Задания для самоконтроля
1. В инфекционное отделение больницы в тяжелом состоянии поступил больной с диагнозом «сыпной тиф». Из анамнеза установлено, что он болен 10 дней. С целью подтверждения предварительного диагноза врач назначил исследования.
Какой материал необходимо взять у больного для проведения исследований?
Какой метод диагностики сыпного тифа наиболее целесообразно использовать в данном случае?
С какого дня болезни целесообразно использовать этот метод диагностики?
Какие реакции могли быть поставлены в лаборатории при использовании выбранного Вами метода?
2. В инфекционное отделение поступил больной с подозрением на сыпной тиф (болеет 11 суток).
Как отдифференцировать впервые возникший сыпной тиф от рецидива заболевания (болезни Брилла-Цинссера)?
3. В инфекционное отделение больницы в тяжелом состоянии поступил больной с диагнозом «Сыпной тиф». Болеет 8 дней. С целью подтверждения первичного диагноза провели серологический метод микробиологической диагностики.
Какая реакция с сывороткой крови больного была использована?
Какой титр реакции является диагностическим при эпидемическом сыпном тифе?
Какой ингредиент был использован для постановки данной реакции?
4. Для дифференциации эпидемического сыпного тифа от болезни Брилла-Цинссера поставили РПГА с цистеином. Выявлен титр антител в сыворотке, обработанной цистеином – 1:20, в сыворотке необработанной цистеином – 1:160. На основании полученных данных врач-бактериолог выдал заключение.
Какое заключение было выдано?
Дайте интерпретацию данному результату.
5. У больного с острым лихорадочным заболеванием врач заподозрил сыпной тиф. Для подтверждения диагноза и дифференциации эпидемического сыпного тифа от эндемического назначено лабораторное обследование больного.
Какие методы лабораторной диагностики используют для подтверждения этого заболевания?
Глава 11 общие свойства вирусов. Методы диагностики вирусных инфекций
11.1. Общие свойства вирусов
Вирусология – это наука, изучающая морфологию, физиологию, генетику, экологию и эволюцию вирусов.
В задачи вирусологии входит изучение:
принципов систематики и номенклатуры вирусов;
морфологии и химического состава вирусов;
особенностей репродукции и изменчивости вирусов;
патогенеза и иммуногенеза при вирусных болезнях;
методов диагностики, специфической профилактики и лечения вирусных инфекций.
Вирусы – это облигатные внутриклеточные паразиты, не имеющие клеточного строения, собственного аппарата синтеза биополимеров. Проникая в клетку, вирус эксплуатирует ее. Зараженная клетка начинает функционировать не по программе собственного, а по программе вирусного генома, т.е. отличается паразитизмом на генетическом уровне.
Термин «вирус» применил еще Л. Пастер для обозначения заразного начала. В настоящее время под вирусом подразумевают мельчайшие реплицирующиеся микроорганизмы, находящиеся всюду, где есть живые клетки.
Д.И. Ивановский (рис. 11.1) – русский физиолог растений и микробиолог, в 1892 г. Опубликовал исследования открытия вируса табачной мозаики (рис. 11.2).
-
Рис.11.1. Д.И. Ивановский (1864–1920)
Рис.11.2. Вирус табачной мозаики
(источник заимствования – ресурсы сети Интернет)
Опыты Д.И. Ивановского в 1898 г. воспроизвел М. Бейеринк и назвал инфекционный агент вирусом (лат. яд). В том же году был открыт первый вирус животных (вирус ящура), а человека – в 1901 г. (вирус желтой лихорадки). Следующими открытыми вирусами человека стали вирус бешенства (1903 г.), вирус натуральной оспы (1908 г.) и вирус полиомиелита (1909 г.).
Основные отличия вирусов от бактерий:
Не имеют клеточного строения.
Имеют субмикроскопические размеры, большинство – 20–300 нм.
Имеют только один тип нуклеиновой кислоты: или ДНК, или РНК, где закодирована вся информация вируса.
Не обладают собственными метаболическими и энергетическими системами.
