЯ – дегенерация кортикостриоспинальная) встречается повсеместно. Характеризуется прогрессирующей деменцией с симптомами поражения пирамидальных и экстрапирамидальных нервных путей. В 1996 г. началась эпизоотия губкообразной энцефалопатии коров («бешенство» коров) в Англии, а затем в ряде других стран Западной Европы. Она связана с нарушением природных схем питания животных: они стали получать в виде добавок к пище вещества, полученные из костей и мясных отходов овец и коров. Заражение мясом таких животных стало причиной заболевания людей БКЯ. В Англии описана новая форма БКЯ (она обозначена как VCJD). Она отличается от БКЯ тем, что ею болеют лица моложе 40 лет, а также более длительным течением и развитием нейропатологических изменений, не наблюдаемых при классическом течении болезни.

Летальная семейная бессонница – потеря сна, гиперреактивность симпатической системы, прогрессирующее ослабление автономных и эндокринных циклических временн́ых ритмов; наблюдается у лиц среднего возраста (около 45 лет).

Синдром Герстманна – Штрейслера (СГШ) – медленная инфекция. Зарегистрирована в Великобритании, США, Японии и других странах мира. Характеризуется дегенеративными поражениями ЦНС, которые проявляются в формировании губкообразного состояния, образовании амилоидных бляшек во всем мозге. Болезнь выражается в развитии медленно прогрессирующей атаксии и деменции.

Патогенез не изучен. Заболевание тянется длительно и заканчивается смертью.

Амиотрофический лейкоспонгиоз – медленная инфекция человека, характеризующаяся прогрессирующим развитием атрофических парезов мышц конечностей и туловища, нарушением дыхания и заканчивается смертью.

Синдром Альперса – медленная прионная инфекция. Наблюдается главным образом в детстве, характеризуется симптомами, свидетельствующими о поражении ЦНС.

Для прионовых болезней человека характеры 4 классических нейропатологических признака: спонгиозные изменения (множество овальных вакуолей диаметром 1 – 50 мк в сером веществе мозга), потеря нейронов, астроцитоз и формирование амилоидных бляшек.

Предполагается, что прионы играют роль в этиологии шизофрении, миопатии и некоторых других заболеваний человека. Природа прионов остается неясной. С вирусами их объединяют малые размеры (они способны проходить через бактериальные фильтры) и неспособность размножаться на искусственных питательных средах; специфический круг поражаемых хозяев; длительная персистенция в культуре клеток, полученной из тканей зараженного хозяина, а также в организме больного человека и животного. Вместе с тем они существенным образом отличаются от вирусов: во-первых, у них отсутствует собственный геном, следовательно, они не могут рассматриваться, в отличие от вирусов, как живые существа; во-вторых, они не индуцируют никакого иммунного ответа. В-третьих, прионы обладают значительно более высокой резистентностью, чем обычные вирусы, к действию высокой температуры (выдерживают кипячение в течение 1 ч), УФ-излучению, ионизирующей радиации и к различным дезинфектантам; нечувствительны к интерферонам и не индуцируют их синтеза.

По мнению С. Прузинера, есть два пути передачи аномального приона PrPSc: наследственный (мутации в гене prnP) и трансмиссивный, или инфекционный (алиментарный и нозокомиальный). Прионовые болезни в том и другом случае наблюдаются в виде спорадических или групповых заболеваний.

К. Гайдушек в 1976 г. за открытие инфекционной природы прионных болезней и С. Б. Прузинер в 1997 г. за открытие прионов и разработку прионной теории были удостоены Нобелевских премий.

Поскольку вирусы не растут на искусственных питательных средах, а размножаются только внутриклеточно, нужно было найти простые и общедоступные методы их культивирования. Крупным достижением было предложение Р. Гудпасчура в 1932 г. использовать для культивирования вирусов куриные эмбрионы, в клетках которых успешно размножаются многие вирусы. Однако окончательное решение проблемы их культивирования оказалось возможным лишь после того, как были разработаны основные способы культивирования клеток вне организма.

Хотя способность клеток расти вне организма была установлена еще в 1907 г., потребовалось много лет для разработки доступных методов культивирования клеток, а в них – вирусов. Вначале был использован метод переживающих тканей. Он заключался в том, что в колбу, содержащую питательную среду, вносили кусочек ткани. Клетки некоторых тканей в таких условиях могут переживать (но не размножаться) до 30 дней, а в них могут размножаться вирусы. Однако этот способ давал очень небольшой выход вирусов. Необходимо было разработать условия, при которых клетки ткани могли бы свободно размножаться. К началу второй половины ХХ в. эпидемии полиомиелита приняли настолько широкий и опасный характер, что требовалось принять немедленные меры для создания вакцины, которую можно было бы использовать для массового применения. Но для этого нужно было найти метод, позволяющий быстро выращивать вирусы в большом количестве. Это и явилось одним из обстоятельств, стимулировавших разработку методов культивирования вирусов. Для получения культур клеток, которые можно было бы использовать для выращивания вирусов, необходимо было решить четыре главных проблемы:

1) получить в необходимом количестве свободные (т. е. изолированные друг от друга) клетки;

2) создать такие питательные среды и условия, в которых клетки могли бы активно размножаться;

3) обеспечить условия, при которых в культурах клеток не могли бы размножаться бактерии;

4) определить методы, с помощью которых можно было бы распознавать рост вируса в культуре клеток и идентифицировать его.

Все эти проблемы были решены. Для выделения изолированных, но жизнеспособных клеток из разрушенных тканей использовали обработку их слабым раствором трипсина, разрушающего межклеточные мостики. Для культивирования клеток были предложены различные среды, содержащие все необходимые для размножения клеток питательные вещества (аминокислоты, основания, витамины и др.), минеральные соли, имеющие оптимальную рН и т. д. К питательным средам добавляли индикатор, по изменению цвета которого можно было судить о метаболизме клеток и их размножении. Было установлено, что в качестве основы, на которой клетки размножаются и образуют монослой, может быть использовано хорошо обработанное стекло пробирок и колб. Для подавления возможного роста бактерий вируссодержащий материал перед посевом его в культуры клеток обрабатывают антибиотиками. Решающее значение имели опыты, проведенные в 1949 г. Дж. Эндерсом, Т. Веллером и Ф. Роббинсом, которые показали, что вирус полиомиелита хорошо размножается в первично-трипсинизированных культурах клеток, полученных из почек обезьян.

Разработка способов получения культур клеток позволила широко внедрить в практическую медицину современные классические методы вирусологической диагностики инфекционных заболеваний, с одной стороны, и обеспечить накопление вирусов в количествах, достаточных для производства вакцин, с другой. Основной недостаток первично-трипсинизированных клеток заключается в том, что после нескольких пересевов они перестают размножаться. Поэтому предпочтением стали пользоваться культуры таких клеток, которые способны размножаться in vitro бесконечно долго. Такие перевиваемые культуры клеток получают из опухолевых тканей (HeLa, HEp-2 и др.) или из мутантных клеток с полиплоидным набором хромосом. Однако опухолевые клетки нельзя применять для получения вакцин. Для этих целей используют только культуры таких клеток, которые не содержат никаких контаминантных вирусов и не обладают злокачественностью. Лучше всего этим требованиям отвечают культуры диплоидных клеток. «Штаммом диплоидных клеток называется морфологически однородная культура клеток, стабилизированная в процессе культивирования in vitro, имеющая ограниченный срок жизни, характеризующаяся тремя фазами роста (стабилизации, активного роста и старения), сохраняющая в процессе пассирования кариотип, свойственный исходной ткани, свободная от контаминантов и не обладающая онкогенной активностью при трансплантации хомячкам» (решение Симпозиума по диплоидным клеткам, Москва, 1971).

Как оказалось, вирусы могут размножаться не только в культурах клеток, образующих монослой на стекле пробирок, но и в суспензиях живых клеток.

Таким образом, для выделения чистых культур вирусов в настоящее время используют чаще всего заражение куриных эмбрионов, первично-трипсинизированных и перевиваемых культур клеток.

Широкое распространение получил предложенный в 1952 г. Р. Дюльбекко метод бляшек (негативных колоний), позволяющий производить количественное определение вирусов (см. цв. вкл., рис. 79, 2). Для выделения вирусов монослой клеток после удаления питательной среды заражают вируссодержащим материалом и покрывают слоем агара, содержащего индикатор нейтральный красный. Чашки (флаконы) инкубируют при температуре 37 °C. Через 48 – 96 ч выявляются пятна-бляшки. Они имеют диаметр 1 – 3 мм и выглядят неокрашенными на розовом фоне. Пятна возникают за счет цитопатического действия вируса. Этот метод позволяет непосредственно обнаруживать рост вирусов.

Различают два механизма гибели клеток, вызываемой вирусами, – некроз и апоптоз. Некроз происходит из-за необратимых нарушений целостности клеточных мембран, апоптоз – вследствие фрагментации ядерной ДНК под действием клеточной эндонуклеазы. Установлено, что апоптоз играет важную роль в патогенезе инфекций, вызываемых рядом РНК-содержащих вирусов (ретровирусов, миксовирусов, альфавирусов, буньявирусов, пикорнавирусов, флавивирусов).

Цитопатическое действие вирусов может проявляться в виде следующих изменений:

1. Равномерная мелкозернистая деструкция клеток (полиовирусы, вирусы Коксаки и др.).

2. Очаговая мелкозернистая дегенерация клеток (вирус гриппа, клещевого энцефалита и др.).

3. Гроздевидная дегенерация клеток (аденовирусы).

4. Крупнозернистая равномерная деструкция клеток (вирус герпеса).

5. Симпластообразование (респираторно-синцитиальный вирус, вирус кори и другие).

О росте вирусов в клетках можно судить также по поведению индикатора, добавляемого к питательной среде. Если клетки активно осуществляют метаболизм, рН среды сдвигается в кислую сторону, и среда окрашивается в желтый цвет. В случае размножения вируса клетки погибают, рН среды мало меняется, и она сохраняет первоначальный (малиновый) цвет или (при нейтральной рН) приобретает оранжевый. Некоторые вирусы, в частности вирус гриппа, обладают особыми рецепторами (гемагглютининами), с помощью которых они адсорбируются на эритроцитах и вызывают их склеивание (гемагглютинацию). Такие вирусы легко обнаруживаются с помощью реакции гемагглютинации или гемадсорбции (эритроциты адсорбируются на инфицированных вирусами клетках культуры тканей, см. цв. вкл., рис. 79, 1). Кроме того, для обнаружения вируса в культурах клеток могут быть использованы различные серологические реакции: преципитации в агаре, иммунофлуоресценции, РСК, ИФМ и пр., а также метод ДНК-зонда и заражение животных, чувствительных к данному вирусу.

Методы идентификации (типирования) вирусов

Определение типа вируса (его идентификация) основано на нейтрализации биологической активности вируса с помощью типоспецифических сывороток. Конечный результат ее может быть установлен на основании следующих признаков:

1) нейтрализация цитопатического действия;

2) нейтрализация реакции гемадсорбции;

3) изменение проявления цветной пробы;

4) задержка (торможение) реакции гемагглютинации;

5) нейтрализация в опытах на животных.

Кроме того, для идентификации вирусов применяют методы иммунофлуоресценции, ДНК – ДНК-(РНК – РНК) – гибридизации, а также ПЦР.

Под жизненным циклом вируса понимают процесс его размножения. Он происходит только внутриклеточно. Особенности размножения зависят прежде всего от вирусного генома.

Типы вирусных геномов

Репликация вирусных геномов

Тип геномной вирусной ДНК определяет особенности ее репликации.

1. Двунитевая ДНК – репликация происходит по обычному механизму полуконсервативной репликации: нити разделяются, и на каждой из них достраивается комплементарная ей нить.

2. Однонитевая ДНК. Ее репликация происходит через образование вначале репликативной формы, а затем промежуточной репликативной формы. Репликативная форма возникает в результате синтеза на исходной вирионной ДНК («+» нити) комплементарной ей « – » нити, т. е. однонитевая ДНК превращается в двунитевую структуру ДНК. Промежуточная репликативная форма – это репликативная форма, « – » нить которой служит матрицей для синтеза «+» нити ДНК, идентичной исходной вирионной ДНК. Такой механизм обеспечивает передачу генов дочерним вирионам (рис. 80. I).

3. У вирусов, геном которых представлен однонитевой РНК, ее репликация происходит по следующей схеме: вначале на вирионной РНК (вРНК) синтезируются комплементарные ей РНК (кРНК). Этот процесс катализируется специфической РНК-репликазой I. Затем на кРНК синтезируется комплементарная ей, но идентичная исходной вирионная РНК (вРНК), этот процесс также катализируется специфической репликазой II. Таким образом, репликация идет по схеме (рис. 80. II):

4. Репликация однонитевой РНК ретровирусов происходит с участием обратной транскриптазы. Вначале на вРНК обратная транскриптаза синтезирует комплементарную ей «минус» цепь ДНК, а затем на ней – «плюс» нить ДНК. Двунитевая ДНК интегрируется в хромосому клетки и там служит матрицей для синтеза разных классов вирусных РНК. Таким образом, репликация ретровирусов происходит по схеме:

Рис. 80. Механизм репликации однонитевого вирусного ДНК-генома (I) и однонитевого вирусного РНК-генома (II):

а – геномная однонитевая ДНК; б – репликативная форма; в – промежуточная репликативная форма; г – однонитевая дочерняя геномная ДНК; вРНК – вирионная (геномная) РНК; кРНК – комплементарная РНК. Объяснение в тексте

5. Размножение вируса гепатита В также протекает с участием обратной транскриптазы, но вначале клеточная РНК-полимераза синтезирует на вирусной ДНК прегеномную РНК, после чего вирусная ревертаза синтезирует на ней минус-цепь ДНК, которая достраивается плюс-цепью ДНК. В виде двунитевой ДНК вирус интегрируется в хромосому клетки-хозяина, где на ней транскрибируется вирусная РНК.

Существуют некоторые общие закономерности размножения вирусов. Во-первых, все РНК-содержащие вирусы, кроме вирусов гриппа и ретровирусов, размножаются в цитоплазме. Для своего размножения вирусы гриппа А и В и ретровирусы проникают в ядро, что связано с особенностями поведения их генома. Во-вторых, размножение всех ДНК-содержащих вирусов, кроме вирусов оспы, протекает в ядре, где происходит транскрипция и репликация их геномных нуклеиновых кислот, и в цитоплазме, где происходит трансляция вирусных белков, их процессинг и морфогенез вирионов. Лишь размножение вирусов группы оспы происходит в цитоплазме клетки, поскольку они обладают собственными системами транскрипции.

Другая особенность размножения вирусов заключается в том, что их нуклеокапсидные белки синтезируются на свободных полирибосомах (не связанных с мембраной), а суперкапсидные белки – на рибосомах, ассоциированных с мембранами (на шероховатых мембранах). Кроме того, белки некоторых вирусов подвергаются протеолитическому процессингу и гликозилированию. Различают два типа протеолитического процессинга: каскадный и точечный.

При каскадном протеолизе вновь синтезированный вирусный полипептид-предшественник (полипротеин) подвергается последовательному «нарезанию» с образованием более коротких полипептидов, часть из которых дополнительно разрезается на более мелкие субъединицы. Ряд ступеней такого каскадного протеолиза осуществляется определенной областью самого полипротеина, обладающего протеазной активностью. Такому каскадному процессингу подвергаются белки у ретровирусов, пикорнавирусов, aльфа-, флави– и других вирусов. Для них такое протеолитическое нарезание белков является жизненно важным этапом репродукции, поскольку оно обусловливает реализацию их функций.

При точечном протеолизе разрезанию подвергается один (реже несколько) из вирусных полипептидов. Разрезание происходит, как правило, в определенном участке полипептида. Такой тип протеолиза необходим для того, чтобы определенный белок вируса приобрел свою специфическую активность. Например, суперкапсидный белок вируса гриппа – гемагглютинин – разрезается на две субъединицы: боEльшую и меньшую. В результате меньшая субъединица приобретает способность сливаться с мембранами клетки-мишени и ее лизосомами. Благодаря этому вирус гриппа приобретает способность проникать в клетку. Такой точечный протеолиз наблюдается у ортомиксовирусов, парамиксовирусов, ротавирусов, вирусов группы оспы и др. Точечный протеолиз, как и каскадный, жизненно важен для вируса.

Наконец, еще одна особенность вирусов, обладающих суперкапсидом, заключается в том, что суперкапсидные белки подвергаются в ходе своей транспортировки на наружную поверхность клеточной мембраны гликозилированию.

Механизм взаимодействия вируса с клеткой

 

Внутриклеточное размножение

Проникнув в клетку, вирусный геном полностью подчиняет жизнь клетки своим интересам и с помощью ее белоксинтезирующей системы и систем генераций энергии осуществляет собственное воспроизводство, очень часто ценой жизни клетки. В качестве примера на рис. 81 представлена схема жизненного цикла вируса леса Семлики, одного из представителей рода Alphavirus. Геном этого вируса – однонитевая позитивная нефрагментированная РНК. Вирион имеет суперкапсид, состоящий из липидного бислоя, через который проходят 240 копий гликопротеиновых комплексов, образующих на поверхности суперкапсида шипы. Капсид имеет форму икосаэдра (20 граней). Вирус входит в клетку, используя один из вариантов эндоцитоза, и далее по схеме: окаймленная ямка → окаймленный пузырек → эндосома → лизосома. В лизосоме происходит слияние примыкающих друг к другу липидных бислоев суперкапсида вириона и мембраны лизосомы, и нуклеокапсид выходит в цитозоль клетки. Здесь разрушается нуклеокапсид, и освобожденная геномная РНК транслируется на рибосомах клетки-хозяина, в результате чего синтезируется вирусспецифическая РНК-полимераза (репликаза), которая осуществляет многократную репликацию вРНК. В свою очередь молекула родительской вРНК и вновь синтезированные ее копии служат в качестве матриц, направляющих синтез четырех структурных белков вируса: С-белка капсида и трех белков (Е1, Е2 и Е3) суперкапсида. Синтез капсидного белка осуществляют свободные полирибосомы цитозоля, вновь синтезированный капсидный белок ассоциирует с реплицированными копиями вРНК, в результате чего формируются нуклеокапсиды. Суперкапсидные белки синтезируются на рибосомах, связанных с мембранами эндоплазматического ретикулума, включаются в мембрану и там гликозилируются, с помощью плотов переносятся в мембрану аппарата Гольджи, где они подвергаются дополнительному гликозилированию, после чего опять с помощью плотов поступают на наружную поверхность клеточной мембраны, вытесняя здесь клеточные белки. Заключительный этап морфогенеза вируса заключается в том, что нуклеокапсид, проходя через клеточную мембрану, обволакивается участком мембраны и встроенными в нее в этом месте вирусспецифическими суперкапсидными белками, после чего отпочковывается от клетки, отделяясь от ее поверхности так, что оказывается окруженным замкнутой внешней оболочкой (суперкапсидом).

Рис. 81. Схема жизненного цикла вируса леса Семлики (геном – однонитевая позитивная РНК, вирион имеет суперкапсид, относится к альфа-вирусам)

Типы вирусных инфекций

Взаимодействие вируса с клеткой может протекать по-разному и приводить к различным клиническим проявлениям. В зависимости от продолжительности пребывания вируса в организме различают две группы вирусных инфекций:

1. Вирусные инфекции, связанные с непродолжительным пребыванием вируса в организме.

2. Вирусные инфекции, обусловленные длительным пребыванием (персистенцией) возбудителя в организме.

В случае непродолжительного пребывания вируса в организме заболевание протекает либо в форме острой инфекции, либо в виде бессимптомной (инаппарантной) инфекции. Острая инфекция, как правило, заканчивается выздоровлением, формированием приобретенного иммунитета и освобождением организма от возбудителя. Бессимптомная инфекция протекает без каких-либо проявлений и заканчивается также формированием иммунитета и освобождением от возбудителя.

Вирусные инфекции, обусловленные длительным пребыванием возбудителя в организме, подразделяют на латентные, хронические и медленные инфекции.

Латентные инфекции протекают бессимптомно и могут сопровождаться либо нормальной репродукцией вируса во внешне здоровом организме и выделением его во внешнюю среду, либо сопровождаться вирусоносительством, при котором нарушен нормальный цикл вирусной репродукции и вирус длительно персистирует в организме.

Хронические вирусные инфекции характеризуются периодическими состояниями выздоровления и рецидивов (обострений).

Термин «медленные инфекции» был предложен исландским микробиологом Б. Сигурдсоном в 1954 г. для вирусных заболеваний, характеризующихся продолжительным (иногда в течение многих лет) инкубационным периодом, длительным прогрессирующим течением болезни и заканчивающихся тяжелыми расстройствами или, чаще, смертью. Типичным примером медленных инфекций является СПИД. В основе развития медленных инфекций лежат нарушения генетических, иммунологических и физиологических механизмов, которые обеспечивают длительную персистенцию возбудителя в организме.

Как оказалось, медленные инфекции могут вызывать и такие вирусы, которые обычно вызывают острые инфекции (например, вирусы кори, бешенства и др.). Так, вирус кори оказался возбудителем такой тяжелой медленной инфекции, как подострый склерозирующий панэнцефалит.

Известны несколько механизмов, которые обусловливают длительное переживание вируса в организме: 1) вирус находится в дефектном состоянии, он не способен размножаться и индуцировать эффективный иммунный ответ; 2) вирус находится в клетке в виде свободной геномной нуклеиновой кислоты, не доступной действию антител; 3) геном вируса интегрирован в хромосому клетки-мишени.

Персистенция вирусов столь часто наблюдается в клетках различных организмов, что это дало основание В. Д. Тимакову сформулировать следующее положение: «Состояние вирусного носительства является, пожалуй, наиболее распространенной и общей формой взаимодействия вируса с клеткой, а острое вирусное заболевание – лишь проявлением нарушения этого характерного равновесия».

Бактериофаги (ныне просто фаги) – вирусы бактерий. Бактериофагия – процесс взаимодействия фагов с бактериями, заканчивающийся очень часто их разрушением (лат. bacteriophaga – пожирающий бактерии).

Явление бактериофагии наблюдали многие ученые, но приоритет открытия фагов (1916) принадлежит Ф. Д’Эреллю – канадскому ученому, работавшему в Париже в Институте Пастера. Занимаясь изучением дизентерии, Феликс Д’Эрелль задумался над вопросом: почему возбудитель этой болезни, высевающийся в ее начале в большом количестве, в конце заболевания очень часто перестает выделяться? Заподозрив здесь действие какого-то агента, Д’Эрелль решил его обнаружить. С этой целью к свежей бульонной культуре дизентерийной палочки он стал добавлять по нескольку капель фильтрата испражнений больного. После одного из таких посевов Д’Эрелль и обнаружил этот агент по его способности разрушать дизентерийные бактерии. При добавлении к мутной бульонной культуре он вызвал ее просветление, а при добавлении к культуре, засеянной на плотную среду, появлялись прозрачные (стерильные) пятна – колонии. Способность вызывать такие пятна и размножаться при повторных посевах дали основание считать его живым корпускулярным агентом. Д’Эрелль назвал его Baсteriophagum intestinale, т. е. выделенный из кишечника пожиратель бактерий. Последующие наблюдения показали, что бактериофаги распространены повсеместно. Они встречаются всюду, где есть бактерии, – в почве, воде, кишечном тракте человека и животных, гнойных выделениях и т. п. Особенно много фагов в сточных водах; из этого источника можно выделить практически любой фаг. Поскольку естественной средой обитания любого фага является микробная клетка, жизнь фагов связана с бактериями. Фагам присущи все биологические особенности, которые свойственны вирусам. Их геном представлен либо ДНК, либо РНК и заключен в белковую оболочку (капсид), структурные субъединицы которой уложены по типу либо спиральной, либо кубической симметрии. Крупные фаги, имеющие хвостик, устроены по типу бинарной симметрии (головка – икосаэдр, хвостик – спиральная симметрия). Фаги различаются по форме – нитевидные, сферические; фаги, имеющие головку и хвостик; по размерам – мелкие, среднего размера и крупные (рис. 82). Чем крупнее фаги, тем больше у них генов и сложнее их жизненный цикл. К самым маленьким относятся фаги M13 и φX174.

Фаг М13 – нитевидный, геном – однонитевая кольцевидная молекула ДНК с м. м. 2 МД, содержит 8 генов. Оболочка в виде нити, состоит из 3000 белковых субъединиц, уложенных по спирали. Длина вириона 1000 нм, его диаметр 6 нм.

Фаг φX174 – икосаэдр с м. м. 6,2 МД, диаметр 25 нм. Геном – однонитевая кольцевидная молекула ДНК, состоящая из 5400 нуклеотидов, несет 9 генов. Капсид построен из 60 молекул белка F, вирион имеет 12 вершин, на каждой из них вмонтирован шип, содержащий 5 молекул белка G и одну молекулу Н-белка (белок-лоцман). Наиболее сложно устроены крупные фаги, состоящие из головки и хвостика. У энтеробактерий обнаружено более 500 фагов, из них более 140 состоят из головки и хвостика.

Фаг Т2 паразитирует у E. coli и имеет следующую структуру (рис. 83): головка – икосаэдр, геном представлен двунитевой линейной ДНК, несущей около 200 генов. Головка с помощью воротника и зонтика связана с хвостиком, который имеет сложное строение – полый внутри стержень, заканчивающийся шестиугольной пластинкой с шестью шипами. Хвостик имеет белковый чехол, который состоит из 144 субъединиц, образующих 24 спирали; каждая белковая молекула содержит одну молекулу АТФ-азы и ион Ca2+. Белок актиноподобный и способен сокращаться. В пластинке и шипах содержится лизоцим. Кроме того, хвостик имеет 6 ворсинок. У неактивного фага они свернуты и сложноэфирными связями прикреплены к белкам чехла. В момент адсорбции ворсинки раскрываются и обеспечивают плотное прикрепление фага к бактериальной клетке. Основное назначение хвостика – обеспечение адсорбции фага на клетке. Длина хвостика сильно варьирует. В тех случаях, когда хвостик содержит белковый чехол, последний, благодаря своему сокращению, обеспечивает проникновение стержня через клеточную стенку и цитоплазматическую мембрану.

Рис. 82. Различные формы фаговых вирионов (по Г. Шлегелю, 1972):

1 – нитевидная форма (фаг fd); 2 – гексагональная головка с отростком и сократительным чехлом (фаги Т2, Т4, Т6); 3 – гексагональная головка с длинным, не способным к сокращению хвостиком; 4 – головка с коротким отростком (фаги Т3, Т7); 5 – октаэдр; 6 – икосаэдр

Резистентность фагов. По степени устойчивости к действию различных факторов внешней среды и химических веществ фаги занимают место между вирусами и неспоровыми бактериями. Они устойчивы в пределах рН от 5,0 до 8,0, большинство из них не инактивируется холодными водными растворами глицерина и этилового спирта. На них не действуют такие ферментные яды, как цианид, фторид, динитрофенол, а также хлороформ и фенол. Фаги хорошо сохраняются в запаянных ампулах и в лиофилизированном состоянии, но они легко разрушаются при кипячении, действии кислот, химических дезинфектантов, при УФ-облучении.

Рис. 83. Схема строения бактериофага Т2:

1 – до инъекции фаговой ДНК; 2 – после инъекции. Объяснение в тексте

Жизненный цикл фага

Различают фаги инфекционные, т. е. способные вызвать разные формы фаговой инфекции, и неинфекционные (вегетативные), или незрелые, фаги, находящиеся еще в стадии размножения. В свою очередь инфекционные фаги разделяют на покоящиеся (находящиеся вне клетки), вирулентные – способные вызвать продуктивную форму инфекции, и умеренные фаги – способные вызывать не только продуктивную, но и редуктивную фаговую инфекцию.

Жизненный цикл фага может проявляться в форме продуктивной (фаг размножается в клетке и выходит из нее), редуктивной (геном фага проникает в клетку, однако размножения фага не происходит, его геном интегрируется в хромосому клетки-хозяина, становится ее составной частью, т. е. фаг превращается в профаг, а клетка становится лизогенной) и абортивной инфекции, при которой взаимодействие фага с клеткой обрывается на какой-то стадии жизненного цикла фага, и он погибает.

Клетка, несущая профаг, называется лизогенной, потому что профаг, передающийся клеткой по наследству, может выйти из хромосомы, активироваться и вызвать продуктивную форму инфекции.

Если в результате лизогении, т. е. внедрения профага в хромосому клетки-хозяина, она получает новые наследуемые признаки, такую форму ее изменчивости называют лизогенной конверсией, т. е. изменчивостью, обусловленной лизогенией. Лизогенную конверсию вызывают только умеренные фаги.

Жизненный цикл фага, сопровождающийся продуктивной инфекцией, складывается из шести последовательных стадий, каждая из которых, в свою очередь, состоит из нескольких этапов.

1. Адсорбция фагов на клеточной поверхности бактерий при помощи специфических рецепторов (белков-лоцманов), которые располагаются на кончике нити, шипа или хвостика. В свою очередь, на клеточной стенке бактерии располагаются ее фагоспецифические рецепторы, распознаваемые фагом. Адсорбция фага – пусковой момент его жизненного цикла. Она очень специфична и поэтому обусловливает возможность практического использования фагов, например для идентификации бактерий, а также для лечебных и профилактических целей.

