Классификация вирусных инфекций на клеточном уровне.

Инфекция автономная, когда вирусный геном реплицируется независимо от клеточного генома. Автономная форма характерна для большинства вирусов животных.

Если вирусный геном включается в состав клеточного генома, т.е. интегрирует с клеточным геномом и реплицируется вместе с ним, такая инфекция называется интеграционной. Интегрировать могут как полный геном, так и часть генома. При гепатите В возможна интеграция полного генома, при аденовирусных и герпесвирусных может интегрировать как полный геном, так и его часть. Вирусная последовательность в составе клеточного генома называется провирусом. При интеграционных инфекциях нет ни сборки вирусной частицы, ни выхода вируса из клетки. Клетка может сохранить нормальные функции и при ее делении вирусные последовательности могут переходить в геном дочерних клеток. Такая ситуация наблюдается в случае инфекции, вызываемой онкогенными вирусами.

Интеграционный тип инфекции возможен для нескольких семейств ДНК – содержащих вирусов: аденовирусов, паповавирусов, вирусов герпеса и гепатита В; для РНК – вирусов – ретровирусы.

Автономная инфекция делиться на:

1) продуктивную,

2) абортивную.

Продуктивная инфекция завершается образованием инфекционного потомства. Абортивной называется инфекция, которая не завершается образованием инфекционных вирусных частиц, или они образуются в гораздо меньшем количестве, чем при продуктивной инфекции.

Как продуктивная, так и абортивная инфекции могут протекать в виде острой или хронической инфекции.

Острой называется такая форма инфекции, при которой после образования вирусного потомства клетка либо погибает, либо выздоравливает и не содержит вирусных компонентов.

Хроническая инфекция - это такая форма инфекции, при которой клетка продолжает продуцировать вирусные частицы в течение длительного времени и передает эту способность дочерним клеткам.

Острая инфекция может быть цитолитической и нецитолитической, в зависимости от судьбы зараженной клетки. Лизис клетки – инфекция цитолитическая, нет лизиса – нецитолитическая.

Классификация вирусных инфекций на уровне организма.

В основу классификации положено четыре фактора:

1. генерализация вируса.

2. продолжительность инфекции.

3. проявление клинических симптомов.

4. выделение вируса в окружающую среду.

Вирусные инфекции можно разделить на две большие группы:

1) очаговые, когда действие вируса проявляется у входных ворот инфекции;

2) генерализованные, при которых после ограниченного периода репродукции вируса в первичных очагах происходит генерализация инфекции.

Очаговые инфекции имеют более короткий инкубационный период, защитными факторами организма при этих инфекциях являются антитела класса IgА, эффективные вакцины – это те, которые стимулируют секреторные антитела.

При генерализованных инфекциях большое значение в защите организма имеют гуморальные антитела.

Примеры очаговых инфекций – респираторные и кишечные вирусные инфекции, генерализованных – оспа, корь, полиомиелит.

Острая и персистентная инфекции. Острая инфекция длиться недолго и протекает с выделением вирусов в окружающую среду. В конце наступает элиминация вирусов благодаря иммунным механизмам. Острая инфекция может завершаться выздоровлением или гибелью организма.

При продолжительном взаимодействии вируса с организмом возникает персистентная форма инфекции (от лат. – persistenta – упорство, постоянство). Один и тот же вирус может вызвать острую и персистентную инфекцию в зависимости от состояния организма и в первую очередь его иммунной системы. Например, вирус кори вызывает как острую инфекцию, так и длительно текущую – подострый склерозурующий панэнцефалит. Точно также вирусы герпеса, гепатита В и аденовирусы.

Персистентные инфекции могут быть латентными, хроническими или медленными.

Латентная инфекция – скрытая инфекция, не сопровождается выделением вирусов в окружающую среду. Однако при неблагоприятных факторах он может активизироваться и перейти в острую или хроническую. Пример – аденовирусы, вирусы герпеса, онкогенные вирусы.

