Itogavya / Ответы к итоговой МБ №6 Частная вирусология (КубГМУ Live)

Итоговое контрольное занятие «Частная вирусология»

1. Что собой представляют вирусы, являются ли они живыми существами или неживыми структурами?

Вирусы – особое царство ультрамикроскопических размеров организмов, обладающих только одним типом нуклеиновых кислот, лишенных собственных систем синтеза белка и мобилизации энергии и являющихся поэтому абсолютными внутриклеточными паразитами (А. И. Коротяев).

У вирусов нет собственного обмена веществ, и для синтеза собственных молекул им необходима клетка-хозяин. По этой причине они не способны размножаться вне клетки. В то же время такие бактерии, как риккетсии и хламидии, несмотря на то, что не могут размножаться вне клеток хозяина, считаются живыми организмами.

2. Чем характеризуются арбовирусы? Какие типы флавивирусов вызывает клещевой весеннее-летний энцефалит и омскую геморрагическую лихорадку?

«Арбовирусы» (лат. Arthropoda - членистоногие и англ. borne - передающийся) – вирусы, передающиеся восприимчивым позвоночным (в том числе и человеку) через укусы кровососущих членистоногих. Передача возбудителя у членистоногих из поколения в поколение может осуществляться трансовариально. Арбовирусы нетаксономическое, собирательное понятие. В настоящее время насчитывается около 400 арбовирусов, относящихся в основном к семействам тогавирусов, флавивирусов, буньявирусов, аренавирусов, реовирусов, рабдовирусов. Для человека патогенны около 100 из них. Природные очаги арбовирусных инфекций встречаются во всех районах земного шара, но чаще в тропических дождевых лесных зонах из-за обилия видов теплокровных животных и членистоногих. В России встречаются лишь некоторые из арбовирусных инфекций.

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

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

2.геморрагической лихорадки, часто с тяжелым течением и летальным исходом;

3.энцефалита, нередко с летальным исходом.

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

1

Клещевой весенне-летний энцефалит

Возбудитель клещевого энцефалита относится к комплексу вирусов клещевого энцефалита роду Flavivirus, семейству Тоgaviridае, экологической группы Arboviruses. Вирусы имеют вид круглых частиц размером 25–40 им, содержат РНК, окруженную белковой оболочкой.

Омская геморрагическая лихорадка

Возбудителем омской геморрагической лихорадки является РНК-содержащий арбовирус, принадлежащий к семейству Togaviridae, рода Flavivirus.

3. Какие механизмы лежат в основе противовирусного иммунитета?

Иммунная защита макроорганизма при вирусных инфекциях имеет особенности, обусловленные двумя формами существования вируса: внеклеточной и внутриклеточной.

Основными факторами, обеспечивающими противовирусный иммунитет, являются специфические антитела, Т-киллеры, естественные киллеры, интерферон и сывороточные ингибиторы вирусных частиц.

Специфические противовирусные антитела способны взаимодействовать только с внеклеточным вирусом, внутриклеточные структуры прижизненно для них недоступны. Антитела нейтрализуют вирусную частицу, препятствуя ее адсорбции на клетке-мишени, инфицированию и генерализации процесса, а также связывают вирусные белки и нуклеиновые кислоты, которые попадают в межклеточную среду и секреты после разрушения зараженных вирусами клеток. Образовавшиеся иммунные комплексы элиминируются путем иммунного фагоцитоза. Специфическое связывание антител с вирусными белками, экспрессированными на ЦПМ инфицированных клеток, индуцирует цитотоксическую активность естественных киллеров.

Клетки, инфицированные вирусом и приступившие к его репликации, экспрессируют вирусные белки на цитоплазматической мембране в составе молекул антигенов гистосовместимости — МНС I класса. Это является сигналом для активации Т-киллеров, которые распознают зараженные вирусом клетки и уничтожают их.

Мощным противовирусным действием обладает интерферон. Он не действует непосредственно на внутриклеточный вирус, а связывается с рецептором на мембране клетки и индуцирует ферментные системы, подавляющие в ней все биосинтетические процессы

Сывороточные ингибиторы неспецифически связываются с вирусной частицей и нейтрализуют ее, препятствуя тем самым адсорбции вируса на клетках-мишенях.

