Морфологические, физиологические, биохимические
 Скачать 398.4 Kb.
|
|
1. Вирусы лейкозно-саркоматозного комплекса птиц. Группа антигенно родственных вирусов, которые вызывают Avian лейкозы (вирусы лимфоматоза, миелобластоза и эритробластоза) или саркому у домашних птиц (вирус саркомы Рауса, ВСР). 2. Вирусы мышиных лейкозов. Эта группа состоит из нескольких штаммов вирусов мышиной лейкемии и вирусов саркомы, названных по имени исследователи впервые описавших их (например Гросс, Френд, Молони, Раушер). 3. Вирус опухоли молочной железы мышей. Этот вирус имеется в некоторых линиях мышей, у которых часто встречается рак молочной железы. Он известен как «молочный фактор» или «вирус Биттнера». Он размножается в молочной железе и передается от матери потомству через грудное молоко. Мыши могут быть заражены через рот, через подкожную или внутрибрюшинную инъекцию. Рак молочной железы развивается только у мышей восприимчивых линий после латентного периода в 6-12 месяцев. 4. Вирусы лейкозов и сарком других животных.Большое количество вирусов было выделено из лейкозов и сарком различных видов животных - кошек, хомяков, крыс, морских свинок и обезьян. 5. Т-лимфотропные вирусы человека (HTLV).Ретровирусы, названные «человеческие Т-лимфотропные вирусы» были выделены в 1980 из культур клеток от взрослых больных кожной T-клеточной лимфомой (грибковый микоз) и лейкемией (синдром Сезара) в США. Подобные вирусы были выделены от больных Т-клеточной лейкемией в Японии и Карибском бассейне. HTLV 1-го типа имеются во всем мире, но распространенность заболеваний ограничена эндемичными областями. Помимо Т-клеточной лейкемии, HTLV-I также связан с тропическим спастическим парапарезом, демиелинирующей болезнью. Вирус в основном инфицирует T4 (CD4) клетки. На инфицированных T-клетках обнаруживается большое количество рецепторов к ИЛ-2. Близко родственные HTLV-II также связаны с T-клеточными злокачественными новообразованиями. Известно, что HTLV-инфекция передается при переливании крови и другими способами введения лейкоцитов. Видовая специфичность.Ретровирусы обычно поражают только один вид хозяина, специфика обусловлена главным образом присутствием вирусных рецепторов на поверхности клетки-хозяина. В зависимости от их способности расти в клетках другого вида, ретровирусы делятся на 1) экотропные (размножаются только в клетках естественного хозяина); 2) амфитропные (размножаются в клетках естественного и чужих видов); и 3) ксенотропные (размножаются только в клетках чужих видов, но не в клетках естественных хозяев). Передача вирусов.Возможны два типа передачи ретровирусов. Экзогенные ретровирусы распространяются горизонтально. Большинство онкогенных ретровирусов являются экзогенными. Эндогенные ретровирусы передаются вертикально от родителей потомству провирусом, интегированным в геном половых клеток. Эндогенный ретровирусный провирус ведет себя как клеточный ген и подчинен регулирующему влиянию клетки-хозяина. Эндогенные ретровирусы обычно «молчащие», не трансформируют клетки и не вызывают какое-либо заболевание. Они могут быть обнаружены либо из-за «активации» после воздействия радиации или химикатов, или методом гибридизации нуклеиновой кислоты. Резистентность. Ретровирусы неустойчивы, инактивируются при 56 оС в течение 30 минут, слабыми кислотами, эфиром и формалином. Они устойчивы при – 30о С Морфология.Ретровирусы существуют в виде четырех морфологических типов. Частицы типа А существуют только внутри клеток. Они имеют 60-90 нм в диаметре и содержат кольцевидный нуклеоид, окруженный мембраной. Они могут являться формой предшественника других типов. Типы B, C и D являются внеклеточными. Диаметр В частицы – 100-130 nm, с эксцентрическим нуклеоидом и несут поверхностные шипики. Частицы С типа имеют центральный нуклеоид и гладкую поверхностную мембрану. Частицы D типа еще не охарактеризованы. Они имеют эксцентрический нуклеоид и несут короткие поверхностные шипики. Большинство ретровирусов – частицы С типа. Вирус рака молочных железы мыши - частица типа B, а вирус рака молочной железы обезьян Мэзон-Пфайзера - частица типа D. Антигены.Имеется два типа антигенов – типоспецифические гликопротеидные антигены, расположенные на оболочке, и группо-специфические нуклеопротеидные антигены, расположенные в ядре вириона. Перекрестные реакции между поверхностными антигенами ретровирусов от различных видов хозяев не наблюдаются. Геномная структура.