М. В. Бадлеева Краткий курс лекций по микробиологии

ствительных нейронов – характерная особенность нейротропных ГВ: ВПГ и VZV. Вирусная ДНК существует в виде свободных циркулярных эписом (около 20 копий в клетке). ВПГ-1 обнаруживается в тригеминальных и других ганглиях, а ВПГ-2 – в сакральных ганглиях. Реактивация ГВ и обострение (рецидив) вызываются факторами (переохлаждение, травма, стресс, сопутствующие заболевания, действие УФ и др.), снижающими иммунитет. Интервал между действием этих факторов и проявлением клинических симптомов составляет 2-5 дней.

Клиническая картина. Инкубационный период длится от 2-х до 12 дней. Начало болезни сопровождается зудом, отеками, появлением пузырьков, заполненных жидкостью на пораженных участках. В месте образования везикулы появляется сильная, жгучая боль. После подсыхания пузырьков и отторжения корочек рубцы не образуются. ВПГ поражает кожу (везикулы, экзема), слизистые оболочки рта, глотки (стоматит) и кишечника, печень (гепатиты), глаза (кератит и др.) и ЦНС (энцефалит, менингоэнцефалит). Рецидивирующий герпес обусловлен реактивацией вируса, сохранившегося в ганглиях, характерны повторные высыпания и поражение органов и тканей.

Генитальная инфекция – результат аутоинокуляции из других пораженных участков тела; но наиболее часто встречающийся путь заражения – половой. Проявления поражения – везикула, которая быстро изъязвляется. Чаще поражаются у мужчин головка и тело полового члена, а у женщин – половые губы и вагина. ВПГ-2 может вызвать рак шейки матки. ВПГ-2 во время прохождения через родовые пути может инфицировать новорожденного, впоследствии развивается неонатальный герпес (герпес новорожденных). Неонатальный герпес обнаруживается на 6-й день после родов. Диссеминация во внутренние органы вызывает генерализованный сепсис. Профилактика неонатального герпеса: выявление заболевания у матери и его лечение, кесарево сечение.

Постинфекционный иммунитет при ПГ – клеточный. Развива-

ется ГЗТ. NK-клетки оказывают раннюю противомикробную защиту. Продукция цитотоксических Т-лимфоцитов (CD8), Т-хелперов (CD4) свидетельствует об активации В-лимфоцитов и продукции антител. Гликопротеины вызывают образование антител, подавляющих межклеточное распространение вирусов. Новорожденные

181

«получают» АТ матери через плаценту, что облегчает последствия неонатального герпеса.

Микробиологическая диагностика. Материал для исследования:

содержимое герпетических везикул, слюна, кровь, ликвор и мозг при летальном исходе. Методы исследования: микроскопия: обнаруживаются гигантские многоядерные клетки (синцитий), клетки с увеличенной цитоплазмой и внутриядерными включениями Каудри (окраска мазка-отпечатка по Романовскому-Гимзе). Вирусологический метод: используют человеческие эмбриональные фибробласты, через 24 ч появляется видимый ЦПЭ; происходит округление клеток с последующим прогрессирующим поражением всей культуры клеток. Заражение куриных эмбрионов или мышей-сосунков: после внутримозгового заражения развивается энцефалит. Выделенный вирус – РИФ и ИФА с использованием моноклональных антител. Серодиагностика: РСК, РИФ, ИФА и РН по нарастанию титра Ат больного. ПЦР-диагностика.

Лечение. Назначают препараты интерферона, индукторы интерферона и противовирусные химиотерапевтические препараты (ацикловир, фамцикловир, вала-цикловир, идоксуридин, видарабин, теброфеновую и флореналевую мазь и др.).

Специфическая профилактика. В период ремиссии многократ-

ное введение инактивированной культуральной герпетической вакцины.

Вирус ветряной оспы и опоясывающего герпеса

Общая характеристика вируса. Вирус вызывает две болезни:

ветряную оспу (varicella) (болеют дети, характерны лихорадка, интоксикация, сыпь в виде везикул с прозрачным содержимым); опоясывающий герпес (herpes zoster), или опоясывающий лишай – эндогенная инфекция взрослых, перенесших в детстве ветряную оспу: везикулезная сыпь по ходу нервов.

Таксономическая характеристика. Вирус получил название Va- ricella-zoster virus (VZV), или вирус герпеса человека типа 3. Открыт Б.Э. Арагао в 1911 г. – семейство Herpesviridae, род Varicellovirus. По структуре сходен с другими герпесвирусами, но он имеет самый малый геном среди герпесвирусов.

