Характеристика родини Retroviridae

Ретровіруси являють собою обширну родину. Вони виділені від різноманітних тварин і людини. Назва родини пов'язана з ферментом – зворотною транскриптазою, який входить до складу віріону.

Морфологія. Віріони ретровірусів сферичної форми, розміром 90 – 120 нм, мають суперкапсид ліпопротеїнової природи з шипоподібними пепломерами. Капсид побудований за типом кубічної симетрії.

Хімічний склад і фізико-хімічні властивості. Ретровіруси містять до 2% рнк, біля 65% білка, 30% ліпідів та 2% вуглеводів.

Характерною структурною особливістю у віріонів ретровірусів є унікальна серцевина. Остання представлена власною капсулою (внутрішня білкова мембрана) та нуклеотидом, до складу якого входить РНК і білок. За будовою серцевини онковіруси поділяються на три типи: С, В та D. Віріони типу С (діаметр біля 100 нм.) мають крупну (74-80 нм.) , розташовану центрально, серцевину. У віріонів типу В і D серцевини розташовані ексцентрично. У перших вона округлої а у останніх циліндричної форми.

Геном. Геном ретровірусів, на відміну від всіх останніх представників царства вірусів, диплоїдний – представлений двома однаковими молекулами РНК, молекулярною масою біля 3 МД. Він містить чотири гени : (5'→3') gay, pol, env, src.

Ген gay ( від англ. group specific antigens - групоспецифічні антигени ) містять близько 2500 нуклеотидів. У вірусу саркоми Рауса він кодує білок 76 кД - попередник чотирьох внутрішніх білків віріону. Ген pol містить біля 3000 нуклеотидів і кодує фермент зворотню транскриптазу.

Ген env ( від англ. envelope - оболонка) містить біля 2200 нуклеотидів та кодує поліпептид з молекулярною масою 90кД, який є попередником глікопротеїнів ( gр85 та gр37).

Ген src, або онкоген (1600-2000 нуклеотидів) кодує білок молекулярною масою 60 кД. Останній характеризується протеїнкіназною активністю і відіграє ключову роль в індукції неопластичної трансформації клітин. Він є лише у онковірусів що характеризуються трансформуючим впливом на клітини. На репродукцію вірусу він не впливає. Втрата всіх інших генів обумовлює дефектність вірусу.

Онкогени у різних онковірусів різні. Нині відомо – 15 різноманітних онкогенів. Для всіх їх виявлені аналогічні послідовності у ДНК нормальних клітин господарів, що стверджує раніше запропоновану гіпотезу клітинного походження вірусних онкогенів.

Білки і антигени. У складі ретровірусів виявляється від 11 до 13 структурних білків. Найменше білків локалізовано у серцевині. Головний внутрішній білок Р27-Р30 розташований у мембрані, що оточує РНК. Два - п'ять білків гліколізовані і знаходяться у складі ліпопротеїнової оболонки. З ними пов'язана типоспецифічна характеристика вірусів. Групоспецифічні антигени знаходяться у серцевині вірусу. Основним групоспецифічним антигеном являється головний внутрішній білок Р27-Р30.

У віріонах онковірусів виявлено ряд білків з ферментативною активністю, зокрема РНК- залежна ДНК- полімераза, ДНК- залежна ДНК -полімераза, нуклеази, протеїнкінази і інші.

Зворотна транскриптаза (РНК- залежна ДНК – полімераза) зв'язана з нуклеоїдом віріонів і представлена у онковірусів 10-20 молекулами на віріон. Молекулярна маса цього ферменту у віріонах типу С становить 70 кД, у В та D - 100-105кД. У онковірусів птахів ідентифіковано дві форми зворотної транскриптази : L (65кД) та В (105кД). У віріоні вони утворюють комплекс LB.

Серед білків розрізняють групоспецифічні, підгрупові і типоспецифічні. Підгрупові і типоспецифічні зв’язані з зовнішніми глюкопротеїдами і з’являються в РН, РСК, ІФ. Групоспецифічні зв’язані з білками серцевини. Виявляються за допомогою РСК, ІФ, імунодифузії.

Стійкість до фізичних і хімічних чинників. Віруси чутливі до ефіру, детергентів, відносно стійкі до УФ, швидко ін активуються при температурі 56 С.

Репродукція. В процесі репродукції онковірусів синтезується ДНК. Вірусоспецифічна ДНК утворюється через стадію утворення гібридної двохнитчастої молекули РНК-ДНК. Пізніше РНК руйнується ферментом, а на ДНК синтезується комплементарна їй нитка ДНК. Таким чином утворюється дволанцюгова молекула ДНК, яка інтегрує з клітинним геномом і вірусоспецифічним транскрибується з утворенням вірусної РНК, котра виконує – роль іРНК і забезпечує синтез вірусоспецифічних білків , а потім, з'єднуючись з останніми, приймає участь у формуванні віріонів. В процесі дозрівання вірусні білки модифікуються, частина з них гліколізується. Вихід віріонів здійснюється шляхом брунькування через зовнішню клітинну мембрану.

