Virusologiya

Вирусология

Справиться с эпидемией удалось в течение 2003 г. Всего заболело более 8 тысяч человек, 774 из них умерли (летальность составила 9,5%). ТОРС-инфекция считается первой значительной эпидемией, возникшей в XXI веке. Впоследствии единичные случаи ТОРС отмечались в 2004 г.

Установлено, что резервуаром инфекции в природе являются плодоядные летучие мыши. Они распространяют возбудителей другим животным. Предполагается, что первоначальным источником инфекции для человека в Юго-Восточной Азии стали представители семейства виверровых (циветы) и енотовидные собаки, у которых был выделен схожий вирус.

Picornaviridae − семейство вирусов, вызывающих заболевания у человека и животных.

Вирион имеет малые размеры (27−30 нм), кубический тип симметрии (60 капсомеров), не имеют липидного суперкапсида (простые вирусы). Геном представлен линейной несегментированной однонитевой (+) РHK, обладающей инфекционностью (рисунок 19).

Рисунок 19. – Модель семейства Пикорнавирусы

Многочисленные представители семейства вызывают разнообразную патологию человека с поражением желудочно-кишечного тракта, ЦНС, дыхательной и сердечно-сосудистой систем.

Семейство Picornaviridae относится к одноименному порядку Picornavirales. К настоящему времени в состав семейства входит 35 родов.

Основными возбудителями болезней человека являются вирусы из родов Enterovirus, Parechovirus и Hepatovirus.

Вирусология

Большинство патогенных для человека возбудителей относится к роду Enterovirus. В его состав входит 12 видов – 9 энтеровирусов

Enterovirus A-J (отсутствует вид I) и три риновируса Rhinovirus A, B, C.

Дополнительно по антигенным свойствам энтеровирусы делятся на серогруппы и многочисленные серотипы (свыше 100 вариантов).

Квиду Enterovirus A относятся вирусы серотипов Коксаки группы А; к виду Enterovirus В – вирусы Коксаки группы В, ECHO-вирусы (более 30 серотипов); к виду Enterovirus С относятся полиовирусы (вирусы полиомиелита) серотипов 1, 2, 3 и остальные серотипы вирусов Коксаки группы А.

Кроду Parechovirus (виды – пареховирусы А и В) относится 14 серотипов, ряд из которых может поражать человека.

Род Hepatovirus представлен 1 серотипом (серотип 72). Помимо вышеназванных родов, в некоторых случаях патологию человека вызывают и другие пикорнавирусы (отдельные представители родов

Cardiovirus и Kobuvirus).

Возбудители рода Aphthovirus вызывают ящур – тяжелую эпизоотическую инфекцию животных (коров, овец, коз, свиней и др.), от которой может также страдать человек.

Энтеровирусы весьма устойчивы во внешней среде – в выделениях пациентов, канализационных стоках, в воде, пищевых продуктах сохраняют активность в течение нескольких недель, при 0°С могут быть жизнеспособны до года.

Малоустойчивы к высушиванию и температуре – при 56°С теряют жизнеспособность в течение 30 минут. Инактивируются УФ-лучами.

Резистентны к спирту, эфиру и детергентам. Чувствительны к ряду дезинфектантов – вирусы быстро погибают при действии гипохлорита, хлорамина, формальдегида, 3% перекиси водорода.

Пикорнавирусы посредством наружных белков связываются с рецепторами на мембранах клеток.

Вирусы попадают в клетку путем эндоцитоза. Закисление среды

вэндосоме способствует депротеинизации вируса, после чего вирусная РНК проникает в цитоплазму через мембрану эндосомы.

Репликация вирусов происходит в цитоплазме зараженных клеток. Геномная вирусная (+) РНК выступает в роли иРНК.

Геном пикорнавирусов содержит единственный ген. Поэтому исходно синтезируется единый вирусный полипротеин, который подвергается неоднократному протеолизу с образованием вирусной РНКполимеразы (репликазы), а также структурных белков вируса. РНК-

Вирусология

полимераза синтезирует новые копии геномной вирусной РНК через промежуточную (–) цепь РНК. Затем происходит упаковка геномной (+) РНК в капсиды вируса. Выход вирионов из пораженных клеток обычно завершается клеточным лизисом.

