Вирусология наука о вирусах микроскопических надмолекулярных созданиях природы, которые являются своеобразной паразитической формой жизни

Скачать 2.88 Mb. Название Вирусология наука о вирусах микроскопических надмолекулярных созданиях природы, которые являются своеобразной паразитической формой жизни страница 6/7 Дата 18.03.2013 Размер 2.88 Mb. Тип Документы

Содержание 9.4. Гепатотропные вирусы 9.5. Энтеральные вирусы 9.6. Респираторные вирусы

^ 9.4. Гепатотропные вирусы Вирусы, обладающие тропностью к гепатоцитам и вызывающие гепатит, различаются видом генома (ДНК- и РНК-содержащие) и механизмом передачи (энтеральный и парентеральный). Группа вирусов гепатита, объединенных парентеральной передачей, включает вирусы гепатита B, C, G, D; энтеральной — вирусы гепатита A, E. 9.4.1. Вирус гепатита B человека (HBV; ВГВ) Идентификация вируса гепатита B человека (Hepadnaviridae, Orthohepadnavirus) была проведена в два этапа. В 1963 году Бламберг с соавторами обнаружили в крови австралийского аборигена основной поверхностный антиген вируса, названный сначала австралийским антигеном, а затем HBs-антигеном (HBsAg). В 1970 году Дейн дал электронно-микроскопическую характеристику вирусных частиц. Инфицирование вирусом гепатита B приводит к острому или хроническому гепатиту с последующим возможным развитием цирроза печени и гепатоклеточной карциномы (первичный рак печени). Вирус гепатита B обладает сильным тропизмом к гепатоцитам и продукцией, наряду с инфекционными частицами, большого количества дефектных неинфекционных вирусных частиц, которые могут обнаруживаться в крови в высоких концентрациях (до 0,5 мг/мл). Вирусы персистируют в печени и крови на протяжении многих лет, а нередко и всю жизнь. Вирионы HBV или «частицы Дейна» выглядят как сферические частицы диаметром 42-47 нм. Внутри сферы находится плотная сердцевина диаметром 22-25 нм. Оболочка вируса построена из трех полипептидов, названных большим (L), средним (M) и малым (S) белками, а также из мембранных липидов клетки-хозяина (рис. 20). Иначе эти белки называют пре-S1, пре-S2 и HBsAg. Рис. 20. Строение вириона HBV Капсид состоит из 240 мономеров сердцевинного core-белка (HBcAg), образующих икосаэдрическую структуру с триангулярным числом T = 4. В капсиде заключена частично двухнитевая геномная вирусная ДНК и вирусная ДНК-полимераза (обратная транскриптаза). У больных вирусным гепатитом B количество вирусных частиц может колебаться от 103 до 109 на 1 мл крови. Кроме частиц Дейна сыворотка больных содержит также свободную нуклеиновую кислоту вируса, липид-содержащие сфероподобные и стержнеподобные (нитевидные) субвирусные структуры, построенные, в основном, из S-белка и небольшого количества M и L белков. Субвирусные сфероподобные структуры не содержат ДНК и имеют диаметр 22 нм. Стержнеобразные субвирусные структуры также лишены ДНК и белка капсида, имеют ширину 20 нм и длину до 200 нм. Концентрация субвирусных структур может превышать концентрацию полных вирионов в 100-1000 раз. Геном HBV представлен частично двухнитевой ДНК длиной 3,2-3,3 т.п.н., находящейся в кольцевой форме. Такие размеры ДНК являются наименьшими среди всех известных вирусов животных. 5'-концы двух нитей ДНК связаны перекрывающимися последовательностями примерно из 220 нуклеотидов. В то время как минус-нить содержит полную копию вирусного генома, плюс-нить ДНК является неполной и составляет примерно 60% от длины минус-нити. 5'-конец минус-нити ковалентно связан с вирусной ДНК-полимеразой. Минус-нить ДНК является матрицей для синтеза транскриптов вирусной РНК и имеет 4 открытые рамки считывания (OPC). Первая OPC кодирует вирусный капсидный белок молекулярной массой 21 кД, названный HBcore-антиген (HBcAg), и полипептид прекор (pre-core) массой 16-18 кД, названный HBeAg. В отличие от HBcAg входящего в состав капсида, HBeAg секретируется клеткой в растворимой форме. Функция HBeAg неизвестна. Этот полипептид транслируется с инициирующего кодона, предшествующего терминирующему кодону AUG core-белка. Вторая OPC кодирует белки оболочки — пре-S1 (L), пре-S2 (M) и HBsAg (S). S-белок (HBsAg) является основным трансмембранным поверхностным компонентом частиц Дейна и субвирусных структур. Существуют гликозилированные и негликозилированные формы HBsAg. Белок способен к самосборке, результатом которой является образование субвирусных структур. Сборка приводит к образованию дисульфидных связей между S-белками. Трансляция L (пре-S1) и M (пре-S2) белков начинается с инициирующих кодонов, локализованных выше места инициации трансляции S-белка. Все три полипептида имеют одинаковые C-концы, но разные N-концы, связанные с олигосахаридами. N-конец L-полипептида модифицирован миристиновой кислотой. L-белок, вероятно, служит лигандом рецептора вируса гепатита B. Обнаружено, что при хроническом инфицировании долговременная экспрессия L-белка в гепатоцитах может приводить к развитию гепатоклеточной карциномы. Уровень экспресии L и M белков составляет 5-15% и 1-2% в сравнении с уровнем экспресии S-белка. Третья OPC содержит ген вирусной обратной транскриптазы. Молекулярная масса белка, обладающего транскриптазной активностью, составляет 90 кДа. Протеин выполняет несколько функций, необходимых для синтеза вирусного генома на матрице прегеномной РНК: — РНК-зависимой ДНК-полимеразной активностью (обратная транскриптаза); — ДНК-зависимой ДНК-полимеразной активностью, необходимой для синтеза плюс-нити ДНК; — активностью РНКазы H, позволяющей вирусному протеину обеспечивать расщепление РНК в гетеродуплексе РНК-ДНК; — ДНК-полимераза действует как праймер при обратной транскрипции минус-нити ДНК (принцип самопраймирования). Ферментативная активность данного протеина характерна для частиц Дейна и нуклеокапсидных частиц, локализованных в ядре инфицированных гепатоцитов. Четвертая OPC кодирует протеин массой 170 кДа, названный pX и функционирующий в качестве трансактиватора промоторов, включая промоторы генов core и S. Недавно обнаружено, что белок X обладает протеинкиназной активностью. Однако в полном объеме роль X-белка в механизмах реализации инфекции пока неясна. Показано, что X-белок играет важную роль в индукции гепатомы. Механизм, с помощью которого гепаднавирусы проникают в клетку, пока неизвестен. После инфицирования клетки внутренний компонент вируса транспортируется в ядро. По мере доставки в ядро плюс-нить ДНК достраивается (репарируется), и геном вируса превращается в ковалентно-замкнутую кольцевую молекулу (cccDNA) длиной 3,2 т.п.н., которая выполняет роль матрицы для транскрипции мРНК и прегеномной РНК длиной 3,4 т.п.н. Интересно, что прегеномная РНК длиннее геномной вирусной ДНК. Она характеризуется удлиненными 5’- и 3’-концами и короткими повторами нуклеотидной последовательности, названными DR1 и DR2. Вирус гепатита B очень эффективно использует свой небольшой геном. С одних и тех же последовательностей геномной ДНК может считываться несколько различных матричных РНК. В HBV-инфицированных клетках печени обнаруживается три вида субгеномных мРНК и прегеномная (+)РНК. Они имеют перекрывающиеся нуклеотидные последовательности и служат матрицами для синтеза всех вирусных белков. После того, как РНК синтезируются в ядре, происходит их перемещение в цитоплазму. Здесь 3 вида субгеномных РНК выступают в роли матриц для синтеза разных белков: L-протеина; M- и S-протеинов; и X-протеина, соответственно. Прегеномная (+)РНК транслирует core-белок и полимеразу. После синтеза этих белков прегеномная РНК упаковывается вместе с полимеразой во вновь формирующиеся капсиды, построенные из core-белка. Внутри капсидов происходит обратная транскрипция с образованием минус-нити ДНК, а затем и плюс-цепи вирусной ДНК. Сформировавшиеся капсиды либо направляются обратно в ядро, либо транспортируются во внеклеточное пространство. В первом случае они достраивают ДНК до полностью замкнутой двухцепочечной цепи и включаются в наработку новых копий вирусных РНК. Во втором случае они покрываются оболочкой, состоящей из компонентов вирусного происхождения (M-, L-, S-протеины) и мембранных компонентов клетки хозяина. Все вновь синтезируемые вирусные белки подвергаются посттрансляционной модификации. Core-белок фосфорилируется по остаткам серина протеинкиназами клетки-хозяина. Поверхностные белки связываются с олигосахаридами. Одновременно с core-белком синтезируется пре-core, который подвергается эндопротеолизу и секретируется клеткой отдельно от вирусных частиц. Секретируемую в кровь форму пре-core называют HBe-антиген. Сборка нуклеокапсидов и вирионов происходит на внутриклеточных мембранах. Собранные зрелые вирусные частицы (частицы Дейна) накапливаются внутри цистерн ЭПР и транспортируются по секреторному пути к цитоплазматической мембране. Затем они выбрасывается из инфицированной клетки в кровь. Таким же образом выделяются субвирусные частицы, не содержащие нуклеокапсидов и образующиеся вследствие избыточного синтеза поверхностных вирусных белков. HBV-инфекция. От человека к человеку вирус передается парентерально. Чаще всего передача вируса происходит при переливании инфицированной крови. Возможна передача половым путем, а также от матери к ребенку. В нашей стране в последние несколько лет распространение вирусного гепатита B нередко происходит за счет передачи вируса из крови в кровь при внутривенном употреблении наркотиков. В отдельных районах Азии и Африки большое число случаев инфицирования связано с перинатальным инфицированием плода от матери. В таких случаях заболевание протекает скрытно или в легкой форме, но с высокой частотой хронизации. В западных странах чаще инфицируются взрослые. Инкубационный период заболевания составляет от 12 до 24 недель. В большинстве случаев заболевание протекает в форме острого гепатита завершаясь выздоровлением, и только в 5-10% случаев переходит в хронический гепатит В. Чаще болеют мужчины. В мире насчитывается свыше 200 млн. носителей вируса гепатита В. При хроническом носительстве вируса гепатита B возможно встраивание вируса в геном хозяина. Специфический механизм интеграции вирусного генома в геном человека неизвестен, однако предполагается, что встраивание вируса сопряжено с повышенным риском развития цирроза печени и гепатоцеллюлярной карциномы, часто обнаруживаемой у жителей Центральной Африки, среди которых распространен хронический вирусный гепатит В. Ежегодно в мире от HBV-инфекции умирает около 2 млн. человек. Широко используемый маркер инфицирования вирусом гепатита B — это HBs-антиген (S-протеин). Наличие вирусной ДНК в сыворотке крови также является маркером инфицирования вирусом гепатита B. Маркером активной репликации вируса служит присутствие в крови HBe-антигена. Некоторые носители HBs-антигена, у которых в крови не определяется HBe-антиген или вирусная ДНК, но присутствуют антитела к HBe-антигену, могут не иметь инфекционного вируса и не передавать инфекцию. Причины, по которым одни лица переболевают острым гепатитом B и выздоравливают, а другие становятся хроническими носителями вируса, видимо, в большей степени связаны с состоянием иммунной системы организма-хозяина, чем со свойствами вируса. При остром гепатите B обычно регистрируется сильный T-клеточный ответ, характеризующийся мощной поликлональной активацией как CD4-положительных