Микробиология Борисов Л.В. Микробиология Борисов Л. Литература для студентов медицинских вузов
 Скачать 27.52 Mb.
|
|
Культивирование и репродукция Вирусы гриппа культивируются в куриных эмбрионах ив культурах клеток. Оптимальной средой являются куриные эмбрионы, в амниотической и аллантоисной полостях которых вирус репродуцируется в течение 36-48 ч. Наиболее чувствительными к вирусу гриппа являются первичные культуры клеток почек эмбриона человека и некоторых животных. Репродукция вируса в этих культурах сопровождается слабовыраженным ЦПД, напоминающим спонтанную дегенерацию клеток. Вирусы гриппа адсорбируются на гликопротеиновых рецепторах эпителиальных клеток, в которые они проникают путем рецепторного эндоцитоза. В ядре клетки происходит транскрипция и репликация вирусного генома. При этом считываемые отдельные фрагменты РНК в виде иРНК транслируются на рибосомы, где происходит синтез ви русоспецифических белков. После репликации вирусного генома формируется фонд вирусных РНК, который используется при сборке новых нуклеокапсидов. Патогенез Первичная репродукция вируса происходит в эпителиальных клетках дыхательных путей. Через эрозированную поверхность слизистой оболочки вирус попадает в кровь, вызывая вирусемию. Циркуляция вируса в крови сопровождается повреждением эндотелиаль ных клеток кровеносных капилляров, в результате чего повышается их проницаемость. В тяжелых случаях наблюдаются кровоизлияния в легкие, сердечную мышцу и другие внутренние органы. Вирусы гриппа, попадая в лимфатические узлы, повреждают лимфоциты, следствием чего является приобретенный иммунодефицит, который способствует возникновению вторичных бактериальных инфекций. При гриппе имеет место интоксикация организма различной степени тяжести. Иммунитет. Механизм противогриппозного иммунитета связан с естественными факторами противовирусной неспецифической защиты, главным образом с продукцией интерферона и натуральными клетками-киллерами см. 11.7, Специфический иммунитет обеспечивается факторами клеточного и гуморального ответа. Первые представлены макрофагами и Т- киллерами. Вторые — иммуноглобулинами, прежде всего антигемаг- глютининами и антинейроминидазными антителами, обладающими вируснейтрализующими свойствами. Последние в отличие от антиге- магглютининов только частично нейтрализуют вирус гриппа, препятствуя его распространению. Комплементсвязывающие антитела к вирусному нуклеопротеину не обладают протективными свойствами и через 1,5 мес. исчезают из крови реконвалесцентов. Антитела обнаруживаются в сыворотке крови через 3-4 суток после начала заболевания и достигают максимальных титров через 2-3 недели. Продолжительность специфического иммунитета, приобретенного после гриппозной инфекции, вопреки прежним представлениям, измеряется несколькими десятилетиями. К этому заключению пришли на основании изучения возрастной структуры заболеваемости гриппом, вызванным вирусом A (H1N1) в 1977 г. Было установлено, что данный вирус, отсутствовавший с 1957 г, поражал в 1977 г. только лиц не старше 20 лет. Таким образом, после перенесения гриппозной инфекции, вызванной вирусом гриппа типа А, формируется напряженный иммунитет, строго специфический к тому подтипу вируса (по Ни антигенам, который вызвал его образование. Кроме того, новорожденные обладают пассивным иммунитетом, обусловленным антителами класса IgG к соответствующему подтипу вируса А. Иммунитет сохраняется в течение 6-8 мес. Эпидемиология. Источником инфекции являются больные люди и вирусоносители. Передача возбудителя происходит воздушно-капель ным путем. Грипп относится к эпидемическим инфекциям, которые чаще возникают в зимние и зимне-весенние месяцы. Примерно через каждые десять лет эпидемии гриппа принимают характер пандемий, охватывающих население разных континентов. Это объясняется сменой Ни -антигенов вируса типа А, связанного с антигенным дрейфом и шифтом (см. табл. 21.1). Например, вирус гриппа Ас гемагглютини- ном NSW1 вызвал в 1918 г. пандемию испанки, унесшей 20 млн. человеческих жизней. В 1957 г. азиатский вирус гриппа (H2N2) вызвал пандемию, охватившую более 2 млрд. человек. В 1968 г. появился новый пандемический вариант — вирус гриппа A (H3N2), получивший название гонконгский, который продолжает циркулировать до настоящего времени. В 1977 г. к нему присоединился вирус типа A (H1N1). Это оказалось неожиданным, поскольку идентичный вирус уже циркулировал в 1947-1957 гг., а затем был полностью вытеснен азиатским подтипом. В этой связи возникла гипотеза о том, что шифтовые варианты вируса не являются исторически новыми. Они представляют собой циркулирующие в прошедшие годы