Цикл репродукции пикорнавирусов короткий и составляет от 5 до 10 часов.

Вирус не культивируются в курином эмбрионе и в организме экспериментальных животных. Их выделяют при заражении культур клеток.

Полиомиелит – антропонозное заболевание. Наиболее часто страдают дети; взрослые заболевают реже.

Источник инфекции – человек (больной или вирусоноситель). Механизм заражения – фекально-оральный, пути заражения –

алиментарный или водный. Исходно вирусы попадают в носоглотку, а затем в лимфатический аппарат тонкого кишечника. Далее возбудители проникают в кровь. Если вирус-нейтрализующие антитела не вырабатываются в достаточном количестве, то полиовирусы могут поступать в ЦНС. В ЦНС вирусы распространяются вдоль нервных волокон. В процессе внутриклеточного размножения они разрушают нейроны. Изменения в нервных клетках развиваются быстро.

Лечение полиомиелита симптоматическое. В начальных стадиях заболевания может быть эффективным назначение препарата человеческого иммуноглобулина против полиомиелита, который получают из сывороток крови доноров.

Выдающийся прогресс в борьбе с полиомиелитом был достигнут благодаря специфической иммунопрофилактике заболевания, которая проводится живой или убитой вакциной.

Заболевания, вызванные вирусами Коксаки, объединяют большую группу инфекций с разнообразными клиническими проявлениями. При инфекции человека многие серотипы вирусов способны поражать определенные ткани, органы и системы. Первичное размножение вирусов Коксаки происходит в лимфоидной ткани носоглотки и кишечника. Тем не менее, большинство случаев заражения протекает бессимптомно и заканчивается формированием иммунитета.

Источниками инфекции являются больной человек или вирусоноситель. Механизм заражения – фекально-оральный, пути заражения

– алиментарный, водный, контактно-бытовой. Для Коксаки-инфекции возможен воздушно-капельный путь передачи.

Вирусология

Вирус ящура был впервые выделен Ф. Леффлером в 1897 г. Не менее 70 видов животных чувствительны к вирусу. Среди них – коровы, овцы, козы, свиньи и мн. др. У животных заболевание сопровождается лихорадкой, а также везикулезными высыпаниями в полости рта и на конечностях; в осложненных случаях развивается миокардит.

Вбольшинстве случаев наступает выздоровление, однако при отдельных вспышках гибель животных может достигать 70%.

Инфекция человека возникает после контакта с больным животным или при употреблении в пищу инфицированного молока или мяса.

Внекоторых продуктах (масло, жиры) вирусы сохраняются до двух месяцев.

Специфическую профилактику среди животных проводят вакциной, инактивированной формалином. Основные меры неспецифической профилактики включают установление карантина, изоляцию и забой зараженных животных с уничтожением их туш. Карантин снимается через 30 суток при отсутствии инфекции в очаге.

Hepeviridae – это вирусы сферической формы и малого размера с диаметром вириона 27-34 нм. Обладают кубическим типом симметрии, не имеют суперкапсида (простые вирусы). Геном представлен линейной несегментированной однонитевой (+) РHK (рисунок 20).

Рисунок 20. – Модель семейства Гепевирусы

Семейство Hepeviridae имеет род Orthohepevirus. Различают 4 основных генотипа вируса гепатита Е. Генотипы 1 и 2 вызывают патологию только у человека, генотипы 3 и 4 выделяют от человека и некоторых видов животных (свиней, диких кабанов, кроликов, оленей и др.). Остальные представители рода относятся к зоонозным вирусам и поражают многие виды птиц и млекопитающих.

12 августа 1981 г. советский вирусолог акад. М.С.Балаян выполнил опыт перорального самозаражения инфекционным материалом,

Вирусология

полученным от 9 военнослужащих с неустановленной формой гепатита. На 37 день от момента заражения у него развились симптомы, типичные для острого вирусного поражения печени. Проведенное обследование исключило возможность инфекции вирусами гепатита А или В, при этом в пробах стула методом иммуноэлектронной микроскопии был обнаружен неизвестный вирус – возбудитель гепатита с фекально-оральным механизмом передачи. Таким образом, состоялось открытие вируса гепатита Е.