T-лимфоцитов (T-хелперы), так и CD8-положительных цитотоксических T-лимфоцитов. Следствием этого является наработка противовирусных антител и клонов вирусоспецифических цитотоксических клеток. При хроническом гепатите В, наоборот, T-клеточный ответ очень слаб, что служит причиной развития персистирующей инфекции. Аналогичным образом, формирование хронического гепатита B у детей, рожденных от HBV-инфицированных матерей, связано с толерантностью новорожденных к вирусу. HBe-антиген вируса гепатита B способен проникать через плаценту в организм эмбриона. Это приводит к тому, что иммунная система новорожденного настраивается на восприятие вирусных белков как своих собственных. Следствием является развитие хронического гепатита B. Несомненная роль в защите от вируса отводится антителам, способным нейтрализовать вирус, а также участвовать в реализации антителозависимого клеточного ответа. Взаимодействие антител с HBs-антигеном приводит к образованию крупных агрегатов «антиген-антитело». Образование таких агрегатов лежит в основе болезни иммунных комплексов, сопровождающей вирусный гепатит B. Важную функцию в противовирусном иммунитете выполняют дендритные клетки и макрофаги. Они одними из первых встречают попавшие в организм вирусные частицы, осуществляют мощный выброс цитокинов, привлекают другие фагоцитирующие клетки, натуральные киллеры и инициируют адаптивный иммунный ответ, приводящий к выработке специфических клонов лимфоцитов и противовирусных антител. Вирус гепатита B является нецитопатическим вирусом. Его репликация не приводит к разрушению клетки или воспалительным явлениям. В качестве основного механизма повреждения печени рассматривают цитотоксический эффект лимфоцитов. Элиминация вируса происходит вследствие цитотоксического действия T-лимфоцитов с последующей гибелью вирус-инфицированных клеток путем апоптоза. Известен также нецитопатический способ элиминации вируса, основанный на воздействии интерферонов альфа и гамма. Воздействуя на клеточный метаболизм, последние способны нарушать репликативный цикл вируса. В настоящее время вирусный гепатит B рассматривают как управляемую инфекцию. Существуют вакцины против гепатита B, основанные на рекомбинантном HBs-антигене. Организовывается вакцинация детей, подростов и лиц, подверженных повышенному риску инфицирования (контингенты риска). В целях предупреждения распространения инфекции проводится обязательное и массовое тестирование переливаемой крови на наличие в ней HBs-антигена. Важным моментом в борьбе с распространением инфекции является практика применения одноразового медицинского инструментария (перчатки, шприцы и т.д.). 9.4.2. Вирус гепатита Дельта (HDV; ВГД) Вирус гепатита Дельта выделен в самостоятельный блуждающий род Deltavirus в кластере (-)РНК-геномных вирусов. Это вирус-сателлит, требующий для осуществления своего жизненного цикла вируса-помощника (вирус гепатита B) и использующий его белок для формирования вириона. Вирус обнаружен в 1977 году. Через три года вирус был идентифицирован как возбудитель нового гепатита, ассоциированного с вирусным гепатитом B. Выявляемый в ядре инфицированных гепатоцитов новый вирусный антиген напоминал по своей локализации HBcore-антиген и был назван дельта-антигеном (HDAg). Клонирование генома с последующим секвенированием выявило уникальное строение вирусной РНК, которая является замкнутой и напоминает РНК растительных патогенов, вирусоидов и вироидов. Вирион имеет диаметр 36 нм и несет в своем составе HBsAg. Геном HDV представлен однонитевой замкнутой РНК длиной 1,7 т.н. с высокой степенью внутримолекулярной комплементарности. Примерно 70% нуклеотидов образуют пары. В естественных условиях РНК HDV образует стержнеобразную двухнитевую структуру, содержащую 60% ГЦ пар. РНК HDV содержит несколько OPC, локализованных как на плюс- так и на минус-нитях. Из них только одна рамка неизменна среди всех исследованных изолятов вируса. Она принадлежит минус-нити, определяется в инфицированных клетках и кодирует дельта-антиген. Часть РНК HDV имеет гомологию с 7S РНК млекопитающих. Обе нити РНК (геномная и антигеномная) обладают аутокаталитической расщепляющей и лигирующей (рибозимазной) активностью. Расщепление идет в присутствии ионов магния и в отсутствии каких-либо белков. Нуклеотидная последовательность, необходимая для проявления рибозимазной активности, состоит из 85 нуклеотидов и локализована вокруг сайта расщепления. Последовательность РНК HDV, с помощью которой осуществляется рибозимазная активность, отличается от аналогичной последовательности РНК вироидов и не перекрывается с участком, кодирующим дельта-антиген. РНК HDV обладает высокой генетической гетерогенностью. Изоляты, собранные в разных географический регионах, обнаруживают вариабельность, достигающую 21%. Имеется 5 генотипов HDV. Изоляты, выделенные от одного и того же больного, также могут различаться по структуре РНК. Такие различия достигают 0,5-1,0%. У больных хронической HDV-инфекцией мутации накапливаются со скоростью 10-3-10-2 на нуклеотид в год. Необычной характеристикой этих мутаций является то, что заменяется C на U или A на G. В некоторых случаях наблюдаются делеции генетического материала. На рамке считывания, кодирующей дельта-антиген, транскрибируется две матричные РНК, отличающиеся положением терминирующего кодона на C-конце. Матричные РНК кодируют два белка, в сумме составляющих HDAg и имеющих молекулярную массу 24 и 27 кД. Второй белок содержит дополнительные 19 аминокислот на C-конце. В крови эти два протеина находятся в равных количествах. В печени их количество сильно варьирует. HDAg фосфорилирован, но не гликозилирован. Специфически связывается с РНК. В инфицированных клетках он локализуется исключительно в ядре. На поверхности вириона HDAg не представлен и может быть выявлен только после разрушения вирусной оболочки, содержащей HBsAg. Белки, составляющие HDAg имеют несколько функциональных доменов. Первый домен участвует в направленном транспорте HDAg в ядро и расположен в первой трети N-концевой аминокислотной последовательности. Второй домен содержит РНК-связывающий мотив и находится в средней части аминокислотной последовательности. Третий домен состоит из 19 C-концевых аминокислот и способен взаимодействовать с HBsAg в ходе сборки частиц вируса. Кроме того, он принимает участие в ингибировании репликации вирусной РНК. Способ проникновения вируса в клетку неизвестен. Вероятно, вирус проникает в клетку за счет взаимодействия HBs-антигена с рецептором. Проникнув в клетку, РНК HDV реплицируется уже без помощи вируса гепатита B. На первом этапе РНК HDV с помощью дельта-антигена транспортируется в ядро. Здесь РНК реплицируется с участием РНК-полимеразы II клетки-хозяина. Репликация идет по типу катящегося кольца, давая длинную молекулу антигеномной РНК, имеющую множество повторов генома вируса. Мультиплицированная антигеномная РНК расщепляется аутокаталитически до отдельных геномных единиц. Затем мономерная антигеномная РНК аутокаталитически лигируется в замкнутую молекулу. Результатом является наработка множества копий негативной геномной РНК, каждая из которых аутокаталитически замыкается в кольцо, завершая цикл репликации. На замкнутой минус-нити РНК вируса синтезируются субгеномные плюс-цепи, длиной около 0,8 kb. Они транспортируются в цитоплазму, где служат матричной РНК для трансляции HDAg. Большой и малый белки, составляющие HDAg транслируются двумя отличающимися мРНК. В первую очередь синтезируется малый HDAg, который транспортируется в ядро, где его присутствие необходимо для репликации РНК. В ходе репликации геномной РНК происходят мутации, изменяющие терминирующий кодон для синтеза HDAg. Мутации приводят к изменению терминирующего кодона и продукции большой формы HDAg. Последняя, соединяясь с малым HDAg, ингибирует дальнейшую репликацию РНК. После трансляции обе формы HDAg фосфорилируются и путем самосборки упаковываются в вирусные частицы. Комплекс РНК- HDAg взаимодействует с HBsAg с образованием вирусной частицы. Капсид образующегося потомства содержит примерно равные количества большого и малого HDAg. Оболочка вируса содержит все три вида поверхностных белков вируса гепатита B, но в разных соотношениях. Преимущественно оболочка построена из HBs-антигена. HDV-инфекция. Передача HDV от человека к человеку происходит только в результате коинфицирования или суперинфицирования вирусами гепатитов B и Дельта. В среднем примерно 5% носителей вируса гепатита B инфицированы вирусом гепатита Дельта. HDV-инфекция встречается во всех регионах мира. Существуют районы с повышенной встречаемостью HDV. Такими районами являются Южная Европа, Бразилия, Западная Африка, острова Тихого океана. В Азии HDV встречается сравнительно редко, несмотря на высокую частоту встречаемости гепатита B. HDV-инфекция имеет спорадический характер и часто ассоциирована с внутривенными манипуляциями. Возможна передача вируса половым путем. Предполагаются два возможных патогенетических механизма развития инфекции. Первый заключается в прямом цитопатическом действии вируса на клетку, другой связан с иммуно-опосредованной цитопатичностью. Инкубационный период длится 3-7 недель. Заболевание обычно начинается с неспецифических симптомов (повышенная утомляемость, отсутствие аппетита, тошнота), затем появляются типичные признаки гепатита, такие как желтуха и повышенный уровень трансам и казной активности в крови больного. В случае коинфицирования HBV и HDV острые симптомы проходят через 12-16 недель. Если болезнь является результатом суперинфекции, то инфицирование часто приводит к хроническому гепатиту. 