Занятие 11_СР_Общая характеристика вирусов. Методическая разработка для дистанционного обучения студентов Раздел Общая вирусология Занятие 11
 Скачать 0.76 Mb.
|
|
ФГБОУ ВО ПГМУ им.академика Е.А.Вагнера МЗ РФ Кафедра микробиологии и вирусологии Утверждаю: Зав. кафедрой микробиологии и вирусологии Проф.______ Э. С. Горовиц Методическая разработка для дистанционного обучения студентов Раздел Общая вирусология Занятие №11 Тема: Общая характеристика вирусов (определение, открытие, роль Д.И.Ивановского, классификация, морфология, репродукция, методы культивирования). Особенности диагностики вирусных инфекций. Курс - III, семестр- V Факультеты: лечебный, педиатрический, медико-профилактический Продолжительность занятия: 3ч Пермь, 2020 Тема занятия: Общая характеристика вирусов (определение, открытие, роль Д.И.Ивановского, классификация, морфология, репродукция, методы культивирования). Особенности диагностики вирусных инфекций. Ответы на контрольные вопросы 1.Что такое вирусы? (определение) Вирусы – это мельчайшие формы жизни, не имеющие клеточного строения. 2. Биологические особенности вирусов. Заполните таблицу.
3. Какие структурные особенности учитываются при классификации вирусов? Классификация вирусов по Балтимору (англ. Baltimore classification) — способ классификации вирусов в группы в зависимости от типа геномной нуклеиновой кислоты (ДНК, РНК, одноцепочечная, двуцепочечная) и способа её репликации. Геном РНК-содержащих вирусов, патогенных для человека, может быть представлен следующими типами: 1. Одноцепочечная нефрагментированная РНК, обладающая матричной активностью (позитивная, или +РНК), то есть способная выступать в качестве иРНК. Примерами таких вирусов являются пикорнавирусы. 2. Одноцепочечная нефрагментированная РНК, не обладающая матричной активностью (негативная, или -РНК). Минус-РНК не способна выполнять функцию иРНК. В связи с этим вирион имеет в своем составе фермент РНК-зависимую РНК-полимеразу. Этот фермент на основе вирусной РНК синтезирует матричную РНК, необходимую для трансляции вирусспецифических белков. Примерами таких вирусов являются парамиксовирусы и рабдовирусы. 3. Одноцепочечная фрагментированная РНК, не обладающая матричной активностью (негативная, минус-РНК). Такой вирион имеет фрагментированный геном и транскриптазу. К этим вирусам относятся ортомиксовирусы (РНК вириона состоит из 8 фрагментов). 4. Двухцепочечная фрагментированная РНК; вирион имеет транскриптазу. К этому типу относятся реовирусы (10 фрагментов РНК). 5. Вирусы, геном которых представлен двумя идентичными нитями позитивной РНК (диплоидный геном). Вирионы имеют фермент обратную транскриптазу. Эта группа включает ретровирусы. 6. Одноцепочечная кольцевая РНК. Такой геном имеет только один вирус, вирус дельта-гепатита. Это дефектный вирус, для его размножения необходим вирус-помощник (вирус гепатита В). Классификация вирусов по Балтимору включает в себя следующие группы: I группа – вирусы, содержащие двуцепочечную (дц) ДНК и не имеющие РНК-стадии (например, герпесвирусы, поксвирусы). II группа – вирусы, содержащие одноцепочечную (оц) ДНК (например, парвовирусы). III группа – вирусы, содержащие двуцепочечную (дц) РНК (например, ротавирусы). IV группа – вирусы, содержащие одноцепочечную (оц) плюс-РНК (например, пикорнавирусы, флавивирусы). V группа – вирусы, содержащие одноцепочечную (оц) РНК негативной или двойной полярности (например, ортомиксовирусы, филовирусы). VI группа – вирусы, содержащие одноцепочечную (оц) плюс-РНК и имеющие в процессе жизненного цикла стадию синтеза ДНК на матрице РНК (например, ретровирусы). VII группа – вирусы, содержащие двуцепочечную (дц) ДНК и имеющие в процессе жизненного цикла стадию синтеза ДНК на матрице РНК (например, вирус гепатита В). 4. Строение вирусов. Подпишите составные элементы вирусной частицы на рис.1  Рис. 1  5.Особенности репродукции вирусов. Подпишите основные стадии взаимодействия вируса и клетки на рис.2.  Рис.2 Жизненный цикл вирусов включает следующие этапы: 1. Адсорбция вирусов на мембране клетки. 