Хронические инфекции – длительный патологический процесс, сопровождающийся периодами обострения и ремиссий. Пример – хроническая форма вирусных гепатитов.

Медленные инфекции – длительный инкубационный период (месяцы и годы), медленное течение, но ведущих к летальному исходу. Пример – СПИД, подострый склерозирующий панэнцефалит, рассеянный склероз и др.

Персистентные инфекции являются серьезной проблемой современной вирусологии и медицины. Персистенция вирусов обуславливает их сохранение, как биологического вида и является причиной изменчивости свойств вирусов в их эволюции.

В патогенезе вирусной инфекции следует подчеркнуть одну из особенностей – это тропизм вируса. В зависимости от повреждения тех или иных органов и тканей различают нейроинфекции, инфекции дыхательных путей, кишечные и др.

Вирусные болезни, так же как и другие инфекционные заболевания, возникают при проникновении возбудителя в макроорганизм через определенные входные ворота инфекции. Проникновение вирусной инфекции в организм характеризуется преимущественным попаданием вируса через слизистые оболочки верхних дыхательных путей, воздушно – капельный путь передачи (1). Это две группы вирусов: 1) респираторные вирусы, которые вызывают очаговую инфекцию; 2) генерализованные инфекции – ветр. оспа, корь, свинка. (вирусы гриппа, аденовирусы, эпидемиологического паротита, кори, краснухи, герпеса и др.) Через кожу – вирусы бешенства, коровьей оспы, рабдовирусы (2).

3. Трансмиссивные вирусные инфекции передаются с укусами комаров и клещей (энцефалиты, лихорадки). 4. Особая группа вирусов попадает в организм через желудочно-кишечный тракт -энтеровирусы (вирус гепатита А, вирус полиомиелита и др.).

5. Вирус может проникать в организм половым путем. На сегодняшний день, кроме широко известного вируса ВИЧ инфекции, половым путем передаются вирусы герпеса, папиллом и полиом человека, гепатита В и С.

6. Парентеральный – вирус гепатита В, СПИД – всякие манипуляции – переливание крови, стоматологические операции, маникюр и т.д.

7. Известна передача многих вирусных инфекций трансплацентарно от матери к плоду. Установлено, что вирус краснухи при передаче к плоду является основной причиной врожденных уродств; передается плоду и отрицательно влияет на его развитие вирусы гриппа и др.; вирусные инфекции и персистирующие вирусы также могут стать причиной выкидышей у беременных.

Особенности вирусных инфекций. Вирусы человека и животных являются облигатными внутриклеточными паразитами, которые в чувствительных к ним клетках хозяина вызывают продуктивную инфекцию. Отсутствие среди вирусов непатогенных особей позволяет опустить такой термин, как патогенность. Вирулентность вируса обозначают инфекционность или инфекциозность.

В основе вирусных инфекций лежит взаимодействие вирусного и клеточного генома. Это находит свое выражение в переключении рибосом клетки хозяина на синтез вирусспецифических белков, прежде всего ферментов, или в интеграции вирусной нуклеиновой кислоты в хромосому (ДНК) зараженной клетки.

Следующий этап вирусной инфекции состоит в адсорбции вируса на рецепторах чувствительных клеток организма хозяина. Все дальнейшие события определяются вирусной нуклеиновой кислотой. Это выражается в характерных особенностях, присущих только вирусным инфекциям.

Первая особенность состоит в способности некоторых вирусов вызывать интегративную вирусную инфекцию (вирогению), которая происходит при встраивании вирусной нуклеиновой кислоты в хромосому клетки хозяина. Это имеет место при гепатите В и С, аденовирусах, при герпесе, СПИДе и др. При вирогении отсутствуют такие стадии, как репродукция вируса, сборка и выход из клетки. Клетки с интегрированным вирусным геномом может сохранять свои функции. Однако в определенных условиях интеграция вирусного генома может привести к мутациям и неконтролируемому делению клеток Встроенный геном вируса синхронно реплицируется с клеточной ДНК и при делении материнской клетки передается дочерним. При интегративной инфекции вирусный геном может не транскибироваться или транскибироваться частично. В случае его выщепления из клеточной ДНК происходит его транскрипция и автономная репликация, которая заканчивается выходом вирусного потомства так же, как при продуктивной инфекции.