сероподтипы. Прекращение циркуляции вируса гриппа, вызвавшего очередную эпидемию, объясняется коллективным иммунитетом населения, сформировавшимся к данному антигенному варианту возбудителя. На этом фоне происходит селекция новых антигенных вариантов, коллективный иммунитет к которым еще не сформировался. Пока неясно, где сохраняются в течение длительного времени шифтовые антигенные варианты (сероподтипы) вируса гриппа типа А, вышедшие из активной циркуляции в тот или иной исторический период. Возможно, что резервуаром сохранения таких вирусов являются дикие и домашние животные, особенно птицы, которые инфи цируются человеческими вариантами гриппозных вирусов типа Аи поддерживают их циркуляцию в течение длительного времени. При этом в организме птиц происходят генетические рекомбинации между птичьими и человеческими вирусами, которые приводят к формированию новых антигенных вариантов. По другой гипотезе вирусы гриппа всех известных подтипов постоянно циркулируют среди населения, но становятся эпидемически актуальными лишь при снижении коллективного иммунитета. Вирусы гриппа типов В и С отличаются более высокой антигенной стабильностью. Вирусы гриппа типа В вызывают менее интенсивные эпидемии и локальные вспышки. Вирус гриппа типа С является причиной спорадических заболеваний. Вирус гриппа быстро разрушается под действием температуры выше С, УФ-излучения, дезинфектантов, детергентов. Он сохраняет свою жизнеспособность в течение 1 сут. при комнатной температуре, на гладких металлических и пластмассовых поверхностях до сут. Вирусы гриппа сохраняются при низких температурах (С Специфическая профилактика Для профилактики гриппа используют ремантадин, который подавляет репродукцию вируса гриппа типа А. Для пассивной профилактики применяют противогриппозный иммуноглобулин человека, полученный из сыворотки крови доноров, иммунизированных гриппозной вакциной. Определенный эффект оказывает человеческий лейкоцитарный интерферон. Для вакцинопрофилактики используют живые и инактивирован ные вакцины. При введении живых вакцин формируется как общий, таки местный иммунитет. Кроме того, отмечается индукция интер ферона. В настоящее время получены инактивированные вакцины различных типов вирионные, субъединичные, расщепленные и смешанные. Вирионные вакцины получают путем высококачественной очистки вирусов, выращенных в куриных эмбрионах. Субъединичные вакцины представляют собой очищенные поверхностные антигены вируса гриппа — гемагглютинины и нейраминидазу. Такие вакцинные препараты характеризуются пониженной реактогенностью и высокой иммуногенностью. Расщепленные или дезинтегрированные вакцины получают из очищенной суспензии вирионов путем обработки детергентами. Однако пока еще отсутствует единое мнение о преимуществе какой-либо одной из этих вакцин. Инактивированные вакцины индуцируют иммунный ответ в системе общего и местного гуморального иммунитета, нов меньшей степени по сравнению с живыми вакцинами индуцируют синтез интерферона. Многолетний опыт применения живых и инактивированных вакцин свидетельствует о том, что антигенное несоответствие вакцинных штаммов эпидемическим служит основной, ноне единственной причиной низкой эффективности вакцинопрофилактики гриппа. В последние годы предпринимаются попытки создания генноинже нерных и синтетических гриппозных вакцин. Лабораторная диагностика Экспресс-методы диагностики гриппа основаны на выявлении вирусных антигенов в цитоплазме эпителиальных клеток слизистой оболочки носа и носоглотки в мазках- отпечатках с помощью ИФА (иммуноферментного анализа). Выделение вируса проводится путем заражения вируссодержащим материалом (смывы из носоглотки впервые дни заболевания) куриных эмбрионов или культур клеток. Типовую принадлежность выделенного вируса определяют в РСК. Подтип гемагглютинина устанавливают в РТГА, подтип нейраминидазы — в реакции ингибирования нейраминидазной активности. Для серодиагностики используют парные сыворотки от больных, взятые с интервалом в 8-14 дней вначале заболевания ив период выздоровления. Нарастание титра вирусоспецифических антител устанавливают в РСК и РТГА и другими методами 21.2. ДНК-СОДЕРЖАЩИЕ ВИРУСЫ Патогенные для человека ДНК-содержащие вирусы входят в состав 6 семейств Adenoviridae, Parvoviridae, Herpesviridae, Poxviridae, Hepadnaviridae и Papovaviridae. Последние описаны враз деле По сравнению с РНК-геномными вирусами они генетически более консервативны, те. менее изменчивы, нередко способны к длительной персистенции в организме хозяина. Подавляющее большинство ДНК-содержащих вирусов репродуцируется в ядрах клеток. Семейство аденовирусов (Аденовирусы