20.1. Рнк-геномные вирусы

20.1.1. Семейство ортомиксовирусов (Оrthomyxoviridae)

Вирусы гриппа.

Грипп – острое инфекционное заболевание, чаще поражающее слизистые оболочки верхних дыхательных путей и сопровождающееся лихорадкой, головными болями, недомоганием.

Вирус гриппа человека типа А был выделен В. Смитом, К. Эндрюсом и П. Лейдлоу в 1933 г. В 1940 г. Т. Френсис и Т. Меджилл выделили вирус типа В, а в 1949 г. Р. Тэйлор – вирус типа С.

Классификация

К семейству ортомиксовирусов (греч. orthos – правильный, myxa – слизь) относятся вирусы гриппа родов Influenzavirus А, В, С, имеющие тропизм к эпителию слизистых оболочек дыхательных путей. Вирусы гриппа типа А патогенны для человека и некоторых животных (лошади, свиньи), а также для птиц. Вирусы типа В и С поражают только людей.

Морфология Вирионы имеют сферическую форму, диаметр 80-120 нм, сердцевину и липопротеидную оболочку (рис.20).

Сердцевина содержит геном-линейную, фрагментированную однонитевую (-)РHK, каждый из 8 ее фрагментов кодирует свой вирусный протеи (семь сегментов вирусного генома кодируют структурные белки, восьмой сегмент кодирует неструктурные белки NS₁ и NS₂). Важное значение имеет матриксный белок (М) и нуклеопротеидный (NP). РНК покрыта белковым капсидом, который окружен слоем матриксного белка М, учавствующего в сборке вирионов. Нуклеокасид имеет спиральный тип симметрии, содержит фермент РНК-полимеразу, фосфопротеин, ассоциированный с РНК (NP). В транскрипции и репликации вируса принимают участие внутренние белки (Р₁, Р₂, Р₃).

На поверхности суперкапсида есть шипы – гликопротеины со свойствами гемагглютинина и нейраминидазы (рис. 21).

Репликация ортомиксовирусов первично осуществляется в цитоплазме инфицированной клетки. Вирусная РНК синтезируется в ядре клетки хозяина.

Культивирование

Для культивирования вируса используют куриные эмбрионы, клетки культур; заражают интраназально белых мышей.

Биохимические свойства

Антигенная структура

Вирусы гриппа имеют внутренние и поверхностные антигены. Сердцевинные антигены определяют роды вируса гриппа А, В, С. Поверхностные (рис. 21) представлены гемагглютинином (НА) и нейраминидазой (NА). Гемагглютинин – основной специфический антиген, который вызывает образование вируснейтрализующих антител и обеспечивает адсорбцию вируса на клетках, в том числе на эритроцитах человека и животных, поэтому вызывает их склеивание – гемагглютинацию. Нейраминидаза расщепляет нейраминовые кислоты клеточных мембран, участвует в освобождении вирусов из клетки, обладает токсичностью.

Характерной особенностью вирусов гриппа типа А является высокая изменчивость антигенов НА и NА. Известно 13 антигенных подтипов по гемагглютинину (Н₁-Н₁₃) и 10 по нейраминидазе (N₁-N₁₀). Из них в состав вирусов гриппа человека типа А входит три гемагглютинина (Н₁-Н₃) и две нейраминидазы (N₁-N₂). В зависимости от их сочетания выделяют три подтипа вируса гриппа А человека Н₁N₁, Н₂N₂, Н₃N₂, Н₅N₁.

Изменчивость поверхностных антигенов обусловлена двумя генетическими процессами – дрейфом и шифтом. Дрейф – это небольшие изменения гемагглютинина и нейраминидазы, не выводящие штамм вируса за пределы данного подтипа. Он обусловлен точечными мутациями генов. Шифт – скачок – определяет полную замену антигенов НА и NА, в результате чего появляется новый подтип вируса. Антигенный шифт связан с заменой генов в связи с генетическими рекомбинациями между вирусами человека, животных и птиц.