2

4. Каким образом бактериофаг может изменить генетические свойства бактерий?

Некоторые мелкие кубические фаги, способные адсорбироваться на половых пилях, вводят свою нуклеиновую кислоту через канал этих пилей. ДНК нитевидных фагов проходит в бактерию вместе с одним из капсидных белков.

Инъецированная внутрь бактерии нуклеиновая кислота подавляет биосинтез компонентов клетки, заставляя ее синтезировать нуклеиновую кислоту и белки фага. Эти процессы схожи с репродукцией вирусов чело века. После образования компонентов фага происходит самосборка частиц: сначала пустотелые капсиды головок заполняются нуклеиновой кислотой, затем сформированные головки соединяются с хвостовыми отростка ми. В результате изменения внутриклеточного осмотического давления и действия фагового лизоцима происходит разрушение оболочки, лизис бактерии и выход фагов из нее. Весь литический цикл от адсорбции бактериофага на бактерии до его выхода из нее занимает 20-40 мин.

После проникновения в бактерию ДНК умеренного фага приобретает форму кольца, а затем интегрирует по типу кроссинговера в строго определенную гомологичную область хромосомы клетки. Например, профаг лямбда всегда локализуется между галактозным и биотиновым локусом хромосомы кишечной палочки.

6. Каковы методы микробиологической диагностики клещевого энцефалита?

Диагностика клещевого энцефалита проводится путем выделения вируса из крови и цереброспинальной жидкости больных, а также внутренних органов и мозга, умерших путем интрацеребрального заражения новорожденных белых мышей и культур клеток. Идентификацию вируса в суспензиях мозга мышей и культуральной жидкости проводят в РТГА, PH и РСК, а в монослое культур клеток - РИФ. Обнаружение антител в парных сыворотках и цереброспинальной жидкости проводят с помощью РСК и РТГА, а также других серологических реакций. Экспресс-диагностика основана на обнаружении вирусного антигена в крови с помощью РНГА и ИФА, выявлении IgM антител на первой неделе заболевания в цереброспинальной жидкости и обнаружении РНК-вируса в крови и цереброспинальной жидкости у людей, в клещах и внутренних Органах животных с помощью ПЦР.

3

7. Как распознают Т-киллеры клетки, инфицированные вирусом?

См. вопрос № 3.

Клетки, инфицированные вирусом и приступившие к его репликации, экспрессируют вирусные белки на цитоплазматической мембране в составе молекул антигенов гистосовместимости — МНС I класса. Это является сигналом для активации Т-киллеров, которые распознают зараженные вирусом клетки и уничтожают их.

8. Что такое первично – трипсинизированные культуры клеток и перевиваемые культуры?

Первично-трипсинизированная культура ткани – взвесь клеток, полученная путём обработки тканей протеолитическими ферментами (трипсин, папаин и др.). Трипсинизацией достигается разделение клеток за счет переваривания межклеточного вещества. Такие клетки, помещенные в питательную среду, растут в виде монослоя и дают однослойную культуру ткани. Первично-трипсинизированная культура ткани выдерживает несколько пересевов, а затем погибает.

Перевиваемые культуры в отличие от первичных адаптированы к условиям, обеспечивающим им постоянное существование in vitro, и сохраняются на протяжении нескольких десятков пассажей.

Перевиваемые однослойные культуры клеток приготовляют из злокачественных и нормальных линий клеток, обладающих способностью длительно размножаться in vitro в определенных условиях. К ним относятся злокачественные клетки HeLa, первоначально выделенные из карциномы шейки матки, Нер-3 (из лимфоидной карциномы), а также нормальные клетки амниона человека, почек обезьяны и др.

9. Какие вакцины применяются для профилактики гриппа?

В настоящее время на территории Российской Федерации зарегистрированы и активно применяются следующие виды противогриппозных вакцин:

живые аттенуированные интраназальные вакцины;

инактивированные цельновирионные вакцины;

расщепленные (сплит) вакцины;

субъединичные вакцины;

виросомальные вакцины.

4

Живые вакцины изготавливают из аттенуированных штаммов вируса гриппа, культивируемых в аллантоисной жидкости куриных эмбрионов; они способны стимулировать местный ответ при интраназальном введении.