Ретровирусы имеют относительно простую геномную структуру. Провирус стандартного ретровируса (такого как недефектный вирус лейкоза птиц или мышей) состоит из трех генов, требуемых для вирусной репликации - gag, pol, и env. Ген gag кодирует белки нуклеокапсида, которые являются группоспецифическими антигенами, ген polкодирует РНК-зависимую ДНК-полимеразу, ген envкодирует гликопротеиды оболочки. С обоих концов провируса имеется длинный концевой повтор (LTR), непосредственно связывающийся с ДНК клетки-хозяина. LTR-участки обеспечивают контроль регуляции функции генов провируса. Некоторые ретровирусы (трансрегулирующие вирусы) типа HTLV или HIV несут четвертый ген tat после envгена. Это – трансактивирующий ген, который регулирует функцию вирусных генов. Стандартные онкогенные ретровирусы типа вирусов хронической лейкемии является медленными трансформирующими вирусами, то есть они имеют низкий онкогенный потенциал и стимулируют злокачественное преобразование вообще только клеток крови после длительного латентного периода. Они не трансформирует культивируемые клетки. Они способны к нормальной репликации. Напротив, острые трансформирующие вирусы - высоко онкогенны и вызывают злокачественное развитие после короткого латентного периода в недели или месяцы. Они могут вызывать различные типы сарком, карцином, лейкозов и также трансформировать клетки в культуре. Однако, наиболее сильные трансформирующие вирусы неспособны нормально реплицироваться, потому что они содержат в своем геноме дополнительный ген, вирусный онкоген (V-oncген) который заменяет некоторых из генов, существенных для репликации вируса. Такие V-onc вирусы могут репродуцироваться только при коинфекции со стандартным помощником ретровируса. Вирус саркомы Рауса, который несет онкоген src (произносится «сарк»), наиболее хорошо изученный среди острых трансформирующих вирусов, отличается способностью реплицироваться, то есть он может нормально реплицироваться, потому что обладает полным комплектом gag, pol, и env генов. Большинство острых трансформирующих вирусов дефектны в отношении репликации. Вирусы группы ВИЧ. История открытия, общая характеристика. СПИД. Патогенез и эпидемиология СПИДа. Лабораторная диагностика, проблема специфической профилактики. общая характеристика. Геном ретровирусов уникален - он представлен двумя идентичными молекулами позитивной РНК, т.е. это РНК - вирусы с диплоидным геномом. Свое название ретровирусы получили за отличительные особенности репродукции (РНК à ДНК à иРНК à геномная РНК). Особенности репродукции связаны с функциями фермента обратной транскриптазы (ревертазы или РНК - зависимой ДНК - полимеразы), обладающей тремя видами активности - обратной транскриптазы, РНК - азы и ДНК - полимеразы. Семейство Retroviridae подсемейства Lentivirinae - возбудители медленных вирусных инфекций, в т.ч. ВИЧ. История изучения и происхождения ВИЧ. Синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД) впервые выделен как самостоятельное заболевание в США в 1981г. Возбудитель (ВИЧ-1) был описан почти одновременно в 1983г. французом Л.Монтанье и американцем Р.Галло. Эпидемиология нового вида патологии поражала своей необычностью. Почти 100% больных были мужчинами в возрасте 25-49 лет, 94% - гомо- или бисексуалами, отмечалась высокая летальность. У больных были выявлены дефекты клеточного иммунитета, развитие пневмоцистозной пневмонии, кандидоза и саркомы Капоши у них было расценено как оппортунистические заболевания. СПИД окрестили болезнью четырех “H”- по первым буквам английских вариантов слов гомосексуалы, гемофилия, гаитяне и героин. В 1986г. был идентифицирован еще один вирус - ВИЧ-2. Структура вириона ВИЧ. ВИЧ имеет сферическую форму и размеры 100-120 нм в диаметре. Наружная оболочка образована двойным липидным слоем с гликопротеиновыми “шипами”, состоящими из трансмембранного белка gp41 (пронизывает липидный слой) и наружного белка gp120. Эти оболочечные белки кодируются геном env и участвуют в прикреплении вириона к мембранам клеток хозяина. С внутренней стороны липидной оболочки находится матричный каркас, образованный белком р17. Он окружает внутреннюю структуру вириона - нуклеокапсид или сердцевину (англ. - core). Собственная оболочка сердцевины образована “коровским” белком р24. Внутри нуклеокапсида находится геном вируса в виде двух цепочек, связанных белками р7 и р9, полимеразный комплекс ревертазы, протеаза, интеграза (эндонуклеаза), затравочная т - РНК. Наиболее распространен ВИЧ-1, который в зависимости от строения гена env имеет субтипы. Субтипы A-H составляют доминирующую группу M (major), наиболее распространены субтипы С и Е. Жизненный цикл ВИЧ. Инфекционный процесс при заражении ВИЧ носит