Проведенный ретроспективный анализ антител к вирусу гепатита Е выявил, что более одной трети контингента советских войск в Афганистане (1979−1989 гг.) было инфицировано данным вирусом. Также удалось установить, что массовые водные и алиментарные вспышки гепатита, особенно характерные для развивающихся стран ЮгоВосточной Азии, Латинской Америки и Африки, обусловлены вирусом гепатита Е.

Дальнейшие исследования показали, что вирусный гепатит Е (ВГЕ) встречается в большинстве стран мира. Наряду с возбудителем гепатита А, вирус гепатита Е считается наиболее частой причиной острого вирусного гепатита у человека.

Вирус гепатита Е обладает меньшей резистентностью в сравнении с возбудителем гепатита А. Он инактивируется при температуре 60°C в течение 15−30 мин. Чувствителен к хлорсодержащим дезинфектантам, формальдегиду.

Вирусы способны эффективно размножаться лишь в единичных клеточных культурах. Для их выращивания в лабораторных условиях применяют клеточные линии из опухолей человека (гепатокарцинома, аденокарцинома легкого). Экспериментальную вирусную инфекцию проводят на обезьянах (шимпанзе, макаки-резусы).

При помощи капсидного белка вирусы связываются с мембранными рецепторами клеток печени (гепарансульфатом, белками теплового шока). Возбудители попадают в гепатоциты путем эндоцитоза. Репликация вирусов происходит в цитоплазме зараженных клеток. Геномная вирусная (+) РНК выполняет роль иРНК. Первоначально на рибосомах транслируется участок генома вируса, образуются неструктурные вирусные белки, включая вирусную РНК-полимеразу (репликазу). РНК-полимераза синтезирует новые копии геномной вирусной РНК через промежуточную (–) цепь РНК. Далее выполняется трансляция других участков вирусной РНК с образованием структурных белков.

Вирусология

Капсидный белок участвует в сборке вируса, формировании новых вирионов, их перемещение в цитоплазме и выход из клеток. Вирусы покидают клетку путем почкования.

Особенности течения гепатита Е зависят от генотипа вируса. Вирусы генотипов 1 и 2 вызывают массовые эпидемические вспышки за-

болевания в развивающихся странах Азии, Латинской Америки, Аф-

рики. Высокая плотность населения в этих странах сопровождается дефицитом водных ресурсов и недостаточным контролем качества питьевой воды. Это создает условия для водного пути передачи инфекции. Вспышки меньшей интенсивности и завозные случаи заболевания могут регистрироваться во многих странах мира.

Вирусы генотипов 3 и 4 вызывают спорадические случаи ВГЕ. В последние 15 лет отмечается неуклонный рост заболеваемости ВГЕ 3 и 4 генотипов в развитых странах мира (в Северной Америке, Европе, России, Японии, Новой Зеландии и др.). Считается, что данный вариант болезни представляет собой зоонозную инфекцию, которая наиболее часто передается через мясо зараженных животных алиментарным путем.

Механизм передачи – фекально-оральный. Основные пути передачи – водный, контаминированную фекалиями; алиментарный. Вероятность контактно-бытовой передачи инфекции незначительная. Установлены случаи передачи гепатита Е посредством гемотрансфузий инфицированной крови.

У большинства пациентов наблюдается легкая форма заболевания, которая завершается выздоровлением в течение нескольких недель. Часто наблюдается бессимптомное течение инфекции. Тем не менее, возможны тяжелые острые (фульминантные) формы заболевания с развитием печеночной недостаточности.

Летальность при эпидемических вспышках обычно не превышает 1%. Специфическое лечение при острых неосложненных формах не проводится. Для пассивной профилактики и лечения гепатита у беременных назначают иммуноглобулин из сывороток доноров или реконвалесцентов. Для лечения хронической инфекции у лиц с иммуносупрессией применяют рибавирин и препараты интерферона.

Для специфической профилактики разработаны генноинженерные вакцины на основе капсидных белков вируса, одна из них уже разрешена к массовому применению (КНР).

В предупреждении эпидемических вспышек в развивающихся странах наибольшую роль по-прежнему играют меры неспецифиче-

Вирусология

ской профилактики, связанные с улучшением санитарной инфраструктуры и расширением доступа населения к чистой питьевой воде.