Культивирование. VZV размножается в человеческих диплоидных фибробластах с образованием внутриядерных включений. Вызывает цитопатический эффект, образует гигантские многоядерные

182

клетки-симпласты. Вирус размножается более медленно. Для животных не патогенен.

Резистентность. Вирус не устойчив в окружающей среде. Чувствителен к жирорастворителям и дезинфицирующим средствам. При 60°С гибнет в течение 30 мин.

Эпидемиология. Восприимчивость высокая. Чаще болеют дети в возрасте от 2-х месяцев до 10 лет. Источником инфекции является больной ветряной оспой или вирусоноситель. Больной заразен с конца инкубационного периода и в течение 5 дней с момента появления сыпи. Пути передачи – воздушно-капельный, контактный; возможна трансплантационная передача. Характерна длительная персистенция – латентная инфекция. Опоясывающим герпесом болеют в основном взрослые; болезнь развивается в результате реактивации вируса, сохранившегося после перенесенной в детстве ветряной оспы.

Патогенез. Входными воротами являются слизистые оболочки верхних дыхательных путей, далее с кровью вирус попадает в эпителий кожи (дерматотропное действие) и слизистые оболочки органов и ткани. После первичной инфекции вирус становится латентным в заднем корешке или ганглиях черепно-мозгового нерва.

Клиника. Инкубационный период при ветряной оспе длится 1123 дня. Характерные симптомы: лихорадка, папуловезикулярная сыпь на коже туловища, шеи, лица и конечностей, иногда половых органов и полосы рта. Через 1-3 дня везикулы лопаются и подсыхают. После отпадения корок рубцы не остаются (в отличие от натуральной оспы). У детей в возрасте до 1-го года и у взрослых ветряная оспа протекает тяжело, с развитием иммунодефицита; возможны пневмонии, гепатиты, энцефалиты, отиты, пиодермии и другие осложнения. Летальность при ветряной оспе составляет 0,01- 0,05%.

Опоясывающий герпес – результат реактивации вируса. Этому способствуют различные заболевания, переохлаждение и травмы, снижающие иммунитет. При инфицировании вирус, проникая через кожу и слизистые оболочки, поражает спинальные и церебральные ганглии. Возникает болевой синдром, характерный для опоясывающего герпеса, сыпь в виде обруча вокруг туловища по ходу пораженных (чаще межреберных) нервов; возможны высыпания по ходу тройничного нерва, на ушной раковине, а также гангренозная (некротическая) форма поражения.

183

Иммунитет. Пожизненный клеточно-гуморальный иммунитет. Но возможно длительное сохранение вируса в организме и возникновение рецидивов опоясывающего герпеса.

Микробиологическая диагностика. Материал для исследования:

содержимое высыпаний, отделяемое носоглотки и кровь. Микроскопия: в мазках-отпечатках (окраска по Романовскому-Гимзе) выявляются синцития и внутриядерные включения (тельца Липшютца). Вирус плохо реплицируется в культурах клеток. Серологический метод: РИФ, РСК, ИФА, РН.

Специфическая профилактика. Живая ослабленная вакцина для VZV. В очагах ветряной оспы ослабленным детям можно вводить препараты иммуноглобулина.

Вирус Эпштейна-Барр

ВЭБ вызывает лимфопролиферативные болезни, инфекционный мононуклеоз. Симптомами являются интоксикация, поражение небных и глоточных миндалин, увеличение лимфатических узлов, печени, селезенки, изменения в крови.

Таксономическая характеристика. ВЭБ (вирус герпеса человека типа 4) относится к семейству Herpesviridae, роду Lymphocryptovirus. Вирионы вируса были обнаружены при электронной микроскопии биоптата лимфомы Беркитта.

Морфология. ВЭБ имеет ядерные антигены (EBNAs): 1, 2, ЗА, ЗВ, ЗС; латентные протеины (LPs); латентные мембранные протеины (LMPs) 1, 2 и две маленькие Эпштейна-Барр–кодируемые РНК молекулы: EBER1 и EBER2. EBNAs и LPs являются ДНКсвязывающими белками, считающимися основными для развития инфекции. LMPs – это мембранные белки с онкогено-подобным действием.

Эпидемиология. Заболевание малоконтагиозно. Источником инфекции является больной или вирусоноситель. Путь передачи – воздушно-капельный, контактный (через слюну). Антитела к вирусу имеются у большинства населения.

Иммунитет. Гуморальный, клеточный, пожизненный. Повторные заболевания не описаны.

Лечение и специфическая профилактика не разработаны.