последовательный фазовый характер и начинается с проникновения вируса через слизистую оболочку половых путей или с непосредственного поступления в кровоток. Проникнув в организм, вирус в первую очередь атакует клетки, имеющие специфичный для него рецептор CD4. Этот рецептор имеют в большом количестве Т - хелперы, в меньшем - макрофаги и моноциты, нейроны, клетки нейроглии и некоторые другие клетки (см. лекции по общей иммунологии). Вирус распознает CD4 - рецепторы с помощью своего белка gp120. Процесс инфицирования клетки вирусом осуществляется в два этапа : прикрепления и слияния. Прикрепленный через белок gp120 к рецептору CD4 клетки - мишени вирус белком оболочки gp41 сливается с мембраной клетки. Белок gp41 обеспечивает не только слияние вирусной и клеточной мембран, но и слияние мембран клеток с образованием синцития (многоядерных клеток), обреченного на гибель. Нуклеокапсид, освобожденный от суперкапсида при слиянии мембран, попадает в цитоплазму. На пути к ядру освобождается геномная РНК и ассоциированные с ней компоненты сердцевины. Обратная транскриптаза синтезирует на вирионной РНК минус - цепь ДНК, РНК-аза разрушает вирионную РНК, а вирусная ДНК - полимераза синтезирует на минус - цепи плюс - цепь ДНК. Двунитевая ДНК транспортируется в ядро клетки, где приобретает кольцевую форму и интегрируется под действием эндонуклеазы (интегразы) с ядром клетки, превращаясь в ДНК - провирус.Последующие этапы жизненного цикла ВИЧ - латентная фаза, фаза активации транскрипции с ДНК- провируса и последующая трансляция белков вируса, наработка компонентов вируса и формирование новых вирионов, их выход из клетки, сопровождающийся цитопатическим эффектом для клетки - мишени. ДНК - провирус может длительно находиться в неактивном состоянии (персистентное инфицирование). В этот период вирус можно выявить только с помощью ПЦР. Активация транскрипции особым ядерным фактором в результате действия иммунокомпетентных клеток или микробных антигенов приводит к продуктивной фазе - активному размножению ВИЧ. Факторы экспрессии генов ВИЧ - специфические антигены (прежде всего - герпес - вирусы), неспецифические митогены (фитогемагглютинин), цитокины (фактор некроза опухолей, интерфероны, гамма - интерферон), бактериальные иммуномодуляторы (фосфолипиды сальмонелл), глюкокортикостероиды. Антигенные свойства ВИЧ. Функция обратной транскриптазы не подвергается контролю, что обусловливает высокую частоту генетических ошибок при репликации и мутации структурных белков вируса. С учетом частоты изменчивости ни один ВИЧ не производит при репликации вирион, в точности соответствующий родительскому. Высокая генетическая изменчивость реализуется в вариабельности антигенных и биологических свойств ВИЧ. Высокой изменчивостью характеризуется продукт гена env - оболочечный белок gp120, особенно петлеобразный V3 - домен (из 35 аминокислот), к которому образуется до 90-95% всех вируснейтрализующих антител. ВИЧ-1 и ВИЧ-2 имеют существенные отличия в строении, гомология первичной структуры геномов составляет только около 42%, перекрестного иммунитета между этими вирусами нет. Антигенными свойствами обладают все основные структурные элементы вириона, прежде всего - белки. Исключительная генетическая и антигенная изменчивость позволяет вирусу выживать в инфицированном организме. Наряду с генетическими особенностями, ВИЧ-1 имеет фенотипические различия по ряду свойств - эффективности репликации, характеру цитопатического действия и способности образовывать синцитий (этот признак связан с вирулентностью), преимущественному тропизму к клеткам - моноцитотропные изоляты (начальные этапы болезни) и лимфотропные изоляты (разгар болезни). Патогенез СПИДа. Рецептором для ВИЧ является дифференцировочный антиген CD4, имеющий гомологичные участки с иммуноглобулинами и белком gp120 ВИЧ. Расположенный на мембранах Т- хелперов и Т- индукторов, рецептор CD4 в комплексе с белками HLA II класса выполняет функцию распознавания антигенов. Фиксация вируса через gp120 ВИЧ-1 (или gp105 ВИЧ-2) с мембранным рецептором CD4 блокирует основную функцию этих иммунокомпетентных клеток - восприятие сигналов от антиген- представляющих клеток. Последующая репликация вируса ведет к гибели этих клеток и выпадению их функций, т.