2. Проникновение фагового генома через клеточную стенку и цитоплазматическую мембрану внутрь клетки и освобождение его от оболочки (раздевание фага).

3. Установление фагового генома с помощью белка-лоцмана для реализации содержащейся в геноме информации:

а) однонитевая ДНК – к репликативному аппарату для синтеза комплементарной ей нити и образования репликативной формы; далее ее поведение аналогично двунитевой ДНК;

б) двунитевая ДНК – к транскрипционному аппарату для синтеза мРНК и последующей трансляции вирусспецифических белков (ферментов и структурных);

в) РНК-геном – к трансляционному аппарату для синтеза вирусспецифических белков (ферментов репликации и структурных).

4. Репликация фаговой геномной ДНК или РНК.

5. Сборка вновь синтезированных вирионов – заключение геномной НК в белковую оболочку, морфогенез фагов.

6. Выход вновь синтезированных фагов из клетки:

а) путем отпочковывания (М13 – единственный фаг, не вызывающий при выходе из клетки ее гибели);

б) путем лизиса клетки изнутри. Он осуществляется свободным лизоцимом и вызывает гибель клетки.

Степень зависимости репликации ДНК фага от хромосомы клетки определяется набором генов у фагов. Крупные фаги, например Т4, осуществляют репликацию полностью автономно; средние – Т7 – частично нуждаются в помощи бактериальных генов, а мелкие (М13, φX174) почти полностью зависят от хромосомных генов.

Жизненный цикл фага Т4 протекает следующим образом. С помощью своего хвостика фаг распознает специфический для него рецептор на поверхности клеточной стенки бактерий (чаще всего липополисахаридной природы) и прикрепляется к нему. Эта фаза адсорбции обратима, но затем, когда ворсинки раскрываются и плотно прикрепляют фаг к клеточной стенке, она становится необратимой. Пластинка со своими шипами прикрепляется к стенке, содержащийся в них лизоцим вызывает в месте контакта лизис клеточной стенки. Одновременно ионы Ca2+ активируют содержащуюся в белках чехла аденозинтрифосфатазу (АТФазу), и чехол сокращается. Его длина уменьшается в 2 раза, количество витков также уменьшается в 2 раза: вместо 24 их становится 10 – 12 (см. рис. 83). В результате сокращения чехла внутренний стержень прокалывает клеточную стенку в участке, разрушенном лизоцимом, и цитоплазматическую мембрану. Прокалывание происходит в участках напротив зон адгезии цитоплазматической мембраны и нижнего слоя пептидогликана. Таких зон около 200 – 300, их размер 20 – 30 нм.

Внедрение фаговой ДНК в клетку происходит с помощью следующих механизмов:

а) около 10 % ее активно впрыскивается во время сокращения чехла хвостика;

б) остальная часть фаговой ДНК втягивается в цитоплазму бактерий благодаря процессам транскрипции и работе трансляционного аппарата.

Внутриклеточное размножение фага Т2 происходит в такой последовательности: уже через 1 мин синтезируются ранние мРНК, кодирующие белки, необходимые для репликации фаговой ДНК; через 5 мин начинается репликация ДНК; затем – синтез мРНК, необходимых для образования структурных белков фага и его морфогенеза, а через 13 мин в клетке появляются первые вирионы. Процесс синтеза ДНК, белков и морфогенез фагов продолжается далее: из одного фага в клетке синтезируется 200 – 300 новых вирионов.

Особенности морфогенеза фагов. Морфогенез мелких фагов протекает по типу самосборки. У крупных фагов этот процесс носит более сложный характер. Например, морфогенез фага Т4 требует активности более чем 40 генов и протекает при участии трех самостоятельных линий. На одной из них происходит сборка хвостика (участвует около 20 генов), на другой – головки фага (не менее 16 генов) и на третьей – сборка ворсинок (5 генов). Соединение хвостика с головкой не требует участия генов, однако оно не может произойти до тех пор, пока и хвостик, и головка не будут смонтированы полностью. Точно так же ворсинки могут присоединяться к хвостику только после того, как он соединится с полностью готовой головкой. Благодаря строгому генетическому контролю со стороны фага обеспечивается последовательность и согласованность всех процессов его внутриклеточного размножения.

Выход сформировавшихся фагов в большинстве случаев происходит благодаря лизису изнутри свободным лизоцимом. Он синтезируется на самом последнем этапе размножения фага. Иногда бывает лизис бактерий извне как следствие адсорбции многих фагов на одной клетке, но при этом размножения фагов не происходит.

Обычно же после внедрения фагового генома в клетку у нее возникает состояние иммунитета к суперинфекции данным фагом, т. е. проникновение других фаговых геномов становится невозможным. Иммунитет обеспечивается особым цитоплазматическим репрессором.

Редуктивная инфекция

Ее вызывают только умеренные фаги. В этом случае их жизненный цикл складывается из следующих стадий:

а) адсорбция фага на поверхности клетки;

б) проникновение фаговой ДНК в бактериальную клетку;

в) сайт-специфическая интеграция фаговой ДНК в хромосому клетки-хозяина и превращение фага в профаг.

Если первые две стадии протекают так же, как в случае продуктивной инфекции, то третья требует участия дополнительных фаговых и хозяйских генов.

Механизм интеграции фаговой ДНК в хромосому бактериальной клетки лучше всего изучен на примере фага λ (лямбда). Фаг состоит из головки и хвостика. Его геном представлен двунитевой линейной ДНК, имеющей «липкие» концы (избыточные нуклеотидные последовательности на противоположных концах нитей, комплементарные друг другу), поэтому она может переходить в кольцевую структуру, необходимую для ее включения в хромосому клетки-хозяина. ДНК фага λ имеет м. м. около 30 МД, содержит 46 500 нуклеотидных пар и несет 32 гена, 7 из которых кодируют головку, 11 – хвостик, а остальные играют регуляторную роль.

Фаг λ включается в хромосому E. coli между генами gal и bio с помощью сайт-специфической рекомбинации. Она оказывается возможной потому, что ДНК фага имеет особый участок – attP (англ. attachment phage – прикрепление фага). Такой же участок имеется и в хромосоме E. coli – attB. Он расположен между генами gal и bio. Участки att имеют сложную структуру и состоят из 250 нуклеотидов. В результате рекомбинации между attP и attB, протекающей по механизму кроссинговера, фаговая ДНК оказывается включенной в хромосому, причем слева она фланкирована участком attL (англ. left – левый), а справа – attR (англ. right – правый), которые образуются вследствие рекомбинации между attP и attB. Рекомбинация протекает с участием генов red фага и recA – бактерии. Для интеграции требуется также белок фага – продукт гена int (интеграза) и особый хозяйский белок интеграции. Таким образом, геном фага, интегрируясь в хромосому, превращается в профаг, а клетка становится лизогенной. Выходу профага из хромосомы препятствует цитоплазматический репрессор, который наделяет клетку одновременно иммунитетом против повторного инфицирования данным фагом. Синтез репрессора контролируется фагом. Однако профаг спонтанно или под воздействием различных факторов (химические вещества, облучение УФ, рентгеновскими лучами, повышенная температура) может выходить из хромосомы клетки и вызывать продуктивную инфекцию, заканчивающуюся лизисом клетки и выходом из нее вновь синтезированных вирионов. Механизм выхода (исключение фага) из хромосомы состоит в том, что происходит рекомбинация между attL и attR, в результате которой восстанавливаются attP и attB, а фаговая ДНК принимает кольцевидную структуру и исключается из хромосомы. Процесс выхода требует участия, помимо указанных выше белков, еще одного белка – продукта фагового гена xis (ген эксцизии, исключения).

Умеренные фаги играют важную роль в обмене генетическим материалом между бактериями. Этот процесс получил название трансдукции. Различают общую (генерализованную, или неспецифическую) и специфическую трансдукцию.

Общая трансдукция

Механизм ее заключается в том, что в процессе внутриклеточного размножения фага в его головку может быть случайно включен вместо фаговой ДНК фрагмент бактериальной ДНК, равный по длине фаговой. Это вполне возможно, так как в инфицированной клетке биосинтез ее ДНК блокирован, а сама ДНК подвергается распаду. Таким образом в процессе репродукции фага возникают дефектные вирионы, у которых в головках вместо собственной геномной ДНК содержится фрагмент ДНК бактерии. Такие фаги сохраняют инфекционные свойства. Они адсорбируются на бактериальной клетке, вводят в нее ДНК, содержащуюся в головке, но при этом размножения фага не происходит. Введенная в клетку реципиента донорная ДНК (фрагмент хромосомы донора), если она содержит гены, отсутствующие у реципиента, наделяет его новым признаком. Этот признак будет зависеть от того, какой ген (гены) попал в головку трансдуцирующего фага. В случае рекомбинации привнесенного фагом фрагмента ДНК донора с хромосомой клетки-реципиента этот признак наследственно закрепляется.

Специфическая трансдукция

Отличается от неспецифической тем, что в этом случае трансдуцирующие фаги всегда переносят только определенные гены, а именно, те из них, которые располагаются в хромосоме лизогенной клетки слева от attL или справа от attR. Специфическая трансдукция всегда связана с интеграцией умеренного фага в хромосому клетки-хозяина. При выходе (исключении) из хромосомы профаг может захватить ген с левого или правого фланга, например или gal, или bio. Но в этом случае он должен лишиться такого же размера своей ДНК с противоположного конца, чтобы ее общая длина оставалась неизменной (иначе она не может быть упакована в головку фага). Поэтому при такой форме исключения образуются дефектные фаги: λdgal или λdbio.

Специфическую трансдукцию у E. coli осуществляет не только фаг лямбда, но и родственные ему лямбдоидные и другие фаги. В зависимости от места расположения сайтов attB на хромосоме они при своем исключении могут включать различные бактериальные гены, сцепленные с профагом, и трансдуцировать их в другие клетки. Встраивающийся в геном материал может замещать до 1/3 генетического материала фага.

Трансдуцирующий фаг в случае инфицирования реципиентной клетки интегрируется в ее хромосому и привносит в нее новый ген (новый признак), опосредуя не только лизогенизацию, но и лизогенную конверсию.

Таким образом, если при неспецифической трансдукции фаг является только пассивным переносчиком генетического материала, то при специфической фаг включает этот материал в свой геном и передает его, лизогенизируя бактерии, реципиенту. Однако лизогенная конверсия может произойти и в том случае, если геном умеренного фага содержит такие собственные гены, которые у клетки отсутствуют, но отвечают за синтез существенно важных белков. Например, способностью вырабатывать экзотоксин обладают только те возбудители дифтерии, в хромосому которых интегрирован умеренный профаг, несущий оперон tox. Он отвечает за синтез дифтерийного токсина. Иначе говоря, умеренный фаг tox вызывает лизогенную конверсию нетоксигенной дифтерийной палочки в токсигенную.

Фаги размножаются только за счет паразитирования в микробной клетке. Их размножение в бульонной культуре приводит к тому, что культура, бывшая перед добавлением фага мутной, через несколько часов инкубации при температуре 37 °C становится прозрачной. На плотных средах фаги обнаруживают либо с помощью спот-теста (англ. spot – пятно), либо методом агаровых слоев, предложенным А. Грациа (1936). В первом случае на поверхность агара в чашке засевают культуру, а затем на нее наносят каплю содержащего фаг материала. Если в нем содержится много вирионов, то на месте нанесения капли будет большое стерильное пятно (рис. 84, 1).

Метод агаровых слоев заключается в следующем. Вначале в чашку наливают слой питательного агара. После застывания на этот слой добавляют 2 мл расплавленного и охлажденного до 45 °C агара 0,7 %-ного, в который предварительно добавляют каплю концентрированной суспензии бактерий и определенный объем суспензии фага. После того как верхний слой застынет, чашку помещают в термостат. Бактерии размножаются внутри мягкого слоя агара, образуя сплошной непрозрачный фон, на котором хорошо видны колонии фага в виде стерильных пятен (рис. 84, 2). Каждая колония образуется за счет размножения одного исходного фагового вириона. Применение этого метода позволяет: а) путем подсчета колоний точно определить количество жизнеспособных фаговых вирионов в данном материале;

б) по характерным признакам (размер, прозрачность и др.) изучать наследственную изменчивость у фагов.

По спектру своего действия на бактерии фаги подразделяются на поливалентные (лизируют родственные бактерии, например поливалентный сальмонеллезный фаг лизирует почти все сальмонеллы), монофаги (лизируют бактерии только одного вида, например фаг Vi-I лизирует только возбудителей брюшного тифа) и типоспецифические фаги, которые избирательно лизируют отдельные варианты бактерий внутри вида. С помощью таких фагов производится наиболее тонкая дифференциация бактерий внутри вида, с разделением их на фаговарианты. Например, с помощью набора фагов Vi-II возбудитель брюшного тифа делится более чем на 100 фаговариантов. Поскольку чувствительность бактерий к фагам является относительно стабильным признаком, связанным с наличием соответствующих рецепторов, фаготипирование имеет важное диагностическое и эпидемиологическое значение.

Рис. 84. Обнаружение бактериофагов в исследуемом материале:

1 – спот-тест; 2 – титрование по Грациа

Практическое применение фагов

Благодаря своему разрушающему (литическому) действию на бактерии фаги могут быть использованы с лечебно-профилактической целью при различных заболеваниях (дизентерия, холера, различные гнойно-воспалительные заболевания и т. д.). Наборы стандартных фагов, в том числе международные, используются для фаготипирования возбудителей ряда болезней (холеры, брюшного тифа, сальмонеллезов, дифтерии, стафилококковых и других заболеваний). Фаги широко используют для изучения генетики микроорганизмов.

Возбудителями заболеваний дыхательных путей могут быть различные виды бактерий (в том числе Mycobacterium tuberculosis, Staphylococcus, Streptococcus pneumoniae, Haemophilus, Klebsiella, Coxiella burnetii, Mycoplasma и др.), а также вирусы. Инфекции, вызываемые вирусами, принято называть острыми респираторными заболеваниями (ОРЗ). По частоте они занимают первое место среди всех заболеваний. Каждый человек в течение жизни неоднократно болеет ОРЗ. Причин этому несколько: большое количество вирусов – возбудителей ОРЗ (более 130); отсутствие перекрестного иммунитета между ними; отсутствие против многих из них эффективных вакцин; наипростейший способ заражения (воздушно-капельным путем), обусловливающий быстрое распространение возбудителя, которое при отсутствии иммунитета может стать причиной не только эпидемий, но и пандемий.

Возбудителями ОРЗ являются следующие вирусы:

1. Вирусы гриппа А, В, С (Оrthomyxoviridae).

2. Парамиксовирусы (Paramyxoviridae) – это семейство включает три рода: Рaramyxovirus – вирусы парагриппа человека (ВПГЧ) 1, 2, 3, 4-го типов, болезни Ньюкасл, парагриппа птиц и паротита; Pneumovirus – респираторно-синцитиальный вирус (RS-вирус); Morbillivirus – вирус кори.

3. Респираторные коронавирусы (Coronaviridae).

4. Респираторные реовирусы (Reoviridae).

5. Пикорнавирусы (Picornaviridae). Из этого семейства собственно возбудителями ОРЗ являются риновирусы (Rhinovirus, более 100 серовариантов), а также некоторые сероварианты вирусов Коксаки и ЕСНО (Enterovirus).

Все перечисленные пять семейств относятся к РНК-содержащим вирусам. 6. Респираторные аденовирусы (Adenoviridae), их геном представлен ДНК.

Возникает вопрос: почему столь большое количество разнообразных вирусов может поражать эпителиальные клетки слизистой оболочки дыхательных путей (главным образом верхних) и глаза? Ответ на этот вопрос может быть только один: мембраны этих клеток несут множество разнообразных рецепторов, с которыми взаимодействуют разнообразные рецепторы вирусов. Только после специфической адсорбции на клетке вирус может в нее проникнуть и вызвать заболевание.

По частоте, с которой они вызывают ОРЗ, вирусы можно расположить в следующей последовательности в порядке убывания: риновирусы, коронавирусы, RS-вирус, вирусы парагриппа, аденовирусы, вирус гриппа. Однако по масштабу вызываемых вспышек и по ущербу, который они наносят здоровью человека и экономике, первое место занимают вирусы гриппа. Грипп и гриппоподобные болезни ответственны за 90 % всей инфекционной заболеваемости в мире и в России.

Вирусы гриппа

 

Вирус гриппа А

Вирион имеет сферическую форму и диаметр 80 – 120 нм, его молекулярная масса 250 МД. Геном вируса представлен однонитевой фрагментированной (8 фрагментов) негативной РНК с общей м. м. 5 МД. Тип симметрии нуклеокапсида спиральный. Вирион имеет суперкапсид (мембрану), содержащий два гликопротеида – гемагглютинин и нейраминидазу, которые выступают над мембраной в виде различных шипов (рис. 85). Гемагглютинин имеет структуру тримера с м. м. 225 кД; м. м. каждого мономера 75 кД. Мономер состоит из меньшей субъединицы с м. м. 25 кД (НА2) и большей – с м. м. 50 кД (НА1).

Рис. 85. Схема строения вириона вируса гриппа А:

1 – спираль РНП; 2 – белки РВ1, РВ2, РА; 3 – гемагглютинин; 4 – липидный бислой; 5 – нейраминидаза; 6 – матриксный белок; 7, 8 – мономер и тример гемагглютинина; 9, 10 – мономер и тетрамер нейраминидазы

Основные функции гемагглютинина:

1) распознает клеточный рецептор – мукопептид, имеющий N-ацетилнейраминовую (сиаловую) кислоту;

2) обеспечивает слияние мембраны вириона с мембраной клетки и мембранами ее лизосом, т. е. отвечает за проникновение вириона в клетку;

3) определяет пандемичность вируса (смена гемагглютинина – причина пандемий, его изменчивость – эпидемий гриппа);

4) обладает наибольшими протективными свойствами, отвечая за формирование иммунитета.

У вирусов гриппа А человека, млекопитающих и птиц обнаружено 13 различающихся по антигену типов гемагглютинина, которым присвоена сквозная нумерация (от Н1 до Н13).

Нейраминидаза (N) является тетрамером с м. м. 200 – 250 кД, каждый мономер имеет м. м. 50 – 60 кД. Ее функции: 1) обеспечение диссеминации вирионов путем отщепления нейраминовой кислоты от вновь синтезированных вирионов и мембраны клетки; 2) совместно с гемагглютинином определение пандемических и эпидемических свойств вируса. У вируса гриппа А обнаружено 10 различных вариантов нейраминидазы (N1 – N10).

Нуклеокапсид вириона состоит из 8 фрагментов вРНК и капсидных белков, образующих спиралевидный тяж. На 3'-концах всех 8 фрагментов вРНК имеются одинаковые последовательности из 12 нуклеотидов. 5'-концы каждого фрагмента также имеют одинаковые последовательности из 13 нуклеотидов. 5'– и 3'-концы частично комплементарны друг другу. Это обстоятельство, очевидно, позволяет осуществлять регуляцию транскрипции и репликации фрагментов. Каждый из фрагментов транскрибируется и реплицируется самостоятельно. С каждым из них прочно связаны четыре капсидных белка: нуклеопротеид (NP), он выполняет структурную и регуляторную роль; белок РВ1 – транскриптаза; РВ2 – эндонуклеаза и РА – репликаза. Белки РВ1 и РВ2 обладают основными (щелочными) свойствами, а РА – кислотными. Белки РВ1, РВ2 и РА образуют полимер. Нуклеокапсид окружен матриксным белком (М1-белком), который играет ведущую роль в морфогенезе вириона и защищает вирионную РНК. Белки М2 (кодирует одна из рамок считывания 7-го фрагмента), NS1 и NS2 (кодируются восьмым фрагментом вРНК, который имеет, как и седьмой фрагмент вРНК, две рамки считывания) синтезируются в ходе репродукции вируса, но в его структуру не входят.

Жизненный цикл вируса. Адсорбция вируса на мембране клетки происходит благодаря взаимодействию его гемагглютинина с мукопептидом. Затем вирус проникает в клетку с помощью одного из двух механизмов: 1) слияние мембраны вириона с мембраной клетки или 2) по пути окаймленная ямка – окаймленный пузырек – эндосома – лизосома – слияние мембраны вириона с мембраной лизосомы – выход нуклеокапсида в цитозоль клетки. Второй этап «раздевания» вириона (разрушение матриксного белка) происходит на пути к ядру. Особенность жизненного цикла вируса гриппа заключается в том, что для транскрипции его вРНК необходима затравка. Дело в том, что вирус не может сам синтезировать «шапочку», или кэп (англ. cap) – особый участок на 5'-конце мРНК, состоящий из метилированного гуанина и 10 – 13 прилежащих нуклеотидов, который необходим для распознавания мРНК рибосомой. Поэтому он с помощью своего белка РВ2 откусывает шапочку от клеточной мРНК, а так как синтез мРНК в клетках происходит только в ядре, вирусная РНК должна обязательно проникнуть сначала в ядро. Она проникает в него в виде рибонуклеопротеида, состоящего из 8 фрагментов РНК, связанных с белками NP, PB1, PB2 и PA. Теперь жизнь клетки полностью подчиняется интересам вируса, его репродукции.

Особенность транскрипции. В ядре на вРНК синтезируются три типа вирусспецифических РНК: 1) позитивные комплементарные РНК (мРНК), используемые в качестве матриц для синтеза вирусных белков; они содержат на 5'-конце шапочку, отщепленную от 5'-конца клеточной мРНК, а на 3'-конце – поли-А-последовательность; 2) полноразмерная комплементарная РНК (кРНК), которая служит матрицей для синтеза вирионных РНК (вРНК); на 5'-конце кРНК шапочки нет, на 3'-конце отсутствует поли-А-последовательность; 3) негативная вирионная РНК (вРНК), являющаяся геномом для вновь синтезированных вирионов.

Немедленно, еще до завершения синтеза, вРНК и кРНК вступают в ассоциацию с капсидными белками, которые поступают в ядро из цитозоля. Однако в состав вирионов включаются только рибонуклеопротеиды, связанные с вРНК. Рибонуклеопротеиды, содержащие кРНК, не только не попадают в состав вирионов, но даже не покидают ядро клетки. Вирусные мРНК поступают в цитозоль, где и транслируются. Вновь синтезированные молекулы вРНК после ассоциации с капсидными белками мигрируют из ядра в цитозоль.

Особенности трансляции вирусных белков. Белки NP, PB1, PB2, PA и M синтезируются на свободных полирибосомах. Белки NP, PB1, PB2 и PA после синтеза из цитозоля возвращаются в ядро, где и связываются с вновь синтезированной вРНК, а затем в виде нуклеокапсида возвращаются в цитозоль. Белок матриксный после синтеза движется к внутренней поверхности клеточной мембраны, вытесняя из нее в этом участке клеточные белки. Белки H и N синтезируются на рибосомах, связанных с мембранами эндоплазматического ретикулума, транспортируются по ним, подвергаясь гликозилированию, и устанавливаются на внешней поверхности клеточной мембраны, образуя шипы как раз напротив белка М, расположенного на ее внутренней поверхности. Белок Н подвергается в ходе процессинга разрезанию на НА1 и НА2.

Заключительный этап морфогенеза вириона контролируется М-белком. С ним взаимодействует нуклеокапсид; он, проходя через мембрану клетки, покрывается вначале М-белком, а затем клеточным липидным слоем и суперкапсидными гликопротеидами Н и N. Жизненный цикл вируса занимает 6 – 8 ч и завершается отпочковыванием вновь синтезированных вирионов, которые способны атаковать другие клетки ткани.

Устойчивость вируса во внешней среде невелика. Он легко разрушается при нагревании (при 56 °C в течение 5 – 10 мин), под действием солнечного и УФ-света и легко обезвреживается дезинфицирующими веществами.

Эпидемиология. Источник инфекции – человек, больной или носитель, редко животные (домашние и дикие птицы, свиньи). Заражение от людей происходит воздушно-капельным путем, инкубационный период очень короткий (1 – 2 сут.), поэтому эпидемия распространяется очень быстро и может при отсутствии коллективного иммунитета перерасти в пандемию. Иммунитет – основной регулятор эпидемий гриппа. По мере нарастания коллективного иммунитета эпидемия идет на убыль. Вместе с тем вследствие формирования иммунитета происходит отбор штаммов вируса с измененной антигенной структурой, прежде всего гемагглютинина и нейраминидазы; эти вирусы продолжают вызывать вспышки до тех пор, пока и к ним не появятся антитела. Такой антигенный дрейф и поддерживает непрерываемость эпидемии. Однако у вируса гриппа А обнаружена еще одна форма изменчивости, получившая название шифта, или сдвига. Она связана с полной сменой одного типа гемагглютинина (реже – и нейраминидазы) на другой.

Все пандемии гриппа были вызваны вирусами гриппа А, претерпевшими шифт. Пандемия 1918 г. была вызвана вирусом с фенотипом H1N1 (погибло около 20 млн человек), пандемия 1957 г. – вирусом H2N2 (переболело более половины населения мира), 1968 г. – вирусом H3N2.

Для объяснения причин резкой смены типов вирусов гриппа А предложены две основные гипотезы. Согласно гипотезе А. А. Смородинцева, вирус, исчерпавший свои эпидемические возможности, не исчезает, а продолжает циркулировать в коллективе без заметных вспышек или длительно персистировать в организме человека. Через 10 – 20 лет, когда появится новое поколение людей, не имеющих иммунитета к этому вирусу, он становится причиной новых эпидемий. В пользу этой гипотезы говорит тот факт, что вирус гриппа А с фенотипом H1N1, исчезнувший в 1957 г., когда его вытеснил вирус H2N2, вновь появился после 20-летнего отсутствия в 1977 г.

По другой гипотезе, развиваемой и поддерживаемой многими авторами, новые типы вируса гриппа А возникают вследствие реассоциации геномов между вирусами гриппа человека и птиц, между вирусами гриппа птиц, между вирусами гриппа птиц и млекопитающих (свиньи), чему способствует сегментарная структура вирусного генома (8 фрагментов).

Таким образом, у вируса гриппа А есть два пути изменения генома.

1. Точечные мутации, обусловливающие антигенный дрейф. Им подвержены, прежде всего, гены гемагглютинина и нейраминидазы, особенно у вируса H3N2. Благодаря этому вирус H3N2 за период с 1982 по 1998 г. вызвал 8 эпидемий и сохраняет эпидемическое значение до сих пор.

2. Реассоциация генов между вирусами гриппа человека и вирусами гриппа птиц и свиней. Считается, что именно реассоциация геномов вирусов гриппа А с геномами вируса гриппа птиц и свиней – главная причина возникновения пандемических вариантов этого вируса. Антигенный дрейф позволяет вирусу преодолевать существующий у людей иммунитет. Антигенный шифт создает новую эпидемическую ситуацию: к новому вирусу у большинства людей иммунитета нет, и возникает пандемия гриппа. Возможность такой реассоциации геномов вирусов гриппа А доказана экспериментально.

Установлено, что эпидемии гриппа у людей вызывают вирусы типа А только 3 или 4 фенотипов: H1N1 (H0N1); H2N2; H3N2.

Однако существенную угрозу для человека предсталяет и куриный (птичий) вирус. Вспышки куриного гриппа наблюдались неоднократно, в частности куриный вирус H5N1 вызвал миллионную эпизоотию среди домашних и диких птиц с 80 – 90 %-ной летальностью. От кур заражались и люди; так в 1997 г. от кур заразилось 18 человек, треть из них погибла. Особенно крупная вспышка наблюдалась в январе – марте 2004 г. Она охватила почти все страны Юго-Восточной Азии и один из штатов США и нанесла огромный экономический ущерб. От кур заразилось и погибло 22 человека. Для ликвидации этой вспышки были предприняты самые жесткие и решительные меры: строгий карантин, ликвидация всего поголовья птиц во всех очагах, госпитализация и изоляция больных и всех людей с повышенной температурой, а также лиц, находившихся в контакте с больными, запрет импорта куриного мяса из указанных выше стран, строгий медицинский и ветеринарный надзор за всеми пассажирами и транспортными средствами, прибывающими из этих стран. Широкого распространения гриппа среди людей не произошло потому, что не было реассоциации генома вируса куриного гриппа с геномом вируса гриппа человека. Однако опасность такой реассоциации остается реальной. Всего в течение 2003–2007 гг. в мире переболело 322 человека, из них 195 умерли.

В названии выявляемых штаммов вирусов гриппа указывают серотип вируса (A, B, C), вид хозяина (если им не является человек), место выделения, номер штамма, год его выделения (последние 2 цифры) и фенотип (в круглых скобках).

Например: «A/Сингапур/1/57 (H2N2), A/утка/СССР/695/76 (H3N2)».