Микробиологическая диагностика. Инфекционный мононуклеоз:

обнаруживают атипичные лимфоциты, лимфоцитоз (моноцитоз). Агглютинация эритроцитов барана сывороткой крови больного и др. Недавняя ВЭБ-инфекция выявляется по различным показателям:

184

появление IgM-антител к вирусному капсидному антигену (VCA); повышение титра EBNA и др.

Лекция 34

ОНКОГЕННЫЕ ВИРУСЫ

Этиологическая роль вирусов была доказана в 1910 г. П. Раусом на примере саркомы кур. В 30-е гг. XX в. Выявили, что фильтрующие агенты играют роль в развитии папилломы и рака кожи у кроликов, рака молочной железы у мышей, лимфомы у цыплят. В 1946 г. российский вирусолог Л.А. Зильбер написал монографию «Вирусная теория происхождения злокачественных новообразований», где изложена вирусо-генетическая теория происхождения опухолей. Основа этой теории – это постулат о необходимости тесного взаимодействия геномов вируса и клетки для последующей ее трансформации. Развитие молекулярной биологии экспериментально подтвердило вирусо-генетическую теорию онкогенеза в начале 70-х гг. XX в. В настоящее время установлена связь между вирусной инфекцией и последующей трансформацией клетки для вирусов, входящих в следующие семейства:

РНК-содержащие: семейство Retroviridae;

ДНК-содержащие: семейства Papillomaviridae, Polyomaviridae, Adenoviridae 12, 18, 31, Hepadnaviridae, Herpesviridae, Poxviridae.

РНК-содержащие онкогенные вирусы

Семейство Retroviridae включает 7 родов. Онковирусы – сложноорганизованные вирусы. Сердцевина (d= 70-80 нм) вириона окружена липопротеиновой оболочкой с шипами. Размеры и формы шипов, локализация сердцевины служат основой для подразделения вирусов на 4 морфологических типа (А, В, С, D), а также вирус бычьего лейкоза.

Большинство онкогенных вирусов представлены типом С. Он распространен среди рыб, пресмыкающихся, птиц, млекопитающих, включая человека.

Тип В – это вирусы, вызывающие рак молочной железы у мышей. Онковирусы обезьян принадлежат к типу D. Капсид онковирусов построен по кубическому типу симметрии. В него заключены

185

нуклеопротеин и фермент ревертаза (обратная транскриптаза). От наличия этого фермента произошло название семейства. Ревертаза обладает способностью транскрибировать ДНК как на матрице РНК, так и ДНК. Геном обладает диплоидностью. Обе молекулы РНК связаны на 5'-конце водородными связями. С 5'-концом каждой цепи связана тРНК клетки, которая служит затравкой при транскрипции генома.

Геном состоит из структурных и регуляторных генов. Структурные гены с 2-х сторон ограничены длинными концевыми повторами под названием LTR (от англ. – long terminal repeat), выполняют регуляторную функцию. В их состав входят сайты, связывающие затравку, которой является тРНК, и клеточные полимеразы. Имеется ген-трансактиватор – усилитель транскрипции. По краям LTR ограничены повторяющимися последовательностями – участки узнавания в процессе интеграции провируса в геном клетки.

Эндогенные онковирусы являются составными элементами геномов организма человека, животных и передаются потомству от одного поколения другому, т. е. «вертикально», подобно обычным клеточным генам. Эндогенные онковирусы не являются онкогенными для представителей того вида животного, в клетках которого они находятся в виде постоянного генетического элемента.

Экзогенные онковирусы распространяются «горизонтально» от одной особи другой в форме вирионов.

Механизм онкогенеза, вызываемого онковирусами, связан с функционированием оnс-генов, которые имеются в геноме всех клеток человека и животных. В нормальных здоровых тканях этот onс-ген находится в неактивном состоянии, в так называемой форме про-онкогена. В настоящее время известно более двух десятков onсгенов, функционирование которых приводит к трансформации клетки. Например, src-ген связан с развитием саркомы Рауса у кур, ras-ген опосредует развитие саркомы у крыс.

Включение в геном клетки ДНК-провируса может приводить к активации onс-гена, результатом чего будет трансформация клетки. Кроме того, в процессе исключения ДНК-провируса из хромосомы клетки оnс-ген может встроиться в вирусный геном и в составе вирусного генома попасть в новые клетки в активном состоянии.

Последовательность одного и того же протоонкогена может определять трансформирующую активность онковирусов разных животных.

186

Активация протоонкогена может быть результатом увеличения транскрипционной активности вследствие действия трансактиватора, расположенного на LTR генома провируса, а также результатом перестройки генетического материала как следствие включения провируса в геном клетки.

Культивирование. Помимо онковирусов активацию протоонкогена могут вызвать мутагены, подвижные генетические элементы.