Вирусы типов В и С стабильны.

Резистентность. В воздухе вирусы гриппа сохраняют инфекционные свойства при комнатной температуре несколько часов. Чем выше температура и влажность, тем быстрее инактивируется вирус. Возбудители чувствительны к действию ультрафиолетовых лучей, дезинфицирующим средствам, инактивируются при 50-60^оС в течении нескольких минут. Длительное время сохраняются в замороженном состоянии и в глицерине.

Эпидемиология. Из всех респираторных заболеваний грипп – самое массовое и тяжелое. Пандемии и эпидемии гриппа охватывают 30-50% населения земного шара. Восприимчивость людей к гриппу высокая. Пандемии вызывает вирус гриппа типа А, что обусловлено изменениями его антигенной структуры (шифт), и в связи с этим – отсуствием иммунитета у большинства людей. Между пандемиями через каждые 1,5 года возникают эпидемические вспышки в результате небольших изменений АГ (дрейф). В 1918 г. вирус гриппа типа А (Н₁N₁) вызвал пандемию «испанки», заболело 1,5 миллиарда человек и умерло более 20 млн. Пандемия 1957 г. («азиатская») охватила 2 млрд. людей, ее причиной был вирус А (Н₂N₂). В 1968 г. пандемию вызвал вирус А (Н₃N₂) – Гонконг.

Источник инфекции – больной человек. Механизм передачи – воздушно-капельный.

Патогенез. Вирус репродуцируется в клетках цилиндрического эпителия дыхательных путей. Благодаря короткому циклу репродукции (6-8 часов) при попадании в дыхательные пути одной вирусной частицы уже через 8 часов появляется 10³, а к концу суток 10²⁷ вирионов. Эти расчеты объясняют инкубационный период заболевания – от 6-12 часов до суток. С места внедрения вируса процесс быстро распространяется на слизистую оболочку глотки, гортани, трахеи, бронхов, при этом эпителий разрушается. Через эрозированную поверхность слизистой оболочки вирус попадает в кровь и повреждает эндотелиальные клетки кровеносных сосудов (капилляров), в результате повышается их проницаемость, что приводит к отеку мозга, легких, поражается вегетативная нервная система. В процесс вовлекаются все отделы воздухоносных путей, вплоть до альвеол, отмечаются кровоизлияния в легких, миокарде, паренхиматозных органах.

Под воздействием вируса гриппа активные формы О₂, которые генерируют нейтрофилы, превращаются в высокотоксичные химические соединения (гипохлорид, сульфоксид и др.), обладающие мощным цитотоксическим действием на мембраны клеток. Утрата барьерных функций клеточных мембран является условием распространения вируса от клетки к клетке. Разрушается сурфактант, альвеолы деформируются, спадаются, заполняются транссудатом, что способствует развитию пневмонии.

Тяжесть процесса обусловлена вирулентностью вируса, состоянием иммунитета, особенно интенсивностью интерферонообразования, а также состоянием Т-клеточного иммунитета и неспецифической резистентностью организма. Но развитие иммунитета обычно запаздывает (антитела – с 7-8 дня болезни).

Частые бактериальные осложнения обусловлены разрушением эпителия и вирусной супрессией иммунитета. Вирус попадает в лимфатические узлы, повреждает лимфоциты, может развиваться приобретенный иммунодефицит, который способствует возникновению вторичных бактериальных осложнений. Такой осложненный грипп формируется чаще у людей пожилого возраста, детей, ослабленных больных.

Клинические проявления. Заболевание начинается остро с лихорадки, озноба, гиперемии кожи лица, головной боли (из-за токсического действия нейраминидазы), боли в глазных яблоках. Возникает воспаление дыхательных путей, лающий кашель, одутловатость лица, боли в мышцах и суставах, шаткая походка (действие вируса на ЦНС).

Наиболее частое осложнение гриппозной инфекции – пневмония; в большинстве случаев она вызвана присоединением вторичной бактериальной инфекции за счет избыточной колонизации аутомикрофлоры зева и носоглотки. При поражении ЦНС возникают арахноидит, энцефалит.