Инактивированные цельновирионные вакцины состоят из очищенных и концентрированных вирусов гриппа, культивированных на куриных эмбрионах, инактивированных формалином или УФ-облучением.

Сплит-вакцины состоят из очищенных поверхностных антигенов вируса гриппа и внутренних белков, субъединичные – только из очищенных поверхностных антигенов вируса. Такие вакцины разрешены к применению с 6 месяцев жизни (Гриппол плюс - с 3- х лет). Их вводят внутримышечно в верхнюю треть наружной поверхности плеча в дозе 0,5 мл однократно лицам старше 3 лет и в дозе 0,25 мл детям с 6 месяцев до 3 лет. Детям младшего возраста вакцины с малой мышечной массой вводится в наружную латеральную поверхность бедра. Детям, не привитым ранее или не болевшим ранее гриппом, а также лицам с иммунодефицитом, рекомендуется вводить 2 дозы с интервалом 4 недели.

Гриппол, в отличие от других вакцин, содержит дополнительно полиоксидоний – вещество, усиливающее иммунный ответ на вакцинацию (т.н. адъювант).

Гриппол плюс – усовершенствованный аналог вакцины Гриппол. Препарат содержит высокоочищенные антигены вирусов гриппа производства Solvay Biologicals B.V. (Нидерланды) и полиоксидоний. Кроме того, вакцина не содержит консервантов. Гриппол плюс стала первой российской вакциной, выпускающейся в форме индивидуальной шприц-дозы. Производство Гриппол плюс началось в сентябре 2008 года на заводе, полностью соответствующем мировым стандартам качества и экологической безопасности (GMP EC).

Виросомальные вакцины (Инфлексал V) - новая технология в изготовлении вакцин. Они содержат инактивированный виросомальный комплекс с поверхностными антигенами вируса гриппа. Виросомы действуют как адъювант - усиливают иммунный ответ на вакцинацию. Виросомальная вакцина не содержит консервантов (тиомерсал) и отличается хорошей переносимостью.

Вакцинация против гриппа проводится ежегодно. Оптимальное время введения вакцины

– начало осени (сентябрь-ноябрь), до начала возможного подъема заболеваемости гриппом и ОРВИ. Вместе с тем, прививку не запрещается делать и в более поздние сроки. Иммунитет после введения вакцины формируется через 14 дней и сохраняется в течение всего сезона. Профилактическая эффективность вакцинации составляет 70-90%. При 50- 80%-ом охвате прививками коллективов отмечен эффект коллективного иммунитета.

5

10. Из каких структурных компонентов состоят вирусы? Что такое вирион? Капсомер? Нуклеокапсид? Суперкапсид?

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

1)вирусы со спиральной симметрией;

2)изометрические вирусы с кубической симметрией;

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

4)более сложно организованные вирусы, имеющие вторую оболочку.

Вирион – это сформированная вирусная частица. Вирион состоит из геномной нуклеиновой кислоты, окруженной одной или двумя оболочками.

Капсомер (capsomere, лат. capsa — вместилище, ящик и греч. meros — часть) - повторяющаяся группа молекул структурного белка вириона; набор капсомеров образует упорядоченную структуру капсида вирусных частиц.

Нуклеокапсид – это форма организации вируса, при которой они состоят только из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки, построенной из идентичных пептидных молекул.

Суперкапсид («пеплос») – представляет собой обычную биологическую мембрану, состоящую из двух слоев липидов, имеющих клеточное происхождение, и заключенных в них гликозилированных суперкапсидных вирусных белков, которые выступают над наружной поверхностью вириона в виде своеобразных шипов.

11. Какую роль играют в патологии человека вирусы Коксаки и ЕСНО [экхо].?

Вирусы Коксаки — РНК-содержащие вирусы семейства Picornaviridae рода Enterovirus. Вирусы названы по населенному пункту США, где они были впервые выделены. По патогенности для новорожденных мышей вирусы разделены на группы А и В (29 серотипов вирусы Коксаки А вызывают диффузный миозит и очаговый некроз поперечно-полосатых мышц; вирусы Коксаки В — поражение ЦНС, развитие параличей, некроз скелетной мускулатуры и — иногда — миокарда и др.

