Микробиология Борисов Л.В. Микробиология Борисов Л. Литература для студентов медицинских вузов
 Скачать 27.52 Mb.
|
|
Лабораторная диагностика основана на обнаружении антигена или противовирусных антител путем иммуноферментативного анализа либо другими методами. Антитела выявляются на поздних стадиях болезни. Однако в серонегативный период в крови больных обнаруживается антиген вируса гепатита С. Для подтверждения диагноза используют метод иммуноблотинга. Вакцинопрофилактика в стадии разработки. Для лечения применяют альфа-интерферон. 2 1 .3 .5 . Вирус гепатита Е (HEV) HEV относится к семейству калицивирусов. Геном представлен однонитевой плюс-РНК. Вирус лишен суперкапсида, имеет ико- саэдральный капсид. Заболевание протекает легче, чем гепатит В и Си характеризуется умеренным поражением печени. В большинстве случаев прогноз благоприятный, за исключением беременных женщину которых заболевание может закончиться летальным исходом Для серодиагностики используют иммуноферментный анализ с целью выявления антигена и антител. Вакцинопрофилактика не разработана. Лечение симптоматическое. ОНКОГЕННЫЕ ВИРУСЫ 1 .4 .1 . История Идея вирусной этиологии опухолей, зародившаяся вначале в. вскоре после открытия вирусов, прошла несколько этапов. К середине столетия было обнаружено значительное число вирусов — возбудителей опухолей человека и животных. Среди них были вирусы доброкачественных опухолей (папилломы человека, папилломы кролика, фибромы и миксомы кролика, контагиозного моллюска человека, а также саркомы и лейкозов кур, вирусы рака молочных желез мышей и рака почек лягушки. Несмотря на очевидные экспериментальные успехи, роль вирусов в этиологии реальных злокачественных опухолей практически игнорировалась научными особенно медицинским сообществом. Так, открытый американцем П. Раусом вирус саркомы кур либо отказывались признавать вирусом, либо считали, что саркома Рауса ненастоящая опухоль. Вирус рака молочных желез мышей, передающийся с молоком, обозначали как фактор молока. Вирусиндуцированные лейкозы не считали опухолевым заболеванием. Если же вирусная этиология опухоли признавалась, считалось, что это случайность, природный курьез. Такому скептическому отношению способствовала несовершенная техника вирусологических исследований, а также тот непреложный факт, что опухолевые болезни не заразны. В 1951 г. Л. Гросс открыл вирус лимфоидного лейкоза мышей, положив начало выявлению подобных вирусов, вызывающих лейко зы у различных млекопитающих. В этот период в онковирусологию приходит ряд выдающихся исследователей, известных своими работами по инфекционным вирусами много талантливой молодежи. Возникает идея, что все опухолевые заболевания вызываются вирусами, надо только суметь это показать. В е годы были открыты вирусы сарком мышей, крыс, кошек, обезьян, вирусы различных лей козов мышей, кошек, обезьян, крупного рогатого скота. Обнаружение вирусов, высокоонкогенных для лабораторных животных — вируса полиомы мышей и вируса SV40 обезьян, наряду с известным ранее вирусом саркомы Рауса— дало в руки исследователей замечательные модели для изучения вирусного канцерогенеза. Интерес к опухо леродным вирусам значительно возрос, когда стало ясно, что существует реальная возможность заражения человека известными опухо леродными вирусами животных. Отечественными исследователями (J1. Зильбер, Г. Свет-Молдавский и сотр) было показано, что считавшийся ранее видоспецифическим вирус саркомы Рауса способен вызывать опухоли не только у кур, но и у млекопитающих. В полиомиелитной вакцине, изготовлявшейся в культуре клеток почки мака ки-резус, был обнаружен опухолеродный вирус SV40, и стало ясно, что миллионы детей получили этот вирус в процессе вакцинации. Много волнений вызвало обнаружение опухолеродной активности у обычных аденовирусов, широко распространенных в популяции человека. Эти истории окончились благополучно (ни SV40, ни аденовирусы не имеют отношения к этиологии естественных опухолей человека и животных, но явились важным стимулом для развития