2-3. Проникновение вируса в клетку. 3. Депротеинизация (освобождение вирусной нуклеиновой кислоты). 4-5. Синтез компонентов вирусов (вирусных нуклеиновых кислот и вирусных структурных белков). 6-7. Формирование (сборка) зрелых дочерних вирионов. 8. Выход дочерних вирионов из клетки. 6. Назовите основные типы взаимодействия вируса и клетки. Различают три типа взаимодействия вируса с клеткой: продуктивный, абортивный и интегративный. Продуктивный тип — завершается образованием нового поколения вирионов и гибелью (лизисом) зараженных клеток (цитолитическая форма). Некоторые вирусы выходят из клеток, не разрушая их (нецитолитическая форма). Абортивный тип — не завершается образованием новых вирионов, поскольку инфекционный процесс в клетке прерывается на одном из этапов. Интегративный тип, или вирогения — характеризуется встраиванием (интеграцией) вирусной ДНК в виде провируса в хромосому клетки и их совместным сосуществованием (совместная репликация). 7. Методы для культивирования вирусов. Их достоинства и недостатки. А. Биологический Преимущества: + открытие новых вирусов, + изучение особенностей патогенеза, формирования иммунных реакций при вирусных инфекциях, + изучение эффективности препаратов. Недостатки: - дороговизна, - сложность содержания лабораторных животных, - нечувствительность к ряду вирусов человека, - возможность спонтанного заражения. Б. Метод заражения куриных эмбрионов Преимущества: + доступность, + удобство, + замкнутая полость эмбриона препятствует проникновению микроорганизмов извне, а также развитию спонтанных вирусных инфекций + некоторые возбудители (например, герпесвирусы) вызывают характерные изменения (по ним можно распознать заболевание), + можно получить значительно большее количество вируса. Недостатки: - невозможность полностью гарантировать стерильность этой живой системы, так как эмбрионы могут нести в своем содержимом вирусы и другие патогенные агенты (вирусы инфекционного бронхита кур, ньюкаслской болезни, гриппа, лейкоза, хламидии и микоплазмы), их присутствие может искажать результаты исследования, - куриные эмбрионы чувствительны не ко всем вирусам. В. Метод клеточных культур Преимущества: + можно добиться заражения практически всех культур клеток, что позволяет получать вируссодержащий материал с наивысшей концентрацией вируса при наименьшем содержании белкового балласта; + поскольку можно получить культуры клеток любого вида жи-вотного, снимаются видовые ограничения культивирования вирусов; + возможно вмешательство в инфекционный процесс в любой момент, не нарушая целостности живой системы; + можно непрерывно контролировать ход инфекционного процесса; + возможно получение готовой суспензии вируса в виде куль-туральной жидкости; + соблюдается полная стерильность культуральной жидкости в отношении грибов и бактерий; + предельно просты техника заражения и получение вируссо-держащего материала; относительная дешевизна. Недостатки: - первично-трипсинизированные: после нескольких пересевов они перестают размножаться, - перевариваемые: нельзя применять для создания вакцин, так как контаминанты, злокачественны. Какой из перечисленных методов по Вашему мнению является оптимальным? Оптимальный метод – клеточные культуры. 8. ВИРУСОЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ 1 ЭТАП – ЗАРАЖЕНИЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНОЙ МОДЕЛИ
9. Зарисуйте в тетради и подпишите составные части куриного эмбриона на рис. 3.  Рис.3  10. Объясните механизм и условие использования реакции гемагглютинации (РГА) для индикации вирусов.  РГА основана на том, что некоторые виды вирусов обладают способностью адсорбироваться на поверхности эритроцитов разных видов животных (и птиц), вызывая их склеивание и образование агглютината. 