Особенности патогенеза и клиники. Инкубационный период при гриппе короткий – 1 – 2 сут. Вирус размножается в эпителиальных клетках слизистой оболочки дыхательных путей с преимущественной локализацией в области трахеи, что клинически проявляется в виде сухого мучительного кашля с болями по ходу трахеи. Продукты распада пораженных клеток попадают в кровь, вызывают сильную интоксикацию и повышение температуры тела до 38 – 39 °C. Повышение проницаемости сосудов, обусловленное повреждением клеток эндотелия, может стать причиной патологических изменений в различных органах: точечных кровоизлияний в трахее, бронхах, а иногда и отека мозга с летальным исходом. Вирус гриппа оказывает угнетающее действие на кроветворение и иммунную систему. Все это может приводить к вторичным вирусным и бактериальным инфекциям, которые осложняют течение болезни.

Постинфекционный иммунитет. Прежние представления о том, что после перенесенного гриппа остается слабый и кратковременный иммунитет, опровергнуты после возвращения вируса H1N1 в 1977 г. Этот вирус вызывал заболевание главным образом у людей не старше 20 лет, т. е. у тех, кто не болел им раньше, до 1957 г. Следовательно, постинфекционный иммунитет достаточно напряженный и продолжительный, но имеет выраженный типоспецифический характер.

Главная роль в формировании приобретенного иммунитета принадлежит вируснейтрализующим антителам, блокирующим гемагглютинин и нейраминидазу, а также секреторным иммуноглобулинам IgAs.

Лабораторная диагностика. Материалом для исследования служит отделяемое носоглотки, которое получают либо путем смыва, либо с помощью ватно-марлевых тампонов, и кровь. Методы диагностики применяют следующие:

1. Вирусологический – заражение куриных эмбрионов, культур клеток почек зеленых мартышек (Vero) и собак (МДСК). Культуры клеток особенно эффективны для выделения вирусов А (H3N2) и В.

2. Серологический – выявление специфических антител и возрастания их титра (в парных сыворотках) с помощью РТГА, РСК, иммуноферментного метода.

3. В качестве ускоренной диагностики используют иммунофлуоресцентный метод, позволяющий быстро обнаружить вирусный антиген в мазках-отпечатках со слизистой оболочки носа или в смывах из носоглотки больных.

4. Для обнаружения и идентификации вируса (вирусных антигенов) предложены методы РНК-зонда и ПЦР.

Лечение. Для лечения, которое следует начинать как можно раньше, и профилактики гриппа и других вирусных ОРЗ применяют дибазол, интерферон и его индукторы амиксин и арбидол по специальным схемам, а для лечения и профилактики гриппа у детей старше 1 года – альгирем (ремантадин) по специальным схемам.

Специфическая профилактика. Ежегодно в мире гриппом болеют сотни миллионов людей, что наносит колоссальный ущерб здоровью населения и экономике каждой страны. Единственным надежным средством борьбы с ним является создание коллективного иммунитета. Для этой цели предложены и используются следующие типы вакцин: 1) живая из аттенуированного вируса; 2) убитая цельновирионная; 3) субвирионная вакцина (из расщепленных вирионов); 4) субъединичная – вакцина, содержащая только гемагглютинин и нейраминидазу.

В нашей стране создана и применяется тривалентная полимер-субъединичная вакцина («гриппол»), в которой стерильный конъюгат поверхностных белков вирусов А и В связан с сополимером полиоксидонием (иммуностимулятор).

Детей от 6 мес. до 12 лет, по рекомендации ВОЗ, следует прививать только субъединичной вакциной как наименее реактогенной и токсичной.

Главная проблема в повышении эффективности противогриппозных вакцин – обеспечение их специфичности против актуального вируса, т. е. того варианта вируса, который вызвал данную эпидемию. Иначе говоря, вакцина должна содержать специфические антигены актуального вируса. Основной путь повышения качества вакцины – использование наиболее консервативных и общих для всех антигенных вариантов вируса А эпитопов, которые обладают максимальной иммуногенностью.

Парамиксовирусы

Вирусы парагриппа человека (ВПГЧ) впервые выделены в 1956 – 1958 гг. в США из носоглотки у детей, больных гриппоподобными заболеваниями, в связи с чем и получили такое название. Вирионы имеют сферическую форму, их диаметр 150 – 200 нм. Геном представлен однонитевой нефрагментированной негативной РНК с м. м. 5,6 МД и состоит из 6 генов. С вирионной РНК связаны белок NP и полимеразные белки P и L, образующие нуклеокапсид со спиральным типом симметрии. В составе полимеразного комплекса P и L имеется транскриптаза. Нуклеокапсид окружен оболочкой из матриксного белка М, играющего важную роль в морфогенезе вириона. Вирион покрыт суперкапсидом, состоящим из липидного бислоя и гликозилированных белков HN и F (англ. fusion – слияние), которые выступают в виде шипов. Белок HN, обладающий гемагглютинирующей и нейраминидазной активностью, ответствен за связывание вируса клеточными рецепторами. Белок F (F1 и F2), образующийся после протеолитического расщепления его предшественника F0, опосредует три вида активности: гемолиз эритроцитов; слияние вирусной мембраны с мембраной клетки и ее лизосом; слияние клеток, которое обеспечивает возможность вирусу распространяться от клетки к клетке при помощи образующегося синцития, минуя околоклеточную среду. Таким образом, вирусы парагриппа обладают гемагглютинирующей, нейраминидазной, гемолитической и симпластообразующей активностью, однако у разных типов вирусов эти свойства проявляются в разной степени.

Особенностью размножения вирусов парагриппа, как и всех парамиксовирусов, является то, что, в отличие от вирусов гриппа, они не нуждаются для своей транскрипции в затравочной мРНК и поэтому не проникают в ядро клетки. Их жизненный цикл, подобно вирусу леса Семлики, протекает в цитоплазме клетки. ВПГЧ плохо размножаются в куриных эмбрионах. Для их выделения применяют культуры клеток, в основном первично-трипсинизированных, при размножении в которых они легко могут быть обнаружены с помощью реакции гемадсорбции. Парамиксовирусы не имеют общего антигена, единого для всего семейства. ВПГЧ по поверхностным антигенам разделены на четыре сероварианта, но их внутренние белки имеют общие детерминанты. Вирусы парагриппа – очень распространенные возбудители ОРЗ. У взрослых эти заболевания протекают легче, чем грипп. При этом ВПГЧ чаще поражают клетки гортани, поэтому заболевание протекает с явлениями ларингита (сухой болезненный кашель, охрипший голос). У детей заболевания, вызываемые ВПГЧ, протекают более тяжело, у них чаще развивается интоксикация. Наиболее тяжело протекают заболевания, вызываемые ВПГЧ-3, особенно у детей первого года жизни. ВПГЧ-3 являются виновником 60 – 70 % заболеваний нижних отделов дыхательных путей (бронхиолиты, пневмонии) у детей первых полутора лет жизни. Для заболеваний, вызываемых вирусами парагриппа 1-го и 2-го типов, характерен симптом ложного крупа.

Вирусы парагриппа вызывают в основном локальные вспышки, однако они наблюдаются повсеместно, особенно в странах с умеренным климатом.

Для лабораторной диагностики парагриппозных заболеваний применяются следующие методы:

а) обнаружение вирусных антигенов с помощью методов иммунофлуоресценции и ИФМ в эпителиальных клетках слизистой оболочки носовых ходов и носоглотки;

б) выделение вируса в культурах клеток с последующей идентификацией его с помощью реакций торможения гемадсорбции или гемагглютинации;

в) определение противовирусных антител с помощью реакций торможения гемадсорбции (гемагглютинации) или нейтрализации в культуре клеток с использованием парных сывороток (нарастание титра антител).

Методы специфической профилактики не разработаны.

Вирус эпидемического паротита (свинки)

Эпидемический паротит – острое вирусное заболевание, для которого характерно поражение одной или обеих околоушных слюнных желез. Возбудитель был выделен в 1934 г. К. Джонсоном и Р. Гудпасчуром из слюны больного свинкой путем заражения обезьян в проток слюнной железы.

Морфологически вирус сходен с другими парамиксовирусами, обладает гемагглютинирующей, гемолитической, нейраминидазной и симпластообразующей активностью. Геном представлен однонитевой нефрагментированной негативной РНК, м. м. ее 8 МД. В составе вириона 8 белков; суперкапсидные белки HN и F выполняют такие же функции, как и у других парамиксовирусов. Вирус хорошо размножается в амниотической полости 7 – 8-дневных куриных эмбрионов и в культурах клеток, лучше первично-трипсинизированных, с образованием симпластов. Антигенная структура вируса стабильна, никаких серовариантов не описано.

Вирус малоустойчив, разрушается в течение нескольких минут при воздействии жирорастворителей, детергентов, 2 %-ного фенола, 1 %-ного лизола и других дезинфицирующих веществ. Лабораторные животные к вирусу паротита малочувствительны. Лишь у обезьян путем введения им вируса в проток слюнной железы удается воспроизвести сходное с паротитом человека заболевание.

Особенности эпидемиологии. Заболевание встречается повсеместно. Источником инфекции является только больной человек (в том числе с бессимптомной формой болезни). Он заразен в течение всего инкубационного периода и первой недели болезни. Болеют дети 5 – 15 лет (чаще мальчики), однако могут болеть и взрослые.

Особенности патогенеза и клиника. Инкубационный период составляет в среднем 14 – 21 день. Вирус проникает из полости рта по стенонову (околоушному) протоку в околоушную слюнную железу, где и происходит в основном его размножение. Возможно, что первичное размножение вируса происходит в эпителиальных клетках верхних дыхательных путей. Поступая в кровь, вирус может проникнуть в различные органы (яички, яичники, поджелудочную и щитовидную железы, мозг) и вызвать соответствующие осложнения (орхит, менингит, менингоэнцефалит, реже – тиреоидит, полиартрит, нефрит, панкреатит; тяжелые формы орхита могут обусловить последующую половую стерильность). Наиболее типичным проявлением болезни является воспаление и увеличение околоушных и других слюнных желез, сопровождающееся умеренным повышением температуры. Как правило, в неосложненных случаях заболевание заканчивается полным выздоровлением. Очень часто оно протекает бессимптомно.

Постинфекционный иммунитет прочный, длительный, повторных заболеваний почти не бывает. Естественный пассивный иммунитет сохраняется в течение первых шести месяцев жизни ребенка.

Лабораторная диагностика. Применяют вирусологические и серологические методы, используя слюну, мочу, спинномозговую жидкость, пунктат желез. Заражают 7 – 8-дневные куриные эмбрионы или культуры клеток. Вирус идентифицируют с помощью реакций торможения гемагглютинации (гемадсорбции), иммунофлуоресценции, нейтрализации и связывания комплемента. Серологическая диагностика осуществляется на основании нарастания титра антител в парных сыворотках больных с помощью РТГА или РСК.

Специфическая профилактика. По мнению Международной службы по ликвидации заболеваний, эпидемический паротит относится к группе потенциально ликвидируемых болезней. Основным средством для ее ликвидации является создание коллективного иммунитета с помощью живой вакцины, приготовленной из аттенуированного штамма (пассажи на куриных эмбрионах приводят к снижению патогенности вируса для человека). Вакцина вводится подкожно однократно детям на первом году жизни, иммунитет столь же стойкий, как и постинфекционный. К категории потенциально ликвидируемых болезней относятся также краснуха и корь. Поэтому для ликвидации их рекомендуется применение трехвалентной вакцины (против кори, краснухи и паротита).

Респираторно-синцитиальный вирус (RS-вирус)

RS-вирус является одним из наиболее частых возбудителей ОРЗ у детей первых 2 – 3 лет жизни. Впервые был выделен в 1956 г. от шимпанзе, страдавшей ОРЗ, а в 1957 г. Р. Ченок [и др.] выделили сходные штаммы от детей, больных ОРЗ.

Вирион сферической формы, диаметр его варьирует у отдельных частиц от 120 до 200 нм. Геном представлен однонитевой нефрагментированной негативной РНК с м. м. около 5,6 МД; она несет, очевидно, 10 генов, кодирующих 10 вирусспецифических белков, из которых 7 входят в состав вириона, а остальные являются неструктурными. RS-вирус отличается от других парамиксовирусов тем, что у него не обнаружены гемагглютинин и нейраминидаза, и он не обладает гемолитической активностью. Структура генома такова: 3' – 1C – 1B – N – P – M – 1A – G – F – 22K – L – 5'. Белки G и F – гликопротеиды, которые входят в состав суперкапсида и образуют поверхностные шипы. Белок G обеспечивает фиксацию вируса на чувствительных клетках, а белок F обеспечивает слияние двух типов: а) слияние мембраны вируса с мембраной клетки и ее лизосом; б) слияние инфицированной клетки с прилегающими неинфицированными клетками, вследствие чего и образуется синцитий – симпласт из клеток, связанных между собой цитоплазматическими отростками («сетчатая ткань»). Этот феномен и послужил основанием назвать вирус «респираторно-синцитиальным». Белки N, P и L (полимеразный комплекс, содержащий транскриптазу) входят в состав нуклеокапсида. Белки М и К связаны с внутренней поверхностью суперкапсида вириона. Функции остальных белков пока не известны. По антигенным свойствам различают два сероварианта вируса. Вирус хорошо размножается в культурах многих штаммов перевиваемых клеток (HeLa, HЕp-2 и др.) с проявлением характерного цитопатического действия, а также с образованием бляшек; не культивируется на куриных эмбрионах. RS-вирус очень лабилен и легко разрушается при замораживании и оттаивании, при обработке жирорастворителями, детергентами, различными дезинфицирующими веществами; при нагревании до 55 °C погибает за 5 – 10 мин.

Источником инфекции является больной человек. Заражение происходит воздушно-капельным путем. Инкубационный период 3 – 5 дней. Вирус размножается в эпителиальных клетках дыхательных путей, процесс быстро распространяется и на их нижние отделы. Особенно тяжело заболевание протекает у детей первых шести месяцев жизни в виде бронхита, бронхиолита, пневмонии. У 75 % детей трехлетнего возраста обнаруживаются антитела к вирусу.

Постинфекционный иммунитет стойкий и длительный, он обусловлен появлением вируснейтрализующих антител, клеток иммунной памяти и секреторных антител класса IgAs.

Лабораторная диагностика основана на быстром обнаружении вирусных антигенов в отделяемом носоглотки (у погибших исследуют ткани легких, трахеи, бронхов) с помощью иммунофлуоресцентного метода, выделении и идентификации вируса и определении специфических антител. Для выделения вируса исследуемым материалом заражают культуры клеток, о его размножении судят по характерному цитопатическому эффекту; вирус идентифицируют с помощью иммунофлуоресцентного метода, РСК и реакции нейтрализации в культуре клеток.

Серологический метод (РСК, РН) у детей первых шести месяцев жизни, которые имеют материнские антитела в титре до 1: 320, недостаточно надежен. Для диагностики заболевания у них лучше использовать методы обнаружения специфических антигенов с помощью РИФ или ИФМ.

Специфическая профилактика не разработана.

Вирус кори (

Morbillivirus

)

Респираторные коронавирусы

К семейству Coronaviridae с двумя родами, Coronavirus (включающим также возбудителей гастроэнтерита у детей – см. табл. 20, с. 346) и Torovirus, относятся вирусы округлой формы диаметром 50 – 220 нм. Вирионы имеют суперкапсид, над которым выступают шипы длиной 12 – 24 нм, они состоят из тонкой шейки и массивной головки шаровидной или грушевидной формы и напоминают фигуру солнечной короны, в связи с чем семейство получило название коронавирусов. В сердцевине вириона располагается нуклеокапсид. Из всех РНК-вирусов коронавирусы имеют самый большой геном в виде однонитевой нефрагментированнойпозитивной РНК из 27 000 – 32 000 п. н. Вирион содержит 3 группы белков: белок нуклеокапсида, связанный с РНК; матриксный белок и наделяющие вирус способностью адсорбироваться на рецепторах клетки и проникать в нее гликозилированные белки суперкапсида. Естественными хозяевами коронавирусов являются человек, домашние и дикие животные, у которых они вызывают широкораспространенные заболевания.

Респираторные коронавирусы разделяют на 3 серогруппы. Заражение от больного человека происходит воздушно-капельным путем; заболеваемость спорадическая. Эпидемические вспышки коронавирусных инфекций в виде лихорадки, насморка, бронхита и пневмонии отмечаются преимущественно в холодное время года. До появления SARS эти вспышки чаще всего вызывал коронавирус HCV-209E.

В ноябре 2002 г. в Китае произошла вспышка болезни, получившей название SARS (англ. Severe Acute Respiratory Syndrome), или тяжелый острый респираторный синдром (ТОРС), или атипичная пневмония; она была описана в Гонконге К. Урбани. Болезнь стала быстро распространяться и, по данным ВОЗ, на 19 июня 2003 г. в 32 странах было зарегистрировано 8462 случая SARS (больше всего в Китае (7058)). Погибло 804 человека (летальность около 9,5 %). В России зарегистрирован 1 случай. Благодаря предпринятым по инициативе ВОЗ энергичным профилактическим мерам (обязательная госпитализация, изоляция, карантинизация, широкое использование ватно-марлевых масок и т. д.) эпидемия SARS к июню 2003 г. была ликвидирована, однако позднее было выявлено еще несколько случаев заболевания, и опасность повторения эпидемии не исключена. Возбудитель SARS обнаружен в апреле 2003 г. Им оказался коронавирус, не родственный ни одному из известных штаммов этого вируса. Его геномная РНК состоит из 29 727 – 29 736 п. н. По нуклеотидным последовательностям вирус SARS отличается на 50 – 60 % от трех известных серогрупп коронавирусов.

Природные носители вируса пока точно не установлены. Ими могут быть крысы, другие грызуны, насекомые. В Китае полагают, что главным носителем его является мелкий хищник виверра азиатская, или восточная (Viverra zibetha). Ее разводят в вольерах для продажи, так как мясо высоко ценится гурманами.

Основная биологическая особенность вируса – высокая контагиозность, которая во много раз превышает таковую вирусов возбудителей различных ОРЗ, включая грипп. Причина ее также не ясна.

Инкубационный период 4 – 6, реже 7 – 10 дней.

Клиника SARS. Заболевание начинается с повышения температуры до 38 °C и выше, озноба, сухого кашля, слабости, одышки, а затем быстро развивается тяжелая пневмония, вызывающая нарушение дыхания в силу возникновения отека и воспаления альвеол.

Лабораторная диагностика коронавирусных инфекций, включая SARS, осуществляется путем выделения культур вирусов и их идентификации либо путем определения вирусспецифических антител и нарастания их титра в парных сыворотках с помощью различных серологических реакций или с помощью ДНКи РНК-зондов, ПЦР. В частности, для диагностики SARS с помощью ПЦР уже предложено несколько типов праймеров. Для обнаружения РНК-вируса с помощью ПЦР может быть использован любой биологический материал: кровь, мокрота, моча, фекалии и т. п. Однако все предложенные тест-системы для диагностики SARS нуждаются в дополнительном изучении степени их специфичности.

Для лечения коронавирусных заболеваний, включая SARS, используют противовирусные препараты: рибавирин, интерфероны, специфические иммуноглобулины (плазма крови людей, переболевших SARS); для предупреждения бактериальных осложнений – антибиотики (β-лактамные, фторхинолоны, цефалоспорины, тетрациклины).

Профилактика SARS. Меры общей профилактики такие же, как при чуме. В России ведутся исследования для создания эффективной безвредной вакцины против SARS.

Респираторные аденовирусы

Первые представители семейства аденовирусов были выделены в 1953 г. У. Роу [и др.] из миндалин и аденоидов детей, в связи с чем и получили такое название. Семейство Adenoviridae разделяется на два рода: Mastadenovirus – аденовирусы млекопитающих, он включает аденовирусы человека (41 серовариант), обезьян (24 сероварианта), а также крупного рогатого скота, лошадей, овец, свиней, собак, мышей, земноводных; и Aviadenovirus – аденовирусы птиц (9 серовариантов).

Аденовирусы лишены суперкапсида. Вирион имеет форму икосаэдра – кубический тип симметрии, его диаметр 70 – 90 нм. Капсид состоит из 252 капсомеров диаметром 7 – 9 нм. Группы из 9 капсомеров образуют 20 равносторонних граней (180 капсомеров), а по их углам расположены 12 вершин, состоящих из 6 капсомеров (72 капсомера). Поскольку каждый из 180 капсомеров соседствует с шестью другими, он называется гексоном (рис. 86б). В свою очередь гексон состоит из трех субъединиц с м. м. 120 кД. Каждый из 12 вершинных капсомеров соседствует с пятью, поэтому он называется пентоном. Двенадцать вершинных капсомеров икосаэдра несут нитчатые выступы (фибры) длиной 8 – 30 нм, заканчивающиеся головкой диаметром 4 нм. В сердцевине вириона расположен дезоксирибонуклеопротеид, состоящий из молекулы двунитевой геномной ДНК (20 – 25 МД), с 5'-концами обеих нитей которой ковалентно связан терминальный белок (55 кД), и двух основных белков: VII (18 кД) и V (48 кД). Дезоксирибонуклеопротеид представляет собой структуру из 12 петель, вершины которых направлены к основаниям вершинных капсидов, поэтому сердцевина вириона на срезе имеет форму цветка (рис. 86а). На наружной поверхности располагается белок V. Кроме того, в сердцевине находятся белки VI и X. Геном аденовирусов представлен двунитевой линейной ДНК с м. м. 19 – 24 МД. Нити ДНК фланкированы терминальными инвертированными повторами, позволяющими формировать кольцевые молекулы. С 5'-концами обеих нитей ковалентно связан гидрофобный терминальный белок, который необходим для инициации репликации ДНК. Количество генов в молекуле ДНК точно не установлено. У аденовирусов человека на долю белков приходится 86 – 88 % от массы вириона. Общее число их, вероятно, более 30, а м. м. варьирует от 5 до 120 кД. Белки обозначают римскими цифрами, охарактеризованы из них II – XIII. В настоящее время в геноме аденовирусов выделено четыре области ранней транскрипции Е1, Е2, Е3, Е4 и не менее 5 областей поздней – L1, L2, L3, L4, L5.

Продукты Е1 угнетают транспорт клеточных мРНК в цитоплазму и их трансляцию. Область Е2 кодирует синтез ДНК-связывающего белка, который играет важную роль в репликации вирусной ДНК, экспрессии ранних генов, в контроле сплайсинга и сборке вирионов. Один из поздних белков защищает аденовирусы от действия интерферона. К числу главных продуктов, кодируемых поздними генами, относятся белки, формирующие гексоны, пентоны, сердцевину вириона, и неструктурный белок, который выполняет три функции: а) участвует в образовании гексоновых тримеров; б) осуществляет транспорт этих тримеров в ядро; в) участвует в формировании зрелых вирионов аденовируса. В составе вириона выявлено не менее 7 антигенов. Антиген А (гексон) является группоспецифическим и общим для всех аденовирусов человека. По антигену В (основание пентона) все аденовирусы человека подразделяются на три подгруппы. Антиген С (нити, фибры) является типоспецифическим. По этому антигену все аденовирусы человека делятся на 41 серовариант. Все аденовирусы человека, кроме серовариантов 12, 18 и 31, обладают гемагглютинирующей активностью, которая опосредуется пентоном (вершинным капсомером). Для идентификации серовариантов аденовирусов Л. Розеном в 1960 г. была предложена РТГА.

Рис. 86. Аденовирус:

а – схема строения вириона (по А. Г. Букринской, 1986); б – модель аденовируса.

Римскими цифрами обозначены основные белки вириона; в центре – дезоксирибонуклеопротеид, содержащий вирусный геном

Жизненный цикл аденовирусов при продуктивной инфекции складывается из следующих этапов:

1) адсорбция на специфических рецепторах клеточной мембраны с помощью головки фибров;

2) проникновение в клетку с помощью механизма рецепторопосредованного эндоцитоза, сопровождающегося частичным «раздеванием» в цитоплазме;

3) окончательная депротеинизация генома у ядерной мембраны и проникновение его в ядро;

4) синтез ранних мРНК с помощью клеточной РНК-полимеразы;

5) синтез ранних вирусспецифических белков;

6) репликация геномной вирусной ДНК;

7) синтез поздних мРНК;

8) синтез поздних вирусных белков;

9) морфогенез вирионов и выход их из клетки.

Процессы транскрипции и репликации происходят в ядре, процесс трансляции – в цитоплазме, откуда белки транспортируются в ядро. Морфогенез вирионов также происходит в ядре и носит многоступенчатый характер: вначале полипептиды собираются в мультимерные структуры – фибры и гексоны, затем формируются капсиды, незрелые вирионы и, наконец, зрелые вирионы. В ядрах инфицированных клеток вирионы нередко образуют кристаллические скопления. На поздних стадиях инфекции в ядрах накапливаются не только зрелые вирионы, но и незрелые капсиды (без ДНК). Выход вновь синтезированных вирионов сопровождается разрушением клеток. Из клетки, в которой синтезируется до миллиона новых вирионов, выходят далеко не все они. Остающиеся вирионы нарушают функции ядра и вызывают дегенерацию клеток.

Помимо продуктивной формы инфекции, аденовирусы могут вызывать абортивную инфекцию, при которой репродукция вируса резко нарушена на ранней или более поздней ее стадии. Кроме того, некоторые сероварианты аденовирусов человека способны индуцировать злокачественные опухоли при инокуляции различным грызунам. По своим онкогенным свойствам аденовирусы разделяют на высокоонкогенные, слабоонкогенные и неонкогенные. Онкогенные способности находятся в обратной зависимости от содержания Г – Ц пар в ДНК аденовирусов. Основным событием, которое приводит к трансформации клеток (в том числе в их культурах), является интеграция вирусной ДНК в хромосому клетки-хозяина. Молекулярные механизмы онкогенного действия аденовирусов остаются неясными.

Онкогенными свойствами в отношении человека аденовирусы не обладают.

Аденовирусы не размножаются в куриных эмбрионах, но хорошо размножаются в первично-трипсинизированных и перевиваемых культурах клеток различного происхождения, вызывая характерный цитопатический эффект (округление клеток и образование из них гроздевидных скоплений, мелкоточечная дегенерация).

По сравнению с другими вирусами человека аденовирусы несколько более устойчивы во внешней среде, не разрушаются жирорастворителями (нет липидов), не погибают при температуре 50 °C и при рН 5,0 – 9,0; хорошо сохраняются в замороженном состоянии.

Особенности эпидемиологии. Источник инфекции – только больной человек, в том числе со скрытой ее формой. Заражение происходит воздушно-капельным, контактно-бытовым путем, через воду в плавательных бассейнах и фекально-оральным путем. В кишечник вирус может проникать и через кровь. Заболевания верхних дыхательных путей и глаз вызывают сероварианты 1 – 8, 11, 19, 21. Сероварианты 1, 2, 3, 12, 18, 31, 40 и 41 вызывают гастроэнтериты у детей от 6 мес. до 2 лет, мезентеральный аденит. Сероварианты 1, 2, 5, 6 часто обнаруживаются при латентных формах инфекции.

Нет данных о способности аденовирусов животных вызывать заболевания у людей, и, наоборот, аденовирусов человека – у животных. Аденовирусы вызывают спорадические заболевания и локальные эпидемические вспышки. Самая крупная вспышка в нашей стране охватила 6000 человек.

Особенности патогенеза и клиники. Инкубационный период 6 – 9 дней. Вирус размножается в эпителиальных клетках верхних дыхательных путей, слизистой оболочки глаз. Может проникать в легкие, поражать бронхи и альвеолы, вызывать тяжелую пневмонию; характерное биологическое свойство аденовирусов – тропизм к лимфоидной ткани.

Аденовирусные заболевания можно характеризовать как лихорадочные с катаральным воспалением слизистой оболочки дыхательных путей и глаз, сопровождающиеся увеличением подслизистой лимфоидной ткани и регионарных лимфатических узлов. Чаще всего они протекают в виде тонзиллита, фарингита, бронхита, атипичной пневмонии, гриппоподобного заболевания, в форме фаринго-конъюнктивальной лихорадки. Конъюнктивит в одних случаях сопровождает аденовирусное заболевание, в других – основной симптом его.

Таким образом, для аденовирусных заболеваний характерно преобладание респираторного, конъюнктивального или кишечного синдрома. Вместе с тем вирус способен вызывать латентную (бессимптомную) или хроническую инфекцию с длительным персистированием в тканях миндалин и аденоидов.

Постинфекционный иммунитет длительный, стойкий, но типоспецифический, перекрестного иммунитета нет. Иммунитет обусловлен вируснейтрализующими антителами и клетками иммунной памяти.

Лабораторная диагностика. 1. Выявление вирусных антигенов в пораженных клетках с помощью методов иммунофлуоресценции или ИФМ. 2. Выделение вируса. Материалом для исследования служат отделяемое носоглотки и конъюнктивы, кровь, испражнения (вирус удается выделить не только в начале болезни, но и на 7 – 14-й ее день). Для изоляции вируса используют первично-трипсинизированные культуры клеток (в том числе диплоидные) эмбриона человека, которые чувствительны ко всем серовариантам аденовирусов. Вирусы обнаруживают по их цитопатическому эффекту и с помощью РСК, так как все они обладают общим комплементсвязывающим антигеном. Идентификацию производят по типоспецифическим антигенам с помощью РТГА и РН в культуре клеток. 3. Выявление нарастания титра антител в парных сыворотках больного с помощью РСК. Определение нарастания титра типоспецифических антител осуществляют с эталонными сероштаммами аденовирусов в РТГА или РН в культуре клеток.