онковирусологических исследований. Было показано, что генетический материал опухолеродных вирусов, как правило, физически и функционально объединяется (интегрирует) с клеточным геномом. Возникло представление об интегративной форме вирусной инфекции клетки, ранее известной только для лизогенных фагов. Апофеозом развития онковирусологических исследований этого периода явилось открытие эндогенных ретровирусов — вирусов, генетический материал которых является составной частью генома всех клеток организма у всех особей данного вида. Поскольку большинство известных ретровирусов обладают опухо леродными свойствами, стало ясно, что нормальные клетки как бы заминированы вирусным онкогенным фактором, который должен быть первичен по отношению к другим (пусковым) факторам, вызывающим канцерогенез (химические канцерогены, радиация. Это был момент, казалось бы, полного торжества унитарной гипотезы вирусной этиологии опухолей (все опухоли вызываются вирусами. Несмотря на кажущуюся очевидность, эта идеология была вскоре пересмотрена благодаря дальнейшим успехам онковирусоло гии. Следующий этап онковирусологии (ее годы) ознаменовался значительным прорывом в понимании механизма вирусного канцерогенеза. В геноме ДНК- и РНК-содержащих вирусов были найдены специальные гены — онкогены, белковый продукт которых отвечает за превращение нормальной клетки в опухолевую. Вскоре выяснилось, что онкогены ретровирусов имеют клеточное происхождение они возникают в результате захвата вирусом регуляторных клеточных генов, которые в составе вирусного генома превращаются в онкогены. Отсюда вытекала возможность превращения нормальных клеточных генов (протоонкогенов) в онкогены в результате спонтанных или индуцированных мутаций безучастия вируса. Такие клеточные онкогены, не входящие в состав вирусного генома, были обнаружены в опухолях человека и животных невирусной природы. Было также показано, что эндогенные ретровирусы не содержат в своем геноме онкогены и, как правило, не имеют отношения к развитию опухолей в естественных условиях Важным успехом в генетике опухолей явилось также открытие клеточных генов-супрессоров, подавляющих опухолевое перерождение нормальной клетки. Инактивация генов-супрессоров и появление в клетке функционирующего онкогена можно рассматривать как основной механизм превращения нормальной клетки в опухолевую. Опухо леродные вирусы в этом случае должны рассматриваться как частный конкретный фактор внесения в клетку онкогенов и инактивации генов- супрессоров, те. одним из возможных этиологических факторов канцерогенеза наряду со спонтанными индуцированным мутагенезом, вызванным различными канцерогенными факторами, такими как химические канцерогены и радиация. Таким образом, последствия достижений онковирусологии привели к однозначной отмене представления о всеобщей роли вирусов в этиологии опухолевых болезней. Значит ли это, что онковирусология, оказав огромную услугу онкологии и молекулярной генетике рака, потеряла свое значение? Опухоли могут иметь как вирусную, таки невирусную этиологию. Роль вирусов в этиологии определенных опухолевых заболеваний животных давно уже не вызывает сомнения. Их значение как возбудителей опухолей неодинаково у разных видов животных. Так, у некоторых короткоживущих видов (куры, мыши) большинство опухолей вызывается вирусами. По-видимому, у человека и приматов доминируют опухоли невирусной этиологии. Задачей современной онковирусологии, наряду с продолжением исследований по механизму вирусного канцерогенеза, является установление вирусной этиологии той или иной конкретной опухолевой болезни человека и сельскохозяйственных животных, разработка методов ее специфической диагностики и профилактики, выяснение путей распространения возбудителя в естественных условиях. В е годы появились важные данные о роли вирусов в этиологии определенной формы лейкоза человека (Т-клеточный лейкоз взрослых) и при такой распространенной опухолевой патологии, как рак гениталий. Стала ясной роль вирусов гепатита В и Св