были выделены в 1953 г. У. Роу и др. из культуры клеток аденоидов (миндалин) детей, в которых они вызывали ЦПД. В настоящее время известно более 90 серотипов аденовирусов млекопитающих. Из них 49 серотипов являются патогенными для че ловека. Структура и химический состав Нуклеокапсид вириона представляет собой сферические частицы диаметром 70-90 нм. Капсид построен из 252 капсомеров по кубическому типу симметрии в форме икосаэдра. От 12 вершин икосаэдра отходят отростки — фибры нити. Внешняя оболочка отсутствует (рис. Аденовирусы состоят из ДНК и белков. Геном аденовирусов состоит из двунитевой линейной ДНК с молекулярной массой 20-25 мД. С молекулой ДНК ковалентно связан внутренний белок, инициирующий репликацию ДНК. Внутренние белки в комплексе с ДНК формируют сердцевину вириона, расположенную под вершинами капсида. Антигены. В составе капсида содержатся типоспецифические антигены — гликопротеиновые нити, которые обладают гемагглюти- Рис. 21.13. Аденовирусы. ЭМ. Ультратонкий срез. Ув. 250 000. Видны отдельные капсомеры в капсиде вириона нирующими свойствами. Нуклеокапсид вириона является комплемен- тсвязывающим антигеном, идентичным для разных серотипов аденовирусов человека. Культивирование и репродукция Аденовирусы культивируют в первичной культуре клеток почки эмбриона человека, линии клеток Hela, Нер-2 и др. ЦПД аденовирусов связано не только сих репродукцией, но и прямым токсическим действием (см. рис. Аденовирусы адсорбируются на клеточных рецепторах с помощью нитей. Депротеинизация проникших в клетку вирионов начинается в цитоплазме и завершается в ядре, где освобождается ДНК с прикрепленным к ней терминальным белком. Транскрипция генома и репликация вирусной ДНК происходят в ядре с помощью клеточных ферментов. Вначале синтезируются мРНК, кодирующие синтез вирусоспецифических ферментов, а затем иРНК, несущие информацию о синтезе капсидных белков и нитей. Сборка вирусных частиц происходит в ядре, где образуются кристаллоподоб ные включения. В каждой клетке синтезируется несколько сотен вирусных частиц. Выход аденовирусов сопровождается разрушением клетки хозяина. Цикл репродукции аденовирусов в клетке продолжается 14-24 ч. Патогенез. В организме человека первичная репродукция аденовирусов происходит в эпителиальных клетках слизистой оболочки дыхательных путей и кишечника, в конъюнктиве глаза ив лимфоид ной ткани (миндалины, мезентериальные лимфатические узлы. При циркуляции в крови аденовирусы поражают эндотелий сосудов. Это приводит к экссудативному воспалению слизистых оболочек, кобра зованию фибринозных пленок и некрозу. Аденовирусы могут проникать через плаценту, вызывая внутриутробные заболевания, аномалии развития плода, смертельные пневмонии новорожденных. Чаще всего аденовирусы вызывают острые респираторные заболевания (фарингиты, ларингиты, трахеобронхиты). У детей и у пожилых людей могут развиться затяжные формы мелкоочаговой или интерстициальной аденовирусной пневмонии (серотипы 3, 4, 7, 14). Для аденовирусной инфекции характерно сочетанное поражение слизистой оболочки и лимфоидных тканей миндалин, аденоидов и конъюнктивы глаза (фарингоконъюнктивальная лихорадка. Нередки случаи эпидемических вспышек конъюнктивитов одного или обоих глаз (се ротипы 3, 4, 8, 19). Аденовирусные конъюнктивиты и кератоконъюнк- тивиты нередко являются госпитальными инфекциями. Кишечные аденовирусы (серотипы 40, 41) вызывают у детей младшего возраста вспышки гастроэнтерита. В некоторых случаях наблюдаются длительная персистенция аденовирусов в организме человека и переход в хроническую форму инфекции (хронические тонзиллиты, гаймориты, ангины и др. У детей возможна аллергизация организма, сопровождающаяся развитием астматического бронхита и ларинготрахеита. Ряд серотипов аденовирусов индуцирует опухоли у животных. Иммунитет. После перенесения заболевания формируется ти поспецифический гуморальный иммунитет, связанный с синтезом антител класса IgM ив носовом секрете выявляются SIgA. Иммунитет не длительный, повторные заболевания наблюдаются у детей через 8-12 мес. после перенесения первичной инфекции. Эпидемиология. Источником инфекции являются больные сострой или латентной аденовирусной инфекцией. Инфекция передается воздушно-капельным путем. Кишечные аденовирусы выделяются с фекалиями и распространяются фекально-оральным путем. Аденовирусные инфекции чаще поражают детей в возрасте от 6 мес. до 2 лет. Аденовирусы обладают сравнительно высокой устойчивостью к действию физических и химических факторов. Они способны длительное время сохранять инфекционность во внешней среде, особенно при пониженных температурах. Аденовирусы