Специфическая профилактика. Против некоторых серовариантов аденовирусов получены живые иммуногенные пероральные вакцины, но они широкого применения не получили.

Вирус краснухи

Вирус краснухи является единственным представителем рода Rubivirus, относящегося к семейству тогавирусов.

Краснуха (коревая краснуха) – острое инфекционное заболевание, характеризующееся пятнистыми высыпаниями на коже, катаральным воспалением верхних дыхательных путей и конъюнктивы, увеличением шейных лимфатических узлов и признаками незначительной общей интоксикации.

Вирус краснухи является типичным представителем семейства тогавирусов и по основным характеристикам похож на альфа-вирусы (см. главу 54). Вирион сферической формы, диаметр около 60 нм, геном представлен позитивной нефрагментированной однонитевой молекулой РНК с молекулярной массой 3 МД. Вирус имеет суперкапсид, на поверхности которого присутствуют шипы гликопротеидной природы длиной 6 – 10 нм. Имеются две разновидности гликопротеидов: Е1 – обладает гемагглютинирующими свойствами в отношении птичьих эритроцитов, и Е2 – выполняет функцию рецептора при взаимодействии с клеткой. Оба гликопротеида являются протективными антигенами. Существует только один серовар вируса.

Вирус сравнительно нестоек во внешней среде, легко инактивируется жирорастворителями, детергентами, при рН ниже 5,0, при температуре выше 56 °C. Хорошо сохраняется при замораживании, особенно при –70 °C.

Вирус краснухи хорошо размножается и вызывает цитопатические изменения в культурах клеток амниона человека, почек кролика и почек обезьян Vero. В пораженных клетках наступает дегенерация, появляются гигантские многоядерные клетки. В других клеточных культурах вирус может размножаться без видимых изменений, но индуцирует развитие интерференции, защищающей от цитопатического действия других вирусов. Именно на этом основан стандартный метод выделения вируса краснухи, заключающийся в заражении исследуемым материалом клеток почки зеленой мартышки и внесении в культуру через 7 – 10 дней вируса ЕСНО типа II или вируса везикулярного стоматита. Если развиваются цитопатические изменения, вызванные вирусом ЕСНО, следовательно, материал не содержит вируса краснухи, и, наоборот, отсутствие цитопатического действия вируса ЕСНО свидетельствует о присутствии вируса краснухи в исследуемом материале.

Вирус краснухи патогенен для человека, обезьян макак и кроликов. Другие животные к вирусу нечувствительны.

Эпидемиология. Краснуха является типичной антропонозной воздушно-капельной инфекцией, высококонтагиозной для лиц, не имеющих иммунитета. Пик заболеваемости краснухой обычно приходится на весну. В ХХ в. эпидемии наблюдались каждые 6 – 9 лет, и после каждой эпидемии в последующие 5 лет заболеваемость снижалась, а затем опять возрастала до эпидемического уровня через 6 – 9 лет после последней крупной вспышки. При краснухе вирус выделяется из слизи носоглотки и верхних дыхательных путей за 1 – 2 нед. до появления сыпи и в течение 2 – 3 нед. после начала высыпания. У внутриутробно зараженных детей вирус может выделяться с мочой и испражнениями в течение 1 – 1,5 лет.

Патогенез и клиника. Попавший в организм человека воздушно-капельным путем вирус сначала размножается в шейных лимфатических узлах. Через неделю развивается вирусемия, и еще через неделю появляется сыпь, начинающаяся с лица и переходящая на туловище и конечности. В этот период возможны лихорадка, увеличение других регионарных лимфатических узлов, боли в суставах (особенно у взрослых). Сыпь обычно держится 2 – 3 дня.

Если у детей краснуха обычно протекает доброкачественно, в виде легкого заболевания, то у взрослых течение болезни довольно тяжелое, иногда развиваются артриты, энцефалиты и тромбоцитопения. Особенно опасна краснуха для женщин детородного возраста, так как она может стать причиной синдрома врожденной краснухи (СВК), обусловленного способностью вируса проникать через плаценту в период вирусемии и оказывать на растущий плод тератогенное действие. Это связано с цитопатическим действием вируса как на делящиеся клетки плода, так и на клетки сосудов плаценты. Следствием этого могут быть пороки сердца, глухота, врожденные заболевания органов зрения, микроцефалия, спонтанный аборт, мертворождение и др.

Иммунитет. Вируснейтрализующие антитела (IgM) появляются в крови в период проявления сыпи, максимума их титр достигает через 2 – 3 нед., а через 2 – 3 мес. они исчезают. IgG появляются после исчезновения сыпи и сохраняются длительно.

Иммунитет после перенесенной в детстве краснухи пожизненный.

Лабораторная диагностика. Диагностика краснухи может проводиться вирусологическим и серологическим методами. Материал для выделения вируса – отделяемое носоглотки (при наличии катаральных явлений) и кровь до появления сыпи;

кровь, моча, испражнения – после появления сыпи. Материалом заражают культуры клеток, идентифицируют вирус в РТГА, а также по тесту интерференции. При врожденной краснухе используют в качестве материала для исследования мочу и испражнения детей.

При серологической диагностике определяют антитела класса IgМ с помощью РИФ, ИФМ, РИМ. Используют парные сыворотки, определяют нарастание титра антител.

Специфическая профилактика и лечение. Основное в профилактике краснухи – карантинные мероприятия в детских коллективах. Целесообразна выборочная иммунизация девочек 12 – 14 лет, девушек и женщин детородного возраста. Для этих целей используют живые и убитые вакцины, полученные из аттенуированных штаммов вируса, пассируемых при низкой температуре в культуре клеток почек зеленых мартышек и диплоидных клеток легких эмбриона человека. Существуют ассоциированные препараты в комбинации с вакцинами против кори и эпидемического паротита. ВОЗ поставлена задача снижения частоты синдрома врожденной краснухи к 2010 г. на уровень ниже 1 на 100 000 родов живым ребенком. Как уже было указано, для массовой вакцинации против кори, паротита и краснухи применяется живая трехвалентная вакцина.

Методов специфического лечения не существует.

Острые кишечные заболевания (ОКЗ) по частоте, по-видимому, занимают второе место после острых респираторных заболеваний. По данным диарейного центра (Бангладеш), ежегодно в 80-х гг. ХХ в. ОКЗ болело около 3 млрд человек и умирало от них не менее 5 – 18 млн человек. По данным ВОЗ (1992), ежегодно регистрируется от 68,4 до 275 млн диарейных заболеваний детей и взрослых. Причин повсеместного распространения ОКЗ много, но можно выделить по крайней мере три главные из них:

1. Низкий уровень жизни населения, плохие санитарно-гигиенические условия (недостаточное водоснабжение, отсутствие канализации, плохая очистка населенных мест и т. п.) значительной части населения развивающихся стран. ВОЗ установлен основной закон здравоохранения: чем выше национальный доход на душу населения страны, тем больше средняя продолжительность жизни человека и, наоборот, тем ниже заболеваемость вообще и ОКЗ в частности.

2. Отсутствие эффективных вакцин против многих кишечных заболеваний.

3. Наличие большого количества разнообразных возбудителей ОКЗ. К ним относятся различные виды бактерий (шигеллы, сальмонеллы, вибрионы, диареегенные кишечные палочки и т. п.). Однако бEольшая часть ОКЗ (около 60 %) вызывается вирусами.

Во второй половине XX в. были обнаружены неизвестные ранее вирусы (ротавирусы, астровирусы, калицивирусы и вирусы Норволк) и установлена их этиологическая роль при ОКЗ. Большинство случаев небактериальных диарей в различных регионах мира (60 – 70 %) вызывают ротавирусы и калицивирусы, остальные приходятся на долю других вирусов. Известно более 200 потенциальных возбудителей инфекционных заболеваний желудочно-кишечного тракта человека из 11 семейств: Picornaviridae, Togaviridae, Caliciviridae, Reoviridae, Hepadnaviridae, Flaviviridae, Coronaviridae, Adenoviridae, Paramyxoviridae, Orthomyxoviridae, Parvoviridae (табл. 20). Кроме того, один из возбудителей гепатита является дефектным вирусом (HDV), структура его РНК-генома сходна со структурой вироида. Большой ущерб здоровью населения во всем мире наносят также вирусы, вызывающие гепатиты.

В истории изучения этих групп вирусов решающую роль сыграли следующие открытия: 1) 1909 г. – вирус полиомиелита; 2) 1948 г. – вирусы Коксаки; 3) 1951 г. – вирусы ЕСНО; 4) начиная с 1964 г. – возбудители вирусных гепатитов A, B, C, D, E, G (GB-C) и TT; 5) 1968 г. – калицивирусы (Норволк); 6) 1973 г. – ротавирусы.

Таблица 20

Вирусные инфекции желудочно-кишечного тракта (из обзора Д. К. Львова. Вопросы вирусологии. 1997, 6)

Энтеровирусы

 

Вирус полиомиелита

Геном вируса полиомиелита представлен однонитевой нефрагментированной РНК, состоящей из 7,5 – 8 тыс. нуклеотидов, ее молекулярная масса составляет 2,5 МД. Организация вирионной РНК имеет следующие особенности, определяющие характер ее поведения в клетке:

1) на долю кодирующих последовательностей приходится около 90 % всей длины;

2) между 5'-концом и началом рамки считывания находится так называемая 5'-нетранслируемая область, на долю которой приходится около 10 % длины РНК;

в этой области располагается от 6 до 12 АУГ-инициаторных кодонов;

3) геномная РНК полиовируса на 5'-конце не содержит шапочки (кэпа), вместо нее с 5'-концом РНК ковалентно связан небольшой вирусспецифический гликопротеид, который перед трансляцией отщепляется клеточным ферментом;

4) под влиянием вирионной РНК в клетке подавляется синтез белковых факторов, необходимых для инициации кэпзависимой трансляции, в результате чего кэпнезависимая трансляция вирусных белков происходит очень активно;

5) в 5'-нетранслируемой области РНК полиовируса содержится особый регуляторный элемент, который обеспечивает ее кэпнезависимую трансляцию. Установлена зависимость между нейровирулентностью вируса и степенью активности этого регуляторного элемента, который определяет интенсивность синтеза вирусных белков, особенно в нервных клетках.

Масса вириона составляет 8 – 9 МД. Вирус имеет сферическую форму. Тип симметрии – кубический. Капсид вириона образован четырьмя белками по 60 копий каждого. Три из них – VP1, VP2, VP3 – образуют внешнюю поверхность капсида, а VP4 – внутреннюю, поэтому он снаружи не виден.

Оболочка вириона формируется из 12 компактных структур, называемых пентамерами, так как они содержат по 5 молекул каждого белка. Пентамеры устроены наподобие горы, вершину которой занимает VP1, а ее основание образует VP4; белки VP2 и VP3 вперемежку окружают подножие. Геном вириона очень плотно заключен в его центральной полости. Белки оболочки играют роль в распознавании рецептора клетки-хозяина, в прикреплении вириона к ней и в высвобождении вирионной РНК внутри клетки. Гемагглютинирующими свойствами вирион не обладает. Способность вируса полиомиелита вызывать паралич также, по-видимому, связана с одним из белков оболочки. Они же – белки – определяют иммуногенные свойства вируса. По антигенным признакам вирусы полиомиелита подразделяются на три типа: I, II, III.

Наибольшей патогенностью для человека обладает полиовирус I типа: все значительные эпидемии полиомиелита были вызваны этим типом. Полиовирус III типа вызывает эпидемии реже. Полиовирусы II типа чаще вызывают латентную форму инфекции.

Внутриклеточное размножение вируса. Взаимодействие вируса с клеткой складывается из следующих стадий:

1) адсорбция вируса;

2) проникновение в клетку, сопровождающееся разрушением капсида и выделением геномной РНК.

Являясь позитивной, вРНК непосредственно транслируется в вирусспецифические белки. Одним из таких белков – неструктурным – является РНК-репликаза, при участии которой происходит репликация вРНК по схеме:

Структурные белки, все четыре, синтезируются в виде исходной единой полипептидной цепи, которая затем подвергается каскадному протеолизу и расщепляется в конечном счете на четыре белка VP1 – VP4. Это разрезание, по-видимому, катализируется самим вирусным белком, оно необходимо для формирования вновь образующихся вирионов. Вновь синтезированная вРНК включается в капсид, и формирование вириона на этом заканчивается. Вновь синтезированные вирионы выходят из клетки. Из одного вириона в клетке синтезируется до 150 000 вирионов.

Слово полиомиелит (poliomyelitis) в переводе на русский язык означает воспаление серого вещества мозга (греч. polios – серый, myelitis – воспаление спинного мозга). Дело в том, что важнейшим биологическим свойством полиовирусов является их тропизм к нервной ткани, они поражают двигательные клетки серого вещества спинного мозга.

Эпидемиология. Источником инфекции является только человек. Хотя вирус размножается в эпителиальных и лимфоидных тканях верхних дыхательных путей, воздушно-капельный способ заражения существенной роли не играет из-за отсутствия катаральных явлений. Основной способ заражения – фекально-оральный. Вирус выделяется с испражнениями в огромном количестве с конца инкубационного периода (последние 3 – 7 дней) до 40-го дня болезни, а в ряде случаев – несколько месяцев.

Патогенез и клиника полиомиелита. Входными воротами при полиомиелите является слизистая оболочка глотки, желудка и кишечника. В них происходит первичное размножение вируса, и поэтому через несколько дней после заражения его можно обнаружить в глоточной слизи и испражнениях. После размножения в эпителиальных клетках вирус проникает в регионарные лимфатические узлы, а затем в кровь. Иначе говоря, вслед за алиментарной стадией болезни наступает вирусемия с гематогенной диссеминацией возбудителя. Эти две стадии, как правило, протекают бессимптомно. Лишь иногда вирусемия сопровождается кратковременным повышением температуры и легким недомоганием, это характеризует так называемую «малую» болезнь, она заканчивается выздоровлением и формированием постинфекционного иммунитета. Однако полиовирусы могут преодолевать гематоэнцефа-

лический барьер и проникать в центральную нервную систему, в результате чего развивается «большая» болезнь. Вызываемая вирусом гибель двигательных нейронов передних рогов спинного мозга приводит к развитию параличей скелетных мышц, вследствие чего больной либо умирает, либо остается инвалидом на всю жизнь.

Различают четыре основные клинические формы полиомиелита: 1) абортивная (малая болезнь); 2) непаралитическая (менингеальная), проявляющаяся серозным менингитом; 3) паралитическая и 4) инаппарантная (скрытая).

Паралитическую форму в зависимости от локализации очага разделяют на спинальную, бульбарную, понтинную (варолиев мост) и другие, более редкие формы.

Форма течения полиомиелита определяется величиной инфицирующей дозы, степенью нейровирулентности вируса и иммунным статусом организма. Очаги поражения обнаруживаются в передних рогах спинного мозга, чаще всего в области поясничного расширения, в двигательных клетках ретикулярной формации продолговатого мозга и варолиева моста, мозжечке, в моторной и премоторной областях коры головного мозга.

Иммунитет. После перенесенного заболевания (в том числе и в скрытой форме) остается прочный пожизненный иммунитет, обусловленный вируснейтрализующими антителами и клетками иммунной памяти.

Лечение острого полиомиелита должно быть комплексным и проводиться с учетом стадии и формы болезни. При паралитических формах особенно важно соблюдать ранний ортопедический режим. Основное значение в лечении полиомиелита принадлежит правильно и длительно проводимой гимнастике. Больные с дыхательными нарушениями должны находиться под особым наблюдением специально обученного персонала. Специфическая терапия отсутствует.

Специфическая профилактика. Полиомиелит к середине ХХ в. превратился в грозную эпидемическую болезнь, периодически поражавшую тысячи и десятки тысяч человек, из которых около 10 % умирало, а у 40 % оставались пожизненные параличи. Единственным надежным оружием против этой болезни могли быть только вакцина и создание с ее помощью коллективного иммунитета. Для этого необходимо было разработать методы, которые бы позволяли накапливать вирус в необходимом количестве. И упорные усилия ученых дали, наконец, свои плоды. В конце 1940-х – начале 1950-х гг. были разработаны методы получения однослойных культур клеток (вначале первично-трипсинизированных, затем перевиваемых), которые были широко использованы для выращивания вирусов, а стало быть, возникли реальные условия для создания вакцины против полиомиелита. Следует отметить, что разработка методов получения культур клеток имела огромное значение для развития вирусологии.

В 50-х гг. ХХ в. были созданы две вакцины против полиомиелита:

1. Инактивированная формалином вакцина Дж. Солка.

2. Живая вакцина А. Себина из аттенуированных им штаммов полиовирусов I, II и III типов.

Крупномасштабное производство живой вакцины впервые было освоено в 1950-х г. в нашей стране. Сразу же (с 1959 г.) была начата массовая вакцинация детей против полиомиелита этой вакциной. Обе вакцины – убитая и живая – являются достаточно эффективными, однако в нашей стране отдается предпочтение живой вакцине, так как вакцинные штаммы, размножаясь в эпителиальных клетках кишечного тракта, выделяются во внешнюю среду и, циркулируя в коллективах, вытесняют дикие штаммы полиовирусов. По рекомендации ВОЗ, прививки против полиомиелита являются обязательными и проводятся начиная с 3-месячного возраста и до 16 лет. Поскольку живая вакцина, хотя и крайне редко, вызывает осложнения, прививки теперь рекомендуется проводить инактивированной вакциной Солка. С помощью имеющихся вакцин заболеваемость полиомиелитом во всех странах мира может и должна быть сведена до единичных случаев, т. е. появилась возможность резко снизить ее.

Ротавирусы

Ротавирус человека впервые обнаружил в 1973 г. Р. Бишоп с соавторами при электронно-микроскопическом исследовании энтероцитов двенадцатиперстной кишки у больных гастроэнтеритом детей и в их испражнениях с помощью метода иммунной электронной микроскопии (были использованы сыворотки реконвалесцентов с заведомо известными антителами), а в опытах на добровольцах была доказана их этиологическая роль.

В 1978 г. Международный комитет по таксономии вирусов выделил ротавирусы человека и животных (у которых они также были обнаружены) в самостоятельный род Rotavirus семейства Reoviridae. Родовое название происходит от латинского слова rota – колесо, так как форма вириона сходна с колесом. Это обусловлено тем, что вирион имеет сферическую форму, а его геном окружен нуклеокапсидом, состоящим из двух слоев: внутренний слой плотно окружает сердцевину, имеет форму икосаэдра и соприкасается с тонким наружным слоем капсида, в результате образуется структура, напоминающая колесо: втулка, спицы и ободок (рис. 87).

В выделениях больного обычно встречаются однокапсидные (60 – 65 нм) и двухкапсидные вирионы (70 – 75 нм). Инфекционными являются полные двухкапсидные вирионы.

Геном вириона представлен двунитевой фрагментированной РНК (11 фрагментов); в сердцевине кроме геномной РНК располагается вирионная РНК-полимераза. Суперкапсид отсутствует. В составе вириона имеется 8 белков (VP1 – VP8). Особенно важным является VP3-белок наружного капсида. Он отвечает за проникновение вируса в клетку и его вирулентность. Кроме того, он обладает гемагглютинирующим свойством. По белкам VP3 и VP7 ротавирусы делят на 4 сероварианта.

Ротавирусы человека и животных по групповым антигенам подразделяются на 6 серогрупп: A, B, C, D, E, F. Их представители не имеют антигенного родства и различаются по электрофоретическим свойствам геномной РНК. Для каждой серогруппы характерен свой профиль миграции фрагментов, состоящий из 4 классов. Идентифицированы:

С помощью электрофореза выявляют и дифференцируют вирусы различных серогрупп.

Особенностью ротавирусов человека является то, что они плохо размножаются в лабораторных условиях, и поэтому требуется длительное время для адаптации их к росту в культурах клеток.

Рис. 87. Схема строения ротавирусного вириона (по А. Г. Букринской, 1986):

1 – сердцевина, содержащая вирионную РНК; 2 – внутренний капсид; 3 – наружный капсид

Эпидемиология. Источник заражения – человек. Болеют главным образом дети в возрасте до 4 лет. Ротавирусы ежегодно вызывают более 130 млн случаев заболевания диареей, в результате чего ежегодно умирает до 600 тыс. человек.

Патогенез и клиника. Вирус размножается в эпителиальных клетках двенадцатиперстной кишки, вызывая различные повреждения. Инкубационный период варьирует от 1 до 7 дней, но обычно менее 2 сут. При типичной ротавирусной инфекции основным ранним симптомом является рвота, которая возникает раньше, чем понос, и продолжается от 2 до 6 дней. Отмечается небольшое повышение температуры. Понос проявляется в виде частых позывов, стул жидкий или полужидкий, частота позывов до 20 раз в день. Дегидратация наблюдается у 83 % больных. Длительность болезни варьирует от 4 до 7 дней, выделение вируса продолжается до 10 дней. Рвота достигает максимума в первые 2 дня болезни, понос длится дольше.

Лечение ротавирусной диареи преследует три главные цели:

1) прекращение дегидратации;

2) восстановление и поддержание нормального водно-солевого обмена;

3) обеспечение нормального питания.

Ротавирусная диарея успешно излечивается путем регидратации с помощью орального солевого раствора (NaCl – 3,5 г; NaHCO3 – 2,5 г; KCl – 1,5 г; глюкоза – 20,0 г на 1 литр воды).

Методы диагностики ротавирусных диарей. 1. Обнаружение вируса в испражнениях с помощью электронной и иммунной электронной микроскопии, иммуноферментного анализа в твердофазном варианте, встречного иммуноэлектрофореза, иммунодиффузионной преципитации в агаре, РСК, реакции коагглютинации, клонированных РНК-зондов. 2. Специфические антитела выявляют с помощью различных серологических реакций, в том числе с помощью иммуноферментного метода, РСК, реакции нейтрализации и иммунофлуоресценции.

В нашей стране для диагностики ротавирусной инфекции предложены следующие методы: а) РПГА с применением антительного ротавирусного диагностикума; б) реакция коагглютинации; в) тест-системы для обнаружения антигена с помощью ИФМ.

Эти методы предназначены для быстрого обнаружения ротавирусов в испражнениях больного. Для обнаружения специфических антител к ротавирусам используют реакцию торможения непрямой (пассивной) гемагглютинации.

В США создана высокоэффективная вакцина против ротавирусной инфекции.

Вирусы Норволк

В 1968 г. во время вспышки ОКЗ среди школьников и учителей в городе Norwolk (США) был обнаружен возбудитель этой вспышки – вирус, получивший название Norwolk. Он был идентифицирован с помощью метода иммунной электронной микроскопии. Вирус имеет сферическую форму и диаметр 27 – 32 нм. Подобные вирусы были обнаружены при многих других вспышках гастроэнтеритов в Англии, США,

Австралии. В антигенном отношении они оказались неоднородными, установлено не менее 4 серовариантов. Геном представлен однонитевой нефрагментированной РНК позитивной полярности. Вирус отнесен к семейству Caliciviridae; это самые частые возбудители гастроэнтеритов у детей старше 4 лет и у взрослых. Вирус выделяется в первые 48 – 72 ч после заболевания, очень устойчив во внешней среде. Распространяется фекально-оральным путем через инфицированную воду и пищу. Инкубационный период 18 – 48 ч. Начало болезни острое, в 70 % случаев рвота, в 65 % – диарея. Болезнь длится 2 – 3 дня. У пожилых людей возможен летальный исход. Диагностика заболевания затруднена из-за отсутствия лабораторных тестсистем и невозможности культивирования вируса in vitro.

Калицивирусы

Впервые были выделены от животных в 1932 г., а в 1976 г. были обнаружены в фекалиях детей, страдающих острым гастроэнтеритом. Сейчас они выделены в самостоятельное семейство – Caliciviridae.

Вирионы имеют сферическую форму и диаметр 37 нм, суперкапсида нет. Геном представлен позитивной однонитевой РНК с м. м. около 2,6 – 2,8 МД. При негативно-контрастной микроскопии на поверхности вирионов обнаруживается 32 глубоких (около 10 нм) чашевидных вдавления, что послужило основанием дать им название калицивирусы (греч. calyx – чаша). Калицивирусы не размножаются в культурах клеток, это затрудняет их обнаружение. Для диагностики в основном используют метод иммунной электронной микроскопии.

Астровирусы

Были обнаружены в 1975 г. при электронномикроскопическом исследовании испражнений 120 детей в возрасте до 2-х лет, страдающих гастроэнтеритом. При электронной микроскопии вирион имел типичную звездообразную форму, поэтому ему и дали название астровирус (греч. astron – звезда). Астровирусы способны вызывать диареи и у животных. Астровирусы имеют размер около 28 нм. Геном представлен однонитевой РНК. Астровирусы относятся к семейству Caliciviridae. Различают 5 их серотипов. Повсеместно распространенное заболевание у людей – диарею новорожденных – в 75 случаев вызывает серотип 1. В составе вириона обнаружены два структурных белка. Астровирусы с трудом культивируются в культурах клеток человека и обезьян без цитопатического эффекта, поэтому вирион обнаруживают с помощью иммунофлуоресценции в культуре клеток. Для обнаружения вируса в испражнениях больных можно использовать метод иммунной электронной микроскопии.

Вирусные гепатиты – группа заболеваний с общими клиническими синдромами – представляют собой серьезнейшую глобальную проблему. Только гепатитом А ежегодно в СССР заболевало более 1 млн человек. Сколько человек ежегодно инфицируется вирусом гепатита В, сказать трудно во всяком случае не менее 50 млн человек. Если еще несколько лет тому назад в мире насчитывалось примерно 200 млн носителей вируса гепатита В, то теперь, по данным ВОЗ, носителей вируса гепатита В в мире более 2 млрд человек. Гепатит А занимает по уровню заболеваемости и причиняемому экономическому ущербу одно из первых мест среди инфекционных болезней человека.

Впервые инфекционный гепатит был выделен в самостоятельную нозологическую единицу в 1888 г. выдающимся русским врачом С. П. Боткиным. Он сумел дифференцировать инфекционный гепатит (катаральную желтуху) от других болезней печени, сопровождающихся желтухой. Поэтому в нашей стране инфекционный гепатит в течение многих десятилетий называли болезнью Боткина. Заражение инфекционным гепатитом происходит фекально-оральным путем. Однако начиная с 30-х гг. ХХ в., а именно, после того как начались массовые заболевания желтухой среди привитых против желтой лихорадки, стало ясно, что существуют две этиологически и эпидемиологически разные формы гепатита; одну из них назвали инфекционным гепатитом, а другую – сывороточным, поскольку заражение в последнем случае связывали с парентеральными манипуляциями. Следует сказать, что название «сывороточный гепатит» явно не совсем удачное, так как последний тоже является инфекционным заболеванием, как и инфекционный гепатит. Поэтому еще в 1947 г. Ф. Мак-Каллум предложил называть инфекционный гепатит гепатитом А, а сывороточный гепатит – гепатитом В. Это предложение было узаконено ВОЗ только в 1973 г.

В 1974 г. была выделена еще одна форма вирусного гепатита, а именно гепатит ни А ни В, а в 1977 г. был обнаружен возбудитель дельта-гепатита. Тот факт, что инфекционный и сывороточный гепатиты вызываются вирусами, был установлен давно в опытах на добровольцах, однако их истинные возбудители были обнаружены в 70-х гг. ХХ в. Это обусловлено тем, что, во-первых, указанные вирусы долгое время не удавалось выращивать в культурах клеток, во-вторых, долгое время не могли обнаружить восприимчивых к ним животных.

Вирусный гепатит А

Вирусный гепатит А – инфекционная болезнь человека, характеризующаяся преимущественным поражением печени и проявляющаяся клинически интоксикацией и желтухой. Вирус гепатита А был обнаружен в 1973 г. С. Фейнстоном [и др.] с помощью метода иммунной электронной микроскопии и путем заражения обезьян – шимпанзе и мармозеток. Суть метода иммунной электронной микроскопии состоит в том, что к фильтрату испражнений больного гепатитом А добавляют специфические антитела (сыворотку реконвалесцента) и осадок подвергают электронной микроскопии. Благодаря взаимодействию вирусов со специфическими антителами они подвергаются специфической агрегации. Их в этом случае легче обнаружить, а агрегация под влиянием антител подтверждает специфичность возбудителя. Открытие С. Фейнстона было подтверждено в опытах на добровольцах.

Вирус гепатита А имеет сферическую форму, диаметр вириона – 27 нм. Геном представлен однонитевой позитивной РНК с м. м. 2,6 МД. Суперкапсид отсутствует. Тип симметрии кубический – икосаэдр. Капсид имеет 32 капсомера, он образован четырьмя полипептидами (VP1 – VP4). По своим свойствам вирус гепатита А отнесен к роду Heparnovirus, семейству Picornaviridae. В антигенном отношении вирус гепатита А (HAV – hepatitis A virus) является однородным. HAV хорошо размножается в организме шимпанзе, павианов, гамадрилов и игрунковых обезьян (мармозеток). Длительное время вирус не умели культивировать. Лишь в 1980-х гг. удалось получить культуры клеток, в которых HAV размножается. Вначале для этих целей использовали перевиваемые линии клеток почки эмбриона макака-резус (культура FRhK-4), а сейчас – перевиваемую линию клеток почек зеленых мартышек (культура 4647).