60-70% больных хроническим гепатитом Дельта заболевают циррозом печени. Результатом HDV -инфекции может явиться фульминантный (бурно протекающий) гепатит, характеризующийся высокой вероятностью смертельного исхода. В целом, при гепатите Дельта смертность намного выше, чем при других вирусных гепатитах. Прямой связи между HDV -инфекцией и гепатоклеточной карциномой не выявлено, однако цирроз печени увеличивает риск заболеваемости первичным раком печени. Суперинфицирование HBV-носителей нередко приводит к ингибированию репликации HBV. В ходе острой фазы HDV-инфекции ингибируется синтез HBs-антигена и ДНК HBV. При хронической инфекции также супрессируются маркеры вирусного гепатита B. Известно, что HDAg в состоянии ингибировать транскрипцию генома HBV. В ходе острой фазы гепатита Дельта определяются РНК HDV и HDAg. Затем появляются антитела класса IgM против HDAg. Несколько позже в крови появляются антитела класса IgG против HDAg. Определение антител класса IgM, направленных против HDAg обычно используют для постановки диагноза HDV-инфекции. Все маркеры инфекции, включая IgM и IgG антитела, исчезают через несколько месяцев после выздоровления. При хроническом гепатите Дельта в крови сохраняются антитела обоих классов, а также определяется вирусная РНК. Вакцина против гепатита Дельта не разработана. Меры профилактики заболевания заключаются в ограничении распространения вирусного гепатита B. 9.4.3. Вирус гепатита C (HCV; ВГС) Вирус гепатита C (Flaviviridae, Hepacivirus) — РНК-содержащий вирус. Долгое время исследователи предполагали существование вируса гепатита C, однако сам вирус оставался неизвестен. Случаи парентерально передаваемого вирусного гепатита, не относящиеся к вирусным гепатитам A, B и D, называли вирусными гепатитами ни-A, ни-B. Решающий шаг в обнаружении этиологического агента таких гепатитов был сделан в 1989 году. У больных гепатитом ни-A, ни-B было выявлено наличие вирусной РНК, характерной для флавивирусов. Последующие исследования позволили идентифицировать обнаруженную РНК, как РНК вируса гепатита C. Была установлена широкая распространенность вируса и способность к частому формированию хронического гепатита с переходом в цирроз печени и гепатоклеточную карциному (первичный рак печени). В настоящее время в мире насчитывается до 500 млн. инфицированных вирусом гепатита C, что характеризует вирус как один из наиболее распространенных вирусных патогенов. Вирусные частицы имеют оболочку, содержатся в крови в следовых количествах и ассоциированы с липопротеинами низкой плотности и антителами к белкам HCV. Вирусы, выделенные из комплексов с липопротеинами и анти-HCV антителами, имеют диаметр 60-70 им. При электронно-микроскопическом изучении на поверхности вириона выявлены хорошо выраженные выступы высотой 6-8 нм. HCV инфицирует не только гепатоциты, но и лимфоциты. Рецептором HCV на B-лимфоцитах является молекула TAPA-1 (CD81 антиген), входящая в состав B-клеточного корецептора и относящаяся к тетраспанам, то есть белкам, 4 раза пронизывающим мембрану. Кроме того, известно, что HCV проникает в клетки в составе частиц, образуемых липопротеинами низкой плотности. Липопротеины взаимодействуют с соответствующими рецепторами, локализованными в окаймленных ямках на поверхности клеток и затем поглощаются внутрь клеток. Геном вируса состоит из однонитевой РНК позитивной полярности длиной 9,4-9,5 т.н. Геном имеет одну открытую рамку считывания и кодирует полипротеин длиной 3008-3037 а.о. в зависимости от генотипа вируса. Кроме различий в длине генома и полипротеина, у разных изолятов вируса выявлена высокая гетерогенность генома на уровне нуклеотидной последовательности. Различия связаны с высокой скоростью мутаций вирусного генома и могут достигать 30%. Изоляты вируса, геном которых имеет различия, достигающие 30%, относят к разным генотипам. Выявлено, по крайней мере 6 различных генотипов и более чем 30 субтипов вируса. Между субтипами различия нуклеотидной последовательности достигают 15%. Инфицирование организма вирусами разных генотипов приводит к развитию гепатита с разной тяжестью течения. В России наиболее распространены генотипы 1b (плохо поддается терапии интерфероном-альфа) и генотип 3a. На 5'- и 3'-концах генома вируса находятся нетранслируемые регионы (HTP). 5'-HTP состоит из 340 н.о., отличается высокой консервативностью и образует упорядоченную вторичную структуру, состоящую из нескольких шпилек. Функция 5'-HTP заключается в инициации трансляции. Специфически связываясь с рибосомами и факторами трансляции клетки-хозяина, он направляет рибосому к инициирующему кодону AUG в позиции 342, после чего начинается синтез полипротеина. Полипротеин процессируется комбинацией вирусных протеиназ и протеиназ клетки-хозяина. Идентифицировано 10 белков, на которые расщепляется полипротеин. В первой трети полипротеина, начиная с М-конца, локализованы структурные белки, ближе к С-концу — неструктурные (схема 12). Непосредственно на N-конце полипротеина локализован core-белок, формирующий вирусный капсид. Он освобождается из полипротеина за счет клеточных протеиназ и имеет гидрофобную C-концевую последовательность. Внутри клетки core-белок локализован на мембране ЭПР, а также в ядре клетки. Ядерный core-белок супрессирует отдельные гены клетки-хозяина. Цитоплазматический core-белок специфически подавляет апоптоз инфицированных клеток, обеспечивая длительную персистенцию вируса. Core-белок изменяет также клеточный метаболизм триглицеридов в гепатоцитах. В результате развивается стеаноз (жировое перерождение печени). При образовании нуклеокапсида происходит мультимеризация core-белка и его взаимодействие с вирусной РНК. Схема 12 . Строение полипротеина вируса гепатита C Гликопротеины E1 и E2 освобождаются из полипротеина за счет действия сигнальных пептидаз клетки-хозяина. Белки высоко гликозилированы. С белком E2 иногда ассоциирован небольшой протеин p7. При сборке вириона E1 взаимодействует своим C-концом с core-белком, а E2 — с NS2-протеином. При этом E1 и E2 образуют комплексы, сшитые дисульфидными связями. Образование комплексов происходит внутри ЭПР с участием шаперона калнексина. E2 регион генома HCV является наиболее вариабельным регионом. Вариабельность является следствием беспорядочных мутаций. В ходе постоянно идущего мутационного процесса отбираются мутанты, способные уклоняться от действия нейтрализующих антител, продуцируемых иммунной системой хозяина. Скорость мутаций настолько велика, что в организме одного и того же HCV-инфицированного индивидуума возникает множество вариантов вируса, отличающихся от родительского варианта. Такие варианты называют квазивидами. Основная часть возникающих мутаций связана с гипервариабельным участком E2-лротеина, расположенным между 383 и 414 ао. NS2 протеин является трансмембранным белком. Его C-конец смотрит в просвет цистерн ЭПР, вконец смотрит в цитозоль. NS2 протеин является цинк-зависимой протеазой, разрезающей NS2 и NS3 белки, то есть это аутопротеаза. При расщеплении белков освобождается N-конец NS3, что является важным моментом в репликации HCV. NS3 белок выполняет несколько различных функций. Во-первых, он участвует в процессинге полипротеина, являясь сериновой протеазой, отщепляющей от полипротеина все неструктурные белки. Причем отщепление NS3 от NS4A является аутокаталитическим процессом. Во-вторых, NS3 белок играет важную роль в репликации вируса, обладая хеликазной и нуклеотидтрифосфатазной активностью. NS3 способен связываться с РНК, отдавая предпочтение двухнитевым структурам. При репликации вируса NS3 белок связывается с поли-U последовательностью на 3'-конце вирусного генома своим РНК-связывающим доменом и затем происходит раскручивание двунитевой РНК, свернутой в шпильки и другие пространственные структуры. Одновременно идет гидролиз нуклеотидтрифосфатов, осуществляемый другим доменом NS3. В третьих, NS3 белок способен специфически взаимодействовать с каталитической субъединицей клеточной протеинкиназы A, участвующей в передаче клеточных сигналов. Длительное присутствие NS3 протеина в клетке может привести к злокачественной трансформации гепатоцитов и развитию гепатоклеточной карциномы. NS4 регион полипротеина состоит из двух белков — NS4A и NS4B. Первый имеет молекулярную массу 8 кДа и при такой небольшой массе обладает несколькими функциями. NS4A протеин является кофактором для NS3 протеазы, образуя с NS3 белком единый комплекс. Существование такого стабильного гетеродимерного комплекса, поддерживаемого атомом цинка, подтверждено кристаллографически. NS4A белок выполняет также функцию кофактора, необходимого для гиперфосфорилирования NS5A протеина, и функцию якоря, удерживающего на мембране ядра клетки репликативный комплекс HCV. Функция NS4B протеина остается неясной, однако предполагается, что он также принимает участие в формировании репликативного комплекса. NS5 регион полипротеина построен из двух больших белков — NS5A (56 кДа) и NS5B(65 кДа). Белки освобождаются из полипротеина с помощью NS3-NS4A протеазного комплекса. NS5A аутокаталитически фосфорилируется по остаткам серина. Гиперфософорилирование идет при участии NS4A протеина. Биологическая функция фосфорилирования неясна. NS5A белок высококонсервативен и обнаруживается на ядерной периплазматической мембране инфицированных клеток, где совместно с NS5B образует мембранно-связанный репликативный комплекс. NS5A протеин играет важную роль в формировании механизмов устойчивости клеток к действию интерферона. NS5A протеин взаимодействует с протеинкиназой PRK, активность которой индуцируется интерфероном. Результатом взаимодействия является ингибирование молекулярных механизмов ответа инфицированных клеток на интерферон. NS5B протеин является РНК-зависимой РНК-полимеразой. Он высоко консервативен и является функционально наиболее важным компонентом репликативного ядерного комплекса, который обеспечивает репликацию/транскрипцию вирусной РНК. На позитивной нити геномной РНК транскрибируется минус-нить, которая является матрицей для синтеза (+)РНК. Затем происходит формирование комплекса РНК с core-белком и его последующая транспортировка в эндоплазматический ретикулюм, где с core-белком взаимодействуют поверхностные белки E1 и E2, достраивающие вирусную частицу. HCV-инфекция. Диагностика вирусного гепатита C основана на определении антител к белкам HCV с помощью иммуноферментного анализа. При остром гепатите C преимущественно определяются IgM и IgG антитела против core-белка HCV. При хроническом гепатите C определяются антитела класса IgG против структурных и неструктурных белков вируса. Кроме того, в диагностических целях определяют РНК вируса с помощью ПЦР. В качестве праймеров используют олигонуклеотиды, соответствующие консервативным участкам нуклеотидной последовательности РНК вируса. Генотипы HCV также определяют с помощью полимеразной цепной реакции. В широких масштабах проводят обязательный скрининг донорской крови на присутствие антител к белкам HCV. Вирусный гепатит является сопутствующей инфекцией у ВИЧ-инфицированных лиц. До 90% ВИЧ-инфицированных лиц имеют в крови антитела к белкам HCV. Большое количество HCV-инфицированных лиц регистрируется среди шприцевых наркоманов. Клинически HCV-инфекция протекает в форме гепатитов легкой и средней тяжести с высокой степенью хронизации. На одного больного гепатитом C в разных регионах мира регистрируется от 5 до 30 хронически инфицированных лиц, у которых заболевание протекает в скрытой форме. Через 15-25 лет после инфицирования в 20-40% случаев хронический гепатит C приводит к формированию цирроза печени и гепатоклеточной карциномы. Вирус гепатита C получил образное название «ласковый убийца», поскольку медленно и скрыто приводит к деструкции гепатоцитов или их злокачественной трансформации. Наиболее эффективным способом лечения гепатита C является терапия интерфероном-альфа. Однако освобождение организма от вируса происходит лишь в 10-30% случаев и зависит от генотипа вируса и хозяина. Наиболее резистентны к терапии интерфероном лица, инфицированные HCV генотипа 1b. Вакцина для профилактики вирусного гепатита C находится в стадии разработки. Профилактика HCV-инфицирования основана на устранении путей парентеральной передачи вируса. 9.4.4. Вирус гепатита G (HGV; GBV-C) Вирус гепатита G входит в группу неклассифицированных HGV-подобных вирусов в семействе Flaviviridae. Этот вирус был открыт при изучении случаев гепатитов ни A, ни A двумя независимыми группами ученых в 1995-96 гг. с использованием молекулярно-генетических методов исследования. Возбудитель гепатита G образует классические для семейства Flaviviridae вирусные частицы с гликопротеинами, расположенными на наружной оболочке вириона. Отличительной особенностью вирусных частиц HGV является отсутствие вирусоспецифичного нуклеокапсидного core-белка. Геном HGV представлен одной нитью РНК позитивной полярности размером около 9,4 т.н., кодирующей 2877 аминокислот. 