Иммунитет. После перенесенного заболевания формируется типоспецифический иммунитет, который обеспечивается неспецифическими (интерферон и ЕК) и специфическими (антигемагглютинины, антинейраминидазные АТ и секреторные антитела IgA) факторами защиты.

Пассивный естественный иммунитет сохраняется у детей после рождения в течение 6-8 месяцев. Активный иммунитет создается вакцинацией (см. ниже).

Лабораторная диагностика. Материал для исследования – носоглоточный смыв (в первые 3-5 дней), в поздние сроки – сыворотка больного, в летальных случаях – кусочки легочной ткани или мозга. В основе диагностики гриппа лежат 3 группы методов (табл. 3).

Экспресс-метод: используют РИФ для обнаружения вируса или его антигенов в материале. Для постановки РИФ готовят мазки-отпечатки, прикасаясь узким стеклом к нижним раковинам носовых ходов. За счет дегенерации клеток они остаются на стекле (пластами). На мазки наносят типоспецифические противогриппозные люминесцирующие сыворотки. В люминесцентном микроскопе в цитоплазме клеток выявляют свечение.

Вирусологический метод. Для выделения вируса заражают 10-12-дневные куриные эмбрионы в аллантоисную полость смывом с носоглотки, обработанным антибиотиком. С целью выявления вируса ставят реакцию гемагглютинации (РГА), если она положительна, то для идентификации ставят реакцию торможения гемагглютинации (РТГА) с антисыворотками против типа А (Н₃ N₂), (Н₂ N₂) и др. род вируса определяют в РСК.

Для выделения вируса гриппа используют также перевиваемые тканевые культуры МД СК, Hela, Hep 2, первичную культуру клеток почек эмбриона человека, фибробласты легкого эмбриона человека.

Серологический метод – ретроспективный, его используют для выявления антител с помощью РТГА, РСК, ИФА, реакции преципитации в геле, реакции нейтрализации. Исследуют парные сыворотки больного с интервалом в 8-12 дней. Увеличение титра АТ во 2-й сыворотке в 4 и более раз расценивают как признак острой вирусной инфекции.

Этот метод используют для оценки коллективного иммунитета: если титры антител низкие, то прогнозируют возможную эпидемию.

Метод применяют также для отбора донорской плазмы с высоким титром антител с целью приготовления противогриппозного иммуноглобулина.

Профилактика и лечение. Для профилактики гриппа используют противовирусные препараты (ремантадин, адапромин, дейтифорин, арбидол), интерферон, оксолиновую мазь и вакцины (живые и инактивированные). Живая гриппозная вакцина представляет собой поливалентный препарат, содержащий в одной ампуле три варианта вируса гриппа А (H₁N₁), A (H₃N₃), B. Известны следующие типы инактивированных гриппозных вакцин: цельновирионные, сплит (расщепленные), где структурные компоненты разъединены, и субъединичные, содержащие только поверхностные вирионные белки (H и N). Цельновирионная и сплит-вакцины примерно одинаковы по эффективности стимуляции антител; субъединичная вакцина более эффективна для лиц, имеющих довакцинальный иммунитет.

К противогриппозным вакцинам нового поколения относится полимерсубъединичная вакцина «гриппол», которая содержит протективные поверхностные антигены геммагглютинина и нейраминидазы вирусов гриппа типов А и В, связанных с иммуностимулятором (полиоксидонием).

Противогриппозные препараты: ремантадин, дейтифорин, адапромин, оксолин защищают клетки человека от проникновения в них вируса гриппа (блокируют места связывания вируса с поверхностью клеточной мембраны). Их применяют для индивидуальной или массовой профилактики гриппа у лиц, находящихся в контакте с больными или в период эпидемии. Заболевшим назначают только в первые 2 дня болезни для ограничения распространения вируса в организме и уменьшения тяжести болезни.