Резистентность. Вирус относительно устойчив к высокой температуре, кислотам, жирорастворителям (отсутствуют липиды), дезинфицирующим средствам, хорошо переносит низкую температуру. Все это способствует длительному сохранению его во внешней среде. При комнатной температуре он выживает несколько недель, при 60 °C частично утрачивает инфекциозность через 4 – 12 ч, полностью – через несколько минут при 85 °C. Высокорезистентен к хлору, благодаря чему способен проникать в водопроводную воду через барьеры водоочистных сооружений.

Эпидемиология. Вирус гепатита А обладает высокой патогенностью для человека. По заключению ВОЗ (1987 г.), для возникновения болезни достаточно заражения всего одним вирионом. Однако практическая заражающая доза, вероятно, значительно выше. Источником инфекции является только инфицированный человек. Вирус выделяется в большом количестве с испражнениями за 12 – 14 дней до появления желтухи и в течение 3 нед. желтушного периода. Существенных различий в выделении возбудителя у больных желтушными, безжелтушными и бессимптомными формами гепатита А не выявлено. Способ заражения – фекально-оральный, главным образом водный, а также бытовым и пищевым путем. Способ заражения – фекальнооральный, главным образом водный, а также бытовым и пищевым путем. Основной (первичный) путь передачи вируса – водный. Возможно также заражение воздушно-капельным путем. Восприимчивость населения всеобщая. Болеют преимущественно дети в возрасте до 14 лет. Болезнь имеет выраженную осенне-зимнюю сезонность.

Патогенез, клиника. Инкубационный период варьирует от 15 до 50 дней, что зависит от величины заражающей дозы вируса, но в среднем составляет 28 – 30 дней. Попав в организм, вирус гепатита А размножается в регионарных лимфатических узлах, проникает в кровь, а затем в клетки печени и вызывает острый диффузный гепатит, который сопровождается поражением гепатоцитов и ретикулоэндотелиальных элементов печени и снижением ее дезинтоксикационной и барьерной функций. Повреждение гепатоцитов возникает не за счет прямого действия вируса, а в результате иммунопатологических механизмов.

Наиболее типичной картиной гепатита А является острая желтушная циклическая форма: инкубационный период, продромальный (преджелтушный), желтушный период и реконвалесценция. Однако в очагах инфекции выявляется большое количество больных с безжелтушными и бессимптомными формами инфекции, число которых значительно преобладает над желтушными («феномен айсберга»).

Постинфекционный иммунитет прочный и длительный, обусловлен вируснейтрализующими антителами и клетками иммунной памяти.

Методы микробиологической диагностики. Для диагностики гепатита А (кроме заражения животных – шимпанзе, мармозет, павианов, которых у нас нет) предложены различные иммунологические методы: РСК, иммунофлуоресцентный метод, гемагглютинация иммунного прилипания (комплекс вирусный антиген + антитело в присутствии комплемента адсорбируется на эритроцитах и вызывает их склеивание). Однако возможности применения этих методов ограничены из-за отсутствия специфических вирусных антигенов, а реакция иммунофлуоресценции требует биоптатов печени, что нежелательно. Надежным и специфическим является метод иммунной электронной микроскопии, однако он очень трудоемкий. Поэтому пока единственной приемлемой иммунологической реакцией является метод иммуносорбентного анализа твердой фазы в виде ИФМ или РИМ, особенно в модификации «захвата» иммуноглобулинов класса M. В нашей стране для этой цели предложена тест-система – «ДИАГН-А-ГЕП». Принцип работы этой тест-системы следующий. На стенках полистироловых луночек сорбируются вначале антитела к иммуноглобулинам класса М (антииммуноглобулины М), затем добавляется исследуемая сыворотка больного. Если в ней есть антитела класса IgM, они будут связываться анти-антителами М, затем добавляется специфический вирусный антиген (вирус гепатита А), который получают путем выращивания в культуре клеток. Система промывается, и к ней добавляются противовирусные антитела, меченные пероксидазой хрена. Если произошло взаимодействие всех четырех компонентов системы, возникает четырехслойный «сэндвич»:

1) антииммуноглобулины М, 2) иммуноглобулины М (против вируса гепатита А – в исследуемой сыворотке больного), 3) вирусный антиген, 4) антивирусные антитела, меченные ферментом.

Для обнаружения этого комплекса в луночки добавляют субстрат для фермента. Под влиянием фермента он разрушается, и образуется окрашенный продукт. Интенсивность окраски можно измерить количественно с помощью спектрофотометра или фотоколориметра.

Преимущество метода «захвата» IgM состоит в том, что антитела этого класса иммуноглобулинов появляются при первичном иммунном ответе и свидетельствуют об активной стадии инфекции, они исчезают после перенесенного заболевания. Противовирусные антитела, относящиеся к классу IgG, напротив, длительное время сохраняются после перенесенного заболевания, обеспечивая приобретенный иммунитет. Для обнаружения вируса гепатита А предложен метод ДНК-зонда: используют в качестве зонда ДНК комплементарную вРНК.

Специфическая профилактика. Ранее широко применявшаяся серопрофилактика гепатита А с помощью гамма-глобулина себя не оправдала, поэтому основной упор был сделан на проведение вакцинопрофилактики. С этой целью разрабатываются и уже используются различные варианты вакцин. В России эффективная вакцина против гепатита A была получена еще в 1995 г., и сейчас она успешно применяется.

Лечение. В связи с тем что при вирусных гепатитах нарушена продукция интерферонов, для лечения гепатитов, в том числе гепатита A, применяют интерферон и индуктор его эндогенного синтеза амиксин.

Вирусный гепатит В

Гепатит В – инфекционное заболевание человека, характеризующееся избирательным поражением печени вирусом. Эта форма гепатита является наиболее опасной по своим последствиям среди всех известных форм вирусных гепатитов. Его возбудителем является вирус гепатита В (HBV).

Впервые антиген вируса гепатита В был обнаружен Б. Блюмбергом в 1964 г. в сыворотке крови австралийского аборигена, а сам возбудитель был обнаружен в 1970 г. Д. Дейном [и др.] и получил название частиц Дейна, поскольку не было полной уверенности в том, что это действительно вирус, а не его компоненты. В последующем все сомнения отпали, так как в составе частиц Дейна были обнаружены геномная ДНК и вирусная ДНК-зависимая ДНК-полимераза. В составе вириона имеются три основных антигена, для которых в 1974 г. были введены следующие обозначения:

1. HBsAg – поверхностный (superficial), или растворимый (soluble), или австралийский антиген.

2. HBcAg – сердцевинный антиген (сor-антиген).

3. HBeAg – антиген e, локализован в сердцевине вириона и, в отличие от HBcAg, не только присутствует в составе вириона, но и циркулирует в крови в свободном виде или в виде комплекса с антителом анти-HBeAg. Он выделяется в кровь из гепатоцитов при активной репликации HBV.

Поверхностный антиген – HBsAg – существует в виде трех морфологически различных вариантов: 1) представляет суперкапсид цельного вириона; 2) в большом количестве встречается в виде частиц диаметром 20 нм, имеющих сферическую форму; 3) в виде нитей длиной 230 нм. Химически они идентичны. В составе HBsAg имеется один общий антиген а и две пары взаимоисключающих типоспецифических детерминантов: d/y и w/r, поэтому существуют четыре основных субтипа HBsAg (и соответственно HBV): adw, adr, ayw и ayr. Антиген а обеспечивает формирование общего перекрестного иммунитета ко всем субтипам вируса.

Собственно вирион – частица Дейна – имеет сферическую форму и диаметр 42 нм. Суперкапсид вириона состоит из трех белков: главного (основного), большого и среднего (рис. 88, 1). Геном заключен в капсид и представлен двунитевой кольцевидной ДНК с м. м. 1,6 МД. ДНК состоит приблизительно из 3200 нуклеотидов, однако ее «плюс» – нить на 20 – 50 % короче «минус» – нити. С 5'-концом длинной нити ковалентно связан вирусспецифический белок. 5'-концы обеих нитей комплементарны и образуют «липкие» последовательности длиной в 300 нуклеотидов, благодаря чему нити замыкаются в кольцо. Содержание Г + Ц в вирионной ДНК 48 – 49 мол %. В сердцевине вириона находится кроме геномной ДНК-вирусная ДНК-зависимая ДНК-полимераза. «Минус» – нить ДНК HBV содержит всего четыре гена (S, C, P и X), но они организованы очень компактно (рис. 88, 2). Гены S, C, P, X сильно перекрываются и контролируют синтез следующих продуктов. Ген S кодирует синтез главного белка оболочки и содержит всю информацию о поверхностном антигене HBsAg. Кроме того, он кодирует синтез среднего и большого белков оболочки. Белки содержат общий СООН-конец, но их трансляция начинается с трех различных инициаторных кодонов. Ген С кодирует синтез капсидных белков (HBcAg и HBeAg); хотя эти белки кодируются одним геном, пути их трансляции различны. Ген Р – самый большой. Он включает в себя часть всех трех других генов и кодирует ферменты, необходимые для репликации вируса. В частности, он кодирует обратную транскриптазу, домен фермента РНК-азы Н, 5'-концевой белок «минус» – цепи. Ген X кодирует белки, регулирующие экспрессию (выражение) всех вирусных генов, в частности белок с м. м. 17 кД, который является трансактиватором транскрипции генов.

Белки, образующие поверхностный антиген, существуют в гликозилированной (gp) и негликозилированной форме. Гликозилированными являются gp27, gp33, gp36 и gp42 (цифры обозначают м. м. в кД). Суперкапсид HBV состоит из главного, или основного, S-белка (92 %); среднего М-белка (4 %) и большого, или длинного, L-белка (1 %).

Главный белок – p24/gp27, или основной белок (белок S), является основным компонентом оболочки HBV. В отсутствие других оболочечных белков он полимеризуется и образует сферические частицы диаметром 20 нм, которые состоят из 100 полипептидных молекул.

Рис. 88. Структура вириона HBV (1) и его генома (2)

Большой белок – p39/gp42, или длинный белок (белок L), присутствует во всех трех формах HBsAg. Он играет важную роль в морфогенезе вирионов и в выходе их из клетки. L-белок содержит последовательность белка М, которая на N-конце дополнена последовательностями из 108 (ayw) или 119 (adw, adr, ayr) аминокислотных остатков, кодируемых пре-S1-областью S-гена.

Средний белок – gp33/gp36, или белок М, также присутствует во всех трех морфологических формах HBsAg. Белок М содержит на N-конце участок из 55 аминокислотных остатков, кодируемых пре-S2-областью S-гена. Предполагается, что этот участок играет важную роль в распознавании вирусом гепатита В клеток печени ограниченного круга хозяев (человек, обезьяна шимпанзе). Последовательности белков, кодируемых пре-S-областями S-гена, обладают высокой иммуногенностью, а их детерминанты расположены на поверхности вириона. Поэтому антитела против этих антигенов играют важную роль в формировании иммунитета против гепатита В.

Синтез вирусных белков жестко контролируется на уровне транскрипции и трансляции. При транскрипции вирусного генома синтезируются два типа мРНК: а) меньшая – 2100 нуклеотидов – кодирует главный и средний белки оболочки;

б) бо́льшая – 3500 нуклеотидов, т. е. длиннее само́й геномной ДНК; она содержит концевые повторы длиной 100 нуклеотидов. Этот вид мРНК кодирует белок капсида и продукты гена Р. Она также является матрицей для репликации вирусной ДНК. В составе генома есть энхансеры (усилители транскрипции) – регуляторные элементы, которые активируют экспрессию всех вирусных генов и действуют преимущественно в клетках печени. В частности, ген S экспрессируется на очень высоком уровне только в клетках печени и под влиянием стероидных гормонов. Это обстоятельство и объясняет, почему хронический гепатит В и рак печени (гепатома) наблюдаются у мужчин чаще, чем у женщин, у которых уровень стероидных гормонов ниже.

Другие регуляторные элементы вируса гепатита В модулируют (контролируют) уровни синтеза отдельных белков. Например, большой белок синтезируется лишь в малом количестве. Больше всего его на поверхности инфекционных вирионов. А главный белок и, в меньшей степени, средний белок синтезируются в огромном количестве и покидают клетки в составе частиц поверхностного антигена, которых в сыворотке крови содержится во много раз больше, чем зрелых вирионов. Количество частиц поверхностного антигена может составлять 1011– 1013 на 1 мл крови (несколько сотен мкг).

Вирус гепатита В выделен в новое семейство вирусов – Hepadnaviridae, род Orthohepadnavirus. Сходные с ним гепаднавирусы обнаружены у различных животных (земляных белок, сурков, бурундуков, пекинских уток).

Репродукция гепаднавирусов происходит несколько необычным образом. В частности, репликация геномной ДНК происходит через промежуточное звено – РНК, т. е. с механизмом обратной транскрипции.

Жизненный цикл вируса гепатита В.

1. Адсорбция на клетке.

2. Проникновение в клетку с помощью механизма рецепторопосредованного эндоцитоза (окаймленная ямка → окаймленный пузырек → лизосома → выход нуклеокапсида и проникновение вирусного генома в ядро гепатоцита).

3. Внутриклеточное размножение.

В ходе проникновения в клетку происходит удлинение (достраивание) короткой («плюс») цепи ДНК. В ядре клеточная ДНК-зависимая РНК-полимераза синтезирует РНК размером 3500 нуклеотидов (прегеном) и мРНК, меньшие по размерам, для синтеза вирусных белков. Затем прегеном и вирусная ДНК-полимераза упаковываются во вновь синтезированный капсид, который переносится в цитоплазму. Здесь и происходит обратная транскрипция прегенома. На нем синтезируется новая «минус» – нить ДНК. После завершения синтеза «минус» – нити ДНК прегеномная РНК разрушается. Вирионная ДНК-полимераза на «минус» – цепи синтезирует «плюс» – цепь. Вирусная ДНК, теперь уже двухцепочечная, может существовать в клетке довольно долго и возвращаться в ядро для следующего цикла репликации. Если новая вирусная частица не подвергается дальнейшей репликации, то сформировавшийся нуклеокапсид, проходя через мембрану клетки, покрывается суперкапсидом, отпочковывается от клетки, и в нем немедленно прекращается удлинение короткой «плюс» – цепи ДНК. Вот почему длина этой нити варьирует. При типичной острой форме гепатита В в крови последовательно появляются следующие серологические маркеры: HBsAg, HBeAg и антитела (IgM, IgG): анти-HBcAg, анти-HBeAg и анти-HBsAg.

В составе вируса гепатита В нет онкогена, однако установлено, что, внедряясь в клеточную хромосому (в разные ее участки), вирусная ДНК может индуцировать в них различные генетические перестройки – делеции, транслокации, амплификации, которые и могут стать причиной развития рака печени – одного из самых тяжких последствий вирусного гепатита В.

Резистентность. Вирус гепатита В обладает высокой устойчивостью. При комнатной температуре сохраняет жизнеспособность в течение 3 мес., в замороженном состоянии – несколько лет. Вирус полностью инактивируется при автоклавировании (120 °C), при кипячении в течение 30 мин, сухим жаром при температуре 180 °C в течение 60 мин, при 60 °C – в течение 10 ч. Устойчив в кислой среде, но разрушается в щелочной. Вирус погибает при обработке Н2О2, хлорамином, формалином, фенолом и при УФ-облучении.

Эпидемиология. Источником заражения вирусом гепатита В является только человек. Вопреки прошлым представлениям о том, что заражение вирусом гепатита В

происходит исключительно парентеральным путем, теперь доказано, что он обнаруживается в различных секретах и экскретах: в слюне, носоглоточных выделениях, испражнениях, слезной жидкости, в сперме, менструальной крови и пр. Таким образом, заражение происходит не только парентеральным путем, но и половым, и вертикальным (от матери плоду), т. е. практически заражение вирусом гепатита В возможно разными способами.

От гепатита B в мире погибло столько же людей, сколько за все годы Второй мировой войны. Число носителей HBV, по данным ВОЗ, составляет от 0,1 до 20 % населения разных стран или регионов.

Патогенез и клиника. Вирус гематогенным путем заносится непосредственно в печень. В патогенезе гепатита важную роль играют аутоиммунные гуморальные и клеточные реакции. Предполагается, что поражение гепатоцитов связано не столько с непосредственным действием самого вируса, сколько с иммунологическими реакциями хозяина, возникающими в связи с модификацией клеточной мембраны вирусными белками, которые индуцируют появление аутоантител к клеткам печени. Поэтому развивающийся хронический гепатит и цирроз печени можно рассматривать как аутоиммунное заболевание.

Клеточные аутоиммунные реакции к вирусным белкам, содержащимся в мембране гепатоцитов, опосредуются Т-цитотоксическими лимфоцитами и другими киллерными клетками печени. Поэтому острую дистрофию печени можно рассматривать как реакцию отторжения своеобразного гетеротрансплантата.

Инкубационный период длится от 45 до 180 дней, в среднем составляет 60 – 90 дней. Клиническое течение гепатита В характеризуется большим разнообразием;

болезнь может протекать: в латентной форме, выявляемой лишь лабораторными методами, в типичной желтушной форме и в злокачественной форме, заканчивающейся летально. Продолжительность преджелтушной стадии составляет от одного дня до нескольких недель. Желтушный период, как правило, длительный и характеризуется хорошо выраженными симптомами (желтуха, гипербилирубинемия, потемнение мочи, желтушность склер). Затяжная форма наблюдается у 15 – 20 % больных, а у 90 % из них развивается хронический гепатит В. У больных с затяжной формой нередко наблюдаются аутоиммунные процессы, сопровождающиеся повышенным содержанием противопеченочных антител, которые выявляются с помощью иммуносорбентного анализа (ИФМ). У детей гепатит В протекает в более легкой форме и часто без развития желтухи, у детей младшего возраста – преимущественно бессимптомно.

Постинфекционный иммунитет (гуморальный и клеточный) длительный, пожизненный, обусловлен вируснейтрализующими антителами (анти-HBsAg) при отсутствии в крови поверхностного антигена. Нередко наблюдается скрытая иммунизация вследствие повторного контакта с HBV, которая является причиной широкого распространения иммунитета к вирусу среди населения. Обычно больные с острой формой гепатита В выздоравливают полностью по мере накопления антител к нему. Однако в некоторых случаях, несмотря на высокий уровень вирусного антигена в крови (обстоятельство, объясняющее, почему парентеральное заражение происходит наиболее часто), антитела к нему не вырабатываются. Вирус сохраняется в печени, и человек на долгое время, иногда пожизненно, становится хроническим носителем. Это обстоятельство связано, очевидно, со слабым иммунным ответом. Одним из наиболее частых исходов хронического гепатита В является цирроз печени и рак печени, который развивается по истечении латентного периода продолжительностью до 30 – 50 лет.

Методы диагностики гепатита В. В настоящее время основным методом диагностики гепатита В является использование реакции обратной пассивной гемагглютинации (РОПГА) для обнаружения вируса или его поверхностного антигена – HBsAg. Как уже отмечалось, в крови поверхностного антигена содержится во много раз больше, чем самого вируса (в 100 – 1000 раз). Для реакции РОПГА используют сенсибилизированные антителами против вируса гепатита В эритроциты. При наличии антигена в крови происходит реакция гемагглютинации. РОПГА проста, удобна, очень специфична. Для обнаружения антител к вирусному антигену HBsAg используют различные иммунологические методы (РСК, РПГА, ИФМ, РИМ и др.). Кроме того, для обнаружения HBV и его антигенов используют варианты ПЦР.

Для обнаружения в сыворотке больного антител к вирусному антигену (HBsAg) могут быть использованы различные иммунологические методы (РСК, РПГА, реакция преципитации, ИФМ, РИМ и др.).

Специфическая профилактика. Принимая во внимание высокий уровень заболеваемости гепатитом В, а также, что в мире очень много носителей HBV, по рекомендации ВОЗ прививки против гепатита В являются обязательными и должны проводиться на первом году жизни. Для вакцинации предложено два типа вакцин. Для приготовления одной из них в качестве сырья используют плазму вирусоносителей, поскольку в ней вирусный антиген содержится в количествах, достаточных для приготовления вакцины. Главное условие для приготовления этого типа вакцин – их полная безопасность, т. е. полная инактивация вируса, что и предусматривается технологией приготовления вакцины. Для изготовления вакцины другого типа применяют методы генной инженерии, в частности, для получения антигенного материала используют рекомбинантный клон дрожжей, вырабатывающих поверхностный антиген вируса гепатита В. О дивакцине против гепатитов A и B см. с. 6.

Обе вакцины обладают высокой эффективностью (защищают 95 % привитых). Продолжительность поствакцинального иммунитета не менее 5 – 6 лет. В России созданы вакцины как для взрослых людей, так и для новорожденных и детей раннего возраста – наиболее важный компонент борьбы с гепатитом В в глобальном плане. Полный курс прививки состоит из трех инъекций:

I доза – сразу после рождения; II доза – через 1 – 2 мес.; III доза – до конца 1-го года жизни.

Эти прививки включены в расширенную программу иммунизации ВОЗ и совмещаются с календарем ее проведения (по рекомендации ВОЗ, на 1-м году жизни проводят прививки против туберкулеза, полиомиелита, гепатита В, кори, столбняка, дифтерии, коклюша).

Гамма-глобулин, содержащий антитела против HBV, применяют для экстренной пассивной иммунопрофилактики лицам, имевшим контакт с больным гепатитом В. Для лечения гепатита B (острой и хронической форм) используют интерферон и амиксин (для индукции его эндогенного синтеза). При лечении хронического гепатита B эффективен новый препарат ламивудин (синтетический нуклеозид).

Дельта-гепатит

Возбудитель (HDV) обнаружен в 1977 г. М. Ризетто с сотрудниками в ядрах гепатоцитов у больных хроническим гепатитом с помощью метода иммунофлуоресценции. Форма вириона сферическая, диаметр 35 – 37 нм. Геном – одноцепочечная кольцевая РНК с м. м. 0,5 МД (как у вироидов). Вирион имеет два белка – внутренний и наружный. Внутренний белок HDAg кодируется геном HDV, а наружный – геном HBV, т. е. это поверхностный антиген вируса гепатита В – HBsAg. В связи с этим полагают, что HDV – это сателлит вируса гепатита В, и для размножения HDV требуется наличие вируса-хозяина (HBV). Различают три геноварианта HDV (I – III). Заражение происходит парентерально (с кровью и ее препаратами) или от матери к плоду. С HDV связано большинство молниеносных форм гепатита В и около 30 % циррозов печени у больных гепатитом В. Около 5 % носителей HBV в мире инфицированы HDV. Основной метод диагностики – обнаружение специфических к HDV антител (ИФМ, РИФ и др.) или антигена (ПЦР). Вакцинация против гепатита В служит средством профилактики и дальта-гепатита.

Вирусный гепатит Е

Вирус гепатита Е (HEV) имеет сферическую форму, диаметр 27 – 34 нм, тип симметрии нуклеокапсида икосаэдрический, наружной оболочки нет. Геном представлен одноцепочечной нефрагментированной позитивной РНК из 7500 оснований, содержит три открытые рамки считывания, кодирующие вирусспецифические белки. На поверхности вириона имеются вдавления, напоминающие чаши (греч. calyx), поэтому первоначально вирус был включен в семейство Caliciviridae (род Hepavirus). Более подробное изучение генома HEV показало, что нуклеотидная последовательность его РНК уникальна и имеет лишь некоторое сходство с вирусом краснухи. HEV имеет и ряд других существенных отличий от калицивирусов. Поэтому в 1998 г. было решено исключить его из семейства Caliciviridae и отнести его к неклассифицированным вирусам. Возможно, что это самостоятельный вид отдельного семейства.

Источник инфекции – только человек, возбудитель выделяется с испражнениями. Механизм заражения – фекально-оральный. Основной путь заражения – через загрязненную испражнениями воду. Заражающая доза по сравнению с вирусом гепатита А существенно выше. Восприимчивость к вирусу HEV всеобщая. Эпидемии могут охватить десятки тысяч людей при нарушении питьевого режима, особенно во время сезонных работ летом и осенью.

Клинически болезнь протекает легче, чем гепатит А, перехода в хроническую форму не отмечено. У 85 – 90 % больных гепатит Е протекает в легкой или средней тяжести форме, часто бессимптомно. Однако у беременных женщин гепатит Е протекает тяжело – с летальностью до 20 %.

Для диагностики используют метод иммунной электронной микроскопии; предложена тест-система для обнаружения антител к антигенам HEV. Постинфекционный иммунитет прочный, пожизненный, обусловлен вируснейтрализующими антителами и клетками иммунной памяти. Для специфической профилактики предложена цельновирионная вакцина и разрабатываются живые и рекомбинантные вакцины.

Вирусный гепатит С

Вирус гепатита C (HCV) открыт в конце 80-х гг. XX в. М. Хогтом с соавторами (Hougt M. [et al.]). Он относится к семейству Flaviviridae, рoду Hepacivirus; имеет суперкапсид, форма сферическая, диаметр 55 – 65 нм. Геном представлен однонитевой нефрагментированной РНК позитивной полярности длиной 9500 – 10 000 нуклеотидов. Образующийся при репликации вируса полипротеиновый предшественник разрезается клеточной и вирусной протеазами на белки: С (нуклеопротеин), 2 белка оболочки и 6 неструктурных белков, необходимых для регуляции репродукции вируса. Вирус отличается высокой изменчивостью всех генов. Известно до 14 геновариантов и более 90 их подтипов. Геновариант вируса определяет течение инфекции, переход ее в хроническую форму и в последующем – развитие цирроза и карциномы печени. Наиболее опасны геноварианты 1b и 4a. В России циркулируют генотипы 1b, 2a, 2b и 3а. Вирус гепатита С распространен повсеместно. По данным ВОЗ, около 1 % населения планеты инфицировано HCV.

Источником инфекции является только человек. Вирус у больных и носителей обнаруживается в 100 % случаев в крови (2/3 всех посттрансфузионных гепатитов вызывает HCV), в 50 % – в слюне, в 25 % – в сперме, в 5 % – в моче. Это определяет пути заражения.

Клиническое течение гепатита С легче, чем гепатита В. Вирус С называют «мягким убийцей». Желтуха наблюдается в 25 % случаев; до 70 % случаев заболевания протекают в скрытой форме. Независимо от тяжести течения в 50 – 80 % случаев гепатит С принимает хроническую форму, а у таких больных в 20 % случаев впоследствии развиваются цирроз, карцинома. В опытах на мышах установлено, что вирус гепатита С помимо гепатоцитов может поражать и нервные клетки, вызывая тяжелейшие последствия.

Вирус в культуре клеток размножается плохо, поэтому диагностика его затруднена. Это один из немногих вирусов, для которых определение РНК – единственный способ идентификации. Возможно определение РНК вируса с помощью ЦПР в варианте с обратной транскрипцией, методом ИФА антител к вирусу с использованием рекомбинантных белков и синтетических пептидов.

Интерферон, продукция которого при хронических гепатитах нарушена, и индуктор его эндогенного синтеза амиксин – основные патогенетические средства лечения всех вирусных гепатитов.

Вирусный гепатит G (GB-C)

Вирус гепатита G (HGV) открыт в 1995 г., относится к семейству Flaviviridae (poд Hepacivirus). Геном вируса G – одноцепочечная нефрагментированная позитивная РНК длиной ~9500 оснований. Структурная организация генома вируса G подобна таковой HVC. Геном содержит одну большую рамку считывания, которая кодирует полипротеин-предшественник, содержащий около 2800 аминокислотных остатков. Он разрезается клеточной и вирусной протеазами с образованием двух структурных и не менее пяти неструктурных белков. Гены, кодирующие структурные белки (cor и env), прилегают к 5'-концу вирусной РНК, а гены неструктурных белков (хеликазы, протеазы, полимеразы) – к 3'-концу. Установлено, что неструктурные гены HGV сходны с генами вируса гепатита С, а также вирусов GBV-A и GBV-B. Все эти вирусы выделены в один род Hepacivirus семейства Flaviviridae. По строению структурных генов HGV не имеют ничего общего с GBV-A и HCV и лишь отдаленно напоминают GBV-B. Вирус гепатита G оказался идентичным вирусу GBV-C, выделенному также при изучении субпопуляции вирусов GBV от обезьян тамаринов, через которых пассировали РНК-вирус от больного острым гепатитом неустановленной этиологии, имевшего инициалы GB; в честь него все эти вирусы и получили название вирусов гепатита GBV-A, GBV-B, GBV-C. Вирус HGV (GB-C) имеет дефектный cor-белок и обладает менее выраженной изменчивостью, чем HCV. Выделено 3 типа и 5 субтипов генома HGV. Доминирует генотип 2а, в том числе и на территории России, Казахстана и Киргизии. Маркеры вируса G обнаружены у 2 % населения этих стран. Вирус G обнаруживается в разных странах мира у 1 – 2 % доноров крови, т. е. чаще, чем вирус гепатита С. Подобно гепатоцитным вирусам HBV/HCV этот вирус способен к персистенции, но реже ведет к хронической патологии, и протекает эта персистенция, вероятно, по типу здорового носительства. Острые клинические проявления гепатита G также менее тяжелы, чем при гепатитах В и С. Для диагностики гепатита G используют ЦПР и ИФМ.