Класифікація. Родина ретровірусів включає три підродини: Оncovirinae, Spumavirinae, та Lentivirinae.

Підродина Oncovirinae (від лат. Oncos - пухлина) включає збудників ряду неопластичних захворювань, зокрема лейкозу великої рогатої худоби.

Підродина Spumavirinae (від лат. spuma- пінящий) об'єднує ряд недостатньо вивчених ретровірусів, здатних обумовлювати злиття клітин та утворювати синцитій. При цьому клітинна культура набуває характерного, наче “спіненого”, вигляду. До спумавірусів належать збудники синцитіальної інфекції великої рогатої худоби, кішок, мавп.

Підродина Lentivirinae (від лат. lenti- повільно) включає ряд збудників повільних вірусних інфекцій, зокрема інфекційної анемії коней, вісна-маеді овець. Сюди ж відноситься також вірус набутого імунодефіциту людини (ВІЛ).

Характеристика родини Picornaviridae

Представники родини є найдрібнішими РНК- вмістимими вірусами (Pico - дрібний, RNA - РНК). Більше десяти пікорнавірусів є збудниками небезпечних хвороб для людини (збудник полімієліту, гепатиту А) та тварин (збудник ящуру, ентеровірусного енцефаломієліту свиней та ін.).

Морфологія. Віріони пікорнавірусів сферичної форми діаметром 22-30 нм.

Віріони вірусу ящуру ізометричної форми, розміром 20-25 нм. Молекулярна маса сформованих віріонів становить 7х10⁶Д, константа седиментації - 140 S, пливуча щільність 1,43 г/см³.

РНК вірусу інфекційна, молекулярна маса її становить 2,2-3,1х10⁶Д. Інфекційність РНК зберігається в межах 3,0-11,5 рН, тоді як цільні віріони втрачають інфекційність при рН нижче 6,5. Цікаво, що при низьких температурах вірус краще зберігається від РНК ізольованої і, навпаки, - ізольована РНК більш стабільна при високих температурах.

Хімічний склад і фізико-хімічні властивості. Вірус ящуру містить 4 основних структурних білка: VP₁, VP₂, VP₃, VP₄ з молекулярною масою 34000, 30000, 26000 та 14000 Д відповідно.

Білки VP₁, VP₂ та VP₃ є капсидними.

Геном. Геном являє собою однонитчасту інфекційну РНК, зв'язану S¹-кінці з білком VPg. Крім останнього вірус містить ще чотири структурних білка (VP₁, VP₂, VP₃, VP₄). Всі вони є капсидними білками. Перші три утворюють зовнішню поверхню капсида, а останній (VP₄) знаходиться в середині капсида, асоціюючись з геномною РНК.

Вважається, що основним протективним антигеном є білок VP₁, у той же час нейтралізуючи епітопи виявлені також і у білків VP₂ та VP_3.

Білки і антигени. На поверхні віріону виявлено чотири антигенні ділянки, три з яких індукують утворення вірус-нейтралізуючих антитіл. Головний антигенний сайт вірусу ящуру відповідає 141-160 амінокислотним залишкам білка VP₁ і має вигляд петлі g-Р, що виступає на поверхні віріону.

Для вірусу ящуру характерно є антигенна варіабельність. Нині відомо 7 серологічних типів вірусу: А, О, С, Sat-1, Sat-2, Sat-3 та Азія 1. Кожний з названих типів а антигенному відношенні також гетероморфні. Всередині типів розрізняють варіанти чи підтипи. Так тип А має 32 варіанти (А-4 –А-32), О-11, С-5, Sat-1 - 7, Sat-2 - 3, Sat- 3 - 4, Азія 1 - 2.

Доведено, що основною причиною утворення повних антигенних варіантів вірусу ящуру є зміна амінокислотної послідовності (антигенний дрейф) у VP_1.

Стійкість до фізичних і хімічних чинників. Вірус надзвичайно стійкий. Він не інактивується ефіром, хлороформом, 1%-ним розчином фенолу, 75%-ним розчином етилового спирту. Розчини лугів (2%) вбивають його за 10 хв. В літературі (Афзал, 1972) описані терморезистентні штами вірусу ящуру. Так на території Пакистану виділений терморезистентний ізолят, який не інактивується протягом 30 хв. при нагріванні до 80⁰С.