11. Виды культур клеток и их характеристика (источник, количество пассажей) А. первичные (первично-трипсинизированные) – клетки почек обезьян, несколько пассажей; Б. полуперевиваемые – клетки одного генотипа, 50-100 пассажей; В. перевиваемые – HeLa получена из карциномы шейки матки, НЕр-2 ― из карциномы гортани; Детройт-6 ― из метастаза рака легкого в костный мозг; RН ― из опухоли почки человека С какой целью при культивировании вирусов используются питательные среды? Как они называются? Для обеспечения жизнедеятельности культивируемых клеток необходимы питательные среды. По назначению они делятся на ростовые и поддерживающие. В ростовых питательных средах должно содержаться больше питательных веществ (альбумин), обеспечивающих активное размножение клеток и формирование монослоя. Поддерживающие среды обеспечивают переживание клеток в уже сформированном монослое в период размножения в них вирусов (среда 199, Эрла, Хэнкса и др.). 12. В чём заключается цитопатогенное действие вируса (ЦПД)? Развитие специфической дегенерации клеток ― цитопатическое действие вируса (ЦПД), имеет три основных типа: крупно- или мелкоклеточная дегенерация; образование многоядерных гигантских клеток (симпластов); развитие очагов клеточной пролиферации, состоящих из нескольких слоев клеток (гроздевидная дегенерация клеток). 13. Заполните таблицу. Определите цель и значение различных методов в диагностике вирусных инфекций, а также сроки исследовании от начала заболевания. МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ ВИРУСНЫХ ИНФЕКЦИЙ
Обучающие видео по теме Строение и Классификация вирусов https://youtu.be/0ZazBu7JeMU Строение вирусов и типы взаимодействия с клеткой https://youtu.be/bNIMNbvo3e Этапы и типы взаимодействия вируса и клетки. https://youtu.be/Y3IVLusyffQ Методы культивирования вирусов https://youtu.be/cgeTlugHkU0 Строение и заражение куриного эмбриона https://youtu.be/Xaxd_SdJ9pE Ответы на ситуационные задачи Задача 1. Через 72 часа после заражения куриного эмбриона вируссодержащим материалом, проведено вскрытие и осмотр полостей. Видимых изменений не обнаружено. Каким образом можно определить наличие вируса, если предполагалось, что он обладает антигеном гемагглютинином? Ответ: Для ИНДИКАЦИИ необходимо провести РЕАКЦИЮ ГЕМАГГЛЮТИНАЦИИ НА СТЕКЛЕ с аллантоисной или амниотической жидкостью. Для ИДЕНТИФИКАЦИИ ставят РЕАКЦИЮ ТОРМОЖЕНИЯ ГЕМАГГЛЮТИНАЦИИ (РТГА), при этом смешивают культуральную среду, содержащую возбудитель, с известной коммерческой антисывороткой и вносят в культуру клеток. После инкубации определяют способность культуры к гемагглютинации и при её отсутствии делают заключение.  РГА  РТГА Задача 2. В научно-исследовательскую вирусологическую лабораторию поступили культуры клеток Hela, Hep-2 и диплоидные клетки лёгких человека. Какая культура клеток может быть выбрана для разработки новой вакцины и почему? Ответ: ДИПЛОИДНЫЕ ЛИНИИ ФИБРОБЛАСТОВ ЭМБРИОНА ЧЕЛОВЕКА могут быть выбраны для разработки новой вакцины, так как это полуперевиваемые (диплоидные) культуры клеток – клетки одного генотипа, способные in vitro выдерживать 50-100 пассажей, сохраняя при этом свой исходный диплоидный набор хромосом, не содержат никаких контаминантных вирусов и не обладают злокачественностью. Задача 3. Для лабораторного подтверждения диагноза “острая респираторная вирусная инфекция” врач решил применить серологический метод диагностики. Какова сущность этого метода? Когда необходимо взять материал у пациента для данного метода диагностики с целью получения диагностически значимых результатов? Ответ: Сущность серологических методов исследования состоит в определении ТИТРА АНТИТЕЛ В СЫВОРОТКЕ крови больного в динамике болезни по отношению к известному антигену, вводимому в серологическую реакцию. Взять материал у пациента для данного метода диагностики с целью получения диагностически значимых результатов следует сразу и затем через 2 недели для определения нарастания титра анатител. Задача 4. Через 48 часов после внесения материала в культуру клеток получены следующие результаты: проба №1 – цвет питательной среды не изменился, проба №2 – цвет питательной среды стал желтым. Как называется этот метод индикации вирусов? Чем обусловлено изменение цвета среды? В какой из проб присутствует вирус?