Вторая особенность обусловлена наличием стадии вирусемии, во время которой вирус циркулирует в крови. В кровь вирус может поступать из лимфатической системы, переноситься лейкоцитами, проникать в кровеносные капилляры из первично инфицированных клеток. Исключение составляют вирусы, распространяющиеся нейрогенным путем (вирус бешенства, простого герпеса и др.)

Третья особенность заключается в поражении вирусами лимфоцитов – клеток иммунной системы организма человека. Вирусы гриппа, кори, герпеса, полиомиелита, ротавирусы и др. угнетают иммунные реакции Т-лимфоцитов. Вирусы, вызывающие ветряную оспу и опоясывающий лишай, вирус цитомегалии индуцируют увеличение абсолютного количества Т-супрессоров, а вирус клещевого энцефалита вызывает их активацию.

Лимфотропность подавляющего большинства вирусов человека и животных существенно отражается на патогенезе и исходе вирусных заболеваний, что проявляется в возникновении иммунодефицитных и других иммунопатологических состояний. Наиболее специализированными облигатно-лимфотропными вирусами являются три вируса, поражающие Т-лимфоциты человека, и один – В-лимфоциты. Два первых вируса –HTLV-1 и HTLV-II вызывают лейкоз у человека за счет пролифирации Т-лимфоцитов. Третий вирус HTLV- III или ВИЧ, является возбудителем СПИДа, который в отличие от первых двух вызывает декструкцию Т-хелперов. Вирус герпеса Эпстайна-Барра - возбудитель инфекционного мононуклеоза - вызывает пролифирацию В-лимфоцитов.

Четвертая особенность характерна для ряда вирусных инфекций, таких как оспа, бешенство, герпес, корь, состоит в образовании внутриядерных или внутрицитоплазматических включений. Они имеют разную форму и величину. Одни из них являются базафильными включениями, такие как тельца Гварниери при оспе и тел Бабеша-Негри при бешенстве представляют собой внутриклеточные скопления вируса. Окрашиваются основными красителями и имеют диагностическое значение. (Повтор)

Последствия инфекционного процесса, вызванного вирусами, разнообразны – от сохранения жизнеспособности клетки до широкого спектра поражения.

Все вирусы обладают цитоцидным действием, а по результатам этих взаимодействий делятся на:

манифестные вирусные инфекции

персистирующие вирусные инфекции

вирусы организма, не вызывающие никаких изменений.

Манифестные вирусные инфекции включают все вирусные инфекции, которые протекают с выраженными клиническими проявлениями и свидетельствуют о поражении вирусом тех или иных клеток органов или систем человека и животных.

Они протекают в виде продуктивной и персистирующей инфекции. Продуктивная, или острая инфекция, сопровождается репродукцией вирусов в клетках хозяина и сравнительно быстрым выделением их из организма. Примером данных заболеваний могут служить грипп, полиомиелит, болезнь Боткина, эпидемический паротит, бешенство, клещевой энцефалит, корь и др. Острые инфекции можно подразделить на очаговые и генерализованные. Очаговые проявляются в месте локальной репродукции вируса. Вторые – при генерализации, когда из первичного очага вирус распространяется по организму, формируя вторичные очаги инфекции.

Персистирующие вирусные инфекции характеризуются поражением клеток интеграционным провирусом, геном которого редублицируется с клетками хозяина и в комплексе нового качества клетки ведет к ее изменению (механизм близок к взаимодействию с бактериальной клеткой профага). Модус взаимодействия – основа персистирующей инфекции.

Персистирующая инфекция проявляется в разных формах – латентной, хронической и медленной.