5'- и 3'- концевые участки геномной РНК вируса содержат HTP размером около 500 и 300 н.о., соответственно. 3'-конец РНК HGV не имеет поли-A последовательности и образует термодинамически стабильную вторичную структуру, состоящую как минимум из 5-6 петель. Роль 3'-HTP предположительно заключается в терминации трансляции и регуляции транскрипции. Схема 13. Структурная организация РНК HGV Расположение генов в РНК вируса гепатита G имеет сходство с некоторыми флавирусами, пестивирусами и HCV, у которых последовательности, кодирующие структурные белки, представлены на 5'-области генома (E1, E2), а гены, кодирующие неструктурные белки (NS2, NS3, NS4, NS5), расположены в 3'-концевой области (схема 13). Однако отсутствие нуклеокапсидного белка привело к выделению HGV в отдельную ветвь семейства флавивирусов. Инициация трансляции происходит на AUG кодоне, расположенном непосредственно перед последовательностью предполагаемого E1-гликопротеина HGV и включает область предполагаемого core-белка, кодирующую 16 аминокислот. Однако роль этого пептида в жизненном цикле вируса остается неизвестной. Представленный в полипротеине HGV «core»-пептид не соответствует характеристикам нуклеокапсидных белков других представителей данного семейства. По всей вероятности, роль капсидного белка может играть какой-либо клеточный белок, или core-белок поставляется другим, еще не определенным, вирусом, подобно вирусу гепатита дельта. Так же как HCV, ВИЧ и другие РНК-содержащие вирусы, вирус гепатита G обладает двумя уровнями вариабельности геномной РНК. Первый заключается в различиях между вирусными геномами, находящимися в одном организме (квазивиды). Второй уровень вариабельности основан на различиях между изолятами, обнаруженными в разных организмах (генотипы и субтипы). Квазивиды HGV обладают разной тканевой специфичностью. Большинство нуклеотидных последовательностей генома HGV, обнаруженных в печени, образуют между собой близкородственную группу и отличаются от квазивидов, обнаруженных в мононуклеарных клетках периферической крови. К настоящему времени выделено пять генотипов HGV, которые коррелируют с географическим происхождением изолятов. К первому генотипу относятся изоляты, преобладающие на территории Западной Африки (1a и 1b), ко второму — в США и Европе (2a и 2b), к третьему — в Центральной Азии, к четвертому — в Юго-восточной Азии и к пятому — в Южной Африке. РНК вируса гепатита G содержит одну большую OPC, которая транслирует полипротеин размером приблизительно 2800 а.о. Полипротеин процессируется за счет клеточных и вирусных протеиназ с образованием двух структурных и как минимум пяти неструктурных белков. Структурные белки E1 (188 а.о.) и E2 (280 а.о.) выщепляются из полипротеина за счет клеточных сигнальных петидаз (сигналаз) и составляют белковый компонент липопротеиновой оболочки вируса гепатита G. Процессинг неструктурной части полипротеина происходит за счет NS2 и NS3 вирусных протеиназ. Разрыв в NS2/NS3 соединении является аутокаталитическим и происходит с помощью металлозависимой протеиназы NS2. Разрыв между NS3 и NS4 происходит за счет сериновой протеиназы NS3 и сопровождается полным выщеплением ее из оставшейся части полипротеина. Следует отметить, что протеиназная активность свойственна только аминоконцевой части NS3-белка, C-концевая часть которого обладает хеликазной и нуклеотидтрифосфатазной активностями. Сериновая протеиназа NS3 катализирует процессинг незрелой части полипротеина на NS4A-, NS4B-, NS5A- и NS5B-белки. Разрыв между NS4B и NS5A протеинами происходит только в присутствии NS4A-белка, который выступает в качестве кофактора NS3-протеазы. У вируса гепатита C NS5A-белок является кофактором NS5B РНК-зависимой РНК-полимеразы и принимает участие в активации вирусной транскрипции в ингибировании воздействия интерферона на течение HCV-инфекции. Разные последовательности NS5A гена соответствуют разным генотипам вируса гепатита C и ассоциированы с разным ответом на интерферонотерапию. У HGV NS5A-протеин также принимает участие в активации транскрипции вируса, однако аминокислотная последовательность NS5A HGV не оказывает влияния на терапию интерфероном. HGV-инфекция. Основным методом, применяемым для диагностики и изучения эпидемиологических особенностей распространения вирусного гепатита G, является ОТ-ПЦР и определение анти-E2 антител с использованием ИФА. Параллельное использование этих двух методов позволило установить ряд особенностей HGV-инфекции: — РНК вируса обнаруживается приблизительно в 3% случаев среди здоровых и в 38% случаев в группах риска парентерального заражения, например среди больных, которым часто переливают кровь (больные гемофилией); — РНК HGV может персистировать в организме 9-12 лет; — анти-E2 HGV IgG антитела также определяются в течение длительного периода (до 14 лет); — РНК вируса определяется чаще всего в отсутствие антител к E2-протеину вируса, частота одновременного выявления двух маркеров HGV составляет лишь 5%; — наличие антител против E2 HGV почти на !00% совпадает с присутствием РНК HCV в сыворотках крови больных гепатитом C. Случаи моно инфицирования HGV очень редки. Среди больных острым гепатитом ни-A, ни-E, РНК HGV выявляется в 6% случаев. При коинфекции HGV с вирусами гепатитов A, B и C, а также HIV не выявлено значительных изменений в течении заболевания, указывающих на присутствие HGV. Случаи острого гепатита G могут протекать в клинически выраженной и бессимптомной формах. Исходом острой HGV-инфекции может быть или выздоровление с элиминацией вирусной РНК и появлением антител к E2-белку HGV или формирование хронического заболевания с длительным носительством РНК HGV. Вирус обладает тропизмом к целому ряду клеток. Предполагается, что наибольшим тропизмом он обладает к лимфоцитарным клеткам. Показано присутствие РНК HGV в T-лимфоцитах, B-лимфоцитах, моноцитах, стволовых клетках костного мозга, в селезенке и печеночной ткани. Описаны случаи, когда вирус гепатита C обнаруживался в крови и отсутствовал в печеночной ткани. Объяснением того, что попадая в организм человека, HGV не всегда вызывает поражение печени, является отсутствие первичной гепатотропности HGV. Так, HGV может вторично инфицировать гепатоциты, попадая в печень с плазмой и клеточными элементами крови. Вирусный гепатит G относят к инфекциям с парентеральным механизмом передачи возбудителя, который может реализовываться различными путями. Так, многоразовое использование шприцов служит причиной повышенного распространения HGV среди наркоманов, вводящих наркотики внутривенно. Результаты тестирования сывороток крови наркоманов на анти-E2 и РНК HGV свидетельствуют о чрезвычайно высоком (88,9%) распространении вируса гепатита G в данной группе населения. Вирус гепатита G может быть обнаружен в препаратах, изготовленных из крови человека. Такие находки были сделаны в анти-D иммуноглобулине человека и иммуноглобулине для внутривенного введения. При гепатите G возможен половой путь передачи вируса, выявлен вертикальный путь передачи HGV от инфицированной матери ребенку. 9.4.5. Вирус гепатита A (ВГА; HAV) Вирус гепатита A (Picornaviridae, Hepatovirus) является этиологическим агентом вирусного гепатита A, ранее носившего названия: болезнь Боткина, инфекционный гепатит, эпидемический гепатит. Вирус относится к группе кишечных (энтеральных) вирусов с фекально-оральным механизмом передачи. В период вирусемии может передаваться парентерально. Вирус идентифицирован в 1973 году. На фотографиях, полученных с помощью электронной микроскопии, вирусные частицы выглядят как сферы с неровной поверхностью диаметром 30 нм. Капсид лишен оболочки, имеет икосаэдрическую симметрию и содержит по 60 копий каждого из трех структурных вирусных белков. Однонитевой линейный (+)РНК-геном клонирован и охарактеризован в 1983 году. Геномная организация вируса характерна для пикорнавирусов, имеющих одну большую рамку считывания, кодирующую полипротеин (схема 14). Геном вируса имеет длину 7500 оснований. На 5'-конце геномной РНК находится кэпирующий протеин VPg. 3'-конец полиаденилирован. 735 оснований 5'-конца генома составляют нетранслируемый регион, имеющий вторичную структуру в виде шпилек. 5'-НТР высококонсервативен и несет сайт посадки рибосом клетки-хозяина. Функция НТР заключается в ориентации рибосом в направлении инициирующего кодона AUG, находящегося в начале открытой рамки считывания. РНК вируса кодирует полипротеин, процессирующийся в ходе репликации с образованием 12 протеинов разной молекулярной массы, выполняющих различные функции. Треть генома, прилегающая к 5'-НТР, кодирует 4 структурных протеина (VP1-VP4). В состав зрелого вириона входят только первые три белка (VP1, VP2, VP3). Схема 14. Организация геномной РНК вируса гепатита A Внутри большой рамки считывания выявлена высокая вариабельность нуклеотидной последовательности. Различия в последовательности РНК могут доходить до 15% и более. То есть вирусы, принадлежащие разным изолятам, могут различаться по каждому шестому-седьмому нуклеотиду РНК, Наиболее вариабельным является регион, соответствующий генам VP1 и 2A. В соответствии с различиями в нуклеотидной последовательности выделено 7 генотипов вируса. У человека идентифицировано 4 генотипа. Еще три генотипа обнаружено у обезьян, которые также заболевают вирусным гепатитом A. Несмотря на высокую вариабельность региона VP1-2A, белок VP1 участвует в формировании двух высоко консервативных иммунодоминантных эпитопов, одинаковых у всех штаммов вируса гепатита A. Эпитопы являются конформационными, т. е. построены из аминокислот, находящихся в разных участках аминокислотной последовательности белка. Более того, в формировании одного из иммунодоминантных эпитопов принимает участие остаток аспарагина белка VP3. Совокупность иммунодоминантных консервативных эпитопов обозначают как HAV-антиген. Вирусы, принадлежащие разным генотипам, относятся к одному серотипу, определяемому общим HAV-антигеном. Неструктурные белки вируса принимают участие в репликации вируса. За исключением протеина 3B, являющегося 5'-связанным кэпирующим белком, они не входят в состав вириона. Протеин 2C является хеликазой, белок 3C является протеазой, отвечающей за посттрансляционную модификацию полипротеина. Белок 3D является РНК-зависимой РНК-полимеразой. Функция остальных протеинов исследуется. Рецептором для HAV является мембранный муциноподобный белок, относящийся к суперсемейству иммуноглобулинов. Связывание вируса с клетками имеет кальций-зависимый характер. Схема репликации вируса подобна схеме репликации других пикорнавирусов и проходит через стадию образования промежуточной минус-нити РНК, которая присутствует в инфицированных клетках в небольших количествах. Особенностью репликации является высокое сродство позитивной РНК к капсидным белкам. Вследствие этого вновь образующаяся геномная РНК быстро включается в состав капсида. Тем самым, снижается количество свободной РНК, которая могла бы служить матрицей для дальнейшей репликации, и размножение вируса быстро завершается. Такой механизм репликации является одной из причин ограниченной персистенции вируса в культуре клеток. Репликация вируса не нарушает синтеза внутриклеточных белков и обычно не приводит к выраженному цитопатическому эффекту. Геномная