Вирусы Коксаки А вызывают у человека герпангину (герпетиформные высыпания на задней стенке глотки, дисфагия, лихорадка), пузырчатку в полости рта и конечностей, полиомиелитоподобные заболевания, диарею у детей; возможна сыпь.

6

Вирусы Коксаки В вызывают полиомиелитоподобные заболевания, энцефалит, миокардит, плевродинию (болезненные приступы в области груди, лихорадка, иногда плеврит).

Вирусы группы ECHO — РНК-содержащие вирусы семейства Picomaviridae рода Enterovirus, насчитывают более 30 видов. Вирусы E C H O (от англ. Enteric cytopathogenic human orphans) - кишечные цитопатогенные человеческие вирусы-сиротки ^_^) непатогенны для всех видов лабораторных животных. Вызывают ОРВИ, асептический менингит, полиомиелитоподобные заболевания; возможна сыпь.

12. Каким образом некоторые (какие?) РНК-содержащие вирусы могут интегрировать свой геном в хромосому клетки?

Обратная транскриптаза (ревертаза, РНК-зависимая ДНК-полимераза) - фермент, осуществляющий образование ДНК-копии у РНК-геномных вирусов. Встречается у некоторых РНК-вирусов, имеющих однонитчатый негативный геном. Обеспечивает возможность интеграции РНК-генома вирусов в хромосомную ДНК клеток-хозяев.

В качестве примера:

Вирус табачной мозаики – пример + одноцепочечного вируса растенийвирус не имеет оболочки, спиральный, содержит 2130 идентичных молекул белка капрсида и одну цепь РНК. РНК располагается в спиральном желобке, образованном белковыми субъединицами, и удерживается многочисленными слабыми связями.

Инфекционный процесс состоит в проникновении вируса в растительную клетку с последующей быстрой утратой им капсида. Затем в результате трансляции непосредственно + (позитивной) одноцепочечной вирусной РНК рибосомами клеткихозяина образуются несколько белков, часть которых необходима для репликации вирусного генома.

Реовирусы птиц (от англ. respiratory респираторный, enteric кишечный, oгрhan сиротский) – это икосаэдрические вирусы без оболочки, белковый капсид которых состоит из двух слоев – наружнего и внутреннего. Внутри капсида находятся 10 или 11 сегментов двухцепочечной РНК.

Инфекционный процесс начинается с проникновения в клетку РНК и затем протекает в соответствии со схемой (прозрачка 2 - внизу). После частичного разрушения наружнего капсида ферментами лизосом РНК в образовавшейся таким образом субвирусной частице транскрибируется, ее копии покидают частицу и соединяются с рибосомами. Затем в клетке-хозяине продуцируются белки, необходимые для формирования новых вирусных цастиц.

7

13. Чем отличаются вирусы от всех прочих живых существ?

Основные свойства вирусов, по которым они отличаются от всех остальных живых существ, следующие:

1.Ультрамикроскопические размеры.

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

3.Вирусы не способны к росту и бинарному делению.

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

5.У вирусов отсутствуют собственные системы мобилизации энергии.

6.У вирусов нет собственных белоксинтезирующих систем.

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

14. Изменения каких наружных белков вируса гриппа приводит к появлению пандемических вариантов его и почему?

Гемагглютинин определяет пандемичность вируса ( смена гемагглютинина - причина пандемий, его изменчивость - эпидемий гриппа)

Нейроминидаза совместно с гемагглютинином определяет пандемические и эпидемические свойства.

15. Каковы методы диагностики, вызываемые энтеровирусами?

Для диагностики заболеваий, вызванных энтроврусами, используют вирусологический метод и различные серологические реакции

При этом следует отметить, что на фоне резкого снижения заболевемости полиомиелитом наблюдается рост полимиелитоподобных заболеваний, принимающих иногда характер групповых вспышек. В связи с этим необходимо иметь в виду возможность обнаружения вирусов Коксаки и ЕСНО, т.е. исследовние необходимо проводить на всю группу энтеровирусов.

Для их выделения используют кишечное содержимое, смыв и мазки из зева, реже ликвор или кровь, а в случае смерти больного исследуют кусочки ткани из разных органов.

8

Исследуемым материалом заражают культуры клеток (полиовирусы, ЕСНО, Коксаки В и некотрые серовары Кокски А), а так же новорожденных мышей (Коксаки А).