Онковирусы чувствительны к эфиру, детергентам, формалину, инактивируются при температуре +56 ºС. Устойчивы к УФ-лучам и низким температурам.

Ксемейству Retroviridae, относится примерно 150 видов вирусов, вызывающих развитие опухолей у животных, и только 4 вида вызывают опухоли у человека: HTLV-1, HTLV-2, ВИЧ-1, ВИЧ-2.

Резистентность во внешней среде. Вирусы Т-клеточного лейко-

за человека.

Ксемейству Retroviridae роду Deltaretrovirus относятся вирусы, поражающие CD4 Т-лимфоциты, для которых доказана этиологическая роль в развитии опухолевого процесса у людей: HTLV-1 и

HTLV-2.

Вирус HTLV-1 (human T-lymphotropic virus) является возбудите-

лем Т-клеточного лимфолейкоза взрослых. Вирус был изолирован в 1980 г. от больного Т-лимфомой. Он является экзогенным онковирусом, который, в отличие от других онковирусов, имеет два дополнительных структурных гена: tax и rex.

Продукт tax-гена действует на терминальные повторы LTR, стимулируя синтез вирусной иРНК, а также образование ИЛ-2 рецепторов на поверхности зараженной клетки.

Продукт rex-гена определяет очередность трансляции вирусных иРНК.

HTLV-2 был изолирован от больного волосисто-клеточным лейкозом. Отличается от HTLV-1 по группоспецифическим антигенам.

Оба вируса передаются половым, трансфузионным и трансплацентарным путями. Заболевания, вызываемые вирусами, характеризуются медленным развитием (инкубационный период – до 20-ти лет с момента заражения) и летальным исходом. Патогенез и течение инфекции напоминают ВИЧ-инфекции, так как при обеих инфекциях поражается иммунная система. В крови у больных можно обнаружить антитела к вирусам. Заболевания встречаются среди представителей населения определенных географических регионов:

187

в Сахаре, на Антильских островах, островах юга Японии, а также в России (Восточная Сибирь, Дальний Восток). Эпидемиология Т- клеточных лейкозов изучена недостаточно. Специфическая профилактика и лечение не разработаны.

ДНК-содержащие онкогенные вирусы

Для многих ДНК-содержащих онкогенных вирусов механизмы вызываемого ими онкогенеза схожи. Это связано с тем, что большинство таких вирусов вызывают трансформацию клеток, в которых они не реплицируются с формированием нового поколения вирионов.

Существенным шагом в осуществлении онкогенеза ДНКсодержащими вирусами является экспрессия так называемых «ранних» генов. Эти гены кодируют набор белков, называемых Т- антигенами (англ. tumor – опухоль), большинство из которых локализуется в ядре, но некоторые – в клеточной мембране. В механизм онкогенеза, вызываемого ДНК-содержащими вирусами, также вовлечены клеточные белки, являющиеся продуктами опухольсупрессирующих генов: р53 и Rb. Белок р53 является супрессором опухолевого роста. Он представляет собой фосфопротеин, синтез которого усиливается в ответ на поврежденную ДНК. Р53 активирует транскрипцию белка (WAFI), который в свою очередь связывает и инактивирует два важных циклина, усиливающих клеточное деление. Результатом деятельности белка р53 является ограничение деления клеток. Если же происходит репарация поврежденной ДНК, уровень р53 падает, и клеточное деление восстанавливается. Rb ген (англ. retinoblastome – ретинобластома) кодирует белок, который осуществляет контроль клеточной пролиферации.

Семейство Papillomaviridae включает в себя вирусы папилломы человека, кроликов, коров, собак. Вирусы папилломы человека вызывают продуктивную инфекцию только в дифференцированных клетках плоского эпителия. Размножающиеся клетки базального слоя не способны к поддержанию полного репродуктивного цикла. Насчитывается более 100 типов вируса папилломы человека, большинство из которых вызывает образование доброкачественных бородавок, папиллом и кондилом в области половых органов, ануса, на слизистых оболочках дыхательных путей и пищеварительного тракта, а также на коже. В клетках этих образований ДНК вируса находится в ядре в виде не зависимой от генома клетки плазмидной формы кольцевой двухцепочечной ДНК. Определенные типы вируса папилломы человека, в частности типы 2, 5, 8, способны вызвать

188

рак кожи, злокачественные опухоли в полости рта, гортани. Типы 16 и 18 почти в 100 % случаев являются возбудителями рака шейки матки. В раковых клетках вирусная ДНК интегрирована в клеточную. Канцерогенез связан с экспрессией белков Е6 и Е7, которые инактивируют супрессирующие опухолевый рост белки р53 и Rb.