Латентная бессимптомная инфекция характеризуется длительным, а в некоторых случаях, пожизненным носительством вируса, который не покидает организм и не выделяется в окружающую среду. В одних случаях это связано с дефектностью вируса. Представителями данной группы вирусных заболеваний могут служить подострый склерозирующий энцефалит, вызываемый делеционным мутантом вируса кори (выпадение синтеза мембранного белка, или применение его на своей структуре), врожденная краснуха, дающая основной процент всей врожденной патологии плода. Установлена трансплацентарная передача вируса краснухи и «классический синдром» заболевания у новорожденных – катаракта, пороки сердца, глухота.

При интегративной инфекции последствия инфекции трудно предсказать. Многое зависит от того локуса хромосомы, в который происходит интеграция вирусной нуклеиновой кислоты. В том случае, если она встраивается вблизи промотора, может произойти нарушение регуляции синтеза белка, что приводит к нерегулируемому размножению клеток и возникновению опухоли. Так, например, первичный рак вируса гепатита В происходит в результате встраивания ДНК вируса гепатита в геном гепатоцитов рядом с промотором.

Хронические вирусные инфекции также рассматривают как одну из форм персистенции вируса, которая продолжается в течение нескольких месяцев и лет. Данную форму инфекции вызывают аденовирусы, вирусы гепатита, герпеса и др., которые периодически выделяются из организма больного во внешнюю среду.

Интеграция РНК вирусов в клеточный геном происходит путем обратной транскрипции. В 80- годах в клетках людей были обнаружены тысячи копий ретровирусных генов неизвестного происхождения, напоминающие транспозоны бактерий. Их называют ретротранспозонами вследствие их образования путем обратной транскрипции. Встраивание этих ретротранспозонов в хромосомы клеток людей и животных, так же как и в клетки бактерий, дрожжей и насекомых, происходит беспорядочно. Это может привести к мутациям, нарушающим работу мутировавшего гена, или изменению уровня его экспрессии (активации). Таким образом, данный ген становится онкогеном, индуцирующим образование опухоли. У человека продукты обратной транскрипции (ретротранспозоны, зндогенные провирусы) составляют 10% клеточного генома.

Для медленных инфекций характерны очень длинный инкубационный период, продолжительность которого измеряется многими месяцами и годами, которое часто заканчивается смертью больного. К смертельной патологии относится форма клещевого энцефалита, вызываемая вирусом клещевого энцефалита. Это медленная инфекция сопровождается спонгиозной дегенерацией астроцитарной глии и глиосклерозом. Практически все медленные вирусные инфекции заканчиваются смертью человека или животного. К этим заболеваниям относятся: ВИЧ- инфекции, Т-клеточная лимфома, подострый герпетический энцефалит и др.

Ничего не вызывающие вирусы организма выделяются в достаточном количестве с поверхности слущивающегося эпидермиса, из испражнений, отделяемого слизистых, а также из окружающей среды. Определение содержания энтеровирусов в питьевой воде имеет на сегодня большое эпидемическое значение в санитарной вирусологии.

Резервуаром вирусных инфекций энцефалита, геморрагических и других видов лихорадок являются лани, олени, мыши, а переносчиками этих вирусных инфекций чаще всего являются клещи, получившие вирус от носителя, причем некоторые виды вирусных инфекций передаются трансовариально потомству клещей. Человек, попавший в это звено и укушенный клещом, заболевает одним из видов уже манифестной вирусной инфекции (клещевой энцефалит, гемморрагическая лихорадка и др.). Так же выглядит и сохранение в природе вируса бешенства. «Дикование животных» как симптом многолетнего заболевания персистирующей вирусной инфекцией бешенства у песцов крайнего Севера, бессимптомное носительство вируса бешенства у многососковых крыс, населяющих Саванну в Африке, при нападении хищников, вызывает у них острую вирусную инфекцию, а при попадании в эту цепочку человека – вызывает заболевание бешенства у человека – манифестную вирусную инфекцию.