Вирус TT (TTV)

Вирус открыт японским ученым Т. Нисизавой (T. Nishizava) [и др.] в 1997 г. в сыворотке больного (TT – инициалы больного), но не в виде вириона, а как фрагмент его геномной однонитевой кольцевидной минус-ДНК размером 2,6 кД. Вирион диаметром 30 – 50 нм лишен липидной оболочки, капсид имеет кубический тип симметрии. ДНК содержит три открытые рамки считывания и нетранслируемый участок, содержащий много инвертированных повторов, за счет которого и происходят внутригеномные перестройки. Дифференцировано более 16 генотипов. Вирус идентифицирован как первый представитель нового семейства Circinoviridae. Диагностика основана на выявлении вирусной ДНК с помощью ПЦР. Вирусоносительство среди населения достигает 80 % и обнаруживается у 15 – 30 % людей с заболеваниями печени. Вирус способен размножаться в гепатоцитах, передается гемотрансфузионно и фекально-оральным путем. Однако вопрос о том, действительно ли вирус TT является возбудителем гепатита, остается открытым; высказываются различные версии. К числу возможных возбудителей гепатита относится также группа SEN-вирусов (SENV) (SEN-A – SEN-H). Геном SENV – одноцепочечная линейная ДНК, состоящая из 3800 нуклеотидов, имеет три вариабельные открытые рамки считывания. Вирусы размножаются в гепатоцитах, передаются при переливании крови. Вирусы SEN-D и SEN-H чаще присутствуют в крови больных гепатитами B и C.

Семейство Herpesviridae (греч. herpes – ползучий) по современной классификации подразделяют на 3 подсемейства. Alphaherpesvirinae характеризуются высокой цитопатической активностью с относительно коротким репликативным циклом и широким кругом поражаемых хозяев, часто вызывают латентное пожизненное инфицирование ганглиев. К ним относятся вирусы простого герпеса 1-го и 2-го типов (соответственно ГВЧ-1 и ГВЧ-2 – род Simplexvirus), вирус ветряной оспы – опоясывающего лишая, или вирус VZV (ГВЧ-3, род Varicellovirus), и многочисленные вирусы животных. Betaherpesvirinae включают вирусы цитомегалии человека и мышей и характеризуются более длительным репродуктивным циклом с медленно развивающимся цитопатическим эффектом и узким кругом хозяев. К ним относятся цитомегаловирус человека (ГВЧ-5 – род Cytomegalovirus), а также ГВЧ-6 и ГВЧ-7 – возбудители внезапной экзантемы (эритемы новорожденных) и синдрома хронической усталости и иммунной депрессии (род Roseolovirus). Gammaherpesvirinae также имеют узкий круг хозяев, размножаются в лимфобластоидных клетках и специфичны для Т– и В-лимфоцитов, часто вызывая латентную инфекцию, обнаруживаемую в лимфоидной ткани. В это подсемейство включены вирус Эпстайна-Барр (ГВЧ-4 – род Lymphocryptovirus), вирус саркомы Капоши (ГВЧ-8 – род Rhadinovirus), вирус болезни Марека и некоторые герпесвирусы обезьян.

ГВЧ-1 вызывает у человека орофарингеальный герпес (десны и слизистая рта), лабиальный герпес, герпес кожи, офтальмогерпес, генитальный герпес, энцефалит, пневмонии. ГВЧ-2 вызывает генитальный герпес, неонатальный герпес, диссеминированный герпес. ГВЧ-3 вызывает ветряную оспу (ветрянку) и опоясывающий лишай (опоясывающий герпес); язвенно-некротическая форма herpes zoster – один из признаков заболевания СПИД. ГВЧ-4 – причина инфекционного мононуклеоза, назофарингеальной карциномы, лимфомы Беркитта, В-клеточной лимфомы, синдрома хронической усталости и иммунной депрессии. ГВЧ-5 вызывает врожденные повреждения ЦНС, ретинопатии, интерстициальную пневмонию, гепатит, энтероколит при ВИЧ-инфекции, цитомегалию при иммунодефиците и трансплантации органов и костного мозга.

Вирион герпесвируса состоит из трех основных компонентов (см. рис. 77.2): нуклеоида, располагающегося в центральной части; капсида, покрывающего нуклеоид и состоящего из капсомеров; и оболочки. Диаметр вириона 150 – 210 нм. Геном представлен двунитевой линейной ДНК с молекулярной массой 92 – 102 МД и состоит из двух фрагментов, связанных ковалентно: короткого S (10 МД) и длинного L (68 – 75 МД). Содержание Г + Ц составляет 57 – 74 мол. %. Капсид окружает «ядро» вириона, состоящее из ДНК, покрытой белком. ДНК вируса как бы намотана на цилиндрическую массу, расположенную внутри капсида. Капсид имеет форму икосаэдра диаметром 100 нм (иногда 120 – 150 нм) и построен из 162 капсомеров. Каждый капсомер имеет длину 12,5 нм, диаметр 8,5 нм и центральное углубление в 4 нм.

Герпесвирусы термолабильны: инактивируются при температуре 50 – 52 °C в течение 30 мин, при 37 °C – в течение 10 ч. Соли, добавленные в среду, могут или увеличивать (Na2SO4, Na2HPO4), или снижать (MgCl2, MgSO4, NaCl, KCl и др.) термостабильность. Наиболее термостабилен вирус при рН 6,5 – 6,9. Способен длительно сохраняться при низких температурах, особенно при – 70 °C. Инактивируется УФ-лучами, фотодинамическим действием красителей. Очень чувствителен к спиртам и другим органическим жирорастворителям, детергентам, протеазам, фосфатазе, желчи.

Вирус простого герпеса

Инфекция, вызванная вирусом простого герпеса, может иметь несколько клинических форм, но чаще всего бессимптомна. Обычными клиническими проявлениями бывают везикулярные высыпания на коже и слизистых оболочках. Иногда может быть тяжелый кератит, менингоэнцефалит или диссеминированное заболевание новорожденных. Вирус простого герпеса патогенен для многих видов животных – мышей, крыс, хомячков, морских свинок, кроликов, собак, обезьян, у которых обычно вызывает лихорадку и энцефалит (при внутримозговом заражении), а у кроликов также кератоконъюнктивит.

Так как вирус обладает дермонейротропным действием, то у выживших животных и инфицированных людей он может длительно сохраняться в латентном состоянии в мозге, эпителиальных клетках, ганглиях тройничного и других нервов в виде двунитевых кольцевых форм ДНК.

Вирус хорошо размножается в хорион-аллантоисной оболочке куриных эмбрионов, где через 2 – 3 сут. после заражения образует выпуклые белые бляшки, видимые невооруженным глазом. В препаратах-отпечатках из них видны гигантские клетки с внутриядерными включениями. Вирус легко размножается почти во всех широко используемых культурах клеток, образуя в монослоях бляшки. В зараженных клетках образуются тельца-включения, появляются гигантские многоядерные клетки, которые далее некротизируются (цитопатический эффект). Особенно пригодна для заражения первичная культура клеток почек кролика.

Эпидемиология различна для вирусов типов 1 и 2. Имеются данные, что до 70 – 90 % людей инфицированы вирусом герпеса типа 1 и что он присутствует в организме человека более постоянно, чем любой другой вирус. Первичное инфицирование происходит в раннем периоде жизни. После исчезновения материнских антител инфекция протекает в виде везикулярного или афтозного стоматита. Вирус уже не удаляется из организма, так как не доступен действию антител. Вирус герпеса типа 1 передается прямым контактом через слюну или через посуду, загрязненную слюной носителя. Источником заражения детей обычно является один из родителей с активной формой герпеса.

Вирус простого герпеса типа 2 передается половым путем или во время родов от больной матери. Распространяется как типичная венерическая болезнь. Источник инфекции – только человек.

Особенности патогенеза. ГВЧ-1 и -2 проникают в клетку-мишень в несколько стадий при участии различных своих гликопротеидов, однако решающим является связывание гликопротеида D со специфическим рецептором клетки-хозяина; только после этого происходит депротеинизация вируса и проникновение его нуклеокапсида в цитоплазму. ГВЧ-1 в качестве рецептора распознает нектин-1 и HVEM (родствен фактору некроза опухоли), а ГВЧ-2 – также и нектин-2. Т-лимфоциты экспрессируют HVEM и нектин-2, но не нектин-1, нервные клетки – только нектин-1, а эпителиоциты – полный спектр распознаваемых этими вирусами рецепторов, что и определяет тропизм их действия.

После попадания в организм вирус может далее распространяться нейрогенно (эндоневрально, периневрально, по шванновским клеткам) и гематогенным путем. Вирус простого герпеса обладает не только дермотропным, но и комбинированным нейроиммунотропным действием и способен к пожизненной персистенции в организме. У 30 – 50 % инфицированных людей может развиваться рецидивирующая герпетическая инфекция в той или иной форме, причем лабиальный герпес и поражения полости рта хотя бы раз на протяжении жизни возникают у 75 % людей. Рецидивы могут быть спровоцированы различными агентами: солнечная радиация, лихорадка, стресс, острая пища, прием алкоголя и др.

Есть две гипотезы, объясняющие причины возникновения рецидивов инфекции, – статическая и динамическая. Согласно первой, вирус находится в клетках паравертебральных ганглиев в виде провируса, но под влиянием пускового фактора реактивируется и перемещается по аксону периферического нерва к участку, где формируется очаг поражения. Динамическая гипотеза предполагает постоянную репродукцию и выделение ограниченного числа вируса к очагу поражения, где возникают бессимптомно протекающие микроочаги благодаря адекватному функционированию местного иммунитета кожи и слизистых. Доказана способность вируса простого герпеса «ускользать» от иммунной системы хозяина за счет подавления апоптоза клеток, инфицированных вирусом, и за счет блокирования классического и альтернативного путей активации системы комплемента (один из гликопротеидов вируса препятствует связыванию С5 компонента комплемента и пропердина с C5b, делая невозможным лизис инфицированной вирусом клетки).

ГВЧ-1 может вызывать острый (афтозный) стоматит, чаще у детей; губной герпес, герпетическую экзему, кератоконъюнктивит, редко – менингоэнцефалит. ГВЧ-2 вызывает генитальный герпес (характерны частые рецидивы) и герпес новорожденных. Возможно трансплацентарное заражение плода, приводящее к врожденным уродствам.

Иммунитет. Ребенок первых 6 мес. жизни имеет, как правило, антитела к вирусу, приобретенные пассивно от матери. Далее они утрачиваются, ребенок наиболее восприимчив к герпетической инфекции в возрасте от 6 мес. до 2 лет. В крови переболевших обнаруживаются антитела, нейтрализующие вирус, а также специфические IgA на слизистых, но они не препятствуют персистированию вируса и развитию латентной инфекции.

Лабораторная диагностика. Для диагностики могут быть использованы вирусоскопический, вирусологический и серологический методы. Материалом для исследования служат соскобы с роговой оболочки, содержимое пузырьков, слюна и др. Соскобы и мазки, взятые из основания свежих герпетических высыпаний и окрашенные по Романовскому – Гимзе после немедленной фиксации в абсолютном спирте, содержат гигантские многоядерные клетки с внутриядерными включениями (тельца Каудри).

Для выделения вируса используют культуры клеток, куриные эмбрионы и лабораторных животных. В зараженных культурах клеток обнаруживают бляшки и характерный цитопатический эффект, в куриных эмбрионах при заражении на хорион-аллантоисную оболочку обнаруживают бляшки, причем бляшки, образованные вирусом герпеса типа 2, крупнее бляшек, образованных вирусом типа 1. При заражении новорожденных мышей в мозг симптомы энцефалита развиваются на 2 – 6-й день. Очень чувствительно и специфично для вируса герпеса заражение на скарифицированную роговицу кролика. Окончательную идентификацию производят в реакции нейтрализации на мышах, куриных эмбрионах или клеточных культурах с использованием стандартных противогерпетических иммунных сывороток животных, а также в реакции иммунофлуоресценции (РИФ).

При серодиагностике важно решить, первичное это заболевание или обострение хронической инфекции. Поэтому используют парные сыворотки, которые исследуют с помощью РСК, РИФ и ИФМ.

Лечение и специфическая профилактика. В качестве средств специфического лечения используют химиопрепараты – модифицированные нуклеозиды, подавляющие репликацию вируса, но обладающие токсичностью и способствующие появлению резистентных к ним штаммов вируса (аденин-арабинозид, 5-йод-2'-дезоксиуридин, ацикловир и др.). Эффективны, особенно в случае острого течения заболевания, индукторы интерферона. Для лечебных целей в тяжелых случаях, а также для профилактики при частых рецидивах используют убитую культуральную герпетическую вакцину.

Вирус ветряной оспы – зостер (V – Z)

Вирус V – Z может вызывать высококонтагиозное легкое заболевание у детей – ветряную оспу, проявляющуюся в развитии везикулезной сыпи на коже и слизистых. У взрослых (и крайне редко у детей) этот же вирус вызывает опоясывающий лишай (зостер), характеризующийся воспалительной реакцией в задних корешках спинного мозга и в ганглиях; он сопровождается высыпанием пузырьков на коже в участке, иннервируемом пораженным чувствительным нервом. Ветряная оспа рассматривается как реакция на первичный контакт вируса с организмом человека, тогда как зостер – это ответ частично иммунного хозяина на реактивацию вируса, присутствующего в латентной форме в чувствительных ганглиях.

Этот вирус идентичен вирусу простого герпеса по морфологическим, биологическим и даже антигенным свойствам, но он не размножается в организме лабораторных животных. Оказывает действие на клетки человека: часто видны остановка деления в метафазе, сморщивание хромосом, разрыв хромосом и образование микроядрышек.

Патогенез и клиника. Вирус V – Z передается воздушно-капельным путем, источник инфекции – больной человек. Первичное размножение вируса происходит в эпителии слизистой оболочки верхних дыхательных путей. Далее лимфогенным путем вирус проникает в кровь, с ней – в кожу. Эпителиальные клетки набухают, наблюдается баллонирующая дегенерация (дистрофия) клеток шиповатого слоя, накопление тканевой жидкости приводит к образованию пузырьков. В ядрах пораженных клеток, особенно на ранних стадиях, обнаруживаются эозинофильные тельца-включения. При опоясывающем лишае, помимо этого, имеется воспалительная реакция в задних корешках спинного мозга и чувствительных ганглиях. Инкубационный период при ветряной оспе – 14 – 21 день, при опоясывающем лишае не известен. Заболевание начинается с недомогания, подъема температуры, появления сыпи на лице, затем на туловище и конечностях. Сначала появляется зудящее пятнышко, которое довольно быстро превращается в пузырек, наполненный серозно-мутной жидкостью. Затем пузырек лопается, на его месте образуется корочка, впоследствии отторгающаяся и не оставляющая рубца. Высыпания новых пузырьков продолжаются 3 – 4 дня, содержимое их включает огромное количество вируса. Летальность и осложнения (энцефалит, пневмония) довольно редки, чаще наблюдаются у новорожденных. В первые три месяца беременности перенесенная ветряная оспа у женщин может привести к врожденным уродствам плода.

При опоясывающем лишае вслед за недомоганием и подъемом температуры появляются сильнейшие боли в области слизистой оболочки или кожи, иннервируемой одной или несколькими группами чувствительных ганглиев. Через несколько дней в этой зоне появляются пузырьки. Чаще всего это наблюдается на туловище (по ходу межреберного нерва), на коже головы или шеи.

Лабораторная диагностика проводится так же, как диагностика простого герпеса, но следует учитывать следующие моменты. Вирус простого герпеса вызывает развитие поражений в роговице кроликов, мозге мышей и на хорион-аллантоисной оболочке куриного эмбриона, тогда как вирус V – Z почти не заражает указанные ткани. В большинстве культур клеток вирус простого герпеса растет быстро, образует бляшки за 18 – 24 ч. Вирус V – Z растет в основном в фибробластных клетках в течение 3 – 5 дней. Отличаются эти вирусы по морфологии (в основном, размерами) вирионов в везикулярной жидкости при электронной микроскопии, а также по присутствию в везикулярной жидкости антигена, выявляемого методом иммунодиффузии в геле со специфическими преципитирующими сыворотками (против вирусов герпеса, V – Z и осповакцины).

Лечение и специфическая профилактика. Хорошим лечебным эффектом обладает гамма-глобулин, полученный из сыворотки больных опоясывающим лишаем в стадии выздоровления. Этот препарат можно использовать и для профилактики ветряной оспы у контактных детей, имеющих иммунодефицитные состояния.

Цитомегаловирус человека

Цитомегалия с внутриклеточными включениями является генерализованной инфекцией новорожденных, вызванной внутриутробным заражением цитомегаловирусом (ЦМВ) или заражением сразу после рождения. Инфекция распространена широко и повсеместно, антитела к вирусу цитомегалии обнаружены у 80 % людей старше 35 лет. ЦМВ удается выделять из шейки матки почти у 10 % здоровых женщин. Заболевание характеризуется возникновением крупных внутриядерных включений в слюнных железах, легких, печени, поджелудочной железе, почках, железах внутренней секреции и иногда в мозге. Умирают в основном дети в возрасте до 2 лет. Для старших детей и подростков характернее бессимптомная инфекция. У взрослых, получающих для лечения иммунодепрессанты, часто развивается тяжелая цитомегаловирусная инфекция.

ЦМВ весьма похож на вирусы простого герпеса и V – Z, но отличается от них по следующим признакам. ЦМВ имеет более продолжительный цикл внутриклеточной репродукции (1 – 2 нед.) и поэтому обладает меньшей цитопатической активностью, имеет чрезвычайно узкий круг хозяев (только человек) и менее чувствителен к модифицированным нуклеозидам, так как слабо способен индуцировать вирусспецифическую тимидинкиназу.

Патогенез и клиника. При внутриутробном заражении развивается наиболее тяжелая форма болезни. Дети могут инфицироваться также контактным или алиментарным путем, так как больные способны выделять вирус с мочой довольно продолжительное время. ЦМВ размножается в эпителиальных клетках различных внутренних органов, в них он может длительно персистировать. Характерны изменения в клетке, в которой размножается ЦМВ: размер цитомегалических клеток 25 – 40 мкм, в их ядрах имеются 1 – 2 включения, состоящие из вирусных частиц и ядерного хроматина, окруженные светлым ободком.

При врожденной цитомегалии наблюдается специфический синдром, характеризующийся признаками незрелости плода, желтухой, увеличенными печенью и селезенкой, тромбоцитопенической пурпурой, пневмонией и различными повреждениями ЦНС (микроцефалия, хориоретинит, атрофия зрительного нерва, олигофрения и др.). У детей при приобретенной цитомегалии развиваются гепатит, интерстициальная пневмония или гемолитическая анемия. Вирус обнаруживают в слюнных железах и почках, откуда он может продолжительное время выделяться. При заболевании большое значение имеют иммунопатологические реакции: иммунный лизис клеток системой антитело + комплемент и цитотоксическими лимфоцитами, появление иммунных комплексов в крови и тканях. Резко увеличивается количество Т-супрессоров, и отношение Т-хелперов к Т-супрессорам падает до 0,23.

Иммунитет носит гуморальный характер: в сыворотке появляются комплементсвязывающие и вируснейтрализующие антитела.

Лабораторная диагностика. Вирус может быть выделен из разного патологического (в том числе секционного) материала путем заражения культур клеток фибробластов человека и диплоидных культур клеток легких человека. Через 1 – 2 нед. появляются типичные цитомегалические клетки. Их также можно обнаружить с помощью электронной микроскопии клеточного осадка мочи, где вирус присутствует в больших количествах. Антитела в парных сыворотках определяют в реакции нейтрализации в культуре клеток, а также с помощью РСК, РПГА, РИФ, ИФМ и РИМ.

Лечение и специфическая профилактика. Имеются данные об успешном применении аномальных нуклеозидов с лечебной целью при различных формах цитомегалии. Целесообразно также использование иммуномодуляторов (левомизол), так как вирус обладает иммунодепрессивным действием. Для специфической профилактики разработаны живые вакцины, полученные из аттенуированных штаммов и применяющиеся в виде моновакцины и дивакцины в сочетании с вакциной против краснухи.

Вирус Эпстайна – Барр

Вирус Эпстайна – Барр (ЭБ) вызывает инфекционный мононуклеоз, которым болеют люди всех возрастных групп, а также встречающуюся у детей и юношей в Центральной Африке опухоль чаще всего верхней челюсти – лимфому Беркитта и у взрослых мужчин в Китае – назофарингеальную карциному. Вирус ЭБ впервые был выявлен при электронной микроскопии перевиваемых клеток, полученных из лимфомы Беркитта.

Вирус ЭБ от других герпесвирусов существенно отличается по антигенным свойствам. С помощью РСК, иммунодиффузии и РИФ обнаруживают различные антигены. Раньше всего обнаруживается мембранный антиген (МА, или LYDMA: membrane antigen, или lymphocyte detected membrane antigen), комплементсвязывающий ядерный антиген (EBNA – Epstein – Barris nucleic antigen); поздним антигеном является антиген вирусного капсида (VCA – virus capsid antigen).

Вирус ЭБ весьма оригинален во взаимодействии с поражаемой им клеткой-хозяином: он вызывает не гибель, а пролиферацию лимфоцитов. Вызванная вирусом ЭБ трансформация лимфоцитов позволяет длительно культивировать последние; при этом выявляется положительная РИФ с антисывороткой к вирусу ЭБ. Указанная трансформация делает лимфоциты способными к бесконечному делению. Во всех клетках в больших количествах появляются геномы вируса ЭБ, а в окружающую среду выделяется ядерный антиген (EBNA).

Патогенез и клиника. Патогенез инфекции, вызванной вирусом ЭБ, до сих пор мало понятен. При инфекционном мононуклеозе вирус ЭБ попадает на слизистую рото– и носоглотки, далее проникает в регионарные лимфатические узлы, размножается и диссеминируется гематогенным путем. В лимфатических узлах, миндалинах и селезенке происходит пролиферация ретикулярных и лимфоидных клеток с образованием крупных мононуклеарных форм; нередко возникают очаговые некрозы. В печени могут образовываться лимфоидные клеточные инфильтраты.

Инкубационный период при инфекционном мононуклеозе от 4 до 60 дней, чаще 7 – 10 дней. Для заболевания характерно постепенное развитие: повышается температура, появляется боль в горле, нарушается носовое дыхание, увеличиваются регионарные лимфатические узлы, на миндалинах появляется налет. В крови отмечается лейкоцитоз, одним из самых характерных признаков заболевания является появление в крови атипичных зрелых одноядерных клеток среднего и крупного размера с широкой базофильной протоплазмой – атипичных мононуклеаров и широкоплазменных лимфоцитов; их количество составляет 10 – 15 % и более. Осложнения (синуситы, пневмония, менингит, нефрит) бывают редко, прогноз благоприятный. Весьма своеобразен иммунитет. В-лимфоциты продуцируют вирусные частицы, но малигнизации обычно не наступает. Это связано с появлением специфических Т-киллеров, мишенью которых является вирусный антиген МА на поверхности В-лимфоцита. Активируются естественные киллеры, К-клеточный механизм. Увеличивается активность супрессоров, тормозящих пролиферацию и дифференциацию В-лимфоцитов и тем самым препятствующих размножению пораженных клеток. При выздоровлении появляются Т-клетки памяти, которые уничтожают зараженные вирусом В-лимфоциты после их рестимуляции. Эти клетки циркулируют в крови переболевших пожизненно. Синтезируются также вируснейтрализующие антитела. При лимфоме Беркитта и карциноме носоглотки пораженные клетки содержат множественные копии интегрированного генома вируса ЭБ, в ядрах клеток появляется антиген EBNA. В крови переболевших появляются антитела к капсидному антигену сначала класса IgM, затем класса IgG. Позднее появляются антитела к ранним антигенам MA и EBNA. Антитела сохраняются пожизненно. Для выявления вирусной ДНК в пораженных трансформированных клетках применяется метод ДНК-зонда.

Вирус саркомы Капоши

Саркома Капоши – мультифокальное заболевание с преимущественным поражением кожных покровов, а также внутренних органов и лимфатических узлов. Возбудитель открыт недавно, получил название KSHV (герпесвирус, ассоциированный с саркомой Капоши), или HHV-8. Различают 3 геноварианта: F, B, C. Вирус широко распространен в разных странах мира. Антитела к нему обнаружены у 90 % ВИЧ-инфицированных.

Под названием «арбовирусы» (лат. Arthropoda – членистоногие и англ. borne – передающийся) в настоящее время понимают вирусы, передающиеся восприимчивым позвоночным (в том числе и человеку) через укусы кровососущих членистоногих. Участие переносчика в передаче возбудителя обусловливает такие особенности арбовирусных инфекций, как сезонность, связанную с жизненным циклом переносчика, и распространение в регионах его обитания. Эти вирусы не обязательно вызывают летальные инфекции у членистоногих, у них инфекция может протекать бессимптомно, не вызывая каких-либо поражений или изменений. Арбовирусы обладают уникальной способностью к репликации как при температуре тела теплокровных позвоночных, так и при сравнительно низких температурах внешней среды. Передача возбудителя у членистоногих из поколения в поколение может осуществляться трансовариально.

Арбовирусы – нетаксономическое, собирательное понятие. В настоящее время насчитывается около 400 арбовирусов, относящихся в основном к семействам тогавирусов, флавивирусов, буньявирусов, аренавирусов, реовирусов, рабдовирусов. Для человека патогенны около 100 из них. Природные очаги арбовирусных инфекций встречаются во всех районах земного шара, но чаще в тропических дождевых лесных зонах из-за обилия видов теплокровных животных и членистоногих. В России встречаются лишь некоторые из арбовирусных инфекций.

Заболевания, вызываемые арбовирусами, могут проявляться в виде трех клинических синдромов:

1) лихорадки недифференцированного типа, часто называемой «денгеподобной», с наличием мелкопятнистой сыпи или без нее и с относительно легким течением;

2) энцефалита, нередко с летальным исходом;

3) геморрагической лихорадки, часто с тяжелым течением и летальным исходом.

Деление это весьма условно, так как один и тот же возбудитель может вызывать заболевание с преобладанием тех или иных симптомов и различной тяжестью течения.

Тогавирусы и флавивирусы

 

Тогавирусы (лат. toga – плащ) подразделяют на 3 рода:

– альфа-вирусы (арбовирусы антигенной группы А) с типовым видом – вирусом Синдбис;

– рубивирус; единственный представитель – вирус коревой краснухи: арбовирусом не является, передается воздушно-капельным путем;

– пестивирусы, включающие вирусы чумы животных, поражающие слизистые оболочки, арбовирусами также не являются.

Флавивирусы (арбовирусы антигенной группы В), типовой – вирус желтой лихорадки.

Все альфа– и большинство флавивирусов – полихозяинные и циркулируют в природе между позвоночными и членистоногими. Среди них многие служат возбудителями тяжелых заболеваний людей – желтой лихорадки, геморрагических лихорадок, клещевого и японского энцефалитов, денге и т. д. (табл. 21). Все альфа-вирусы экологически связаны с комарами; флавивирусы связаны с комарами и клещами, но часть их выделяется только от позвоночных.

Таблица 21

Наиболее тяжелые и распространенные инфекции человека, вызываемые альфа-вирусами и флавивирусами

Буньявирусы

Семейство Bunyaviridae (от названия местности Буньямвера в Африке) является крупнейшим по числу входящих в него вирусов (свыше 250). Это типичная экологическая группа арбовирусов. Подразделяется на пять родов: 1) Bunyavirus (свыше 140 вирусов, объединенных в 16 антигенных групп, и несколько несгруппированных) – передаются в основном комарами, реже мокрецами и клещами; 2) Phlebovirus (около 60 представителей) – передаются в основном москитами; 3) Nairobivirus (около 35 вирусов) – передаются иксодовыми клещами; 4) Uukuvirus (22 антигенно родственных вируса) – также передаются иксодовыми клещами; 5) Hantavirus (более 25 серовариантов). Кроме того, насчитывается несколько десятков буньявирусов, не отнесенных к какому-либо из родов.

Вирусы содержат однонитевую негативную фрагментированную (3 фрагмента) РНК с молекулярной массой 6,8 МД. Нуклеокапсид спиральной симметрии. Зрелые вирионы имеют сферическую форму (см. рис. 78, 11, с. 301) и диаметр 90 – 100 нм. Оболочка состоит из мембраны толщиной 5 нм, покрытой поверхностными выступами длиной

8 – 10 нм. Поверхностные выступы состоят из двух гликопептидов, которые, объединяясь, образуют цилиндрические морфологические единицы диаметром 10 – 12 нм с центральной полостью диаметром 5 нм. Они располагаются таким образом, что образуют поверхностную решетку. Мембрана, на которой фиксированы поверхностные субъединицы, состоит из бислоя липидов. Тяжеподобный нуклеопротеид располагается непосредственно под мембраной. Буньявирусы имеют три основных белка: один белок, связанный с нуклеокапсидом (N), и два гликопротеина (G1 и G2), связанных с оболочкой. Размножаются в цитоплазме клетки, аналогично флавивирусам; созревание происходит путем почкования во внутриклеточные пузырьки, далее вирусы транспортируются на клеточную поверхность. Обладают гемагглютинирующими свойствами.

