Віруси простого герпесу (Herpes simplex virus)

Віруси простого герпесу вперше виявив Grter (1912) у рідині герпетичних везикул. Пізніше Lvenstein (1919) показав здатність цього вірусу викликати кератит у кроликів і уражати рогівку людини.

Морфологія та ультраструктура. Віріон вірусу герпесу складається з чотирьох структурних елементів: непрозорої для електронів серцевини; оточуючого серцевину ікосадельтаедричного капсиду; асиметрично розташованого навколо капсиду електронщільного матеріалу, який позначається як тегумент (покрив), і зовнішньої мембрани, або оболонки (товщиною 5-10 нм), оточуючої капсид і тегумент. На поверхні зовнішньої оболонки виявлено відростки довжиною 8-10 нм. Розмір віріонів в серед­­­ньому дорівнює 180-200 нм. Капсид у всіх вірусів герпесу має ряд спільних ознак: до 100 нм у діаметрі та складається зі 162 капсомерів. Пентамерні капсомери знаходяться на вершинах ікосаедра, а гексамерні - на поверхні капсиду.

Тегумент на тонких зрізах не видно, проте при негативному контрастуванні він виглядає як волокнистий матеріал, товщина якого залежить від місця накопичення віріону в клітинах (якщо вірус знаходиться у цитоплазматичних вакуолях, його більше, а якщо в перинуклеарному просторі - менше).

 

 

Електронно-мікроскопічне дослідження показало, що зовнішня оболонка віріона має типову тришарову будову, формується з ділянок модифікованих клітинних мембран і містить ліпіди, про що свідчить чутливість віріонів до ліпідних розчинників і детергентів.

Серцевина зрілого віріона містить лінійну двониткову ДНК. Молекулярна маса її коливається в межах 8-15х10⁷ Д. Згідно деяких повідомлень упакована ДНК містить у своєму складі рибонуклеотиди. На кінцях і в середині ланцюга віріонна ДНК має прямі та інвертовані послідовності, які повторюються. Довжина їх може сягати 20 kb (кілобаза - 1000 нуклеотидних пар). Вони сприяють упаковуванню лінійної ДНК у кільце. Склад пар основ Г+Ц коливається в межах 32-74 %.

ДНК HSV складається з двох ковалентно звязаних компонентів, довгого L-компоненту і короткого S-компоненту, частка яких дорівнює відповідно 82 і 18 %. Кожний компонент складається з унікальних послідовностей (U_l ,U_s).

Хімічна будова і антигенна структура. Віріони герпесвірусу простого містять 70 % білка, 22 % фосфоліпідів, 1, 5 % вуглеводів, 6, 5 % ДНК.

Очищені віріони мають 15-35 видів структурних білків. На поверхні HSV-1 i HSV-2 знаходять не менше 4-х глікопротеїдів. Сам капсид складається з не менше, ніж 6 поліпептидів. Функції їх остаточно не зясовані. Проте відомо, що вони захищають ДНК від зовнішніх впливів, полегшують проникнення у клітину, сприяють відключенню на ранніх стадіях зараження синтезу клітинних макромолекул. У вірусах присутні ATФ-аза і протеїнкіназа, остання активується при руйнуванні його оболонки. В препаратах досить часто знаходять попередників білків.

При вивченні початкових етапів репродукції вірусів герпесу простого виявлено ранній невіріонний антиген, аналогічний за деякими властивостями Т-антигену (пухлинному) аденовірусів. Він термолабільний, чутливий до ефіру, може відігравати суттєву роль при малігнізації клітин під впливом вірусів.

Віруси герпесу 1 і 2, а також віруси маміліту корів мають спільний структурний антиген, який виявляється в РН.

Більшість штамів вірусу герпесу не викликають гемаглютинацію, проте деякі аглютинують еритроцити гусей. Вірус може бути виявлений в РПГА з еритроцитами барана, обробленими таніном.

Відома диференціація вірусів герпесу простого на два типи. Віруси 1-го типу пошкоджують слизову оболонку і шкіру, віруси 2-го типу - інфікують геніталії. Обидва типи збудників різні за деякими іншими властивостями: здатністю до розмноження і трансформації певних клітин, характером морфологічних змін у заражених клітинах, властивостями білків, зокрема, тимідинкінази, нуклеотидним складом ДНК. Але все ж таки у складі ДНК виявлено гомологічні ділянки, які свідчать про їх генетичну спорідненість. При спільному інфікуванні клітин вірусами простого герпесу 1 і 2-го типів спостерігають феномен інтерференції. Тип вірусу можна визначити в РН, за допомогою методу флюоресцуючих антитіл.