инактивируются через несколько минут при температуре выше Си при УФ-облучении. Профилактика. Для профилактики и раннего лечения аденовирусных инфекций применяют лейкоцитарный интерферона также фермент дезоксирибонуклеазу. В США с успехом применяется живая аденовирусная вакцина для иммунизации военнослужащих. Лабораторная диагностика Для выявления вирусного антигена в эпителиальных клетках слизистой оболочки дыхательных путей применяют иммунофлюоресцентный и иммуноферментный методы, а в испражнениях — иммуноэлектронную микроскопию. Выделение аденовирусов проводится путем заражения чувствительных культур клеток с последующей идентификацией вируса в РСК, а затем в реакции нейтрализации и РТГА. Серодиагностика проводится в тех же реакциях с парными сыворотками больных людей. Семейство парвовирусов (Семейство парвовирусов (лат. parvus — маленький) состоит из трех родов, два из которых (Parvovirus и Densovirus) патогенных для млекопитающих, птиц, насекомых. Третий род (Dependovirus) содержит так называемые дефектные вирусы, репродукция которых происходит только в присутствии вируса-«помощника». Структура и химический состав Парвовирусы представляют собой мелкие вирионы диаметром 18-26 нм, капсид которых построен по кубическому типу симметрии. Геном состоит из одноните- вой ДНК. В составе вирусных частиц обнаружено 3 различных белка Парвовирусы высокоустойчивы к воздействию физических и химических факторов в течение 1 ч сохраняют инфекционность при Сне разрушаются детергентами, а также в среде с низкими значениями pH. Парвовирусы чувствительны к УФ-излучению. Патогенез и иммунитет Первоначально полагали, что к парво- вирусам человека относятся только аденоассоциированные вирусы, репродукция которых происходит в присутствии аденовируса-«помощ- ника». При этом присоединение аденоассоциированных вирусов к основному возбудителю осложняет течение аденовирусных инфекций. Установлено существование других патогенных для человека пар- вовирусов из рода Parvovirus, способных к самостоятельной репродукции. Они обнаружены в фекальных массах, в синовиальной оболочке суставов при ревматоидном артрите (вируса также в сыворотке крови (вирус В Наиболее патогенным для человека оказался вирус В — возбудитель инфекционной эритемы, поражающей суставы, и хронической гемолитической анемии. Заражение этим вирусом происходит воздушно-капельным путем. Первичная репродукция вируса, по-ви димому, происходит в клетках респираторного эпителия, после чего он попадает в кровь и может быть выделен из нее в течение 1 недели. Одновременно с вирусемией развиваются клинические симптомы заболевания. Вирус репродуцируется в ядрах клеток костного мозга, поражая эритробласты и особенно ретикулоциты. Установлен тропизм возбудителя к эндотелию сосудов. Считают, что возбудитель, подобно другим парвовирусам, способен оказывать эмбриопатическое действие и являться причиной мер- творождений. Инфекция вирусом В 19 широко распространена, поскольку антитела к вирусу обнаружены у 60% взрослого населения ряда европейских стран. Иммунитет связан с появлением антител, обладающих вирус- нейтрализующей активностью. Лабораторная диагностика Основана на выявлении вирусоспе цифической ДНК в материале от больных методом молекулярных зондов, на обнаружении вирусного антигена в пораженных клетках методом иммунофлюоресценции и определения титра антител в парных сыворотках. Специфическая профилактика Специфическая профилактика и лечение не разработаны. Семейство герпесвирусов (К данному семейству относится три подсемейства Alpha- herpesvirinae, Betaherpesvirinae и Структура и химический состав Вирионы обладают сферической формой с диаметром 140-210 нм. Нуклеокапсид окружен внешней оболочкой (рис. 21.14). Кап- сид построен из 162 капсомеров. Геном вируса представлен линейной двунитевой ДНК, которая состоит из двух ковалентно связанных между собой фрагментов, различных повели чине и нуклеотидному составу. В геноме вирусов герпеса имеется около 80 генов. В составе вириона обнаружено более 300 белков. Кроме того, в инфицированных клетках находится еще около 20 вирусоспецифических белков, которые не входят в состав вирусных частиц. Во внешней оболочке содержатся гликопротеины. Антигены. Гликопротеины внешней оболочки являются типоспецифи ческими антигенами, позволяющими дифференцировать отдельные серотипы вирусов герпеса в реакциях нейтрализации, иммунофлюоресценции, РСК. Белки нуклеокапсида в основном несут группоспецифические антигенные эпитопы, одинаковые для отдельных вирусов герпеса, патогенных для человека или животных. Их выявляют в реакциях преципитации в иммунодиффузии. |