возникновении рака печени у человека. Получены эффективные вакцины против вируса гепатита В, способные снизить частоту заболеваемости раком печени. Разрабатываются вакцины против опухолевых заболеваний сельскохозяйственных животных. Однако успехи в профилактике вирусиндуцированных опухолевых болезней человека и сельскохозяйственных животных еще невелики и должны являться предметом дальнейших усилий онковирусологии .4.2. Онкогенность вирусов К онкогенным (опухолеродным) вирусам относятся вирусы, способные вызывать опухоли у животных в естественных или лабораторных условиях. В табл. 21.3 и 21.4 приведены сводные данные об основных группах онкогенных вирусов Таблица. Онкогенные вирусы сем. Retroviridae, подсем. Группа вирусов Представители Род: Онковирусы типа С. Вирусы лейкоза-саркомы млекопитающих. Вирусы лейкоза-саркомы птиц. Вирусы бычьего лейкоза — Т-клеточного лейкоза человека Вирусы лейкоза-саркомы мышей- вирус лимфоидного лейкоза Гросса - вирус эритробластоза Раушера - вирус саркомы Молони Вирусы лейкоза-саркомы кошек- вирус лимфоидного лейкоза- вирус саркомы Снайдера-Тейлена Вирусы лейкоза-саркомы обезьян- вирус лимфоидного лейкоза гиббонов- вирус саркомы шерстистых обезьян Вирус лимфоидного лейкоза кур Вирус эритробластоза кур Вирус миелобластоза кур Вирус миелоцитоматоза кур Вирус саркомы Рауса Вирус саркомы Фу джинами кур Вирус бычьего лейкоза Вирус Т-клеточного лейкоза взрослых Род: Онковирусы типа В Вирус рака молочных желез мышей Род: Онковирусы типа Нет онкогенных представителей Большинство семейств ДНК-содержащих вирусов (кроме парво- и ридо- вирусов) имеют онкогенных представителей. Многочисленные представители подсемейства Oncovirinae семейства Retroviridae также обладают онкогенными свойствами. Вирусы способны вызывать доброкачественные (папилломы, фибромы) и злокачественные (саркомы, раки) опухоли, а также лейкозы. Некоторые вирусы очень специфичны и способны вызвать опухоль только у своего естественного хозяина (например, вирусы папиллом, большинство вирусов лейкозов). Другие вирусы способны вызвать опухоли не только у своего хозяина, но и у других близких или отдаленных видов животных. Например, вирус саркомы Рауса кур способен в эксперименте вызывать опухоли не только у кур, но и у других видов птица также у различных млекопитающих мышей, хомячков, крыс. Третья группа онкогенных вирусов способна вызывать опухоли у лабораторных животных в эксперименте, ноне вызывает опу- Таблица. 4 ДНК-содвржащив онкогенные вирусы Классификация Вирус Естествен ный хозяин Чувствительный организм род Polyomavirus род вирус полиомы JC ВК вирус папилломы животных вирус папилломы человека 0 генотипов) макака мышь человек человек кролик, бык, мышь человек хомячок грызуны хомячок хомячок естественный хозяин человек сем. Adenoviridae аденовирусы человека: подрод А подрод В аденовирусы обез. аденовирусы быка аденовирусы гггиц типы 12, 18, 31 типы 3 ,7 , 14, др (с8) BAV-3 CELO человек человек обезьяна бык курица хомячок U U к (( сем. Herpesviridae подсем. Gammaherpes- virinae вирус Эпштейна- Барр вирус саркомы капоши вирус болезни марека вирусы обезьян вирус американских кроликов человек человек курица обезьяны америк. кролик человек человек курица обезьяны америк. кролик сем. Poxviridae вирус фибромы Шопа вирус миксомы вирус Яба танапоксвирус вирус контагиозного моллюска кролик « обезьяна и человек кролик (( обез., челов. 14 человек сем. Hepadna- viridae вирус гепатита В вирус гепатита лесного сурка вирус гепатита утки человек лесной сурок пекинская утка человек лесной сурок пекинская утка холей у своего естественного хозяина. Так, вирус SV40 обезьян вызывает опухоли у сирийских хомячков в эксперименте, ноне у приматов в естественных или в лабораторных условиях. К этой же группе относятся онкогенные аденовирусы человека и животных, которые эффективно вызывают опухоли у сирийских хомячков, ноне у собственных природных хозяев. Опухолеродные вирусы различаются по гистогенезу индуцируемых ими опухолей. Большинство из них отличаются