Реакція вірусів на фізичні та хімічні агенти. Вірус відносно термолабільний, при 50 С зберігається до 30 хв. В культуральній рідині з сироваткою стабільний при 70 С протягом 3-4 міс, при 4 С - біля одного місяця. Вірус чутливий до розчинників ліпідів.

Репродукція вірусів. Зараження починається із прикріплення вірусів до клітинних рецепторів, природа яких ще не вияснена. Спроби знайти клітини тварин, які не мають рецепторів до HSV не привели до успіху, однак крім людини “природний” шлях зараження може відбуватись тільки у шимпанзе. Остаточно не зясована і природа вірусних антирецепторів. При 37 С 90 % віріонів адсорбуються на клітині за 45 хв.

Вірусну ДНК можна виявити в ядрі вже через 30 хв після зараження.

Транскрипція вірусної ДНК відбувається в ядрі, тоді як вірусні білки, звичайно, синтезуються в цитоплазмі. Транскрипція ДНК відбувається за допомогою РНК-полімерази ІІ, що веде до утворення м-РНК.

 

Композиція віріонів складається з декількох стадій:

- збирання пустих капсидів, яке відбувається в ядрі;

- новостворена ДНК упаковується в пусті капсиди, при цьому відбувається її процесинг ( нарізання);

- утворені в ядрі ДНК-вмісні капсиди прикріплюються до модифікованих внутрішніх ламел ядерної мембрани, з яких формується оболонка вірусу; ці ділянки на мікрофотографіях виглядають як достатньо товсті опуклі або увігнуті структури, і можуть розглядатись як тегументні білки, що локалізуються потім на внутрішній поверхні.

 

Інфекційні властивості віруси набувають тільки на стадії утворення зовнішньої оболонки, “голі” вірусні частки не мають їх.

“Голі” вірусні частки зявляються в ядрі через 5-6 год після зараження, через годину вже знаходять зрілі віріони із зовнішньою оболонкою. Пік інфекційності спостерігається через 12 год після інфікування. Вихід вірусів в середньому дорівнює 60000 віріонів на клітину, однак значна їх частка (до 75 %) представлено пустими капсидами без зовнішньої оболонки.

Клітини, які продуктивно заражаються вірусами, не виживають. В них відбуваються виражені структурні та біохімічні зміни, які врешті ведуть до їх руйнування.

Самі ранні зміни відбуваються в ядерці: воно збільшується в розмірах, зміщується до ядерної мембрани, врешті-решт розпадається на фрагменти. Паралельно відбувається маргінація клітинних хромосом, на пізніх стадіях - зміна форми ядра, утворення “виростів” на поверхні та його сегментація. На пізніх стадіях ділянки мембран потовщуються, зливаються, складається враження їх редуплікації.

Віруси герпесу викликають зміни антигенної специфічності цитоплазматичних і плазматичних мембран заражених клітин. Відбувається це за рахунок появи вірусних глікопротеїнів на поверхні ураженої клітини, через що вона стає мішенню для руйнівної дії імунної системи. Важливими є вторинні прояви змін на мебранах: через них відбувається витікання макромолекул після зараження клітин вірусами, що в свою чергу приводить до перерозподілу електролітів і зміні трансмембранного потенціалу, проникненню в клітину молекул, для яких мембрана була непроникною.

Культивування. Віруси простого герпесу, як правило, розмножуються у багатьох культурах різного походження (ембріональні тканини людини, курячі фібробласти, нирки мавп, кроликів, поросят), а також у перещеплюваних лініях VERO, HeLa, Hep-2, Детройт-6. Найчутливіші первинна культура нирок кролика і культура клітин VERO.

Найяскравіший прояв герпетичної інфекції в культурі клітин - утворення цитопатичного ефекту і формування внутрішньоядерних включень (тілець Ліпшютца). Цитопатична дія проявляється утворенням синцитіїв й округленням клітин, злипанням і формуванням конгломератів. Цілість моношару порушується. Симпластоутворюючий фактор - це глікопротеїд, який синтезується в клітині і не є структурним компонентом віріона.