Репродукція. Проникає у чутливу клітину шляхом віропексису. Після депротеїнізації, вірусна РНК транслюється з утворенням великого поліпептидного ланцюга, який потім нарізається на відповідні вірусні білки. Синтез вірусних компонентів та формування віріонів здійснюється у цитоплазмі клітин. Вже через 4-6 годин після зараження можна виявити екстрацелюлярний вірус.

Вірус ящуру можна культивувати в організмі великої рогатої худоби, овець, кіз, свиней, морських свинок, мишенят сисунів, новонароджених крільчат, а також у первинних (з нирок ембріону корови, свині, вівці) чи перещеплювальних клітинних лініях (ВНК-21). Більшість штамів характеризуються виразною цитопатогенною дією.

На курячих ембріонах частіше не вдається відтворити репродукцію вірусу. Проте нерідко спостерігається і латентна інфекція клітинних культур, причини якої до кінця не розшифровано.

Патогенез і клініка. Вірус ящуру патогенний для великої рогатої худоби, свиней, овець, кіз, буйволів, верблюдів, яків, північних оленів і багатьох диких парнокопитних. У природних умовах можуть заражатись і перехворювати безсимптомно кішки і собаки. Зрідка хворіють і люди. В експериментальних умовах вдається легко відтворити хворобу у природно сприйнятливих тварин. Крім того у морських свинок, мишей-сисунів, новонароджених крільчат, котенятах і молодих хом'яків.

Після проникання в організм (природним шляхом частіше респіраторно чи аліментарно в експериментальних умовах - парентерально) чутливої тварини вірус проникає у клітини багатошарового епітелію, де репродукується, обумовлюючи утворення первинних афт. Звідти він надходить у кров, розноситься по всьому організму. Веремія супроводжується лихоманкою. Через 48-72 години після утворення первинних афт утворюється вторинні афти у ротовій порожнині, міжкопитцевій щілині, на шкірі вим'я і вінчика. Через 36-48 годин після утворення вторинних афт температура тіла тварини знижується до фізіологічної норми. На місті афт, що лопають, утворюються виразки, котрі поступово епітелізуються.

У окремих випадках, при так званому злоякісному перебігу хвороби, яке частіше спостерігається у новонароджених тварин, вторинні афти не утворюються. Вірус інтенсивно репродукуються у клітинах поперечносмугастої тканини і серці, обумовлюючи тяжкі дегенеративні явища та, як результат останніх, - загибель тварин.

Джерелом інфекції являються хворі тварини та тварини вірусоносії. від хворих тварин вірус виділяється вже під час інкубаційного періоду з різними секретами (слина, молоко, жовч) та екскретами (сеча, кал). Вірус ящуру надзвичайно контагіозний. Люди, транспорт, птахи, комахи, різноманітні предмети., продукти можуть бути факторами розповсюдження збудника. Епізоотії ящуру частіше виникають влітку та восени.

Інкубаційний період триває 2-7 діб, зрідка до 3 тижнів. Спочатку зникає апетит. У дійних тварин падають надої молока. Потім різко підвищується температура тіла. На 2-3 добу на слизовій оболонці язика, щік, губ, крилах носа з'являються афти, - наповнені рідиною везикули. Відмічаються інтенсивне слиновиділення, кульгавість. З появою вторинних афт температура тіла нормалізується.

Профілактика. Для специфічної профілактики ящуру використовуються інактивовані вакцини.

Перша інактивована вакцина була розроблена у 1938 р. Вальдманом і Кібе. Вона являла собою інактивовану формальдегідом вірусну суспензію і містила в якості субстрату ГОА. Пізніше були запропоновані цілий ряд інактивованих вакцин, котрі відрізнялись методиками отримання вірусної суспензії; інактивації вірусу та ад’ювантами.

На території України застосовували моновалентні, бівалентні та тривалентні протиящурні гідроокис алюмінієві формолвакцини, виготовлені з вірусу, репродукованого в організмі 2-3-денних крільчат або ж в епітелії язика великої рогатої худоби чи в перещеплювальних клітинних культурах. З цією метою частіше всього використовують суспензійну культуру перещеплювальних клітин нирки хом'яка (ВНК-21).

Живі вакцини при ящурі не розроблені.

Класифікація. Родина пікорнавірусів включає чотири роди: g. Enterovirus, g. Cardiovirus, g. Rhinovirus, g. Aphtovirus.

Ентеровіруси включають полівіруси людини і мишей віруси Коксакі, ЕСНО-віруси, ентеровіруси людей, мавп, свиней, великої рогатої худоби, віруси комах.

До кардіовірусів відносяться вірус енцефаломіокардиту (ЕМС), енцефаломієліту (ЕМ) мишей і віруси Менго.

Риновіруси включають понад 100 серотипів вірусів людини, риновіруси великої рогатої худоби (2 серотипи).

Афтовіруси представлені сімома типами вірусу ящуру (А, О, С, САТ І-3, Азія-1).