РНК используется и в качестве матричной РНК. Трансляция начинается после посадки рибосомальной субъединицы 40S на 3'-конец 5'-НТР выше инициирующего кодона AUG. В этом процессе принимают участие клеточные факторы инициации трансляции. После синтеза полипротеина происходит его расщепление, которое идет с участием белка 3C, являющегося протеазой. Протеолиз структурного участка полипротеина приводит к образованию белков VP1, VP3 и белка-предшественника VP0. Они собираются в незрелый капсид, не содержащий РНК. Последующее включение РНК в состав вирусной частицы сопровождается расщеплением VP0 с образованием структурного белка VP2 и короткого полипептида VP4. В отличие от VP4-протеина других пикорнавирусов, VP4-протеин вируса гепатита A не включается в состав вирусной частицы, его судьба остается неясной. Капсиды накапливаются в клетке в избытке как во время репликации, так и после ее окончания. Они обнаруживаются в клеточных везикулах, а затем секретируются в околоклеточное пространство. HAV-инфекция. В инфицированном организме нарабатываются анти-HAV антитела, обеспечивающие многолетний протективный иммунитет. Сначала в крови появляются антитела класса IgM, значительно позднее — антитела класса IgG. В период от начала заболевания до клинических проявлений инфекции в фекалиях обнаруживается HAV антиген, что свидетельствует об активной репликации вируса в гепатоцитах с последующим его поступлением через билиарный тракт в кишечник. Вирусный гепатит A распространен во всем мире. Однако чаще он встречается в регионах и странах с относительно низкими санитарными стандартами. Регистрируются вспышки гепатита A в организованных коллективах (детские сады, воинские части, дома отдыха и т. д.). Нередко причиной эпидемических вспышек является вода, контаминированная фекальными массами, содержащими вирус. В связи с этим, санэпиднадзором проводится определение HAV антигена в источниках питьевой воды. Выявление HAV антигена, как и определение антител к белкам вируса, проводят с помощью иммуноферментного анализа. В отдельных случаях определяют РНК HAV с помощью ПЦР. Клинически гепатит A характеризуется относительно легким течением, редким развитием тяжелых форм, выздоровлением в течение 2 месяцев без угрозы хронизации. Инкубационный период короче, чем при других вирусных гепатитах и составляет срок от 10 дней до 1 месяца. Гепатит A нередко может протекать без видимых клинических проявлений (желтухи). Такие формы гепатита A называются инаппарантными, чаще встречаются у детей. Профилактика гепатита A основана на соблюдении санитарных норм и применении вакцины против гепатита A. 9.4.6. Вирус гепатита E (ВГЕ; HEV) Вирус гепатита E является единственным представителем блуждающего рода Hepevirus. До недавнего времени его относили к семейству Caliciviridae. Однако наличие молекулярно-биологических особенностей, характерных только для этого вируса, заставило исследователей в 2000 году вынести его за пределы семейства калицивирусов. Вирус гепатита E серологически и молекулярно-генетически не имеет сходства с вирусом гепатита A. HEV не имеет оболочки, диаметр вириона равен 30 н.м. Геном состоит из РНК позитивной полярности длиной 7,5 т.н. с полиаденилированным 3'-концом. В составе генома имеется 3 открытых рамки считывания и два консенсусных мотива, свидетельствующих о наличии гена РНК-зависимой РНК-полимеразы и нуклеотидтрифосфат-связывающего участка, необходимого для реализации хеликазной активности. 5'-конец генома содержит первую OPC и кодирует РНК-РНК-полимеразу и хеликазу. Вторая OPC, примыкающая к 3'-концу, кодирует структурный белок. Третья OPC начинается с последнего нуклеотида первой рамки считывания и включает 2 первых основания стоп-кодона первой рамки (UG) с образованием соответствующего стартового кодона. Третья рамка кодирует протеин с молекулярной массой 14,5 кД, функция этого белка не определена. У изолятов вируса, выделенных в разных географических регионах мира, наблюдается высокая гомология геномных нуклеотидных последовательностей. Все изоляты вируса несут общие антигенные детерминанты, однако выявлены и типоспецифические эпитопы, характерные для изолятов, выделенных в отдельных регионах мира. HEV-инфекция. Вирусный гепатит E распространен в Средней и Южной Азии среди лиц молодого и среднего возраста. Заболевание ассоциировано с фекальным загрязнением воды. Механизм передачи фекально-оральный. Впервые гепатит E был описан в Индии в 1955 году, когда вследствие фекальной контаминации питьевой воды заболело 29 тысяч человек. Крупные вспышки в это же время наблюдались в Киргизии. Особенностью вирусного гепатита E явилась высокая смертность инфицированных беременных женщин (до 20%). В Средней полосе России вирусный гепатит E встречается крайне редко, обычно такие случаи являются завозными. Природным хозяином вируса является человек, однако вирус может инфицировать и организм обезьян. Эндемичными районами для ВГЕ являются регионы тропического и субтропического пояса. Вспышки вирусного гепатита E регистрируются чаще всего в периоды муссонных дождей, наводнений, приводящих к загрязнению воды. Зарегистрированы также вспышки в Африке. Инфицируются вирусом чаще всего лица в возрасте от 15 до 45 лет. Наиболее частый фактор риска — контаминированная фекалиями вода. Инкубационный период — 6 недель. Вирус реплицируется в гепатоцитах и выделяется из организма через билиарный тракт. В фекалиях целые вирусные частицы встречаются в небольших количествах, что является следствием их частичного разрушения протеиназами пищеварительного тракта (трипсин, химотрипсин). Вирусный гепатит E может протекать как в легкой форме (субклинически), так и в тяжелой форме, вплоть по фульминантного гепатита. Отличительной чертой является высокая смертность беременных женщин. Заболевание сопровождается наработкой антител классов IgM и IgG. Последние могут определяться в течение года после перенесенного заболевания. Дифференциальная диагностика вирусного гепатита E основана на определении специфических антител и РНК. ^ 9.5. Энтеральные вирусы Энтеральные вирусы — одни из первых паразитов, которые колонизируют кишечник новорожденных. По взаимодействию с организмом хозяина вирусы, обнаруживаемые в содержимом кишечника, можно разделить на несколько групп: — Вирусы, которые реплицируются в энтероцитах, вызывая симптоматическую кишечную инфекцию (рота-, адено-, энтеровирусы). Эти же вирусы могут выступать в роли «молчащих» вирусов, которые характеризуются бессимптомной репродукцией, что особенно часто проявляется у новорожденных. — Вирусы, которые используют желудочно-кишечный тракт как входные ворота инфекции, где могут реплицироваться прежде, чем вызвать системное заболевание (энтеровирусы). — Вирусы, вызывающие некишечные системные поражения, которые могут в определенных условиях также реплицироваться в энтероцитах и вызывать симптомы энтерита (вирус кори, ЦМВ, ВИЧ). — Вирусы, попадающие в кишечник с пищей (фаги, вирусы растений) или секретами носоглотки (респираторные вирусы). 9.5.1. Вирусы — возбудители острых кишечных инфекций Острые кишечные инфекции (ОКИ) традиционно являются одной из актуальных проблем ветеринарии и здравоохранения во всем мире. По данным ВОЗ, ежегодно регистрируется 1-1,2 миллиарда диарейных заболеваний, умирает до 4 миллионов человек, причем 60-70% забо­левших составляют дети до 14 лет. В России общая заболеваемость ОКИ традиционно остается на высоком уровне и кишечные инфекции устойчиво занимают 3-4 место среди всех инфекционных заболеваний детей. Острые кишечные инфекции, по терминологии ВОЗ «диарейные болезни», — это группа инфекционных заболеваний, клинически харак­теризующихся острым диарейным синдромом. В настоящее время по родовому признаку различают более 30 нозологических форм ОКИ, вы­зываемых бактериями, простейшими и вирусами. Таблица 9 Этиологические агенты вирусных диарей Вид генома Семейство Вирус Частота обна­ружения при ОКИ у детей, (%) ДнДНК Adenoviridae Аденовирусы группы F типов 40,41 2-17 ОнДНК Parvoviridae Парвовирусы ? ДнРНК Reoviridae Ротавирусы группы A Ротавирусы группы C 20-40 1-2 Birnaviridae Пикобирнавирусы 0,1-8 (+)РНК Coronaviridae Коронавирусы, торовирусы 3-27 Astroviridae Астровирусы 1-4 Caliciviridae Вирусы Норволк, Саппоро 5-14 Picornaviridae Энтеровирусы (ЕСНО, Коксаки A) 1-1,5 Flaviviridae Пестивирусы _ Вирусы, являющиеся этиологическими агентами острых кишечных заболеваний — это многочисленная группа вирусов, относящиеся как минимум к 9 семействам вирусов (табл. 9). В таблице представлены вирусы, вызывающие диарею у человека и животных. Не все вирусы гастроэнтерита животных патогенны для человека. Так, роль парвовирусов, широко циркулирующих среди собак, в инфекционной кишечной патологии детей до сих пор не доказана. Неясна ситуация с пикобирнавирусами, которые ассоциированы с диареей только у ВИЧ-инфицированных. Пестивирусы, являющиеся ведущим патогеном телят, от лю­дей не выделены. Основными этиологическими агентами вирусных диарей являются ротавирусы, аденовирусы, калицивирусы и коронавирусы. Среди них первое место в инфекционной кишечной патологии принадлежит ротавирусам. Ротавирусы (RV, PB) Ротавирусы (Reoviridae) являются основным этиологическим аген­том острого инфекционного гастроэнтерита у детей, молодняка живот­ных и птиц. Как причина диареи у мышат РВ были идентифицированы в 1950 г., у обезьян и телят — в 1960 г., у детей — в 1973 г. австралийской исследовательницей Бишоп. В отдельный род Rotavirus РВ выделены на IV Международном конгрессе вирусологов в 1978 г. Характеристика вируса Ротавирион — двукапсидная, не содержащая липопротеиновой обо­лочки вирусная частица, размером 76,5 н.м., организованная согласно принципам икосаэдральной симметрии (Т = 13). Под электронным мик­роскопом ротавирион напоминает колесо с короткими спицами и хоро­шо различимым ободом, что послужило основанием названия вируса («rota» — колесо). В препаратах РВ, выделенных от больных животных и человека, под электронным микроскопом при негативном контрастировании можно наблюдать три типа частиц — гладкие двукапсидные (76,5 н.м.), шероховатые однокапсидные (70 н.м.) и сердцевины (50 н.м.), что отражает существование трех структурных элементов вириона — наружного и внутреннего капсидов и сердцевины. Наружный капсид ротавириона представляет собой сотоподобную решетку толщиной около 10 нм, образованную гликопротеином VP7. На поверхности решетки расположено 60 выступов длиной 4,0 н.м. с утол­щенным дистальным концом (димеры протеазочувствительного VP4). Поверхность пронизана 132 каналами трех типов, различающихся раз­мерами и расположением. Они проникают сквозь оба капсида, достигая сердцевины. Внутренний капсид ротавириона имеет толщину 15-20 н.м., построен по принципу скошенного икосаэдра с Т = 13. Он состоит из 780 структурных единиц, организованных в 260 тримеров и состоящих из молекул единственного белка VP6. Сердцевина ротавирусной частицы (core) имеет гексагональную форму, характеризующуюся осями симметрии 2-го, 3-го и 5-го порядков. Оболочка core, имеющая толщину 0,15 нм, образована основным белком кора — VP2, ассоциированным с РНК-полимеразой (VP1) и гуанилтрансферазой (VP3), и пронизана маленькими порами вдоль 5-ти и 3-х кратных осей симметрии. Поры сердцевины соединены с каналами внутреннего капсида. Геном ротавируса состоит из 11-ти сегментов двухнитевой РНК размером от 667 до 3302 п.