Название семейства Caliciviridae происходит от лат. «calix» – «чаша». Это связано с тем, что по данным электронной микроскопии в капсиде калицивирусов обнаруживается 32 углубления, напоминающие чашу.

Вирион имеет сферическую форму и малый размер ‒ 23-40 нм. Обладают кубическим типом симметрии, не имеют суперкапсида (простые вирусы). Их геном представлен линейной несегментированной однонитевой (+) РHK (рисунок 21).

Рисунок 21. – Модель семейства Калицивирусы

Семейство Caliciviridae включает 6 вирусных родов. Представители 2-х из них вызывают патологию человека (острый гастроэнтерит). К ним относятся роды Norovirus (содержит единственный вид – вирус Норфолк) и Sapovirus (также представлен единственным видом – вирус Саппоро). Калицивирусы из других родов поражают животных, амфибий, моллюсков и т.д.

Вследствие выраженной генетической изменчивости, норовирусы и саповирусы разделяются на геногруппы с многочисленными генотипами. Норовирусы образуют не менее 6 геногрупп (I-VI), саповирусы – 5 геногрупп (I-V). В связи с активным внедрением методов мо- лекулярно-генетического типирования в практику, количество вирусных геногрупп постоянно увеличивается. Заболевания человека вызывают норовирусы геногрупп I, II и IV; при этом норовирус геногруппа II, генотип IV является причиной более чем 75% всех вспышек инфекции. Патогенные для человека саповирусы принадлежат к геногруппам I, II, IV и V. Вирусы группы III патогенны для свиней.

Вирусология

Калицивирусы были определены в самостоятельное вирусное семейство в 1981 г. До этого их представителей относили к пикорнавирусам. В течение длительного времени считалось, что они вызывают вирусные инфекции животных. В 1968 г. в начальной школе г. Норфолк (Огайо, США) произошла массовая вспышка гастроэнтерита неустановленной этиологии. При этом заболели как дети (учащиеся), так и взрослые лица (учительский персонал); всего 116 из 232 человек. Методом иммуноэлектронной микроскопии А. Капикян с соавт. в 1972 г. установили, что причиной заболевания является неизвестный кишечный вирус, получивший название «вирус Норфолк». Другой сходный калицивирус – возбудитель гастроэнтерита человека – был обнаружен в Японии в Саппоро Сундзо Чиба с соавт. (1977‒1979 гг.) Впоследствии эти вирусы были выделены в самостоятельные роды

Norovirus и Sapovirus в составе семейства Caliciviridae. К настоящему времени установлено, что они являются ведущими возбудителями острого гастроэнтерита небактериальной этиологии у человека. В частности, показано, что за последние 20 лет норовирусы стали причиной по крайней мере 6 пандемий вирусного гастроэнтерита, которые охватили сотни миллионов человек во всех странах мира.

Вирусные частицы обладают сравнительно высокой устойчивостью в окружающей среде. На контаминированной поверхности при комнатной температуре вирусы сохраняют жизнеспособность в течение 2‒4 недель. Сроки их выживания в почве и воде открытых водоемов точно не установлены. Вирионы проявляют стабильность в отношении действия химических факторов. В частности, они способны выживать не менее 3 часов при pH 2.7. Резистентны ко многим дезинфектантам. При необходимости дезинфекции используют хлорсодержащие средства и окислители (гипохлорит, надуксусную кислоту и др.), глютаровый альдегид. Возбудители теряют жизнеспособность при температуре 60-70°C. Кратковременное кипячение (1 мин) необратимо инактивирует вирусы.

Сложность изучения норо- и саповирусных инфекций заключается в том, что они не размножаются в культурах клеток или организме лабораторных животных. Предложена пока единственная модель культивирования норовирусов на культуре В-лимфоцитов человека.