высокой специфичностью и индуцируют опухоли строго определенного гистогене за. Это в первую очередь относится к вирусам, вызывающим лейкозы и лимфомы. Существуют вирусы, вызывающие только лимфобласто- зы, только эритробластозы или только миелобластозы. Герпесвирус Эпштейна-Барр человека вызывает лимфому, состоящую из В-лим- фоцитов, герпесвирус обезьян саймири вызывает только Т-клеточные лимфомы, также как и вирус Т-клеточного лейкоза человека. Другие вирусы малоспецифичны в отношении первичных клеток, из которых возникают индуцируемые ими опухоли. Например, вирус саркомы Рауса, а также вирус полиомы мышей вызывают в эксперименте опухоли разного гистогенеза (саркомы, раки, нейроглиомы и др.). Для своего роста в организме первично трансформированная вирусом клетка должна преодолевать сопротивление его иммуной системы. Наиболее восприимчивы к вирусному канцерогенезу новорожденные животные с незрелой иммунной системой, которым вирус вводится парентерально ив достаточно высокой дозе. Одной из лучших моделей для выявления онкогенности вирусов служат новорожденные сирийские хомячки. Они восприимчивы к полиомавирусам, различным аденовирусами вирусам сарком ретровирусной природы, но обычно нечувствительны к более специфическим вирусам таким, как вирусы лейкозов герпесвирусной и ретровирусной природы. Общий механизм возникновения вирусиндуцированной опухоли сводится к следующему) вирион опухолеродного вируса проникает в клетку, его генетический материал взаимодействует с ней без цитоцидного эффекта) нормальная клетка преврашается (трансформируется) в опухолевую, способную бесконтрольно размножаться в организме) первично трансформированная клетка размножается и дает начало опухолевому росту, который в случае злокачественной опухоли приводит животное к гибели. Вирусиндуцированные опухоли могут быть моно- или поликло нальными. Если опухоль возникает из одной первично трансформированной клетки, все ее потомки представляют собой один клеточный клон (моноклональная опухоль. Если вирус размножается в опухолевых клетках и вовлекает в процесс новые клетки, образуется поликлональная опухоль, состоящая из большого числа клеточных клонов 21.4.3. Трансформирующая активность вирусов в культуре клеток Некоторые вирусы способны вызывать неопластическую трансформацию клеток in vitro. Неопластическую трансформацию нормальной клетки в опухолевую можно наблюдать не только in vivo по появлению опухоли, но ив культуре клеток. Трансформирующий эффект зависит от вида вируса, вида клеток и условий культиви рования. Трансфорированные клетки отличаются от нормальных по своему социальному поведению и биохимическим свойствам. Социальное поведение клеток — это их взаимоотношения с субстратом, на котором они растут (стеклопластик, и между собой. Нормальные клетки начинают делиться только после прикрепления к субстрату и распластывания на нем. Трансформировн- ные клетки обычно не распластываются на субстрате и соединяются с ним лишь отростками. В отличие от нормальных клеток они способны делиться без всякого контакта с твердым субстратом, например в полужидком агароз ном геле. У трансформированных клеток ослаблена не только связь с субстратом, но и межклеточные контакты. Нормальные клетки, придя в контакт с соседями, останавливают свое движение и деление. Трансформированные клетки продолжают двигаться и делиться, формируя многослойные очаги с хаотическим, неориентированным расположением клеток. Морфология трансформированных клеток обычно отличается от морфологии соседних нормальных клеток. В результате многослойные очаги трансформированных клеток четко видны на фоне роста нормальных клеток (рис. Особенности социального поведения трансформированных клеток связаны с нарушением цитоскелета, а также с изменением поверхности. Трансформированные клетки продуцируют пептидные факторы роста и поэтому уменьшают потребность в сыворотке для своего роста. Способность клеток продуцировать факторы роста, стимулирующие их же собственное размножение, называется аутокринной регуляцией