Типирование выделенных вирусов осуществляется в реакциях нейтрализации, РТГА, РСК, реакции преципитации, используя эталонные смеси сывороток различных сочетаний Для выделения АТ в сыворотках людей используют серологические реакции (РН, цветные реакции, РТГА, РСК, реакции преципитации), но для этих целей необходимо иметь парные сыворотки от каждого больного ( в острый период и через 2-3 нед. от начала болезни). Реакции считаются положительными при увеличении титра АТ не менее чем в 4 раза. При двух этих методах используют также ИФМ (для обнаружения АТ или АГ).

16. Каким образом онкогенные вирусы вызывают трансформацию нормальных клеток в злокачественные? Что такое протоонкоген и онкоген?

Некоторые онкогены ретровирусов кодируют протеинкиназы, связанные с клеточной мембраной и фосфорилирующие остатки тирозина в определенных клеточных белках. Вероятно, избыточное образование таких белков при вирусной инфекции ослабляет нормальные регуляторные механизмы, определяющие рост и деление клеток.

Вероятность опухолевой трансформации наиболее велика для клеток активно пролиферирующих тканей. Возникновение процесса трансформации клеток

можно рассматривать как результат естественной метаболической перестройки клетки в ответ на внешние для нее воздействия и условия, вызывающие длительную и непрерывную стимуляцию клеточного деления, происходящего при сокращении митотического цикла клеток и особенно периода 1.

Протоонкоген – это ген, контролирующий нормальную пролиферацию клеток и способный в результате соматической мутации или транспозиции превращаться в онкоген. В норме протоонкогены кодируют протеинкиназы, гуанин-связывающие белки, факторы роста и их рецепторы.

Онкоген – это ген, экспрессия которого приводит к неконтролируемой пролиферации клеток.

17. Каким способом происходит заражение вирусом гепатита В? Какие формы вирусных гепатитов вы знаете?

Гепатит В – инфекционное заболевание человека, характеризующееся избирательным поражением печени вирусом. Эта форма гепатита является наиболее опасной по своим последствиям среди известных форм вирусных гепатитов.

9

Источником заражения вирусом гепатит В является только человек. Заражение происходит не только парентеральным, но и половым путем, а также и вертикальным ( от матери к плоду), т.е. практически заражение вирусом гепатита В возможно разными способами.

Формы вирусных гепатитов: -вирусный гепатит А -вирусный гепатит В -вирусный гепатит Е -вирусный гепатит С -вирусный гепатит G (GВ-С) -дельта-гепатит -вирус ТТ (?)

18. Как устроен вирус гриппа? Какие особенности его генома? Перечислите белки, входящие в состав нуклеокапсида?

Вирион имеет сферическую форму и диаметр 80-10 нм, его молекулярная масса 250МД. Его геном представлен однонитевой фрагментированной ( 8 фрагментов( негативной РНК с общем м.м 5 МД. Тип симметрии нуклеокапсида спиральный. Вирион имеет суперкапсид (мембрану), содержащий два гликопротеида – гемагглютинин и нейраминидазу, которые выступают над мембраной в виду различных шипов. Нуклеокапсид вириона состоит из 8 фрагментов вРНК и капсидных белков, образующих спиралевидный тяж. Капсидные белки:

1)нуклеопротеид, он выполняет структурную и регуляторную роль.

2)белок РВ1 – транскриптаза (обладает щелочными свойствами)

3)белок РВ2 - эндонуклеаза (аналогично)

4)белок РА – репликаза (обладает кислотными свойствами)

Нуклеокапсид окружен матриксным белком (М1-белок), который играет ведущую роль в морфогенезе вириона и защищает вирионную РНК.

19. Почему для диагностики вирусного гепатита А наиболее приемлемой является методика «захвата» антител, относящихся к IgM?

Преимущество метода «захвата» IgМ состоит в том, что АТ этого класса иммуноглобулинов появляются в первичном иммунном ответе и свидетельствуют об активной стадии инфекции, они исчезают после перенесения заболевании.

Противовирусные АТ, относящиеся к классу IgG, напротив, длительно время сохраняются после перенесенного заболевания, обеспечивая приобретенный иммунитет. Для

10