Семейство Polyomaviridae (от лат. poly – много, ота – опухоль),

а также вакуолизирующий вирус обезьян SV-40 различаются между собой по антигенным свойствам. Полиомавирусы и вирус SV-40 имеют одинаковый механизм онкогенеза. Эти вирусы вызывают продуктивную инфекцию в клетках природных хозяев. При инфицировании новорожденных животных других видов или гетерологических культур клеток они стимулируют образование опухолей широкого гистологического спектра.

В трансформированных клетках вирусная ДНК интегрирована в клеточную и экспрессирует только ранние белки. Некоторые из них,

вчастности Т-антиген, препятствуют связыванию белка р53 с клеточной ДНК. Известны два вируса полиомы человека: ВК, изолированный из мочи больного, с трансплантацией почки и JC. Вирус JC был выделен из мозга человека, страдающего прогрессирующей многоочаговой лейкоэнцефалопатией – заболевания, характеризующегося демиелинизацией белого вещества мозга и встречающегося у лиц с пониженным Т-клеточным иммунитетом. Вирус JC способен вызвать развитие опухолей мозга у обезьян и новорожденных хомячков. Вакуолизирующий вирус SV-40 был обнаружен в культуре клеток почки макаки-резуса, в которой он не вызывал ни цитопатического действия, ни трансформации. При заражении этим вирусом культуры клеток из почки зеленой мартышки он вызвал вакуолизацию и гибель клеток. SV-40 вызывает также развитие опухолей у хомяков, крыс и обезьян-мармозеток. Вирус SV-40 не обладает онкогенным эффектом

вотношении человека. Об этом свидетельствуют наблюдения за десятками миллионов лиц, которым в детстве (в первые годы массовых прививок против полиомиелита) был введен этот вирус, так как им были контаминированы культуры клеток почки макаки-резуса, на которых получали вакцину. Тщательные наблюдения за эти контингентом, а также за добровольцами из США, которые были инфицированы SV-40, показали, что вирус вызывает у человека бессимптомное носительство, стимулирует образование антител, но не вызывает опухолеродного эффекта.

189

Семейство Adenoviridae. Некоторые аденовирусы человека (особенно серотипы 12, 18 и 31) индуцируют саркомы у новорожденных хомячков и трансформируют культуры клеток грызунов. Механизм онкогенеза аналогичен таковому у полиомавирусов, за исключением того факта, что в непермиссивных клетках не вся ДНК вируса, а только 10 % генома интегрирует в ДНК-клетки, экспрессируя при этом Т-антиген. Данные о способности аденовирусов вызывать онкогенез у человека отсутствуют.

Вирус гепатита В. ВГВ вызывает развитие первичного рака печени. Опухоль развивается у хронических носителей вируса, у которых вирусная ДНК интегрирована в геном гепатоцита. Онкогенез связывают с возможностью интеграции вирусной ДНК в район сильного промотора, в результате чего начинается синтез и накопление НВх-антигена, который обладает способностью связывать супрессор опухолевого роста р53.

Семейство Poxviridae. В состав семейства входят вирусы фиб- ромы-миксомы кролика, вирус Ябы, вызывающий развитие опухолей у обезьян, и вирус контагиозного моллюска, патогенный для человека. Этот вирус вызывает образование эритематозных узелков, локализующихся на коже лица, шеи, век, половых органов. Болезнь передается при прямом и половом контакте.

Семейство Herpesviridae. Различные представители семейства вызывают лимфомы у обезьян, карциному почки у лягушки (болезнь Люке), нейролимфому у цыплят (болезнь Марека). Онкогенез у человека связан с вирусом простого герпеса 2-го типа (ВПГ-2) и вирусом Эпштейна-Барр (ВЭБ). ВПГ-2 связывают с развитием рака шейки матки у женщин. Эта корреляция основана на результатах эпидемиологических обследований, показывающих взаимосвязь между половым герпесом у женщин и последующим раком шейки матки. Кроме того, у больных раком шейки матки женщин обнаруживаются антитела к ВПГ-2 чаще, чем у здоровых женщин. С ВЭБ связывают лимфомы Беркитта – опухоли верхней челюсти, встречающейся у детей и юношей в странах Африки, и карциномы носоглотки, которая в основном поражает мужское население в некоторых районах Китая. В клетках опухолей обнаруживаются множественные копии интегрированного генома вируса. В ядрах пораженных клеток выявляется ядерный антиген ВЭБ. В крови больных вначале появляются антитела к капсидному антигену, а позже – к мембранному и ядерному антигенам ВЭБ.

190