клеточного деления. В трансформированных клетках усиливается активный транспорт сахаров, анаэробный гликолиз, изменяется состав поверхностных гликопротеидов и липидов клетки приобретают повышенную агглютинабельность фитогемаг- глютининами. Важнейшим свойством трансформированных клеток является их бессмертие (иммортализация). Нормальные клетки способны лишь к ограниченному числу делений, характерному для данного вида (предел Хейфлика). Для клеток человека этот предел составляет около 50 делений, после чего они прекращают делиться и погибают. Трансформированные клетки способны делиться неограниченно долго. Без этого свойства они не могли бы формировать опухоль. Иногда трансформация выражается в приобретении клетками способности к неограниченному росту без изменения их морфологии и социального поведения. Такие клетки называют минимально трансформированными. Обычно минимальная трансформация вызывается не вирусами, а возникает спонтанно. Минимально трансформированные клетки обладают повышенной способностью к дополнительному трансформирующему действию А Б Рис. 21.19. Фокусы трансформации в культуре перевиваемых клеток мыши, вызванные вирусом саркомы М олони: А — зараженная, Б — контрольная культура клеток (2 недели после заражения) вирусов, образуя характерные очаги роста (фокусы ) трансформированных клеток. При введении в организм сингенных животных трансформированные клетки, как правило, способны размножаться и образовывать опухоли на месте введения. Трансформация in vitro не всегда придает клеткам полный комплекс свойств, необходимый для роста in vivo. Обычно отсутствие таких свойств можно преодолеть, используя большую дозу клеток, животных с повышенной восприимчивостью к опухолевому росту (голые мыши, новорожденные животные, животные, обработанные иммунодепресантами) или вводя клетки в так называемые иммунопривилегированные места (мозг, защечный мешок хомячка. В большинстве случаев трансформированные in vitro клетки не проявляют такие признаки злокачественности как инвазивный рост и ме- тастазирование. В и рус ы , способные вызывать не оп ласт и ческу ют ран с формацию клеток, далеко не всегда способны индуцировать опухоли. Так, большинство изученных аденовирусов способны трансформировать фибробласты в культуре клеток. Вт о же время лишь немногие из них вызывают опухоли при введении новорожденным сирийским хомячкам. Причина такого расхождения сейчас понятна клетки, трансформированные неон ко генными аденовирусами, отличаются высокой им м у ноге н нос т ь ю исп особ н ы начинать опухолевый рост только после введения си н генным животным во ч е н ь большой дозе ибо леек леток нажив от но е ). В свою очередь, неуда е т с я наблюдать трансформацию клеток в культурен е которыми заведомо онкогенными вирусами. Так, например, вирусы ли м ф о и дн ы х лей ко зов животных обычно нет ран сформируют лимфоциты в культуре клеток Хотя понятия трансформированная и « опухолевая клетки нестрого идентичны, ключевой механизм трансформирующей и опух о леродной активности вируса один и тот же. Опухолевая клетка — это клетка, трансформированная вирусом in vivo, стойко изменившая свое социальное поведение в организме. Ее потомство проходит соответствующий отбор на способность преодолевать противоопухолевую защиту и приобретать новые свойства (например, метастазирование, которые могут не зависеть от вируса, вызвавшего появление исходной опухолевой клетки 1 .4 .4 . Особенности взаимодействия онкогенных вирусов с клетками, трансформированными ими in vitro или in В клетках, подвергающихся вирусной трансформации, инфекционный процесс всегда носит нецитоцидный характер. Это естественно, так как трансформированная клетка должна оставаться жизнеспособной. Если онкогенный вирус по своей природе цито- циден (паповавирусы, аденовирусы, герпесвирусы), инфекция клетки должна носить абортивный характер без образования вирионов. Нецитоцидные онкогенные вирусы (ретровирусы, опухолеродные поксвирусы) могут полностью созревать в трансформируемых ими клетках. |