Размножение вирусов происходит с использованием белоксинтезирующих и энергетических систем клетки-хозяина, поэтому вирусы – это облигатные внутриклеточные паразиты (как, впрочем, и некоторые отдельные бактерии).
Не способны к росту и бинарному делению, размножаются путем репродукции их белков и нуклеиновой кислоты (НК) в клетке хозяина с последующей самосборкой вирусной частицы.
Формы существования вирусов:
Вирион (вирусная частица) – внеклеточная, покоящаяся, не проявляющая свойств живого форма вируса, выполняющая функцию переноса его генома из одной клетки в другую.
Вегетативная (внутриклеточная, репродуктивная) форма.
Провирус – форма интеграции (встраивания) вирусного генома с геномом клетки хозяина, при которой репродукции вируса не происходит.
По строению вириона различают простые и сложные вирусы. Их внутреннее строение одинаково. Сердцевину вируса составляет геном в виде молекул РНК или ДНК. Геном покрывается белковой оболочкой – капсидом, который состоит из повторяющихся субъединиц – капсомеров. Вместе геном НК и капсид образуют нуклеокапсид. Для простых вирусов он является внешней оболочкой.
У сложных вирусов есть дополнительная внешняя оболочка – суперкапсид. Его основу составляют липиды (фосфолипиды и гликолипиды) клеточных мембран клеток-хозяев. С внутренней стороны может иметься матриксный слой из М-белка. С наружной стороны, то есть на поверхности суперкапсида, располагаются гликопротеиновые шипы или нити.
Классификация
Капсиды вирусов по типу симметрии:
Икосаэдрический (кубический):
В основе лежат различные комбинации равносторонних треугольников из шаровидных белковых субъединиц.
Самая эффективная и экономичная симметрия для формирования замкнутого чехла.
Капсид приобретает псевдосферическую форму (чем больше капсомеров и чем они меньше, тем сильнее форма приближается к сферической).
Спиральный:
Белковые субъединицы располагаются по спирали, между ними (также по спирали) уложена нуклеиновая кислота.
Вирусы часто приобретают нитевидную форму (но не обязательно).
Геном защищен лучше, чем при кубической симметрии, но требуется большее количество белка.
Типы взаимодействия вируса с восприимчивой клеткой:
продуктивный тип – репродукция завершается образованием вирусного потомства;
абортивный тип – новые вирусные частицы не образуются, так как инфекционный процесс прерывается на одном из этапов;
интегрированный тип (вирогения) – встраивание вирусной ДНК в геном клетки хозяина.
Репродукция вирусов
В цикле репродукции любого вируса можно выделить несколько стадий, которые будут иметь особенности у различных вирусов.
Используется схема репродукции парамиксовирусов (сложный вирус с однонитевой отрицательной РНК):
Адсорбция – специфическое связывание вирионных белков с клеточными рецепторами. Необратимая адсорбция наступает при установлении множественных связей.
Проникновение вируса в клетку посредством одного из двух механизмов: слияния суперкапсида с мембраной клетки либо эндоцитоза с образованием внутриклеточной вакуоли. Слияние обеспечивается белками капсида или суперкапсида.
Раздевание (депротеинизация) вирионов – освобождение нуклеиновой кислоты от капсида при помощи вирусных или клеточных ферментов.
Сборка вирусных частиц происходит самопроизвольно благодаря «узнаванию» белками и нуклеиновыми кислотами друг друга путем нековалентных взаимодействий (гидрофобных, водородных, ионных), местами окончательной сборки являются мембраны ЭПС и комплекса Гольджи; полностью созревают на этом этапе только простые вирусы.
Выход вирионов из клетки происходит у простых вирусов путем накопления большого их числа и «взрыва» клеточной мембраны с гибелью клетки. У сложных – путем почкования, в процессе которого вирус приобретает суперкапсид (за счет участка клеточной мембраны), а также М-белок и гликопротеиновые шипы/нити, которые «ожидают» нуклеокапсид сложного вируса у мембраны; клетка при этом обычно не гибнет.