е. к развитию иммунодефицита. Чем активнее CD4+ клетки, тем активнее процесс репродукции вируса. ВИЧ угнетает преимущественно Т- хелперы -1 (связанные с многими цитокинами клеточного иммунитета), что способствует развитию вирусных инфекций и опухолей. Сродство вирусного gp120 (gp105 в случае ВИЧ-2) к этому рецептору определяет высокую избирательность поражения клеток. В патологический процесс вовлекаются в первую очередь и в наибольшей степени CD4+ лимфоциты, моноциты крови и макрофаги тканей, дендритные клетки крови, лимфоузлов, селезенки, кожи, альвеолярные и интерстициальные макрофаги легких, микроглия и другие клетки нервной системы, имеющие CD4+ рецепторы. Поражаются также В- и 0- лимфоциты, ретикулярные клетки, эпителиальные клетки кишечника. Большое значение в распространении ВИЧ и длительному сохранению в организме придают клеткам Лангерганса. В патогенезе ВИЧ - инфекции большое значение имеют механизмы иммунного повреждения. Наличие сходных участков в структуре белков gp120, HLA класса II и CD4 - рецепторов определяет перекрестное реагирование антител к ВИЧ с этими структурами с рядом патологических эффектов (блокада кооперации CD4+ лимфоцитов и HLA класса II, неадекватная стимуляция CD4+ клеток и др.). Поражение иммунной системы при ВИЧ - инфекции носит системный характер, проявляясь глубокой супрессией Т- и В- звеньев иммунитета. Происходят изменения гиперчувствительности немедленного и замедленного типа, гуморального иммунитета и факторов неспецифической защиты. Наряду с дефицитом CD4+ лимфоцитов в динамике болезни нарастает функциональная недостаточность CD8+ лимфоцитов, NK клеток, нейтрофилов. Нарушение иммунного статуса проявляется рядом синдромов - инфекционным, аллергическим, аутоиммунным, лимфопролиферативным. Манифестный синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД) проявляется в трех основных клинических формах: нейроСПИД, онкоСПИД, инфектоСПИД (оппортунистические инфекции). Это зависит от путей внедрения ВИЧ, его преимущественного тропизма к CD4 Т- лимфоцитам или макрофагам, наличия кофакторов (цитомегаловирус, вирус Эпштейна- Барр), дозы инфекта, иммунного статуса организма и др. В динамике ВИЧ- инфекции можно выделить следующие основные стадии: заражение, латентный период, появление лабораторных признаков инфекции, первичная клиника острой вирусной (ретровирусной) инфекции (эта стадия может отсутствовать), клинический СПИД (иммунодефицит плюс индикаторные болезни). Особое значение имеет выявление лабораторных признаков ВИЧ- инфекции. Можно выделить три типа инкубации: - вирусологическую ( от инфицирования до определения в крови вируса или его антигенов) - в среднем 2 - 4 недели; - серологическую (от заражения до сероконверсии - появления положительных серологических результатов) - в среднем 8 - 12 недель; - СПИД - инкубацию (равно или более 10 лет). Безусловный иммунологический критерий СПИДа - снижение CD4+ лимфоцитов до 200 клеток в микролитре. Лабораторная диагностика. Лабораторная диагностика ВИЧ - инфекции методически базируется на ИФА, иммуноблоте и ПЦР. Основными ее направлениями являются: - выявление антител к ВИЧ; - выявление ВИЧ или его антигенов; - определение изменений в иммунном статусе. Для выявления антител применяют ИФА с различными тест - системами (лизатными, рекомбинантными, пептидными антигенами ВИЧ-1 и ВИЧ-2). Основная проблема - ложноположительные результаты (перекрестная реактивность gp120, CD4+ рецепторов, белков HLA II класса и др.). Поэтому исследования в ИФА проводят как правило с использованием параллельно нескольких различных тест - систем. Иммуноблот чаще применяют как подтверждающий тест для выявления антител к отдельным белкам ВИЧ. Антитела к основным внутренним белкам (р17, р24) обнаруживают у 70% инфицированных и примерно у половины больных СПИДом. В иммуноблоте чаще всего выявляются антитела к gp41 (до 85%) и gp160 (до 100%). В ранние сроки используют выявление в ИФА антигена р24. Наиболее чувствительным методом выявления ВИЧ является ПЦР - диагностика. Основным клинико - лабораторным показателем диагностики СПИДа у ВИЧ - инфицированных является определение количества CD4+ лимфоцитов. Уровень ниже 200 клеток/мкл является основным критерием СПИДа. Лечение является одним из наиболее актуальных и до настоящего времени не решенных проблем ВИЧ - инфекции. Теоретически наиболее оправдано применение препаратов, ингибирующих обратную транскрипцию - зидовудин, азидотимидин, диданозин, ставудин и др. Вакцины против ВИЧ находятся в стадии разработки. С учетом высокой изменчивости вируса это очень сложная задача. Медленные вирусные инфекции. История открытия. Возбудители, их классификация. Механизм развития медленных инфекций и патогенез. Эпидемиология, характеристика заболеваний. Прионы и их роль в развитии медленных инфекций. Медленные вирусные инфекции характеризуются следующими признаками: |