н., суммарный размер составляет 18 556 п.н. Десять сегментов ротавирусного генома являются моноцистронными матрицами. Каждая предназначена для синтеза только одного белка. В то же время, ген VP7 является бицистронным и кодирует 2 гликопротеина, синтезирующихся с первого и второго инициирующих кодонов в одной рамке считывания. Наличие на 5'-конце кэп-структуры, состоящей из метилгуанидина, свидетельствует, что плюс-нить РНК выполняет роль мРНК для синтеза вирусных белков, однако 3'-конец таких РНК не содержит поли-A последовательности. Семь концевых нуклеотидов консервативной последовательности 3'-конца ротавирусных генов выполняют роль минимального промотора при синтезе минус-нитей РНК. При электрофорезе в ПААГ одиннадцать сегментов ротавирусного генома распределяются с образованием характерного профиля, состоящего их четырех классов генов (схема 15). Распределение сегментов внутри классов определяет электрофоретип ротавируса, который является стабильным признаком штамма и эпидемиологическим маркером. Схема 15. Картирование генома ротавирусов группы A Репродукция ротавирусов Ротавирусная инфекция начинается прикреплением двухкапсидной вирусной частицы к специфическому клеточному рецептору, находящемуся на клетках цилиндрического эпителия, покрывающего вершины ворсинок слизистой оболочки тонкого кишечника. Рецепторами ротавирусов на поверхности энтероцитов являются мембранные белки, относящиеся к суперсемейству интегринов и состоящие из двух полипептидных цепей (α2β1 и α4β1 интегрины). Лигандами рецепторов являются белки VP7 и VP4. После адсорбции вируса на клеточной поверхности происходит его проникновение в клетку, которое происходит с использованием механизма рецепторного эндоцитоза. Для запуска инфекционного процесса необходимо сочетание проникновения вириона с его «раздеванием», которое напрямую зависит от протеолитической активации VP4. Центральный консервативный регион полипептидной цепи VP4 имеет участок, расщепляемый трипсином. При обработке трипсином VP4 нарезается на два пептида — VP5 и VP8. В результате расщепления происходит образование свободного NH2 -конца на полипептиде VP5, что приводит к активации инфекционности вируса. Существенным моментом в эффективном «раздевании» ротавириона является также низкая концентрация Ca2+ во внутриклеточной среде, определяющая выход кальция из рецептосомы. Снижение концентрации кальция в рецептосоме приводит к дезинтеграции наружного капсида ротавириона, белки которого, в частности VP4, дезинтегрируют мембрану рецептосомы, в цитоплазму выходит однокапсидная вирусная частица. Потеря ротавирионом наружного капсида приводит к активации РНК-зависимой РНК-полимеразы (VP1). Транскрипционная функция этого фермента направлена на синтез плюс-нитей РНК, являющихся как мРНК для синтеза вирус-специфических белков, так и матрицей для синтеза минус-нитей при сборке ротавирионов. Для проявления транскриптазной активности РНК-полимеразе необходимо присутствие VP6, который конформационно стабилизирует РНК-полимеразный комплекс. Вследствие этого, наработка плюс-нитей идет только в составе однокапсидной вирусной частицы по консервативному механизму без вытеснения цепи. Синтезированные мРНК кэпируются внутри частицы и покидают ее через поры однокапсидной частицы. Большинство структурных и неструктурных белков ротавируса синтезируется на свободных рибосомах цитоплазмы. Только гликопротеины VP7 и NSP4 синтезируются на рибосомах, ассоциированных с мембраной ЭПР. Предложена модель морфогенеза однокапсидной вирусной частицы. В инфицированных клетках существует три типа субвирусных частиц, обладающих репликазной активностью - прекор (45 н.м.), кор (65 н.м.) и однокапсидный вирион (75 н.м.). Прекор образуется в вироплазме как результат геномного группирования 11-ти плюс-нитей РНК и белков VP1, VP3, а также четырех NS белков. После ассоциации этих компонентов вирусная репликаза (VP1) инициирует синтез минус-нитей РНК на матрице мРНК. Когда минус-нити подвергаются удлинению, прекор конкурентно подвергается морфогенезу в кор путем добавления VP2. В основе образования коровой частицы лежит явление самосборки, что подтверждается способностью VP2 в условиях in vitro образовывать сферические, вытянутые и спиралевидные структуры. Двигаясь к периферии вироплазмы, коровая частица приобретает VP6. VP2 содержит остаток миристиновой кислоты, которая связывается с N-концевым глицином в молекуле VP6. Известно, что VP6 способен образовывать, как в клетке, так и в условиях in vitro, гексагональные решетки и тубулярные структуры, что свидетельствует о роли белок-белковых взаимодействий и явления самосборки и в процессе формирования внутреннего капсида. Субвирусная репликазная частица, состоящая из структурных белков, входящих в состав однокапсидного вириона и неструктурных белков, необходимых для репликации генома, имеет размер 100 н.м. В составе такой частицы продолжается удлинение минус-нитей РНК, при этом (+)РНК, выступающая из репликазной частицы, затягивается внутрь. Снижение количества выступающих из репликазных частиц нитей коррелирует по времени с уменьшением размера частиц, которое, по мнению авторов модели, может быть связано как с окончанием образования полноразмерных сегментов генома и их упаковкой внутри частицы, так и с потерей неструктурных белков, выполнивших свои функции. Следующим этапом в морфогенезе ротавириона является почкование однокапсидной вирусной частицы через мембрану ЭПР, в процессе которого субвирусная частица приобретает временную псевдооболочку. Этот процесс является уникальной особенностью морфогенеза ротавирусов, отличающей их от других членов семейства Reoviridae. Рецептором однокапсидного ротавириона на цитоплазматической стороне ЭПР является C-конец полипептидной цепи трансмембранного гликопротеида NSP4, который присутствует в ЭПР в форме тетрамера. После транслокации однокапсидной частицы в просвет каналов ЭПР она теряет псевдооболочку, быстро замещающуюся белками наружного капсида. Белки VP4 и VP7 появляются в зрелой двукапсидной частице в течение 10-15 минут после почкования. Механизм транслокации VP4 с цитоплазматической стороны ЭПР в каналы ретикулюма остается неясным. Процесс связывания VP4 и VP7 при сборке наружного капсида носит спонтанный характер, о чем свидетельствует способность этих белков ассоциировать в условиях in vitro в присутствии Ca2+. Инфекционный цикл заканчивается освобождением полных двукапсидных вирусных частиц, происходящим в результате клеточного лизиса уже через шесть часов после инфицирования клетки и достигающим максимума через 15-24 часа. Собственно процесс сборки ротавириона занимает по времени менее часа. Гибель клеток является следствием накопления вирусных токсинов, но не связана с образованием инфекционных вирусных частиц. При освобождении вирионов из клеток слизистой кишечника происходит протеолитическое расщепление VP4, и ротавирионы, попадающие в окружающую среду, не имеют целого VP4. Антигенные свойства ротавирусов Род Rotavirus объединяет 7 антигенных групп вирусов (A, B, C, D, E, F, G). К ротавирусам человека относятся вирусы, принадлежащие группе A (типичные ротавирусы), а также группам B и C (параротавирусы). Серологически группы различают по антигенам, локализованным на протеине VP6 (групповые антигены). Внутри групп по серологическим свойствам различают подгруппы и серотипы. Наиболее эпидемически значимыми являются ротавирусы группы A, которые выделены от человека и молодняка животных. Ротавирусы группы B являются зооантропонозными возбудителями и вызывают заболевания у людей (эндемичны для Китая) и животных. Резервуаром возбудителя являются крысы. Ротавирусы группы C поражают людей, но преимущественно выделяются от свиней с диареями. Ротавирусы групп D и F — возбудители диарей у птиц. 98% ротавирусных диарей у детей вызывается ротавирусами антигенной группы A. Эти ротавирусы характеризуются широким антигенным разнообразием. По наличию подгрупповых антигенных детерминант, локализованных на VP6, различают две подгруппы ротавирусов — SI и SII. По серотиповым детерминантам, локализованным на гликопротеине VP7 (G-серотип ротавируса), выделено 9 серотипов ротавируса. Доминирующими являются G1-4 серотипы. Серотиповые свойства ротавирусов группы A определяются, кроме того, детерминантами, локализованными на протеазочувствительном VP4. Выделено 5 P-серотипов ротавируса. В настоящее время дифференциацию ротавирусов по VP4 проводят с использованием ПЦР. Доминирующими являются P4, P6, P8 генотипы вируса. Гены VP7 и VP4 существуют независимо, в связи с чем природные штаммы ротавирусов описываются как G/P варианты. Ротавирусная инфекция Ротавирусная инфекция (РВИ) — широко распространенное высококонтагиозное острое кишечное заболевание, нередко протекающее в тяжелой форме. В Российской Федерации заболеваемость населения ротавирусной инфекцией занимает 8-е ранговое место в структуре острых кишечных инфекций, а среди детей до 3-х лет в период сезонного подъема инфекции ротавирусы вызывают 60-90% острых кишечных инфекций неясной этиологии. Клиническая картина РВИ мало отличается от кишечных инфекций другой этиологии и проявляется диареей, лихорадкой, рвотой и симптомами острого респираторного заболевания. В тяжелых случаях диарея и рвота приводят к обезвоживанию организма (эксикоз), что может явиться причиной смерти. У новорожденных детей РВИ протекает атипично, часто наблюдаются перфорации стенки кишечника. Ведущим синдромом при РВИ является гастроэнтерит, в связи с чем заболевание часто называют ротавирусным гастроэнтеритом (РВГЭ). Ротавирусы поражают население разных возрастных групп, однако преимущественно болеют дети в возрасте до 3-х лет и пожилые люди в возрасте после 60 лет. Взрослые, как правило, являются бессимптомными вирусоносителями. В странах северных широт с умеренным климатом РВИ чаще наблюдается в холодное время года, т. е. характеризуется выраженной осеннее-зимнее-весенней сезонностью проявлений. В летние месяцы ротавирусы выявляются у больных с диареями в единичных случаях. РВИ характеризуется фекально-оральным механизмом передачи, который реализуется различными путями — водным, пищевым, бытовым, пылевым. Ротавирусы способны инфицировать клетки слизистых респираторного тракта и полноценно репродуцироваться в них, что создает условия для реализации аспирационного механизма передачи инфекции. 9.5.2. Энтеровирусы Энтеровирусы (Enterovirus) входят в семейство пикорнавирусов (Picornaviridae), включающее также еще 5 родов вирусов: Rinovirus (113 серотипов риновирусов), Cardiovirus (вирусы энцефаломиокардита млекопитающих), Hepatovirus (вирус гепатита A), Aphthovirus (вирус ящура), Parechovirus (уникальные эховирусы) и 30 неклассифицированных вирусов насекомых. Термин пикорнавирусы (pico — маленький, RNA — рибонуклеиновая кислота) был введен в 1962 г., до этого вирусы обозначались как «нани-вирусы», т. е. вирусы-карлики. Энтеровирусы впервые выделены в самостоятельный род в 1957 г. Род включает вирусы, патогенные для человека, обезьян, свиней, коров, мышей. Одной из особенностей пикорнавирусов является обилие серотипов, что хорошо видно у энтеровирусов человека. Среди энтеровирусов человека выделено 66 серотипов: полиовирусы (3 серотипа), вирусы Коксаки A (23 серотипа), вирусы Коксаки B (6 серотипов), эховирусы (ECHO — 30 серотипов), Энтеровирусы серотипов 68-70. Характеристика вируса Вирионы—— безоболочечные икосаэдры диаметром 24-30 н.