Буньявирусы чувствительны к действию повышенной температуры, жирорастворителей и колебаниям температуры. Очень хорошо сохраняются при низких температурах.

Буньявирусы культивируют в куриных эмбрионах и в культурах клеток. Они образуют бляшки в клеточных монослоях под агаром. Могут быть выделены при заражении 1 – 2-дневных белых мышей-сосунков.

Из заболеваний, вызываемых буньявирусами, чаще встречаются москитная лихорадка (лихорадка паппатачи), калифорнийский энцефалит, крымская (Конго) геморрагическая лихорадка (КГЛ – Конго).

Патогенез и клиника. Патогенез многих буньявирусных инфекций человека изучен сравнительно мало, а клиническая картина не имеет характерных симптомов. Даже при заболеваниях, протекающих с симптомами поражения ЦНС и геморрагическим синдромом, клиника варьирует от крайне редких тяжелейших случаев с летальным исходом до скрытых форм, которые преобладают.

Переносчиком москитной лихорадки является москит Phlebotomus papatasi. Инкубационный период 3 – 6 дней, начало заболевания острое (лихорадка, головная боль, тошнота, конъюнктивит, светобоязнь, боли в животе, лейкопения). За 24 ч до и через 24 ч после начала болезни вирус циркулирует в крови. Все больные выздоравливают. Специфического лечения нет. Профилактика неспецифическая (москитные сетки, применение репеллентов и инсектицидов).

Калифорнийский энцефалит (переносчик – комар рода Aedes) начинается внезапно сильной головной болью в лобной области, повышением температуры до 38 – 40 °C, иногда рвотой, заторможенным состоянием и судорогами. Реже наблюдаются признаки асептического менингита. Летальные случаи и остаточные неврологические явления редки.

Крымская (Конго) геморрагическая лихорадка встречается на юге нашей страны и во многих других странах. Заражение наступает при укусах клещей родов Hyalomma, Rhipicephalus, Dermacentor, а также контактным путем. Вирус выделен М. П. Чумаковым в 1944 г. в Крыму. Инкубационный период 3 – 5 дней. Начало острое (озноб, лихорадка). В основе заболевания лежит повышение проницаемости сосудистой стенки. Нарастающая вирусемия обусловливает развитие кровоизлияний, тяжелого токсикоза, вплоть до инфекционно-токсического шока с диссеминированным внутрисосудистым свертыванием крови. Летальность – 8 – 12 %.

Иммунитет. В результате перенесенной буньявирусной инфекции формируется длительный иммунитет за счет накопления вируснейтрализующих антител.

Лабораторная диагностика. Буньявирусы могут быть выделены из патологического материала (кровь, секционный материал) при внутримозговом заражении мышей-сосунков, у которых наступают параличи и смерть. Типируют вирусы в реакции нейтрализации, РСК, РПГА и РТГА. При серологическом методе исследуют парные сыворотки в РН, РСК или РТГА (следует учитывать, что у вируса крымской геморрагической лихорадки гемагглютинин отсутствует).

Аренавирусы

Семейство Arenaviridae (лат. arena – песок) состоит из одного рода, включающего свыше десятка антигенно родственных представителей. Четыре из них вызывают тяжелейшие заболевания, протекающие обычно с геморрагическим синдромом: лимфоцитарный хориоменингит (ЛХМ), лихорадки Ласса, Хунин и Мачупо.

Аренавирусы варьируют как по форме (округлые, овальные, полиморфные), так и по величине (50 – 300 нм), но преимущественно имеют округлую форму и средний диаметр 110 – 130 нм (см. рис. 78.4). Окружены плотной оболочкой, на которой расположены без видимой симметрии тесно прилегающие друг к другу поверхностные отростки, или ворсинки, часто булавовидной формы, длиной около 10 нм. Наиболее характерным морфологическим признаком семейства служит наличие внутри вирусных частиц электронно-плотных зернистых структур, напоминающих песчаные вкрапления, что нашло отражение в названии семейства. Эти включения являются рибосомами клеток-хозяев, располагаются циркулярно, особенно в крупных вирусных частицах, и иногда соединены тонкими нежными волоконцами.

Геном аренавирусов представлен одноцепочечной линейной негативной РНК, состоит из пяти фрагментов, два из которых являются вирусспецифическими (с молекулярной массой 3,2 и 1,6 МД), а остальные, вероятно, происходят из рибосом клеток-хозяев. В состав вирионов входит транскриптаза, которая синтезирует комплементарную нить РНК, функционирующую как мРНК; репродукция происходит в цитоплазме, созревание вирионов – на клеточных мембранах.

Аренавирусы, как все имеющие липидную оболочку вирусы, инактивируются жирорастворителями и детергентами. Легко теряют инфекционность при нагревании, особенно в присутствии двухвалентных катионов, в щелочной (рН выше 8,5) и кислой (рН ниже 5,5) средах. Чувствительны к УФ– и гамма-лучам. Хорошо сохраняются в замороженном и лиофилизированном состоянии. Способны к размножению в курином эмбрионе и в организме грызунов различного возраста в зависимости от вида аренавируса. Из клеточных культур наибольшей чувствительностью к аренавирусам обладает культура клеток почек зеленых мартышек (Vero); вирусы активно в ней размножаются и образуют бляшки под агаровым покрытием.

Аренавирусы не обладают гемагглютинирующими свойствами, но имеют комплементсвязывающий растворимый антиген, который может быть обнаружен в РСК, реакции иммунофлуоресценции и идентичен внутреннему антигену вириона. За счет этого антигена возможны перекрестные реакции между разными аренавирусами. С помощью непрямой иммунофлуоресценции с использованием иммунных сывороток морских свинок и хомячков и иммунных асцитических жидкостей мышей выявляются две антигенные группы аренавирусов – вирусы Старого Света (ЛХМ и лихорадки Ласса) и Нового Света (вирусы Мачупо и Хунин). Реакция нейтрализации характеризуется высокой специфичностью и позволяет идентифицировать отдельные виды вирусов.

Лимфоцитарный хориоменингит широко распространен практически повсеместно, в том числе в России. ЛХМ – зооантропоноз. Основной хозяин вируса – серые домовые мыши, иногда сирийские хомячки и полевки. Человек может заражаться от инфицированных животных аэрозольным и алиментарным путем, а также через укусы гамазовых клещей. У человека наблюдается прямое повреждающее действие вируса. Он размножается в лимфатических узлах, откуда распространяется по всей ретикулоэндотелиальной ткани (системе мононуклеарных фагоцитов), вызывая повреждение капилляров, нарушение их проницаемости и обширные кровоизлияния. Инкубационный период 6 – 7 дней; клинически ЛХМ

протекает как гриппоподобное заболевание, иногда с картиной асептического менингита или менингоэнцефалита. Сопровождается лейко– и тромбоцитопенией. Как правило, протекает благоприятно и заканчивается полным выздоровлением. Имеются данные о возможном тератогенном действии вируса ЛХМ на плод при внутриутробном инфицировании.

Лихорадка Ласса – эндемичная инфекция саванн к югу от Сахары (Нигерия, Либерия, Сьерра-Леоне). Основным резервуаром вируса является многососковая крыса Mastomys natalensis, которая выделяет большое количество вируса с мочой. Вирус передается путем контакта от человека к человеку (во время вспышек), от животных аэрогенным, алиментарным путем, возможно заражение через поврежденную кожу. Все это обусловливает возникновение внутрибольничных и семейных вспышек, заболеваний медицинского персонала. Вирус Ласса относится к числу наиболее опасных для человека, работа с ним требует строжайших мер предосторожности. Патогенез такой же, как при ЛХМ, но с преимущественным поражением внутренних органов. Инкубационный период 7 – 8, иногда до 20 дней. Начало заболевания постепенное: нарастает интоксикация, появляются геморрагический диатез, язвенный фарингит, желудочные боли, позже – отек лица и шеи, выпот в брюшную и плевральную полости и в перикард. Летальность в среднем около 43 %, во время отдельных эпидемических вспышек – до 67 %.

Боливийская геморрагическая лихорадка (Мачупо) имеет природно-очаговый характер, встречается в северо-восточных провинциях Боливии Манора и Итенес. Вирус персистирует в организме мышевидного грызуна – хомячка Calomys callosus, от которого передается человеку через воду и пищу, загрязненные мочой грызуна. Возможно также заражение воздушно-капельным путем в первые дни болезни при контакте с больным, когда вирус выделяется из верхних дыхательных путей. Инкубационный период 7 – 14 дней. Клиника заболевания складывается из признаков, присущих другим геморрагическим лихорадкам, особенностью является дрожание конечностей и языка, протеинурия; в период выздоровления наблюдаются выпадение волос и ломкость ногтей. Прогноз благоприятный, но при отдельных вспышках летальность достигает 30 %. У погибших обнаруживаются глубокие изменения в разных органах, особенно в печени (кровоизлияния, участки некроза паренхимы).

Аргентинская геморрагическая лихорадка (Хунин) – заболевание, встречающееся в центральной части Аргентины (провинции Буэнос-Айрес, Кордова и Санта-Фе), где ежегодно регистрируют до 3,5 тыс. случаев. Резервуар и источник вируса Хунин – грызуны Calomys musculinus и Calomys laucha; вирус также удается выделить от их экзопаразитов. У грызунов наблюдается персистентная инфекция, и вирус длительно и массивно выделяется с мочой. Человек заражается при вдыхании пыли или при употреблении продуктов, загрязненных грызунами. Не исключен трансмиссивный путь заражения. Инкубационный период 7 – 16 дней. Начало постепенное: нарастают признаки интоксикации, с 5-го дня – явления геморрагического диатеза. Заболевание протекает на фоне нарушения функции почек, нервной и сердечно-сосудистой систем. Исход в общем благоприятный, хотя летальность иногда может достигать 10 – 20 %.

Иммунитет. При аренавирусных инфекциях происходит накопление антител, динамика которого хорошо изучена. Антитела, определяемые методом непрямой иммунофлуоресценции, обычно появляются на 2 – 3-й нед. заболевания, когда состояние больного начинает улучшаться, причем во многих случаях находят IgA-антитела. Комплементсвязывающие и вируснейтрализующие антитела удается обнаружить значительно позже.

Лабораторная диагностика. При применении вирусологического и биологического методов для выделения вирусов в качестве материала используют смывы из носоглотки, кровь, ликвор, мочу, плевральный выпот, секционный материал. Выбор тест-объекта для заражения определяется патогенностью предполагаемого возбудителя для лабораторных животных (белые мыши, морские свинки, обезьяны различного возраста; используется заражение в мозг), а также разной чувствительностью к нему клеточных культур. Чаще используются клетки Vero, амниона человека, эмбриона мышей (цитопатический эффект с внутриклеточными включениями, образование бляшек). Идентифицируют вирусы в РСК, реакции нейтрализации или непрямой иммунофлуоресценции.

Наиболее доступными методами серологической диагностики служат реакция непрямой иммунофлуоресценции (антитела появляются в более ранние сроки и сохраняются дольше), а также РСК и РПГА.

Лечение и специфическая профилактика. Для большинства аренавирусных инфекций специфическое лечение не разработано. Единственным эффективным методом лечения лихорадки Ласса является применение гипериммунной сыворотки от переболевших или иммунизированных людей. Сыворотку от реконвалесцентов следует применять с осторожностью, так как вирус может персистировать в крови в течение нескольких месяцев после острой инфекции. Для профилактики перспективно применение живых аттенуированных вакцин, которыми в первую очередь должны иммунизироваться медицинские и лабораторные работники, а также лица, контактирующие с грызунами.

Реовирусы, род орбивирусы

Семейство Reoviridae состоит из 3 родов: реовирусы, ротавирусы (см. главу 51) и орбивирусы. Представители орбивирусов – вирусы колорадской клещевой лихорадки, вирусы группы Кемерово и др. – являются типичными арбовирусами, передаваемыми комарами Aedes, мокрецами и клещами. Эти вирусы в основном имеют ветеринарное значение, но некоторые из них могут вызывать легкие лихорадочные заболевания у человека. Орбивирусы имеют сферическую форму, диаметр вириона 60 – 80 нм (см. рис. 78.9). Геном представлен двунитевой РНК, состоящей из 10 фрагментов и имеющей молекулярную массу 12 МД. Имеется вирионная транскриптаза. Капсид двухслойный, 32 капсомера кольцевидной формы (лат. orbis – кольцо) упакованы в икосаэдр. Пушистый, трудно различимый даже при электронной микроскопии белковый слой покрывает снаружи основной капсид. Суперкапсид отсутствует. Репликативный цикл аналогичен циклу реовирусов. Орбивирусы чувствительны к низким значениям рН, инактивируются при рН менее 3,0.

Колорадская клещевая лихорадка. Заболевание регистрируется на Тихоокеанском побережье США, в основном в горной сельской местности. Вирус передается через укусы инфицированного клеща Dermacentor andersoni и циркулирует в крови в острой стадии заболевания. Инкубационный период 4 – 6 дней. Начало острое – озноб, миалгия, головная боль, тошнота, рвота. Лихорадка имеет двухволновый характер, наблюдается лейкопения. Исход благоприятный. Иммунитет после заболевания гуморальный, длительный.

Лабораторная диагностика: в течение первых 14 дней заболевания вирус выделяют из крови путем внутримозгового или внутрибрюшинного заражения молодых хомячков или новорожденных мышей. Комплементсвязывающие и вируснейтрализующие антитела появляются на 2-й нед. болезни и сохраняются до 3 лет.

Геморрагическая лихорадка с почечным синдромом

Геморрагическая лихорадка с почечным синдромом (ГЛПС) – острое тяжелое инфекционное заболевание, характеризующееся системным поражением мелких сосудов, геморрагическим диатезом, гемодинамическими расстройствами и своеобразным поражением почек (интерстициальный нефрит с развитием острой почечной недостаточности).

Возбудитель ГЛПС относится к роду Hantavirus семейства Bunyaviridae. Хантавирусы имеют сферическую форму, липидсодержащую оболочку; диаметр вириона 90 – 120 нм. Оболочка имеет выступы, образованные гликопротеидами. Геном вируса – сегментированная одноцепочечная негативная РНК. Три сегмента: большой (L), средний (M) и малый (S) кодируют вирусную РНК-полимеразу, оболочечные гликопротеиды (G1 и G2) и нуклеокапсид соответственно. Инициация транскрипции у хантавирусов происходит так же, как и у вируса гриппа А: с помощью вирионной эндонуклеазы, входящей в комплекс РНК-полимеразы, отрезается кэп (шапочка) от клеточной мРНК. Кэп служит в качестве праймера – затравки для синтеза вирионной мРНК. Жизненный цикл хантавирусов также сходен с таковым вируса гриппа. Как все РНК-содержащие вирусы, хантавирусы подвержены частым мутациям. К настоящему времени род Hantavirus включает уже более 25 серологически и генетически отличающихся друг от друга вирусов. Их делят на вирусы Старого Света (Хантаан, Сеул, Пумала, Добрава/Белград, Хабаровск, Таиланд, Тоттопалаяма и др.) и вирусы Нового Света (Проспект Хилл, Син Номбре, Нью-Йорк, Андес, Байон, Лагуна Негра и др.). Они вызывают две клинические формы хантавирусной инфекции у людей: ГЛПС (возбудители – Хантаан, Сеул и др.) и хантавирусный кардиопульмональный синдром (ХКПС), возбудителями которого являются вирусы Син Номбре, Нью-Йорк, Байон, Андес, Лагуна Негра и, возможно, другие.

Хантавирусы распространены повсеместно.

В г. Сочи выделен новый подвид вируса Добрава – До/Сочи, его носитель – кавказская лесная мышь Apodemus ponticus.

Эпидемиология. Заражение хантавирусами происходит от грызунов воздушнопылевым, контактным или алиментарным, но не трансмиссивным путем. Вирусы, передающиеся таким путем, названы робовирусами (англ. rodent – грызун и borne – рожденный). Высокая заболеваемость ГЛПС (в 1997 г. в России зарегистрирован 20 921 случай заболевания) обусловлена наличием на территории страны активно действующих природных очагов, особенно в Поволжье, Уральском и Волго-Вятском районах, а также в Приморском крае. Установлена естественная инфицированность хантавирусами более чем 50 видов мелких млекопитающих, принадлежащих к различным семействам из отрядов грызунов и насекомоядных. Широкое признание получила гипотеза, согласно которой каждый хантавирус в природных условиях связан с единственным видом мелких млекопитающих. Однако вопрос о реальном количестве существующих в природе хантавирусов и видов их основных носителей требует дальнейшего изучения.

У животных при заражении хантавирусами развивается бессимптомная инфекция, во время которой вирусные антигены могут быть обнаружены во многих органах, преимущественно в легких. Вирус длительное время выделяется у животных со слюной, фекалиями и мочой. Заражение человека происходит через воздух. Вирус вместе с аэрозолем, содержащим продукты жизнедеятельности грызунов, через верхние дыхательные пути попадает в легкие, где условия для его размножения наиболее благоприятны, затем с кровью переносится в другие органы и ткани. Заражения здоровых людей от больного не происходит.

Патогенез. Проникнув в организм, вирус циркулирует в крови, поражая стенки капилляров и мелких вен, особенно в сосудах мозгового слоя почек. Вирус размножается в клетках почек, селезенки, легких и в эндотелии сосудов. Он содержится в крови и моче больных в течение всего лихорадочного периода. Иммунные комплексы вирусный антиген + антитело откладываются в клетках клубочков и извитых канальцев почек, что и вызывает почечный синдром.

Клиника. Инкубационный период 11 – 23 дня. Болезнь начинается с озноба, повышения температуры до 39 – 40 °C. Отмечаются сильная головная боль, гиперемия лица и шеи, инъекция сосудов склеры, с 3 – 5-го дня болезни появляется геморрагическая сыпь на коже и возникает олигоурия, в тяжелых случаях – анурия и уремия. Выздоровление медленное. Функции почек восстанавливаются через 1 – 3 мес. полностью. Перехода ГЛПС в хроническую форму не бывает. Наряду с тяжелой формой ГЛПС (геморрагический нефрозонефрит) наблюдаются стертые, легкие и среднетяжелые формы болезни. Летальность варьирует от 0 до 44 %.

Иммунитет после перенесенного заболевания стойкий, длительный, обусловлен вируснейтрализующими антителами и клетками иммунной памяти.

Лабораторная диагностика. Хантавирусы плохо размножаются в культуре клеток, и для них нет лабораторной модели инфекции, поэтому их трудно выделить и идентифицировать. Практически единственным методом прямого обнаружения хантавирусов является ПЦР. Все остальные методы могут лишь косвенно указывать на присутствие вируса в исследуемом материале. ПЦР позволяет непосредственно обнаружить вирус в различных биологических образцах, взятых как от животных, так и от человека.

Лечение. Применение интерферона и его индукторов. При острой почечной недостаточности, уремии и геморрагическом нефрозонефрите необходим гемодиализ. В России создана убитая вакцина против ГЛПС на основе штамма К-27 вируса Пумала.

Рабдовирусы – возбудители бешенства и везикулярного стоматита

Бешенство – острое инфекционное заболевание, вызываемое рабдовирусом, – возникает при укусе человека больным животным или при попадании на поврежденную кожу или слизистую оболочку слюны больного животного. Эта инфекция центральной нервной системы почти всегда заканчивается летально.

Первые упоминания о заболевании, передающемся через укус собаки и весьма напоминающем по описанию бешенство, встречаются в клинописных глиняных табличках Древней Месопотамии, относящихся к III тысячелетию до н. э. Вирус был выделен и аттенуирован путем пассажей на мозге кролика в 1882 г.

Л. Пастером.

Везикулярный стоматит – заболевание лошадей, крупного рогатого скота и свиней, иногда людей, протекающее у них доброкачественно, – также вызывается рабдовирусом. Для человека этот вирус слабо патогенен. Он изучен лучше всех рабдовирусов.

Рабдовирусы – семейство, в котором насчитывается 3 рода: Vesiculovirus (10 вирусов млекопитающих, типовой – вирус везикулярного стоматита, или ВВС); Lyssavirus (6 серологически родственных вирусов, типовой – вирус бешенства);

Sigmavirus (единственный представитель – вирус сигма-дрозофил). Неклассифицированными остаются 6 вирусов, вызывающих заболевания рыб, и 13 вирусов, поражающих растения. Для рабдовирусов характерна палочковидная или пулевидная форма вириона (см. рис. 78.8): длина 60 – 400 нм, ширина 60 – 85 нм. Частицы окружены двухслойной липидной мембраноподобной оболочкой с выступающими шипами длиной 10 нм и шириной 3 нм. Под оболочкой находится рибонуклеокапсид, имеющий спиральный тип симметрии, в котором при электронной микроскопии видны полосы. Геном рабдовирусов представлен негативной однонитевой линейной нефрагментированной молекулой РНК с молекулярной массой 3,8 МД; обнаружены пять генов, кодирующих синтез структурных белков, и определен порядок их расположения. На 3'-конце располагается ген нуклеокапсидного белка N (50 кД). За ним следует ген белка NSV (30 кД) – одного из компонентов вирусной транскриптазы, входящего в состав нуклеокапсида. Следующий ген кодирует матриксный белок М (30 кД) и выстилающий двуслойную липидную мембрану с внутренней стороны. Далее идет ген белка G (65 кД) – внешнего гликопротеида вирусного суперкапсида. На 5'-конце находится ген высокомолекулярного компонента вирусной транскриптазы – белка L (160 кД).

Взаимодействие рабдовирусов с клетками и их репродукция идут по следующей схеме: адсорбция вируса на клетке (гликопротеид G) – проникновение в клетку путем эндоцитоза – слияние с мембраной лизосомы – депротеинизация вируса. Под действием вирионной транскриптазы (РНК-полимеразы) образуется кРНК, служащая матрицей для синтеза вРНК и выполняющая функцию мРНК. Далее синтезируются вирусспецифические белки на рибосомах клетки-хозяина. Белки М и G встраиваются в плазматическую мембрану. Образующийся при взаимодействии вРНК с белками N, L и NS нуклеокапсид, проходя через мембрану, обволакивается суперкапсидом. Созревший вирион отделяется от клетки путем почкования.

Вирус бешенства по строению и особенностям внутриклеточной репродукции очень сходен с вирусом везикулярного стоматита. Важной особенностью этих вирусов является выраженное угнетение процессов биосинтеза белка в клетке-хозяине за счет блокирования инициации трансляции.

Существует несколько серовариантов вирусов везикулярного стоматита, которые различаются по белку G, являющемуся также протективным антигеном.

Вирусы хорошо размножаются в куриных эмбрионах, клетках почек новорожденных хомячков и в культурах диплоидных клеток человека. В культурах клеток вирус везикулярного стоматита обычно вызывает цитопатический эффект и гибель клеток, иногда – симпластообразование.

Вирус бешенства имеет широкий круг хозяев. Чувствительны к нему все теплокровные животные. Степень патогенности разных штаммов вирусов бешенства для различных животных не одинакова. У некоторых видов летучих мышей вирус адаптировался только к слюнным железам, не вызывая признаков заболевания; заражение других животных всегда ведет к гибели.

Штаммы вирусов бешенства, циркулирующие в природе у животных, называются уличными. Они вызывают заболевания с довольно длительным инкубационным периодом и обычно образуют специфические тельца-включения в цитоплазме клеток. У зараженных животных может наблюдаться длительный период возбуждения и агрессивности. Вирус может проникать в слюнные железы и ЦНС. Последовательные пассажи в мозге кроликов приводят к образованию фиксированного вируса, не способного в дальнейшем размножаться в каких-либо клетках, кроме нервных. Фиксированный вирус размножается быстро, инкубационный период короткий, включения в клетках обнаруживаются редко. Этот вирус патогенен только для кроликов.

Вирус бешенства мало устойчив во внешней среде, быстро инактивируется при действии на него ультрафиолетовых лучей или солнечного света. При кипячении он погибает через 2 мин, при 60 °C – через 5 мин. Быстро инактивируется растворами лизола, хлорамина, фенола, жирорастворителями и трипсином. В трупах животных, особенно при низких температурах, сохраняется до 4 мес.

Эпидемиология. Бешенство – типичный зооантропоноз. Основным источником и резервуаром вируса являются дикие и домашние плотоядные животные: собаки, кошки, волки, шакалы, лисицы, скунсы, мангусты, летучие мыши. Заболевание обычно передается через укус или при ослюнении поврежденной кожи или слизистой оболочки, так как вирус размножается в слюнных железах животного. Больное животное заразно не только во время болезни, но и в инкубационном периоде за 2 – 3 дня, иногда больше, до появления первых признаков заболевания.

Патогенез и клиника. Первичное размножение вируса бешенства происходит в мышечной ткани вблизи входных ворот, затем возбудитель внедряется в рецепторы периферических чувствительных нервов и по эндоневрию шванновских клеток или по периневральным пространствам попадает в ЦНС. Там вирус размножается в нейронах гиппокампа, продолговатого мозга, черепных нервов, симпатических ганглиев, вызывая воспалительные, дистрофические и некротические изменения нервной системы. В этот период вирус также размножается в клетках слюнных желез. Наиболее короткий инкубационный период бывает при укусе головы и кистей рук, более длительный – при укусе нижних конечностей; в целом варьирует от 8 до 90 дней. В развитии заболевания выделяют три стадии: предвестников (депрессии), возбуждения, параличей. Сначала появляются беспокойство, страх, тревога, неприятные ощущения в области укуса. Через 1 – 3 дня наступают выраженное возбуждение, судороги дыхательной и глотательной мускулатуры, появляется выраженная водобоязнь (гидрофобия – второе название этой болезни). В этот период характерны агрессивность, слуховые и зрительные галлюцинации. Далее развиваются параличи, и через 5 – 7 дней от начала болезни наступает смерть от паралича сердечного или дыхательного центров.

Иммунитет. Поскольку заболевание бешенством заканчивается смертью, постинфекционный иммунитет не изучен. Установлено, что антитела могут образовываться во время заболевания и после вакцинации. Поствакцинальный иммунитет сохраняется до 1 года.

Лабораторная диагностика проводится с использованием вирусоскопического, биологического и серологического методов. У погибших животных и людей в гистологических срезах или мазках-отпечатках исследуют мозговую ткань (кору больших полушарий и мозжечка, аммонов рог, продолговатый мозг), а также ткань слюнных желез. В пирамидальных клетках мозговой ткани обнаруживают специфические эозинофильные включения (тельца Бабеша – Негри), располагающиеся в цитоплазме около ядра и являющиеся скоплениями вирусных нуклеокапсидов. Их появление обусловлено затрудненным созреванием вирионов в нервных клетках. Тельца Бабеша – Негри выявляют специальными методами окраски (по Романовскому – Гимзе, Манну, Туревичу, Муромцеву и др.). Они имеют характерную зернистую структуру с базофильными гранулами на ацидофильном фоне, размер их – 4 – 10 мкм (см. цв. вкл., рис. 89). Недостатком метода является то, что воспользоваться им можно только после смерти человека или животного.

Вирусный антиген может быть обнаружен в тех же препаратах с помощью прямой или непрямой реакции иммунофлуоресценции.

Выделить вирус бешенства удается из слюны больных людей или животных, а также из свежего секционного материала (мозговая ткань, ткань подчелюстных слюнных желез) путем внутримозгового заражения белых мышей и кроликов или хомячков – внутримышечно. У животных развиваются параличи с последующей гибелью. Мозг погибшего животного должен быть исследован для обнаружения телец Бабеша – Негри или вирусного антигена с помощью реакции иммунофлуоресценции.

Антитела могут быть выявлены у вакцинированных лиц с помощью реакций нейтрализации, связывания комплемента, иммунофлуоресценции, а также иммуносорбентных реакций (РИМ и ИФМ).

Специфическая профилактика и лечение. Профилактика заключается в борьбе с бешенством среди животных и предупреждении развития болезни у людей, подвергшихся укусам или ослюнению больным животным. Программу ликвидации бешенства наземных животных необходимо рассматривать в двух аспектах: 1) искоренение городского собачьего бешенства и 2) оздоровление природных очагов рабической инфекции. Опыт многих стран убедительно доказывает возможность контроля за эпизоотиями городского типа путем регистрации и иммунизации собак. Однако для полной ликвидации рабической инфекции необходимо оздоровление ее природных очагов, причем истребление диких плотоядных животных дает лишь временный и локальный результат и грозит развитием нежелательных экологических последствий. За рубежом уже имеется большой положительный опыт профилактики бешенства среди диких животных (лис, енотов) путем скармливания им приманок, содержащих вакцину. Весьма перспективными в этом плане считаются оральные антирабические вакцины: живая модифицированная цельновирионная вакцина из аттенуированных вакцинных штаммов (САД-Берн, Внуково-32) и рекомбинантная генно-инженерная оральная вакцина с использованием в качестве вектора вируса осповакцины, экспрессирующего ген G-протеина вируса бешенства.