Вирусы попадают в желудочно-кишечный тракт и проникают в кишечник. При помощи капсидного белка вирусы связываются с эритроцитами. Помимо эритроцитов вирус может присутствовать на клетках эпителия слизистых оболочек, включая тонкий кишечник. Возбуди-

Вирусология

тели попадают в эпителиоциты кишечника путем эндоцитоза. Репликация вирусов происходит в цитоплазме зараженных клеток. Геномная вирусная (+) РНК выполняет роль иРНК. Первоначально на рибосомах транслируется участок генома вируса. Формируется единый полипротеин, который затем гидролизуется вирусной протеазой с образованием неструктурных вирусных белков и ферментов. РНК-полимераза (репликаза) синтезирует новые копии геномной вирусной РНК через промежуточную (–) цепь РНК. Далее выполняется трансляция остальных участков вирусной РНК и синтез структурных белков. Белки составляют основу вирусного капсида и участвуют в сборке вирусных частиц. Массовый выход вирионов сопровождается лизисом зараженных клеток.

Патогенные калицивирусы (норовирусы, саповирусы) являются ведущей причиной диарейных инфекций, которые имеют глобальное распространение среди всех возрастных групп населения. Данное положение в первую очередь относится к норовирусам. По данным ВОЗ в мире ежегодно регистрируется от 2 до 4 млрд случаев диарейных заболеваний бактериального и вирусного происхождения. Норовирусы являются причиной не менее 17‒20% от всех диарейных инфекций. В развитых странах они занимают лидирующее место в этиологии острых вирусных диарейных болезней. В развивающихся странах они находятся на втором месте по частоте обнаружения, уступая только ротавирусной инфекции. Суммарно от норовирусных инфекций погибает до 200 тыс. человек в год, при этом 70‒100 тыс. из них – дети развивающихся стран Африки, Азии, Латинской Америки.

Источником инфекции является больной человек.

Механизм передачи – фекально-оральный. Пути передачи: основной путь – контактно-бытовой (от человека к человеку при контакте с инфицированными лицами); алиментарный (до 15% от всех случаев), водный. Контактный путь передачи способствует быстрому распространению инфекции.

Лечение норовирусных и саповирусных инфекций неспецифическое. Проводится регидратация с восстановлением электролитного баланса организма, назначается диетотерапия, пробиотики. Наибольшую роль в предупреждении распространения инфекций играют меры неспецифической профилактики. Необходима быстрая диагностика случаев инфекции с изоляцией заболевших, усиление мер личной гигиены, включая работу персонала в перчатках с обработкой рук после контакта с пациентом; выполняется дезинфекция в очагах.

Вирусология

Для специфической профилактики норовирусных инфекций разработаны различные виды рекомбинантных вакцин, которые в настоящее время находятся на стадии клинических испытаний.

Reoviridae – семейство вирусов, имеющих патогенное значение для человека, животных и насекомых. Вирион имеет вид колеса диаметром 70‒100 нм. Тип симметрии – кубический (икосаэдр). Вирион не обладает суперкапсидом (простой вирус). Геном всех реовирусов состоит из двунитевой сегментированной РНК (у разных представителей

– от 10 до 12 сегментов). У ротавирусов геном включает 11 сегментов двунитевой РНК; каждый из них имеет (+) и (–) цепи молекул РНК (рисунок 22).

Рисунок 22. – Модель семейства Реовирусы

Семейство Reoviridae включает 2 подсемейства (Sedoreovirinae и Spinareovirinae) и 15 вирусных родов.

Род Rotavirus относится к подсемейству Sedoreovirinae. В состав рода входит 8 видов вирусов (Rotavirus A-H). Название Rotavirus произошло от лат. «rota» – «колесо» из-за своеобразных очертаний вирионов, имеющих по данным электронной микроскопии форму колеса. Инфекция у человека вызывается видами Rotavirus A, В и С; при этом более 90% всех случаев связаны с видом Rotavirus A. Ротавирусы делятся на многочисленные генотипы и серотипы.

Возбудители, относящиеся к этой вирусной группе, были впервые выделены в Австралии из фекалий ребенка с лихорадкой, пневмонией и симптомами поражения желудочно-кишечного тракта (У. Стенли, 1951 г.). Позднее (в 1959 г.) А. Сэбин присвоил им наименование «реовирусы», что означало «респираторно-кишечные сиротские вирусы». Подобное название было обусловлено тем, что эти вирусы находились в дыхательных путях и желудочно-кишечном тракте без видимой связи с каким-либо известным на тот момент времени забо-