м. Капсид состоит из 60 капсомеров (T = 1). Каждый капсомер образован четырьмя белками: VP1, VP2, VP3, экспонированных снаружи, и VP 4, находящегося во внутренней части капсомера. Кроме того, в состав капсида входят 1-2 молекулы VP0-протомера, из которого нарезаются VP2 и VP4. Антигенная структура энтеровирусов представлена двумя антигенами — типоспецифическим (N-антиген, основной нейтрализующий антиген), который определяется в интактном вирионе, и группоспецифическим (H-антиген), который образуется при удалении РНК. Механизм перехода N-H связан с изменением конформации поверхностных белков вириона. Основные нейтрализующие антигенные детерминанты расположены на белке VP1. Способность моноспецифической антисыворотки нейтрализовать инфекционность вируса лежит в основе определения его серотипа. VP1 несет антирецепторные участки. Для разных серотипов энтеровирусов клеточными рецепторами являются разные мембранные молекулы: — Вирусы Коксаки A — αVβ3-интегрин, β2-микроглобулин, CD54 антиген (ICAM-1). — Вирусы Коксаки B — общий с аденовирусами CAR (суперсемейство иммуноглобулинов); — Вирусы Коксаки B1, 3, 5 — CD55 антиген и αVβ6 -интегрин; — Эховирусы — CD55 антиген и α2β1 -интегрин; — Полиовирусы — белок PVR, относящийся к суперсемейству иммуноглобулинов. Этот же рецептор является интермедиатом проникновения в нейроклетки α-герпесвирусов. Геном энтеровирусов — (+)РНК размером 7,2-8,5 т.н. имеет на 5'-конце ковалентно связанный пептид (VPg), 3'-конец полиаденилирован, что детерминировано 5'-концевой последовательностью генома. Организация генома энтеровирусов сходна с таковой вируса гепатита A. Вирусы проникают в клетку в конформационно зависимом процессе, детальные события которого до настоящего времени не установлены. Показано, что в процессе взаимодействия энтеровирионов с рецепторами клеточной поверхности теряется VP4. Процесс сопровождается абортивными явлениями, например «слущиванием» с клеточной поверхности ВЧ, лишенных VP4. Такие частицы иногда составляют 50-80% инфицирующей популяции. Доля продуктивно раздевающегося вируса составляет 1%. В цитоплазму проникает геномная РНК, которая выполняет функцию мРНК. При энтеровирусных инфекциях наблюдается ярко выраженное подавление синтеза белков клетки-хозяина. Одним из вероятных механизмов такого подавления, как предполагают, является инактивация клеточного кэп-связывающего комплекса, необходимого для присоединения кэпированных мРНК к рибосоме. При связывании с рибосомой РНК энтеровируса теряет VPg и транслируется в полипротеин. Полипротеин затем протеолитически каскадно расщепляется сначала с помощью клеточных протеиназ на три предшественника — P1, P2 и P3. Затем P3 аутокаталитически расщепляется на VPg, протеазу и полимеразу. Вновь синтезированная РНК-полимераза реплицирует вирусную РНК с использованием VPg-dU-затравки через образование промежуточной РФ формы. Сборка вирионов происходит в несколько этапов в цитоплазме (см. раздел «Общие принципы морфогенеза вирионов»). Зрелые вирионы покидают клетку путем лизиса последней. Энтеровирусные инфекции Энтеровирусы являются этиологическими агентами целого ряда заболеваний, характеризующихся полиморфизмом клинических проявлений инфекции. Это значит, что одни и те же вирусы могут обусловливать несколько клинических синдромов и, напротив, каждый из этих синдромов может вызываться энтеровирусами разных серологических типов. Многие энтеровирусные заболевания склонны к эпидемическому распространению, так как вирусы реализуют два механизма передачи — фекально-оральный и аспирационный. Заболевания, связанные с энтеровирусами, встречаются во всех группах населения. В связи с выше сказанным, энтеровирусные инфекции представляют важную проблему здравоохранения во всем мире. Полиморфизм клинических проявлений инфекции связан с различной тканевой тропностью энтеровирусов разных серотипов — нейротропностью, кардитропностью, тропностью к клеткам респираторного тракта, желудочно-кишечного тракта и клеткам других тканей. С инфицированием энтеровирусами связаны такие заболевания, как ОРВИ, ОКИ, серозный менингит, энцефалиты, миокардиты и эндокардиты, герпангина, геморрагический коньюктивит, хронический увеит, хронический пиелонефрит, ювенильный сахарный диабет, полиомиелит и вялотекущие параличи. Каждое из этих заболеваний может вызываться несколькими типами энтеровирусов. ^ 9.6. Респираторные вирусы Острые респираторные заболевания (ОРЗ) находятся на первом месте среди всех инфекционных заболеваний людей не только в нашей стране, но и в мире. Ведущее место среди ОРЗ принадлежит острым респираторным вирусным инфекциям (ОРВИ). Группа респираторных вирусов включает вирусы, обладающие выраженным тропизмом к мукополисахаридам клеток слизистых оболочек респираторного тракта. Инфицирование такими вирусами может сопровождаться острым поражением слизистых носоглотки, верхних и нижних отделов респираторного тракта и клинически проявляться в виде ринита, катара, трахеита, бронхита, воспаления легких. Острые респираторные инфекции вызываются вирусами пяти семейств, включающих как ДНК-, так и РНК-содержащие вирусы (табл. 10). Поражение слизистых верхних дыхательных путей часто наблюдаются при инфицировании вирусами кишечной группы, которое часто сопровождается выраженными катаральными явлениями. В частности, поражения верхних дыхательных путей отмечаются в 50-90% случаев при ротавирусном гастроэнтерите, вызываемом ротавирусами. Входными воротами энтеровирусной инфекции также является слизистая ротоглотки. К группе респираторных вирусов также относятся вирусы, передающиеся воздушно-капельным путем и вызывающие системные заболевания, сопровождающиеся поражением слизистых оболочек респираторного тракта. Это вирус кори (Paramyxoviridae, Morbillivirus), вирус эпидемического паротита — свинки (Paramyxoviridae, Rubulavirus), вирус краснухи (Togaviridae, Rubivirus). Таблица 10 Респираторные вирусы № Семейство Род Вирус 1. Picornaviridae Rhinovirus Enterovirus Риновирусы (>100 с/т) ЕСНО, Коксаки 2. Coronaviridae Coronavirus Инфекционного бронхита 3. Paramyxoviridae: Paramyxovirinae Pneumovirinae Respirovirus Pneumovirus Парагриппа человека Респираторно-синцитиальный ви­рус. 4. Adenoviridae Mastadenovirus Аденовирус C человека 5. Orthomyxoviridae Influenza virus A Influenza virus B Influenza virus C Вирус гриппа A Вирус гриппа B Вирус гриппа C 9.6.1. Парамиксовирусы (Paramyxoviridae) Семейство объединяет вирусы млекопитающих и птиц, обладающие выраженным сродством к клеточным рецепторам, содержащим сиаловую кислоту. Вирусы передаются воздушно-капельным путем. Входными воротами инфекции являются верхние отделы дыхательных путей, затем, после стадии виремии и распространения, происходит специфическое поражение органов и тканей. Вирионы — плейоморфные частицы диаметром 150-250 н.м. и более, описаны нитевидные формы, которые могут содержать два и более эквивалента генома (явление полиплоидии). Вирусные частицы состоят из двух структурных элементов — внутреннего нуклеокапсида и наружной липидсодержащей оболочки, в состав которых входят 6 структурных белков. Нуклеокапсид имеет диаметр 18 н.м. и представляет собой РНК, связанную с белком (2000 молекул) и закрученную в гибкую спираль. Белок полностью защищает РНК от действия нуклеаз. В состав нуклеокапсида также входят 200 молекул белка P и 20 молекул белка L, которые обеспечивают транскрипцию/репликацию. На поверхности липопротеиновой оболочки расположены шипы, образованные белками NH и Fo. Гликопротеин NH обладает двумя активностями — гемагглютинирующей и нейрамидазной, однако он не обладает функцией слияния. Фузионной активностью обладает протеолитически активированный белок Fo (см. «Примеры белков слияния»). Слияние этого белка с цитоплазматической мембраной позволяет вирусу проникать в клетку непосредственно через клеточную мембрану при нейтральных значениях pH без образования эндосомы. Если вновь синтезированный Fo, экспонированный на поверхности цитоплазматической мембраны, протеолитически активируется, то он может вызвать так называемое слияние клеток изнутри, приводящее к образованию многоядерного синцития. Внутренняя поверхность вирионной оболочки ассоциирована с матриксным белком. Геном парамиксовирусов — линейная несегментированная молекула РНК негативной полярности размером 15 т.н. Репликация/транскрипция протекает в цитоплазме с участием собственной полимеразы в отсутствие экзогенной затравки. Сборка нуклеокапсидов также происходит в цитоплазме. Вирус созревает, почкуясь через цитоплазматическую мембрану. В семействе выделено два подсемейства, объединяющих 5 родов вирусов: Paramyxovirinae Род Paramyxovirus включает вирусы парагриппа типов 1 и 3 человека (ВПГЧ), крупного рогатого скота, мышей (вирус Сэндай), обезьян. Вирусы парагриппа вызывают гриппоподобные ОРВИ — катар верхних дыхательных путей, бронхеолит, пневмонию. Род Morbivirus включает вирусы чумы крупного и мелкого рогатого скота, собак, морских млекопитающих. Морбивирусом, патогенным для человека, является вирус кори. Этот вирус имеет антигенные детерминанты, общие с другими морбивирусами. Все известные штаммы принадлежат к одному серотипу. Вирус тропен к клеткам ретикулоэндотелиальной системы. Заболевание сопровождается ринитом, фарингитом, коньюктивитом с симптомами фотофобии, лихорадкой, папулезной сыпью. Отличительный признак инфекции — наличие на слизистых щек пятен, называемых пятнами Бельского-Филатова-Коплика. Инфекция управляется с помощью вакцинопрофилактики. Род Rubulavirus включает вирусы парагриппа типов 2, 4а, 4в человека, вирусы парагриппа типов 1 и 2 птиц (Болезнь Ньюкасла и Юкейпа, соответственно), парамиксовирусы типов 5 и 41 обезьян, рубулавирусы свиней. Эпидемически значимым в инфекционной патологии человека является вирус паротита или «свинки». Инфекция проявляется поражением околоушных желез, яичек, яичников, поджелудочной и щитовидной желез. Чаще болеют мальчики. Инфекция управляется с помощью вакцинопрофилактики. Pneumovirinae Род Pneumovirus — включает вирус пневмонии мышей, респираторно-синцитиальные вирусы крупного рогатого скота и человека. Респираторно-синцитиальный вирус (РС) человека вызывает заболевания нижних дыхательных путей чаще у новорожденных и детей раннего возраста. У взрослых инфицирование протекает легко или бессимптомно. Вирус проявляет выраженные иммуносупрессивные свойства, что определяет высокую частоту возникновения вторичных бактериальных инфекций. 9.6.2. Вирусы гриппа (Orthomyxoviridae) Название лихорадочному заболеванию — «грипп», сопровождающемуся острым респираторным синдромом, было дано в XVIII в. французским врачом Бруссе («gripper» — схватить), в Италии заболевание было названо «инфлюенца» (влияние холода). Грипп вызывается тремя вирусами - вирусами гриппа A, B и C. Наибольший вред здоровью людей и экономике наносят вирусы гриппа А, вызывающие эпидемии и пандемии заболевания. Эпидемии заболевания наблюдаются ежегодно. Крупнейшие пандемии гриппа наблюдались в 1889, 1957, 1968, 1977 гг. Семейство объединяет вирусы гриппа позвоночных (млекопитающих и птиц) и ортомиксовирусы беспозвоночных (клещей), обладающие выраженным тропизмом к мукополисахаридам и гликопротеинам. 