При укусах или ослюнении необходимо тщательно промыть рану или кожу в месте попадания слюны мыльной водой, рану прижечь спиртовым раствором йода и начать проведение специфической профилактики антирабической вакциной и антирабическим гамма-глобулином. Вместо использовавшейся ранее весьма реактогенной вакцины Ферми (из мозговой ткани овец, зараженных фиксированным вирусом) сейчас для профилактики бешенства рекомендована антирабическая инактивированная культуральная вакцина, которая изготовлена на культуре клеток, инфицированных аттенуированным вирусом бешенства (штамм Внуково-32). Экстренная лечебно-профилактическая вакцинация проводится вакциной или вакциной в сочетании с антирабическим гамма-глобулином по схемам, указанным в наставлениях к их применению. Схема вакцинации определяется степенью тяжести укуса, его локализацией, временем, прошедшим после укуса, информацией об укусившем животном и другими обстоятельствами.

Филовирусы: вирусы Марбург и Эбола

Эти возбудители заболеваний, протекающих по типу геморрагических лихорадок, описаны сравнительно недавно и мало изучены. Они отнесены в отдельное семейство Filoviridae с единственным родом Filovirus. Вирусы имеют нитевидную или цилиндрическую форму и иногда внешне напоминают рабдовирусы. Геном их также представлен РНК. Хотя внешний вид и цитоплазматические включения в зараженных клетках слегка и напоминают таковые при бешенстве, по строению вирусы Марбург и Эбола отличаются от рабдовирусов, к которым их относили ранее, и не имеют антигенного родства ни с ними, ни с каким-либо другим из известных вирусов.

По морфологическим особенностям и размерам вирусы Марбург и Эбола во многом сходны. Это прямые (вирус Эбола) или извитые различным образом нити (вирус Марбург – спиральные, в виде цифры 6, V-образные); концы их закруглены. Иногда встречаются формы с нитевидными ответвлениями. Наружный диаметр вирионов – 70 – 100 нм, средняя длина – 665 нм, но в электронно-микроскопических препаратах встречаются частицы длиной до 1400 нм (вирус Эбола).

Геном вируса Эбола представлен одной молекулой одноцепочечной негативной РНК с молекулярной массой 4,0 – 4,2 МД. В центре вириона располагается тяж диаметром 20 нм, который составляет основу цилиндрического спирального рибонуклеопротеида вируса диаметром 30 нм. Между рибонуклеопротеидом и оболочкой вириона располагается промежуточный слой толщиной 3,3 нм. Вирион имеет наружную липопротеиновую мембрану толщиной 20 – 30 нм, на поверхности которой на расстоянии 10 нм друг от друга располагаются шипы длиной 7 – 10 нм. В составе вириона, так же как и у вируса Марбург, 7 структурных белков.

В материале от больного вирусы Марбург и Эбола достаточно устойчивы к нагреванию. В крови и плазме они инактивируются при температуре 60 °C в течение 30 мин, в 10 %-ной суспензии печени больных обезьян – при 56 °C в течение 1 ч, под действием УФ-лучей – в течение 1 – 2 мин. В суспензии печени под действием ацетона, метанола или формалина инактивируются в течение 1 ч. Чувствительны к действию жирорастворителей – этанола, хлороформа и дезоксихолата натрия. Хорошо сохраняются при – 70 °C, в лиофилизированном виде (более 1 года – срок наблюдения).

Вирусы Марбург и Эбола различаются по антигенным свойствам. Сыворотка реконвалесцентов и иммунные сыворотки морских свинок по-разному реагируют с этими вирусами. Углубленные исследования антигенных взаимоотношений между вирусами Марбург и Эбола подтвердили их различия. Антигены их могут быть выявлены при помощи реакций иммунофлуоресценции, связывания комплемента и нейтрализации на морских свинках. У вируса Эбола известны 2 сероварианта – суданский и заирский. Вирусы хорошо размножаются в культурах клеток обезьян, патогенны для морских свинок и в эксперименте вызывают у различных видов обезьян заболевание, патогенез и клиника которого напоминают заболевание у человека.

Марбургская лихорадка. Марбургский вирус впервые обнаружен в 1967 г. во время вспышки геморрагической лихорадки в Югославии и Германии среди людей, контактировавших с мартышками из Уганды (31 случай). Вирус передается и при прямом контакте от больных к здоровым людям. Болезнь эндемична для стран Восточной и Южной Африки (ЮАР, Кения, Зимбабве). Возможны также случаи заболевания в других странах при въезде лиц, находящихся в инкубационном периоде, который составляет 3 – 9 дней. Начало болезни острое: быстро наступает прострация, выраженная лихорадка (иногда двухволнового типа). В первые дни вирус обнаруживается в крови, моче и отделяемом носоглотки. Позже появляется сыпь, на мягком нёбе – везикулы, переходящие в язвочки. Повреждается печень, развиваются почечная недостаточность, иногда психические и нервные нарушения. Продолжительность заболевания – до 2 нед., выздоровления – до 3 – 4 нед.; в этот период отмечается сонливость, адинамия, выпадение волос. Летальность – 30 – 50 %. У переболевших мужчин вирус сохраняется в сперме до 3 мес.

Лихорадка Эбола. Вирус Эбола (по названию реки в Заире) был впервые выделен в 1976 г. в Судане и Заире при вспышке тяжелейшей геморрагической лихорадки. Заболело свыше 500 человек, 350 из них умерли. В последующие годы спорадические случаи заболевания регистрировались в этом же регионе. Антитела к вирусу обнаружены у жителей стран Центральной Африки. Природные очаги вируса не выявлены. Предполагается, что заболевание является зооантропонозом (резервуар вируса – дикие грызуны или летучие мыши). Предположение основано на периодическом появлении заболевания в результате заражения в джунглях, но заболеваемость прекращается до того, как достигнет эпидемического уровня. Заболевают в основном взрослые, они становятся источником заражения окружающих в семье и больнице. Болезнь передается при тесном контакте с больными, особенно с кровью или выделениями, содержащими кровь, а также с мокротой и спермой. Поэтому не исключен воздушно-капельный (особенно среди медицинских работников) или половой путь заражения. Инкубационный период 3 – 16 дней. Начало болезни острое: сильнейшая головная боль, лихорадка, миалгия, тошнота, боли в груди. Затем появляются сыпь, профузный понос с кровью, приводящий к обезвоживанию; развиваются кровотечения. Выздоровление медленное. Летальность – до 90 %.

Ранняя диагностика лихорадок Марбург и Эбола заключается в обнаружении вируса или его антигенов в крови, моче, геморрагическом экссудате при заражении культуры клеток обезьян или с помощью реакций нейтрализации, связывания комплемента, ИФМ, РИФ и др. В более поздних стадиях заболевания и в период реконвалесценции диагностическим признаком служит обнаружение комплементсвязывающих (со 2 – 3-й недели) или вируснейтрализующих антител.

Лечение симптоматическое: поддержание водно-солевого баланса, функции почек и печени, борьба с геморрагическим синдромом. Очень хороший эффект оказывает переливание плазмы реконвалесцентов, особенно в сочетании с введением интерферона.

Профилактика. Выявленных больных изолируют. Следует применять исключительные меры предосторожности для предупреждения контактов медицинского персонала с кровью, слюной, мокротой, мочой больных (работа с индивидуальными средствами защиты). Если однажды вирусы Марбург и Эбола были переданы людям при контакте с неизвестным резервуаром, не исключена возможность, что они смогут адаптироваться к прямой передаче от человека к человеку, в результате чего эти тяжелые инфекции смогут внедриться из природных очагов в регионы, где естественных хозяев не существует. Разработаны рекомендации ВОЗ по предупреждению завоза инфекции с обезьянами и другими животными в неэндемичные страны.

Специфическая профилактика. В США и в России созданы вакцины для профилактики лихорадки Эбола.

Семейство Poxviridae (англ. pox – оспа + вирусы) включает два подсемейства: Chordopoxvirinae, куда входят вирусы оспы позвоночных, и Entomopoxvirinae, объединяющее вирусы оспы насекомых. Подсемейство вирусов оспы позвоночных, в свою очередь, включает 6 самостоятельных родов и несколько неклассифицированных вирусов. Представители каждого рода имеют общие антигены и способны к генетической рекомбинации. Роды отличаются друг от друга по процентному содержанию и свойствам ДНК, расположению и форме нитеобразных структур на внешней оболочке вириона, устойчивости к эфиру, гемагглютинирующим свойствам и другим признакам.

Представители рода Orthopoxvirus – вирусы натуральной оспы, оспы обезьян и осповакцины. Вирус натуральной оспы вызывает особо опасную инфекцию человека, которая усилиями мирового сообщества ликвидирована в середине 70-х гг. ХХ в. Вирус оспы обезьян патогенен не только для приматов: описаны случаи заболевания у людей, по течению напоминающие натуральную оспу. Учитывая это обстоятельство, полезно иметь общие представления о микробиологии натуральной оспы.

Наиболее изученным представителем рода Orthopoxvirus является вирус осповакцины, который произошел либо от вируса коровьей оспы, либо от вируса натуральной оспы. Он адаптирован к организму человека и долгое время использовался как первая живая вирусная вакцина.

Вирус натуральной оспы и другие представители этого рода – самые крупные из всех известных вирусов животных. Это один из самых высокоорганизованных вирусов животных, приближающийся по строению некоторых структур к бактериям. Вирион имеет форму кирпича с несколько закругленными углами и размер 250 – 450 нм. Он состоит из хорошо различимой сердцевины (нуклеоида, или ядра), содержащей геномную двунитевую линейную молекулу ДНК с молекулярной массой 130 – 200 МД, ассоциированную с белками. По обе стороны от нуклеоида расположены овальные структуры, называемые белковыми телами. Сердцевина и боковые тела окружены четко различимой поверхностной оболочкой с характерной бороздчатой структурой. Стенка сердцевины состоит из внутренней гладкой мембраны толщиной 5 нм и наружного слоя из регулярно расположенных цилиндрических субъединиц. Вирус имеет химический состав, напоминающий бактериальный: он содержит не только белок и ДНК, но и нейтральные жиры, фосфолипиды, углеводы.

Поксвирусы – единственные из ДНК-содержащих вирусов, размножающиеся в цитоплазме клетки-хозяина. Цикл репродукции вируса складывается из следующих основных этапов. После адсорбции на поверхности чувствительной клетки вирус проникает в цитоплазму путем рецепторопосредованного эндоцитоза, и далее происходит двухэтапное «раздевание» вириона: сначала под действием протеаз клетки разрушается наружная оболочка, происходит частичная транскрипция и синтез сверхранних мРНК, кодирующих синтез белка, ответственного за дальнейшее раздевание. Параллельно с этим идет репликация вДНК. Дочерние копии ДНК транскрибируются, синтезируются поздние мРНК. Затем идет трансляция, и синтезируется около 80 вирусспецифических белков с молекулярной массой от 8 до 240 кД. Часть из них (около 30) является структурными белками, остальные – ферменты и растворимые антигены. Особенностью размножения поксвирусов можно считать модификацию ими клеточных структур, которые превращаются в специализированные «фабрики», где происходит постепенное созревание новых вирусных частиц. Созревшее вирусное потомство покидает клетку либо при ее лизисе, либо путем отпочковывания. Цикл репродукции вирусов оспы занимает около 6 – 7 ч.

Вирус оспы обладает гемагглютинирующими свойствами; гемагглютинин состоит из трех гликопротеидов. Важнейшими антигенами являются: NP-нуклеопротеидный, общий для всего семейства; термолабильный (Л) и термостабильный (С), а также растворимые антигены.

Поксвирусы выдерживают высушивание (особенно в патологическом материале) в течение многих месяцев при комнатной температуре, устойчивы к эфиру, в 50 % растворе этанола при комнатной температуре инактивируются в течение 1 ч, а в 50 % растворе глицерина при температуре 4 °C сохраняются в течение нескольких лет. Устойчивы к большинству дезинфицирующих веществ: 1 %-ный фенол или 0,2 %-ный формальдегид при комнатной температуре инактивируют их только в течение 24 ч, 5 %-ный хлорамин – в течение 2 ч.

К вирусу натуральной оспы восприимчивы человек, а также обезьяны. При экспериментальном заражении в мозг новорожденных мышей развивается генерализованная инфекция, заканчивающаяся летально; для взрослых мышей вирус непатогенен. Он хорошо размножается в куриных эмбрионах при заражении на хорион-ал-

лантоисную оболочку, в амнион, в желточный мешок и аллантоисную полость. На хорион-аллантоисной оболочке 10 – 12-дневных куриных эмбрионов вирус натуральной оспы дает мелкие белые бляшки; вирус осповакцины вызывает поражения больших размеров, с черной впадиной в центре, вызванной некрозом. Важным дифференциальным признаком вируса натуральной оспы является предельная температура размножения вируса в курином эмбрионе 38,5 °C.

К вирусу натуральной оспы чувствительны первичные и перевиваемые культуры клеток, полученные от человека, обезьян и других животных. На культуре клеток опухолевого происхождения (HeLa, Vero) вирус натуральной оспы образует мелкие бляшки пролиферативного типа, в то время как при заражении вирусом оспы обезьян клеток Vero выявляются круглые, с литическим центром бляшки. В клетках почки эмбриона свиньи вирус натуральной оспы способен вызывать четкий цитопатический эффект, которого не бывает при заражении этих клеток вирусом оспы обезьян. В клетках HeLa вирус натуральной оспы вызывает круглоклеточную дегенерацию, тогда как вирусы оспы обезьян и верблюдов вызывают дегенерацию с образованием многоядерных клеток.

Натуральная оспа

Эпидемиология. Источник инфекции – больной человек. Подавляющее большинство не привитых против оспы или непереболевших людей чувствительны к этой инфекции. Заболевание чаще всего передается воздушно-капельным путем, но не исключено заражение и контактным путем (через одежду, полотенце, постель, предметы обихода). Больной заразен для окружающих в течение всего периода развития сыпи, вплоть до отпадения последних корочек, но наиболее опасен в первые 8 – 10 дней, когда имеются поражения на слизистых оболочках.

Патогенез и клиника. Входные ворота инфекции – слизистая оболочка верхних дыхательных путей. Первичное размножение вируса происходит в лимфоидной ткани глоточного кольца, затем на короткое время вирус проникает в кровь и инфицирует клетки ретикулоэндотелиальной ткани (СМФ). Вирус там размножается, и опять возникает вирусемия, но более интенсивная и продолжительная. Дерматотропное действие вируса связано с его способностью проникать из кровяного русла в эпидермис, вызывать раннюю пролиферацию шиповидных клеток и характерную дегенерацию клеток мальпигиева слоя.

Инкубационный период составляет 8 – 18 дней. Заболевание начинается остро: головные боли, боли в мышцах, прострация, лихорадка. Через 2 – 4 дня на слизистой оболочке полости рта и коже появляется характерная сыпь – все элементы почти одновременно, локализуются больше на лице и конечностях. Сыпь проходит стадии макулы, папулы, пузырька и пустулы, затем образуется корочка (струп), после отпадения которой остается рубец. С появлением сыпи температура снижается и вновь повышается на стадии пустулы. От появления сыпи до отпадения корочек проходит около 3 нед. При таком классическом тяжелом течении (variola major) летальность во время эпидемий может достигать 40 %; при более легкой форме заболевания – алястрим (variola minor) – летальность не превышает 1 – 2 %.

Иммунитет. У людей, выздоровевших после оспы, иммунитет сохраняется пожизненно. Длительный стойкий иммунитет формируется и после вакцинации. Иммунитет в основном гуморальный, вируснейтрализующие антитела появляются уже через несколько дней после начала заболевания, однако не препятствуют прогрессирующему распространению кожных проявлений: больной может умереть на пустулезной стадии, имея высокий уровень антител в крови. За создаваемый путем вакцинации искусственный иммунитет также отвечают антитела, появляющиеся на 8 – 9-й день после иммунизации и достигающие максимальных титров через 2 – 3 нед.

Клеточный иммунитет играет не меньшую роль, чем циркулирующие антитела. Установлено, что у лиц с гипогаммаглобулинемией биосинтеза антител не происходит, но они становятся невосприимчивыми к вирусу оспы. В основе такого клеточного иммунитета лежит активность Т-цитотоксических лимфоцитов.

Лабораторная диагностика. Диагностика оспы может проводиться вирусоскопическим, вирусологическим и серологическим методами. Наиболее эффективным и быстрым методом является непосредственная электронная микроскопия материала, взятого из элементов сыпи до стадии пустул, так как количество вируса на этой стадии резко уменьшается. При световой микроскопии в препаратах из содержимого пузырьков обнаруживаются крупные клетки с тельцами Гварниери (см. цв. вкл., рис. 90.1), которые представляют собой цитоплазматические включения овальной формы около ядра клетки, обычно гомогенные и ацидофильные, реже гранулированные и с неправильными очертаниями. Тельца Гварниери – это «фабрики», где происходит размножение вируса оспы. В мазках, приготовленных из содержимого оспенных пузырьков и окрашенных по методу М. Морозова, обнаруживаются вирионы оспы – тельца Пашена (см. цв. вкл., рис. 90.2).

Для выделения и идентификации вируса используют заражение 12 – 14-дневных куриных эмбрионов на хорион-аллантоисную оболочку, где вирус образует мелкие белесые бляшки, а также заражают культуры клеток для обнаружения цитопатического эффекта, постановки реакции гемадсорбции или иммунофлуоресценции. Материал для заражения – кровь, отделяемое носоглотки, соскобы кожных элементов сыпи, корочки, а также секционный материал.

Специфический антиген вируса оспы может быть обнаружен в мазках-отпечатках из элементов сыпи и отделяемого носоглотки с помощью непрямой иммунофлуоресценции. В материале из элементов сыпи антиген может быть определен с помощью иммунодиффузии, РСК или ИФМ.

Уже после первой недели заболевания удается обнаруживать вируснейтрализующие, комплементсвязывающие антитела и гемагглютинины. Наличие комплементсвязывающих антител считается наиболее достоверным признаком оспы, так как они у вакцинированных редко сохраняются дольше 12 мес.

Специфическая профилактика и лечение. С целью специфического лечения и профилактики используется метисазон (марборан) – препарат, подавляющий внутриклеточную репродукцию вируса оспы. Он особенно эффективен на ранних стадиях заболевания и в инкубационном периоде.

История человеческой цивилизации помнит много эпидемий и пандемий натуральной оспы. Только в Европе до конца XVIII в. от оспы погибло не менее 150 млн человек. После получения Э. Дженнером (1796) вакцины против оспы началась активная борьба с этой болезнью, которая закончилась полной ее ликвидацией. В Советском Союзе оспа была ликвидирована в 1936 г., но за счет завозных случаев она регистрировалась до 1960 г. В 1958 г. по инициативе делегации СССР на ассамблее ВОЗ была принята резолюция об искоренении оспы во всем мире, а в 1967 г. ВОЗ приняла интенсифицированную программу искоренения оспы. Широкую материальную помощь этой программе оказали СССР, США, Швеция. СССР не только оказал помощь специалистами, работавшими во многих эндемичных странах, но и поставил безвозмездно около 1,5 млрд доз оспенной вакцины. Использовалась вакцина, представленная живым вирусом осповакцины, выращенным на коже теленка, затем очищенным и высушенным. Хорошие результаты также давали культуральная и эмбриональная (ововакцина) живые вакцины. Для профилактики и лечения осложнений, возникающих иногда при вакцинации, применяли противооспенный донорский иммуноглобулин (10 % раствор в физиологическом растворе гамма-глобулиновой фракции крови доноров, специально ревакцинированных против оспы) и иммуноглобулин крови человека, титрованный на содержание противооспенных антител.

Вирусы, относящиеся к этому семейству, обладают целым рядом следующих особенностей, свойственных только им.

1. Геном представлен однонитевой нефрагментированной позитивной РНК, состоящей из 9000 – 9700 нуклеотидов, но в виде двух идентичных молекул, которые связаны своими 5'-концами. Следовательно, геном их диплоидный. Ретровирусы – единственное семейство вирусов с диплоидным геномом.

2. В состав вириона входит обратная транскриптаза, т. е. РНК-зависимая ДНКполимераза, или ревертаза. По этому признаку семейство получило название (англ. retro – обратно, назад). Этот фермент, называемый полимеразным комплексом, состоит из нескольких доменов и обладает 3 видами активности: обратной транскриптазы, РНКазы Н и ДНК-зависимой ДНК-полимеразы.

3. Благодаря наличию обратной транскриптазы РНК-геном вируса в клетке превращается в ДНК-геном и в таком виде интегрируется в хромосому клетки-хозяина, в результате чего она либо погибает (ВИЧ), либо превращается в опухолевую (онковирусы).

4. В связи с тем что функция обратной транскриптазы не контролируется, фермент допускает много ошибок. Это влечет за собой высокую частоту мутаций в генах, кодирующих структурные белки вируса, т. е. его постоянную изменчивость, что создает трудности в создании эффективных вакцин.

5. По структуре нуклеокапсида и расположению его в вирионе ретровирусы подразделяют на 5 форм: A, B, C, D, E. У вирусов типа А шарообразный нуклеокапсид занимает бо́льшую часть вириона. У вируса типа В нуклеокапсид округлой формы расположен эксцентрично. У вируса типа С шарообразный нуклеокапсид расположен в центре вириона. У вируса типа D нуклеокапсид цилиндрической формы (типа снаряда) с центральным расположением в вирионе. Вирусы типа Е по морфологическим признакам близки к вирусам типа С, но по ряду других свойств отличаются от них.

6. Все ретровирусы имеют общие структурные гены: gag, pol, env, но антигенные связи между родами вирусов или отсутствуют, или крайне слабые.

Семейство Retroviridae включает три подсемейства.

А. Spumavirinae – «пенящие» вирусы; такое название дано потому, что при размножении в культуре клеток происходит интенсивное симпластообразование, которое придает культуре «вспененный» вид. Связи этих вирусов с какими-либо патологическими процессами не установлено.

Б. Oncovirinae – онкогенные вирусы, т. е. вирусы, ответственные за превращение нормальной клетки в опухолевую.

В. Lentivirinae – вирусы – возбудители медленных инфекций. К этому подсемейству относится вирус, вызывающий СПИД.

Вирус иммунодефицита человека

 

Синдром приобретенного иммунодефицита был выделен в качестве особого заболевания в 1981 г. в США, когда у ряда молодых людей тяжелые заболевания были вызваны микроорганизмами, непатогенными или слабопатогенными для здоровых людей. Исследование иммунного статуса больных выявило у них резкое уменьшение количества лимфоцитов вообще и Т-хелперов в особенности. Это состояние получило название AIDS (англ. Acquired Immune Deficiency Syndrome – синдром приобретенного иммунодефицита, или СПИД). Способ заражения (половой контакт, через кровь и ее препараты) указывал на инфекционный характер заболевания.

Возбудитель СПИДа был открыт в 1983 г. независимо друг от друга французом Л. Монтанье, который назвал его LAV (Lymphoadenopathy Associated Virus), так как обнаружил у больного лимфоаденопатией; и американцем Р. Галло, который назвал вирус HTLV-III (англ. Human T-lymphotropic Virus III – Т-лимфотропный вирус человека III): ранее им были обнаружены лимфотропные вирусы I и II.

Сопоставление свойств вирусов LAV и HTLV-III показало их идентичность, поэтому во избежание путаницы вирус получил в 1986 г. название HIV (англ. Human Immunodeficiency Virus – вирус иммунодефицита человека, или ВИЧ).

ВИЧ шаровидной формы, его диаметр 110 нм. Оболочка вируса имеет форму многогранника, составленного из 12 пятиугольников и 20 шестиугольников. В центре и углах каждого шестиугольника расположена молекула гликозилированного протеина gp120 (число 120 означает молекулярную массу белка в килодальтонах). Всего на поверхности вириона располагаются в виде своеобразных шипов 72 молекулы gp120, каждая из которых связана с внутримембранным белком gp41. Эти белки вместе с двойным липидным слоем образуют суперкапсид (мембрану) вириона (рис. 91).

Белки gp120 и gp41 образуются в результате нарезания клеточной протеазой белка-предшественника Env. Белок gp41 формирует «ножку» шипа, связываясь цитоплазматическим доменом с располагающимся непосредственно под оболочкой матриксным белком р17МА. Молекулы р17, взаимодействуя при созревании вириона, образуют икосаэдр, подстилающий оболочку.

В центральной части вириона белок р24 образует конусообразный капсид. Суженная часть капсида при участии белка р6 связана с оболочкой вириона. Внутри капсида заключены две идентичные молекулы вирусной геномной РНК. Они связаны своими 5'-концами с нуклеокапсидным белком p7NC. Этот белок интересен тем, что имеет два аминокислотных остатка (мотива), богатых цистеином и гистидином и содержащих атом Zn, – их называют «цинковыми пальцами», так как они захватывают молекулы геномной РНК для включения в формирующиеся вирионы. В состав капсида входят также три фермента. Ревертаза (RT), или роl-комплекс, включает в себя обратную транскриптазу, РНК-азу Н и ДНК-зависимую ДНК-полимеразу. Ревертаза присутствует в виде гетеродимера р66/р51. Протеаза (PR) – р10, запускает и реализует процесс созревания вириона. Интеграза (IN) – p31, или эндонуклеаза, обеспечивает включение провирусной ДНК в геном клетки-хозяина. В капсиде содержится также молекула затравочной РНК (тРНКлиз).

РНК-геном в клетке с помощью обратной транскриптазы превращается в ДНКгеном (ДНК-провирус), состоящий из 9283 нуклеотидных пар. Он ограничен слева и справа так называемыми длинными концевыми повторами, или LTR (англ. long terminal repeat): 5'-LTR – слева и 3'-LTR – справа. LTR содержат по 638 нуклеотидных пар.

Геном ВИЧ состоит из 9 генов, часть из которых перекрывается концами (имеет несколько рамок считывания) и имеет экзон-интронную структуру. Они контролируют синтез 9 структурных и 6 регуляторных белков.

Рис. 91. Геном и схема строения вириона ВИЧ-1 (из обзора С. Н. Иорданского [и др.].

Успехи соврем. биол., 1998, т. 118, в. 1. С. 50):

а – геном ВИЧ-1 (tat, rev, vpu – регуляторные гены, LTR – повторяющиеся концевые последовательности, остальные объяснения в тексте); б – схема строения вириона [по Нермуту (1994), с изменениями];

в – строение капсида.

IN – интеграза; LB – липидный бислой; MHC – белки главного комплекса гистосовместимости и другие клеточные трансмембранные белки; RNA – вирусная геномная РНК; RT – ревертаза; gp41, gp120 – оболочечные гликопротеины; p7NC – нуклеокапсидный белок; р24СА – капсидный белок;

p17MA – матриксный белок

Схематически структура генома ВИЧ выглядит так:

5'-LTR – gag pol vif vpr tat rev vpu env nef – 3'-LTR.

Структурные гены и белки

Регуляторные гены и белки

Значение LTR для вирусного генома заключается в том, что в них расположены следующие регуляторные элементы, контролирующие его работу:

а) сигнал транскрипции (область промотора);

б) сигнал добавления поли-А;

в) сигнал кэпирования;

г) сигнал интеграции;

д) сигнал позитивной регуляции (TAR для белка ТАТ);

е) элемент негативной регуляции (NRЕ для белка NEF);

ж) участок прикрепления затравочной РНК (тРНКлиз) для синтеза минус-цепи ДНК на 3'-конце; сигнал на 5'-конце LTR, который служит затравкой для синтеза плюс-цепи ДНК.

Кроме того, в LTR имеются элементы, участвующие в регуляции сплайсинга мРНК, упаковки молекул вРНК в капсид (элемент Psi). Наконец, при транскрипции генома в длинных мРНК образуются два сигнала для белка REV, которые переключают синтез белков: CAR – для регуляторных белков и CRS – для структурных белков. Если белок REV связывается с CAR, синтезируются структурные белки; если он отсутствует, синтезируются только регуляторные белки.

В регуляции работы генома вируса особенно важную роль играют следующие гены-регуляторы и их белки: 1) белок ТАТ, который осуществляет позитивный контроль размножения вируса и действует через регуляторный участок TAR; 2) белки NEV и VPU, осуществляющие негативный контроль размножения через участок NRE; 3) белок REV, осуществляющий позитивно-негативный контроль. Белок REV контролирует работу генов gag, pol, env и осуществляет негативную регуляцию сплайсинга. Таким образом, размножение ВИЧ находится под тройным контролем – позитивным, негативным и позитивно-негативным.

Белок VIF определяет инфекционность вновь синтезированного вируса. Он связан с капсидным белком р24 и присутствует в вирионе в количестве 60 молекул. Белок NEF представлен в вирионе небольшим числом молекул (5 – 10), возможно, связанных с оболочкой.

Белок VPR тормозит клеточный цикл на фазе G2, участвует в транспорте преинтеграционных комплексов в ядро клетки, активирует некоторые вирусные и клеточные гены, повышает эффективность репликации вируса в моноцитах и макрофагах. Место расположения белков VPR, TAT, REV, VPU в вирионе не установлено.

Помимо собственных белков в состав оболочки вириона могут входить некоторые белки клетки-хозяина. Белки VPU и VPR участвуют в регуляции репродукции вируса.