Ответ: Метод – цветная реакция Солка, регистрируется по изменению цвета индикатора, находящегося в питательной среде для культур клеток. Если вирусы не размножаются в культуре клеток, то живые клетки в процессе своего метаболизма выделяют кислые продукты, изменяющие цвет индикатора. При репродукции вирусов нормальный метаболизм клеток нарушается и клетки погибают, в результате чего среда сохраняет первоначальный цвет индикатора. Вирус присутствует в 1пробе. Ответы на тестовые задания 1. Вирусы были открыты: а) Р.Кохом; б) Л.Пастером; в) И.И.Мечниковым; г) Д.И.Ивановским; д) Л.А.Зильбером. 2. В структуре вириона находятся: а) эписомы; б) нуклеоид; в) нуклеокапсид; г) мезосомы; д) фимбрии. 3. Сложноустроенные вирусы имеют дополнительную внешнюю оболочку: а) капсид; б) суперкапсид; в) капсулу; г) матриксный белок; д) тегумент. 4. Характерными свойствами вирусов являются: а) наличие одного типа нуклеиновой кислоты; б) способность синтезировать экзотоксины; в) абсолютный паразитизм; г) отсутствие собственного белоксинтезирующего аппарата; д) дизъюнктивный способ репродукции. 5. Размножение вирусов происходит в результате: а) поперечного деления; б) почкования; в) репродукции; г) сегментирования. 6. В процессе репродукции вирусов происходит все, кроме: а) адсорбция вируса на поверхности клетки хозяина; б) проникновение вируса в клетку; в) лизис вириона; г) синтез вирусных белков и нуклеиновой кислоты; д) сборка вириона; е) выход вируса из клетки. 7. Культивирование вируса проводят всеми методами, кроме: а) посева на элективные питательные среды; б) заражения восприимчивых животных; в) заражения эмбрионов птиц; г) заражения культур клеток. 8. Антибиотики в вирусологии применяют для: а) противовирусной терапии; б) обработки исследуемого материала перед заражением культуры клеток или эмбриона; в) предотвращения бактериальной контаминации культуры клеток; г) экспресс-профилактики вирусных инфекций. 9. Симпласт – это: а) микроколонии вирусов в клетке; б) пласт адсорбированных эритроцитов на поверхности поражённой вирусом клетки; в) гигантская многоядерная клетка. 10. К прямым методам диагностики вирусных инфекций относятся а) регистрация специфических симптомов заболевания; б) определение нуклеиновых кислот вирусов; в) обнаружение антигенов вирусов; г) определение антител к вирусу в сыворотке крови. 11. Для ранней серодиагностики вирусных инфекций применяют а) исследование материала в ПЦР; б) исследование парных сывороток; в) поиск IgM в одной сыворотке; г) поиск IgG в одной сыворотке. Рекомендованная литература. Основная литература 1) Лекционный материал 2) Борисов Л.Б. Медицинская микробиология, вирусология, иммунология: М.: ООО»МИА», 2016. 734 с.:ил. 3) Медицинская микробиология, вирусология и иммунология: учебник для студентов медицинских вузов. Под ред. А.А. Воробьева. Учебники и учеб. пособия для высшей школы. Издательство: Медицинское информационное агентство, 2012. – 702 с 4) Общая характеристика вирусов: методические рекомендации / Р.З.Кузяев, Л.П.Быкова. – Пермь: ФГБОУ ВО ПГМУ им академика Е.А,Вагнера Минздрава России, 2017. – 36с. 5) Методы культивирования вирусов: Метод. разработка для самостоятельной подготовки студентов / Л.П.Быкова, В.Д.Аблизин, А.П.Годовалов. – Пермь: ГОУ ВПО ПГМА имени академика Е.А.Вагнера Росздрава, 2006 – 28с. Дополнительная литература. 1) В.И.Покровский, О.К.Поздеев. Медицинская микробиология. М.,2006, 768 с. 2) Руководство к практическим занятиям по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии /Под ред. ак. РАМН О.В. Бухарина.–М.: Медицина; УрО РАН, 2002. – 340 с. 3) Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. Атлас-руководство: Учебное пособие/ Под ред. А.С.Быкова, В.В.Зверева -Москва: ООО Издательство «Мед.информ.агентство»,2018.-416с.:ил. 4) Медицинская вирусология. Часть вторая. Под ред А.М.Королюка и В.Б. Сбойчакова - СПб, 2002.-163 с. 5) Медицинская вирусология: Руководство\ Под ред.Д.К.Львова. – М.:ООО «МИА», 2008.-656 С.:ил. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
А
Б
В
2 ЭТАП ИНДИКАЦИЯ
Проба 1