1. Influenzavirus A — включает наиболее вирулентные и эпидемически значимые вирусы гриппа A человека. К данному роду относятся также вирусы гриппа A лошадей, свиней, тюленей, а также кур, уток и других видов птиц. 2. Influenzavirus B— вирусы гриппа B слабопатогенны для животных, в результате чего потеряли источники шифтов. Вызывают более ограниченные эпидемии. 3. Influenzavirus C — включает вирусы гриппа C человека и свиней. Вирусы вызывают относительно легкие спорадические заболевания, не принимающие эпидемического характера. Геном вирусов гриппа C представлен 7-ю сегментами РНК, отсутствует ген нейраминидазы. Вирионы — относительно небольшие сферические частицы диаметром 80-120 н.м., часто обнаруживаются нитевидные формы. Состоят из двух структурных элементов — внутреннего спирального нуклеокапсида и наружной липопротеиновой оболочки. Нуклеокапсид образован 8-ю сцепленными сегментами онРНК, соединенными с основным структурным белком нуклеокапсида (NP) и белковым комплексом P, который представлен тремя полипептидами (PB1 — узнает кэп-структуру клеточных мРНК, PB2 — содержит активный центр РНК-зависимой РНК-полимеразы, PA — участвует в репликации). Белки нуклеокапсида ассоциированы с негликозилированным матриксным (М) белком, который с другой стороны связан с белками оболочки. В состав оболочки входят два вирусных гликопротеина — гемагглютинин (HA) и нейраминидаза (NA). Тримеры HA и тетрамеры NA образуют шипы вирусной оболочки. Гликопротеин HA опосредует связывание вириона с клеточным рецептором, содержащим сиаловую кислоту. Протеолитически активированный HA обладает фузионной активностью и участвует в слиянии мембран вируса и эндосомы при низких значениях pH. NA — фермент, отщепляющий остаток сиаловой кислоты от любой олигосахаридной цепи, включая собственные цепи HA и NA. HA и NA несут антигенные детерминанты вируса. На их сочетании основана классификация вирусов гриппа. У вируса гриппа A выделено 12 типов HA и 9 типов NA. Сочетание этих типов определяет антигенный тип вируса гриппа. Так например вирус Испанского гриппа обозначен как H1N1, вирус гриппа Гонконг — H3N2. Геном представлен 8-ю сегментами онРНК негативной полярности, общим размером -13,6 т.п.н. Сегментированность генома делает возможным пересортировку генов (реассортацию), что приводит к появлению новых генных комбинаций и лежит в основе высокой скорости эволюции вирусов гриппа. 6 сегментов РНК являются моноцистронными. Два — бицистронны, в связи с чем 8 сегментов РНК кодируют 10 белков, семь из которых являются структурными и три — неструктурными. Транскрипция РНК происходит в ядре и предусматривает кооперацию клеточных и вирусных факторов. Собственная РНК-зависимая РНК-полимераза не способна инициировать синтез мРНК и поэтому использует в качестве затравки кэпированный и метилированный 5'-конец (10-13 нуклеотидов) клеточных мРНК, синтезированных РНК-полимеразой II. В репликации участвует тот же набор белков, что и при транскрипции. Переключение транскрипции на репликацию, по всей вероятности, определяется пулом новосинтезированных белков. На первом этапе репликации синтезируются полноразмерные (+)РНК копии сегментов, которые не кэпированы и не полиаденилированы (это антигеномные РНК, содержащие полный набор информации). (+)РНК служат матрицей для синтеза геномной (-)РНК. Ни геномные, ни антигеномные РНК никогда не обнаруживаются в свободном виде, они всегда инкапсидированы полным набором нуклеокапсидных белков. На основе антигенных различий главных белков нуклеокапсида (HA и NA) и белка M выделено четыре рода ортомиксовирусов. Антигены рода строго специфичны и не дают перекрестных реакций с представителями другого рода. Внутри рода вирусы гриппа характеризуются высокой антигенной вариабельностью. Уникальная изменчивость вирусов гриппа A проявляется двумя не связанными друг с другом процессами — антигенным дрейфом и антигенным шифтом. Антигенный дрейф — последовательное замещение одних штаммов вируса гриппа A другими, антигенно новыми штаммами — является результатом точечных мутаций генов поверхностных белков (HA, NA) и иммунологической селекции. Мутации не приводят к изменению антигенного типа вируса, но снижают специфичность циркулирующих в организме антител. Антигенный шифт — внезапное появление новых антигенных типов вируса — является результатом значительных антигенных изменений, при которых в результате реассортации (пересортировки) происходит замена генов, определяющих антигенные характеристики вируса. Образовавшееся потомство приобретает новые антигенные свойства, и, как следствие этого происходит возникновение «новых» вирусов. Антигенный шифт обусловлен генетической рекомбинацией между штаммами вирусов человека и животных. Образование нового шифтового варианта вируса, как правило, вызывает пандемию. Пандемии гриппа у людей вызывают только вирусы гриппа A и только эти вирусы выделены от низших млекопитающих и птиц. Молекулярно-генетическое изучение штаммов вирусов гриппа A, выделенных от человека, животных и птиц позволило выдвинуть гипотезу, что источником происхождения вирусов гриппа человека являются вирусы гриппа животных. Первое предположение, что пандемические варианты вируса гриппа A возникают в процессе рекомбинации с вирусами животных было сделано в 1964 г. Позднее возможность возникновения новых гибридных штаммов вируса гриппа была показана в условиях in vivi in vitro. В 1970 году было сообщено о получении гибридных вирусов гриппа путем одновременного инфицирования свиньи вирусами гриппа свиней и птиц. В это же время наши соотечественники (Д.К. Львов с соавторами) из вирусов гриппа птиц получили рекомбинантный вирус, соответствующий по антигенной структуре вирусу гриппа A азиатского типа (H2N2). Эти исследования показали, что два различных штамма вируса гриппа A могут рекомбинировать в условиях in vivo, если они одновременно введены одному животному. При этом новые гибридные вирусы могут приобретать новые селективные преимущества перед обеими родительскими штаммами. Вирусы гриппа A широко, распространены среди домашних и диких животных. В настоящее время среди свиней широко циркулируют вирусы Гонконгского типа (H3N2), которые также изолированы от птиц в Европе, на Дальнем Востоке, в Центральной России. Вирусы Азиатского гриппа (H2N2) изолированы от домашних и диких уток. Огромное разнообразие экологических групп животных дает простор для циркуляции вирусов гриппа. В процессе циркуляции могут длительное время сохраняться старые штаммы и возникать новые рекомбинантные варианты. В этих процессах особая роль отводится птицам, которые являются древнейшим резервуаром вирусов. 9.6.3. Коронавирусы (Coronaviridae) В семейство входит немногочисленная группа вирусов человека, животных и птиц, объединенных в два рода — Coronavirus и Torovorus, представители которых не имеют антигенных связей. Торовирусы являются возбудителями диарейных заболеваний человека и животных. Корона вирусы вызывают диарейные и респираторные заболевания. Вирионы — относительно крупные (75-180 нм в диаметре), состоят из сердцевины и внешней оболочки. Оболочка образована липидным бислоем клеточного происхождения и содержит булавовидные выросты-пепломеры гликопротеина E2 (80-200 кД), чередующегося с погруженным в мембрану гликопротеином E1 (20-35 кД). gpE2 является антирецептором, вызывает слияние мембран, индуцирует образование нейтрализующих антител. Матриксный gpE1 обеспечивает отпочкование от мембран ЭПР и Гольджи, взаимодействует с вирусным нуклеокапсидом. Сердцевина — гибкий нуклеокапсид со спиральным типом симметрии. Образован РНК, ассоциированной с тримерами фосфопротеина (50-60 кД). Геном — (+)РНК размером 16-21 т.н., которая кэпирована и полиаденилирована. Вирионы проникают в клетку путем рецепторного эндоцитоза или слияния мембран и после депротеинизации РНК транслирует 5-концевую часть генома, кодирующую РНК-полимеразу. РНК-полимераза осуществляет репликацию геномной РНК с образованием минус-нити, на матрице которой из одной точки инициации синтезируются геномная и набор субгеномных РНК разной длины, что является особенностью репликации/транскрипции коронавирусов. Геномная и субгеномные РНК имеют кэп, полиадениловый участок и общую лидерную последовательность на 5'-конце. Транскрипция с минус-нити требует затравки, роль которой выполняет лидерная последовательность, детерминированная 5'-концом геномной РНК. Синтез субгеномных мРНК происходит путем удлинения лидерной последовательности со специфических внутренних участков минус-цепи. Каждая мРНК транслирует только один полипептид, кодированный на 5'-конце генома, что отличает коронавирусы от других (+)РНК вирусов, которые транслируют полипротеины. Вирионы созревают путем почкования РНП через мембраны ШЭР и аппарата Гольджи, но не через цитоплазматическую мембранную, покидают клетку в результате лизиса или слияния мембран, ряд вирусов могут покидать клетку в процессе клеточной секреции. Род Coronavirus включает 4 антигенные группы вирусов, вызывающих разные заболевания домашних животных, которые могут иметь важные экономические последствия. Большинство коронавирусов обладают тропностью к клеткам эпителия дыхательных путей и кишечного тракта и вызывают респираторные инфекции и диарейные заболевания. Респираторные коронавирусы у человека вызывают заболевания, повсеместно регистрируемые как «банальная простуда» или ОРВИ. На долю респираторных коронавирусных инфекций приходится 20% ОРЗ. Респираторные инфекции у людей протекают по типу катара верхних дыхательных путей, чаще болеют подростки и взрослые. Для коронавирусной инфекции характерна сезонность с пиком в зимне-весенние месяцы. Коронавирусы характеризуются антигенной гетерогенностью, что обусловливает высокую частоту реинфекций другими серотипами вируса. В качестве примера коронавирусов могут быть приведены: вирус инфекционного бронхита птиц, вирус гепатита мышей, респираторный коронавирус человека, энтеральный коронавирус человека.

---

Ваша оценка:

Похожие:

	Одним из наиболее частых поводов обращения больных к неврологу являются головные боли. Головные боли		Тема: «общая биология наука об изучении общебиологических закономерностей живой природы»
	Программа по биологии для поступления в колледж на базе 9-ти классов Ботаника наука о растениях. Растительный мир как составная часть природы, его разнообразие, распространение...		История вирусологии. Принципы классификации вирусов Вирусология наука, изучающая морфологию, физиологию,
	Хроническое и прогрессирующее заболевание суставов дегенеративно-дистрофической природы, причиной		Урок Строение, жизнедеятельность и многообразие плесневых грибов. Их роль в жизни человека и природы
	Гематология наука, занимающаяся изучением и лечением заболеваний крови. Наиболее сложной и прогностически		Вирусология вирусология — раздел биологии, изучающий вирусы
	Устранение явлений, которые непосредственно угрожают жизни пострадавшего		Об установлении перечня заболеваний, которые являются медицинским основанием для освобождения учащихся

Разместите кнопку на своём сайте:
Медицина

---